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Type: Tese
Title: Evaluating strategies for monetizing the natural gas supply in Brazil - the role of storage, liquid processing and conversion to hydrogen
Author(s)/Inventor(s): Santos, Ricardo Moreira dos
Advisor: Szklo, Alexandre Salem
Co-advisor: Lucena, André Frossard Pereira de
Abstract: A tese define três estratégias de monetização das reservas de gás natural (GN) no Brasil e é dividida em três artigos, dois publicados e um submetido para avaliação. No primeiro artigo, submetido, opções de processamento de GN foram avaliadas comparando a produção de combustíveis ou petroquímicos. Uma unidade de processamento GN foi projetada usando o software “DWSIM” e foi realizado um cálculo de VPL estocástico. Foi realizada uma avaliação de mercado para avaliar as principais barreiras nessa área. O segundo artigo, publicado, avalia a custo-efetividade da estocagem subterrânea de GN para rentabilizar recursos de gás natural onshore. Gasodutos foram projetados usando o software Pipeline Studio. O terceiro artigo, publicado, trata da transição energética por meio do uso de H2 azul produzido por reforma a vapor do metano (SMR). Partindo de previsões de produção de GN avaliou-se a produção potencial de H2 e elaborou-se uma estratégia para estimular o mercado de H2 usando as capacidades ociosas de reforma e de transporte de gás natural. Os resultados mostram que as três estratégias podem eventualmente ser associadas e produzir resultados positivos. A produção de líquidos é viável tanto para combustíveis quanto para petroquímicos. O teste de mercado indica desafios para petroquímicos no Brasil, no entanto. A estocagem subterrânea é uma opção viável para o desenvolvimento da indústria de GN, oferece redução de custos e tarifas no projeto de dutos, sendo relevante para a formação de hubs. Finalmente, a produção de hidrogênio azul parece possível quando o CO2 gerado nas instalações de SMR são usados para estimular a produção de petróleo com recuperação avançada de petróleo. Embora essas estratégias tenham apresentado resultados promissores, as condições institucionais no Brasil mudaram recentemente e devem ser analisadas antes de considerar investimentos.
Abstract: This thesis defines three strategies for monetizing natural gas reserves in Brazil and it is divided into three papers, two published and one submitted. In the first paper, submitted, Natural Gas processing options were assessed by comparing fuel or petrochemical options. A natural gas processing unit was designed using the open-source software “DWSIM” and a financial stochastic net present value was calculated. In the end a market crash evaluation was performed based on the main barriers in this field. The second paper, published, evaluates the cost-effectiveness of Underground gas storage facilities as strategy to monetize onshore natural gas resources. Gas pipelines were designed using the software Pipeline Studio by Emerson. The third paper, published, develops a strategy for transitioning from fossil fuels to hydrogen, based on the use of blue hydrogen produced in Steam methane reforming process. A global strategy applying natural gas production forecasts assessed potential hydrogen production and addressed a strategy for stimulating the hydrogen market using idle capacity and natural gas transport capacity. Findings show that the three strategies can be associated and produce positive results. Natural Gas Liquids strategy is feasible for both fuels and petrochemicals. The market crash test indicated sever restrictions for petrochemicals in Brazil, tough. UGS facilities are feasible options for developing the NG industry and offer costs and tariff reduction when designing pipelines and are relevant for hub formation. Finally blue hydrogen production seems possible when CO2 generated in Steam Methane Reforming facilities are used in Enhanced Oil Recovery. Although these strategies showed promising results, institutional conditions in Brazil have recently changed and need evaluation before considering investments.
Keywords: Gás natural
Indústria petroquímica
Energia
Armazenamento de gás
Hidrogênio
Transição energética
Natural gas industry
Petrochemical industry
Energy industries
Hydrogen
Energy transition
Subject CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE PRODUCAO::ENGENHARIA ECONOMICA
Program: Programa de Pós-Graduação em Planejamento Energético
Production unit: Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia
Publisher: Universidade Federal do Rio de Janeiro
Issue Date: Sep-2021
Publisher country: Brasil
Language: eng
Right access: Acesso Aberto
Citation: SANTOS, Ricardo Moreira dos. Evaluating strategies for monetizing the natural gas supply in Brazil - the role of storage, liquid processing and conversion to hydrogen. 2021. 167 f. Tese (Doutorado) - Programa de Pós-Graduação em Planejamento Energético, COPPE, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2021.
Appears in Collections:Planejamento Energético

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