(a) Características do processo de produção
Processo de Produção
Origem e detentores da tecnologia utilizada no processo de produção da Companhia A Companhia é uma empresa integrada de geração de energia elétrica e exploração e produção de petróleo e gás natural (“Upstream”). Para tal, no âmbito de suas atividades, a Companhia utiliza equipamentos, tecnologias e sistemas de processos adquiridas e/ou licenciadas de terceiros, conforme aplicável. Tratam-se de fornecedores especializados no ramo de atuação da Companhia, tais como, General Eletric do Brasil Ltda., Wartsila Brasil Ltda., Halliburton Serviços Ltda., Schlumberger Serviços de Petróleo Ltda., dentre outros.
Seguem abaixo as principais informações sobre o nosso processo produtivo, incluindo os principais processos e equipamentos utilizados:
(i) Geração de Energia Elétrica
Geração Fotovoltaica
Na usina solar (UFV) Tauá, energia elétrica em corrente contínua é gerada pela incidência de luz solar em painéis de silício policristalino. Esse fenômeno físico é denominado efeito fotovoltaico. Os painéis são eletricamente conectados em série e a corrente contínua gerada é transformada em corrente alternada por inversores de frequência que se conectam à rede de distribuição elétrica local por transformador elevador.
Geração Síncrona
Nas usinas termelétricas (UTEs), energia elétrica alternada é gerada em geradores síncronos (alternadores) trifásicos de excitação estática. Os geradores são conectados à rede de transmissão por transformadores elevadores que convertem a tensão de geração à tensão da rede. A geração de energia se dá pela aplicação de potência (torque × velocidade) no eixo dos geradores em sentido contrário ao torque motriz que a rede induz nos geradores. As características do fluxo de potência injetada na rede dependem da intensidade da potência de acionamento do eixo dos geradores (convencionalmente denominada força contra-eletromotriz) e da forma de excitação do gerador.
As usinas termelétricas se diferenciam pela combinação de equipamentos (prime movers) que acionam seus geradores, como segue:
UTE Turbina a Gás Acionamentos (Quantidade e Tipo) Turbina a Vapor Motor
Parnaíba I 4 - - Parnaíba II 2 1 - Parnaíba III 1 - 1 Parnaíba IV - 3 Itaqui 1 - Pecém II - 1 Turbina a Gás
É um equipamento que converte a energia química do combustível em energia mecânica que aciona um gerador em um ciclo termodinâmico denominado ciclo Brayton. As turbinas a gás operadas pela Companhia consomem gás natural e são compostas por um compressor, um combustor e uma turbina propriamente dita. O compressor aspira ar atmosférico filtrado e o
comprime, aumentando sua pressão e sua temperatura. O ar comprimido alcança o combustor, onde é injetado o gás natural e onde ocorre a combustão.
O processo de combustão gera calor e aumenta o volume de gás no processo. A expansão dos gases de combustão na turbina produz energia suficiente para acionar o compressor e o gerador. Ressalta-se que, na descarga da turbina, os gases ainda possuem temperatura elevada o suficiente para permitir seu aproveitamento em geração de energia adicional.
Quando os gases são descarregados para a atmosfera sem aproveitamento da energia térmica residual, diz-se que a turbina a gás opera em ciclo aberto, i.e. em ciclo Brayton apenas. Quando, antes de serem descarregados na atmosfera, os gases da combustão passam por um gerador de vapor para recuperar sua energia térmica, diz-se que a turbina a gás opera em ciclo fechado ou ciclo combinado porque o vapor gerado tem capacidade de gerar energia elétrica adicional em uma turbina a vapor.
Turbina a Vapor
É um equipamento que converte a entalpia de vapor superaquecido em energia mecânica que aciona um gerador em um ciclo termodinâmico denominado ciclo Rankine. Vapor superaquecido é injetado na turbina e, à medida em que expande pelos estágios da turbina, a entalpia do vapor é convertida em energia mecânica. A eficiência de conversão é, principalmente, função entre a entalpia de admissão na turbina e a entalpia de saída. Como a entalpia é uma medida de energia que depende do estado do vapor, na prática, a eficiência de uma turbina a vapor depende da diferença de temperatura/pressão entre a admissão e a saída da turbina – a entrada no condensador. A potência da turbina depende da vazão mássica de vapor.
