Unidade III: Recursos Energéticos Não Unidade III: Recursos Energéticos Não RenováveisRenováveis

3.2. Xisto3.2. Xisto

3.2.1 - Origem3.2.1 - Origem

3.2.2 - Processo produtivo e Usos 3.2.2 - Processo produtivo e Usos

3.3.3 - Eficiência Energética 3.3.3 - Eficiência Energética

3.3.4 - Impactos Ambientais 3.3.4 - Impactos Ambientais

Histórico de UsoHistórico de Uso

O xisto betuminoso é usado como combustível desde os tempos pré-históricos, já que queima sem nenhum processamento.

A primeira patente britânica para extração de óleo de xisto betuminoso foi garantida a Becker e Serle em 1684.

A mineração industrial moderna teve início em 1837 em Autun, França, seguida pela exploração na Escócia, Alemanha e vários outros países.

Usos industriaisUsos industriais

Durante o século 19 foi utilizado na produção de querosene, óleo de lamparina e parafina; esses produtos ajudaram a suprir a demanda crescente por iluminação que aumentou durante a Revolução Industrial.Óleo combustível, lubrificante, graxa e sulfato de amônio também foram produzidos.A indústria européia de xisto betuminoso expandiu imediatamente antes da Primeira Guerra Mundial devido ao acesso limitado à recursos convencionais de petróleo e à produção em massa de automóveis e caminhões, que levou a um aumento no consumo de gasolina.

Altos e baixos da produçãoAltos e baixos da produção

Após a Segunda Guerra Mundial, a maioria dos países Após a Segunda Guerra Mundial, a maioria dos países abandonou seus projetos devido aos altos custos de abandonou seus projetos devido aos altos custos de processamento e à disponibilidade de petróleo barato.processamento e à disponibilidade de petróleo barato.Seguindo a crise do petróleo de 1973, a produção Seguindo a crise do petróleo de 1973, a produção mundial de xisto betuminoso alcançou um pico de 46 mundial de xisto betuminoso alcançou um pico de 46 milhões de toneladas em 1980 antes de cair para 16 milhões de toneladas em 1980 antes de cair para 16 milhões de toneladas em 2000, devido à competição da milhões de toneladas em 2000, devido à competição da superabundância de petróleo convencional dos anos 80.superabundância de petróleo convencional dos anos 80.Em 2 de maio de 1982, também conhecido como Em 2 de maio de 1982, também conhecido como Domingo Negro, a Exxon cancelou seu projeto de 5 Domingo Negro, a Exxon cancelou seu projeto de 5 bilhões de dólares, perto de Parachute, Colorado, bilhões de dólares, perto de Parachute, Colorado, devido aos baixos preços do petróleo e ao aumento de devido aos baixos preços do petróleo e ao aumento de despesas, demitindo mais de 2.000 de trabalhadores, despesas, demitindo mais de 2.000 de trabalhadores, deixando um rastro de execuções hipotecárias e deixando um rastro de execuções hipotecárias e pequenos negócios que foram à falência.pequenos negócios que foram à falência.

Produção de xisto betuminoso em milhões de toneladas métricas, de 1880 a 2000

Caracterizando o “xisto” Caracterizando o “xisto” betuminosobetuminoso

O xisto betuminoso é uma rocha sedimentar de grão fino, rica em material orgânico, contendo querogênio (parte insolúvel da matéria orgânica modificada por ações geológicas, formado dos lipídios, proteínas e carboidratos, dos seres vivos) a partir do qual hidrocarbonetos líquidos chamados de óleo de xisto podem ser produzidos.

O óleo de xisto é um substituto para o petróleo convencional; contudo, a extração do óleo de xisto do xisto betuminoso é mais caro (tanto economicamente quanto devido aos impactos ambientais).

Depósitos de xisto betuminoso são freqüentes em todo o mundo. As estimativas de depósitos globais vão de 2,8 a 3,3 trilhões de barris de óleo recuperável.

Definindo xisto betuminosoDefinindo xisto betuminoso

é uma rocha sedimentar rica em material orgânico que pertence ao grupo

dos combustíveis provenientes do sapropel (sedimento escuro rico em

matéria orgânica).

Não tem uma definição geológica definida nem uma fórmula química

específica, variam consideravelmente em seu conteúdo mineral,

composição química, idade, tipo de querogênio, história deposicional,

sendo que nem todos os xistos betuminosos são estritamente classificados

como folhelhos.

Nesse sentido, são um termo econômico. Suas características em comum

são a baixa solubilidade em solventes orgânicos de baixo ponto de

ebulição e a geração de produtos líquidos orgânicos em decomposição

térmica.

Diferenças em comparação ao Diferenças em comparação ao petróleopetróleo

O xisto betuminoso se difere do betume impregnado (óleo O xisto betuminoso se difere do betume impregnado (óleo extrapesado e rochas de reservatório de petróleo), carvão extrapesado e rochas de reservatório de petróleo), carvão húmico e húmico e folhelhosfolhelhos carbonáceos. Enquanto o óleo extrapesado carbonáceos. Enquanto o óleo extrapesado se origina da biodegradação do óleo, calor e pressão não tem se origina da biodegradação do óleo, calor e pressão não tem (ainda) transformado o querogênio do xisto betuminoso em (ainda) transformado o querogênio do xisto betuminoso em petróleo, significando que sua maturação ainda não alcançou a petróleo, significando que sua maturação ainda não alcançou a fase da intensa geração de hidrocarbonetos líquidosfase da intensa geração de hidrocarbonetos líquidosO xisto betuminoso contêm uma baixa porcentagem de material O xisto betuminoso contêm uma baixa porcentagem de material orgânico, se comparado com o carvão. No ramo comercial do orgânico, se comparado com o carvão. No ramo comercial do xisto betuminoso, a proporção de material orgânico em relação xisto betuminoso, a proporção de material orgânico em relação ao material mineral vai de aproximadamente 0,75:5 a 1,5:5. Ao ao material mineral vai de aproximadamente 0,75:5 a 1,5:5. Ao mesmo tempo, o material orgânico no xisto betuminoso tem mesmo tempo, o material orgânico no xisto betuminoso tem uma razão atômica de hidrogênio para carbono (H/C) de uma razão atômica de hidrogênio para carbono (H/C) de aproximadamente 1,2 a 1,8 vezes menor que o óleo cru e cerca aproximadamente 1,2 a 1,8 vezes menor que o óleo cru e cerca de 1,5 a 3 vezes maior que o carvão.2 11 18de 1,5 a 3 vezes maior que o carvão.2 11 18

