Plano estratégico para implementação de cavernas de sal para armazenamento de CO2.
| Ano de defesa: | 2024 |
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| Tipo de documento: | Tese |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
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| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3135/tde-24022025-090427/ |
Resumo: | A produção offshore de petróleo e gás no Brasil enfrenta desafios tecnológicos significativos, especialmente quanto à destinação do CO gerado na extração de gás natural nos campos do pré-sal. Uma das principais estratégias para reduzir essas emissões é a neutralização do CO resultante da queima de combustíveis fósseis, com a captura e armazenamento de carbono (CCS) em formações geológicas, como cavernas de sal, sendo uma tecnologia promissora e escalável. Esta pesquisa avaliou os níveis de prontidão tecnológica (TRL) das principais tecnologias envolvidas no CCS e propôs um plano estratégico detalhado, embasado em um modelo de programação inteira mista (MIP), para implementar a construção de cavernas de sal offshore em águas ultraprofundas, fazendo uma análise de viabilidade do projeto, proporcionando suporte à tomada de decisão, mapeamento de riscos e redução de emissões de CO, mesmo diante de incertezas nos dados. Os resultados da pesquisa incluíram a identificação dos itens mais críticos para a implementação de um projeto de confinamento e separação de CO do gás natural em cavernas de sal, abordando decisões estratégicas como a seleção de locais, alocação de recursos e cronograma de construção. O objetivo foi minimizar os custos de construção das cavernas necessárias para atingir as metas de armazenamento de CO. O estudo também tratou dos desafios ambientais e geomecânicos associados à construção e operação dessas cavernas. Através do Gurobi Optimizer, o modelo explorou diferentes cenários, demonstrando como o número de cavernas e os custos variam de acordo com as metas estabelecidas, oferecendo soluções práticas e inovadoras com impacto direto na redução de emissões e no potencial de comercialização de créditos de carbono. Além disso, o modelo fornece suporte estratégico tanto para formuladores de políticas públicas quanto para tomadores de decisão da indústria, destacando a importância de tecnologias de baixo carbono para o cumprimento das metas climáticas globais. A pesquisa promoveu uma solução economicamente viável e alinhada aos princípios ESG, reforçando a integração de práticas sustentáveis com o desenvolvimento de soluções inovadoras para mitigar as mudanças climáticas. |
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Plano estratégico para implementação de cavernas de sal para armazenamento de CO2.Strategic plan for implementation of CO2 storage salt caverns.Aquecimento globalCavernas de salCCSCCSESGESGGlobal warmingMixed integer programmingOptimizationPré-salPre-saltPrograma inteira mistaSalt cavernsA produção offshore de petróleo e gás no Brasil enfrenta desafios tecnológicos significativos, especialmente quanto à destinação do CO gerado na extração de gás natural nos campos do pré-sal. Uma das principais estratégias para reduzir essas emissões é a neutralização do CO resultante da queima de combustíveis fósseis, com a captura e armazenamento de carbono (CCS) em formações geológicas, como cavernas de sal, sendo uma tecnologia promissora e escalável. Esta pesquisa avaliou os níveis de prontidão tecnológica (TRL) das principais tecnologias envolvidas no CCS e propôs um plano estratégico detalhado, embasado em um modelo de programação inteira mista (MIP), para implementar a construção de cavernas de sal offshore em águas ultraprofundas, fazendo uma análise de viabilidade do projeto, proporcionando suporte à tomada de decisão, mapeamento de riscos e redução de emissões de CO, mesmo diante de incertezas nos dados. Os resultados da pesquisa incluíram a identificação dos itens mais críticos para a implementação de um projeto de confinamento e separação de CO do gás natural em cavernas de sal, abordando decisões estratégicas como a seleção de locais, alocação de recursos e cronograma de construção. O objetivo foi minimizar os custos de construção das cavernas necessárias para atingir as metas de armazenamento de CO. O estudo também tratou dos desafios ambientais e geomecânicos associados à construção e operação dessas cavernas. Através do Gurobi Optimizer, o modelo explorou diferentes cenários, demonstrando como o número de cavernas e os custos variam de acordo com as metas estabelecidas, oferecendo soluções práticas e inovadoras com impacto direto na redução de emissões e no potencial de comercialização de créditos de carbono. Além disso, o modelo fornece suporte estratégico tanto para formuladores de políticas públicas quanto para tomadores de decisão da indústria, destacando a importância de tecnologias de baixo carbono para o cumprimento das metas climáticas globais. A pesquisa promoveu uma solução economicamente viável e alinhada aos princípios ESG, reforçando a integração de práticas sustentáveis com o desenvolvimento de soluções inovadoras para mitigar as mudanças climáticas.The offshore production of national oil and gas faces technological challenges, one of which is the disposal of CO2 from the production of natural gas from the pre-salt fields of the Brazilian continental shelf. One of the main strategies to reduce emissions is the neutralization of CO2 resulting from the combustion of fossil fuels, and one of the potentially scalable technologies for this is CO2 capture and storage (CCS) in geological formations such as salt caverns. This research analyzed the technological readiness levels of the main technologies used in the CCS system and proposed a strategic plan with a feasibility analysis for the construction of offshore salt caverns in ultra-deep waters for CO2 storage based on a mixed integer programming (MIP) model, executing a feasibility study for the project\'s viability, supporting the decision-making process, risk mapping, and CO2 emissions reduction, even under conditions of data uncertainty. The result included the identification of the most critical items needed for the implementation of a project for confinement and separation of CO2 from natural gas in ultra-deep offshore salt caverns; location decisions; resource level definitions; and construction schedule. The objective was to minimize the construction costs of as many caverns as necessary to achieve the desired amount of CO2 storage. The study addressed the environmental and geomechanical challenges related to the construction and operation of these caverns. The optimization model, solved with Gurobi Optimizer, explored different scenarios of CO storage targets, demonstrating how the number of caverns and costs vary according to the defined targets. It identified practical solutions to real challenges, providing an innovative approach with a direct impact on reducing emissions and enhancing the commercialization of carbon credits. The model offers strategic support to public policymakers and decision-makers, highlighting the importance of low-carbon technologies in meeting global climate goals. In addition, the research promoted an economically viable solution for CO storage that is aligned with ESG principles.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPMendes, André BergstenGoulart, Mariana Barbero Ribeiro2024-09-27info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3135/tde-24022025-090427/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2025-02-24T14:41:02Zoai:teses.usp.br:tde-24022025-090427Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212025-02-24T14:41:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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