Como mencionado, é possível utilizar a energia térmica da exaustão de uma turbina a gás para gerar vapor a ser expandido em uma turbina a vapor. Usinas termelétricas que possuem capacidade de geração baseada em um ciclo a vapor (ciclo Rankine) acoplado à geração de uma turbina a gás (ciclo Brayton) são ditas de ciclo combinado.
Geração de Vapor
O vapor utilizado para geração em ciclo Rankine opera em ciclo fechado, isto é, o vapor superaquecido que expande na turbina a vapor é condensado em um condensador, bombeado e aquecido até o estado em que será readmitido na turbina a vapor. Há várias formas de aquecer o condensado e gerar vapor utilizando energia térmica de uma fonte externa ao ciclo Rankine. Como mencionado, em uma termelétrica que opera com gás natural, a forma mais eficiente de aproveitamento da energia da combustão do gás é gerando vapor em um recuperador de calor dos gases de exaustão de turbinas a gás. O equipamento onde o vapor é gerado chama-se caldeira de recuperação ou HRSG (heat recovery steam generator).
Em usinas termelétricas a carvão, o carvão mineral é queimado em uma caldeira (boiler). Nas usinas a carvão da Companhia, o carvão mineral é recebido em navios e descarregado para um pátio (stockyard) onde é armazenado. Do estoque, o carvão mineral é transportado para ser pulverizado em moinhos (grinding mills) e soprado para o interior de uma caldeira em queimadores que injetam também o ar necessário para sustentar a combustão. O interior da caldeira é revestido por tubos metálicos por onde circula a água que absorve o calor da combustão e se converte em vapor. Nesse arranjo, os gases da combustão, após transmitirem sua energia térmica para o vapor, são tratados e descarregados na atmosfera.
Motor a Gás
É um equipamento que converte a energia química do combustível em energia mecânica que aciona um gerador em um ciclo termodinâmico denominado ciclo Otto. Os motores estacionários de combustão interna operados pela Companhia são turbocomprimidos (turbocharged) de quatro tempos e têm ignição por centelha (spark ignition).
7.3 - Informações sobre produtos e serviços relativos aos segmentos operacionais
Durante o ciclo de admissão, uma mistura de ar e gás natural é aspirada pelo movimento do pistão no cilindro. O pistão inicia um movimento ascendente e a mistura é comprimida. Próximo ao fim de curso do pistão o centelhamento da vela de ignição inicia a combustão e o aumento de pressão dentro do cilindro produz trabalho ao empurrar o pistão em movimento descendente. Finda a combustão, o pistão completa o quarto ciclo e, ao ascender, exaure os produtos da combustão. A entalpia dos gases ainda é aproveitada após o coletor de exaustão para acionar uma turbina que, por sua vez, aciona um compressor que comprime o ar de admissão, aumentando a eficiência do ciclo.
(ii) Upstream
O processo de exploração e produção de petróleo e gás natural é sumarizado na figura abaixo.
A cadeia do petróleo e gás natural se dedica a: (i) descobrir acumulações ou campos de óleo e/ou gás natural; (ii) avaliar ou dimensionar as descobertas; (iii) construir os sistemas de produção ou desenvolver os campos; (iv) produzir petróleo e gás natural e; (v) comercializar os produtos da produção (óleo, gás natural e condensados).
As atividades de exploração, desenvolvimento da produção e produção de petróleo e gás natural (“Atividades de E&P”) são iniciadas com pesquisas geológicas e trabalhos sísmicos para identificação de possíveis locações com potencial de descoberta de hidrocarbonetos. Uma vez realizados estes trabalhos e pesquisas, começa o processo de perfuração de poços exploratórios para confirmar a existência ou não das acumulações mapeadas e a qualidade do óleo ou gás existente. Caso exista um resultado positivo de uma perfuração exploratória, delimita-se a descoberta realizada por meio de perfurações de poços de extensão e eventuais testes de longa duração. Ao fim deste trabalho de avaliação da descoberta, será possível se obter uma melhor estimativa do volume de hidrocarboneto existente e, caso seja confirmada a viabilidade econômica da mesma, a Companhia poderá começar a desenvolver essas reservas após sua respectiva declaração de comercialidade e entrega do Plano de Desenvolvimento.