Origem do xisto betuminosoOrigem do xisto betuminoso

Os componentes orgânicos do xisto betuminoso são derivados de uma variedade de organismos, tais como restos de alga, esporos, pólen, cutículas vegetais e pequenos fragmentos de plantas lenhosas, e os restos celulares de outras plantas aquáticas e terrestres A matéria mineral no xisto betuminoso inclui vários silicatos de grão fino e carbonatos. A matriz inorgânica pode conter quartzos, feldspatos, argilas (principalmente ilita e clorita), carbonatos (calcita e dolomitas), pirita e alguns outros minerais.

Possibilidades de extraçãoPossibilidades de extraçãoAssim como as rochas reservatório de óleos convencionais, o xisto betuminoso é encontrado em todas as províncias petrolíferas mundiais, apesar de geralmente encontrado muito profundamente para a exploração comercial.

Como todos os recursos provenientes do óleo e gás, analistas fazem a distinção entre recursos e reservas de xisto betuminoso.

"Recursos" se refere a todos os depósitos de xisto betuminoso, enquanto a palavra "reservas" representa os depósitos que os produtores conseguem extrair em quantidade suficiente para comércio, com a tecnologia existente.

Já que as tecnologias de extração se desenvolvem continuamente, pode-se somente estimar a quantidade de querogênio recuperável

Países produtoresPaíses produtoresSomente 33 países possuem depósitos conhecidos economicamente

viáveis.

Os depósitos bem explorados, potencialmente classificáveis como

reservas, estão no oeste dos Estados Unidos, na Austrália, na Suécia e

Estônia, na Jordânia, França, Alemanha, Brasil, China, sul da Mongólia

e Rússia. Estes depósitos têm dado origem a expectativas de extração de

pelo menos 40 litros de óleo de xisto, por tonelada de xisto betuminoso.

Uma estimativa de 2005 estabelece o total mundial de recursos de xisto

betuminoso em 411 gigatoneladas — equivalente à produção de 2,8 a 3,3

trilhões de barris.

Os Estados Unidos possuem a maior reserva mundial de xisto, seguidos

pelo Brasil, Estônia, China e Rússia. O Brasil possui um dos maiores

volumes de xisto, com reservas de 1,9 bilhão de barris de óleo.

Extração do óleoExtração do óleo

Aquecendo-se o xisto betuminoso à uma temperatura suficientemente alta ocorre o processo químico da pirólise para se obter um vapor.

Com o resfriamento do vapor, o óleo de xisto é separado do gás de xisto (o gás pode se referir também ao que ocorre naturalmente em folhelhos).

O xisto betuminoso pode ser também queimado diretamente em fornalhas para se tornar um combustível de baixo poder de geração de energia, servindo também para a calefação urbana ou como matéria-prima na indústria química e na construção de materiais de processamento.

Oscilação da extração e impactos ambientais

O xisto betuminoso ganha uma atenção especial como uma potencial

fonte abundante de óleo sempre que o preço do petróleo sobe.

A extração e o processamento do xisto betuminoso aumenta uma

série de preocupações ambientais, tais como o uso da terra, o manejo

do lixo, o uso da água, o tratamento da água, a emissão dos gases

estufa e a poluição do ar.

Rocha com óleo de xisto na Estonia:

Tipos de extraçãoTipos de extração

►Lavras a céu abertoRochas próximas à superfície, óleo menos maduro disseminado em meio à rocha: desmatamento, escavações, rebaixamento de cota, grandes volumes de rejeitos (solo e água de lavagem do solo).

Tipos de extraçãoTipos de extração► Fraturamento hidráulico de rochas subterrâneasRochas muito profundas, gás e óleo mais maduro (petróleo) disseminados em meio à rocha: poços de perfuração, injeção de água com areia e produtos químicos (ácidos, anticorrosivos, redutores de atrito), grandes volumes de águas de injeção contaminadas, contaminação de aquíferos, subsidência e tremores

Problemas ambientaisProblemas ambientais

► Junto com a água pressurizada, também é bombeada uma série de substâncias químicas cuja composição incluiria, por exemplo, ácidos como os usados em lavagem de piscinas, anticorrosivos, redutores de atrito e agentes químicos que facilitam a saída dos fluidos.

► O baixo tempo de vida de cada poço também preocupa. O processo se aproxima mais da mineração do que da extração de gás convencional. A vida útil de cada perfuração é de apenas alguns anos, depois é preciso migrar para um ponto mais adiante e furar novamente. Não se sabe nem se todo o gás do local é retirado antes de ele ser abandonado.

► Enorme quantidade de água necessária para a exploração do gás. o que fazer com os rejeitos, o líquido que retorna do interior da terra junto com o gás repleto de substâncias químicas?

► Possível contaminação de lençóis freáticos e aquíferos. ► Possibilidade de provocar terremotos – casos suspeitos já foram

detectados em países como Inglaterra e Estados Unidos.