No caso da Companhia, o prazo para que uma atividade de exploração bem-sucedida seja refletida no aumento das reservas é de pelo menos três anos (como nos casos dos Campos de Gavião Real e Gavião Azul), enquanto o prazo para que as atividades de produção sejam iniciadas é de pelo menos cinco anos (caso de Gavião Real).
A localização do campo exerce influência no tempo de duração dos prazos acima citados. O desenvolvimento de um campo localizado em terra é mais simples se comparado ao dos campos localizados no mar. No mar, são necessárias plataformas de produção, as quais, em geral, apresentam maior complexidade e maior custo, tornando mais longo o tempo para implantação do projeto.
Além disto, o processo de produção de um campo poderá exigir a utilização de procedimentos de elevação artificial, de implantação de sistemas de injeção de água, de gás ou de outros produtos, que buscam aumentar a vazão de hidrocarbonetos e o fator de recuperação final deste campo (porcentagem recuperada de hidrocarbonetos em relação ao volume in situ, isto é, em subsuperfície).
A título exemplificativo, o Campo de Gavião Real, um dos ativos produtores da Companhia localizado na Bacia do Parnaíba, em terra (onshore), possui atualmente um total de 24 poços destinados à produção e dois poços para descarte de água produzida. O sistema de coleta da
produção é composto por manifolds (que consiste em válvulas de controle para vazão dos poços), projetados para reunir as linhas de surgência de grupos de poços produtores, e de linhas que coletam e enviam o gás produzido destes manifolds até a Unidade de Tratamento de Gás (“UTG”). A UTG possui uma capacidade nominal para processar até 8,8 milhões m³/dia de gás natural, 190 m³/dia de condensado e 1.050 m³/dia de água. Desta estação de tratamento foi construído um duto que escoa o gás natural até o ponto de entrega para as UTEs, localizadas próximo à estação.
A UTG foi projetada para receber a produção de gás natural dos demais campos descobertos pela Companhia na Bacia do Parnaíba e atender aos contratos de compra e venda de gás natural celebrados com as UTEs, os quais são de longo prazo.
Comercialização de Energia
Nesse segmento não há uma produção de um bem tangível. A atividade de comercialização de energia elétrica envolve a aquisição de energia para comercialização através do mercado livre, por meio da celebração de contratos bilaterais com empresas de energia e compra de energia em leilões públicos, e revenda de energia elétrica para Consumidores Livres (conforme definido no item 7.5(a) deste Formulário de Referência). O item 7.3(c) abaixo contém mais informações sobre a referida atividade.
Comparação entre a Produção Anual e a Capacidade Instalada
Segue abaixo quadro que evidencia a capacidade instalada de nossas usinas termelétricas e usina solar, bem como a produção das referidas usinas nos períodos de seis meses encerrados em 30 de junho de 2017 e 2016 e nos exercícios sociais encerrados em 31 de dezembro de 2016, 2015 e 2014:
Usinas
Capacidade
Instalada Energia bruta gerada (GWh)
Período de seis meses findos em 30
de junho de 2017 Exercícios sociais encerrados em 31 de dezembro de 2016
2017 2016 2016 2015 2014 Parnaíba I (1) 675,20 392 2.403 4.770 4.780 5.243 Parnaíba II(2) 518,80 910 6 2.147 - - Parnaíba III(3) 178,21 2 444 874 1.123 1.071 Parnaíba IV 56,28 0 149 216 410 398 Itaqui 360,14 126 989 1.789 2.404 2.301 Pecém II 365,00 1.181 1.363 2.018 2.575 2.885 Tauá 1,00 0,722 0,737 1,602 1,599 1,520 Total 2.154,63 2.611,12 5.354,12 11.817,00 11.293,98 11.897,65
(1) Compreende as UTEs Maranhão IV e V (2) Compreende a UTE Maranhão III (3) Compreende a UTE MC2 Nova Venécia 2
Segue abaixo quadro que evidencia a capacidade instalada (capacidade de produção) das subsidiárias da Companhia no segmento de negócios Upstream, bem como a produção efetiva de cada uma das subsidiárias nos períodos de seis meses encerrados em 30 de junho de 2017 e 2016 e nos exercícios sociais encerrados em 31 de dezembro de 2016, 2015 e 2014: