Aspectos ambientais e MMV (Monitoramento, Medição e Verificação)

1. Aspectos ambientais e MMV (Monitoramento, Medição e Verificação) Workshop "Produção regional de combustíveis limpos a partir do carvão no RS" Porto Alegre, 4 de março de 2009 REALIZAÇÃO: Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul – PUCRS Centro de Excelência em Pesquisa sobre Armazenamento de Carbono - CEPAC APOIO: Petrobras Agência Nacional de Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis - ANP Rede Carvão

2. AGENDA • Potenciais impactos ambientais (positivos X negativos) das atividades de CBM, ECBM e UCG. • Cenários de vazamento de CO2 e/ou outras substâncias & Gerenciamento de risco; • Monitoramento, Medição e Verificação (MMV) • Medidas de segurança e planos de contenção/remediação

3. 1 - Potenciais impactos ambientais positivos do CBM, ECBM e UCG Redução de emissões de GEE (fato) – Minimizar o aquecimento global (possibilidade) Produção de combustíveis limpos a partir de fontes fósseis (sustentabilidade)

4. Riscos em atividades de CBM, ECBM e UCG 1 - Potenciais impactos negativos do CBM, ECBM e UCG (Riscos associados à atividade) • Risco local • - Efeitos da concentração elevada de CO2 e de outras substâncias em ambientes superficiais; • Contaminação de aqüíferos de água doce; • Deslocamento de fluidos para outros ambientes devido à injeção. • Risco global • Grande vazamento de CO2 para atmosfera, acentuando as mudanças climáticas (probabilidade muito baixa)

5. Impactos do CO2 na água (aqüíferos e lençol freático) Quando em meio aquoso, forma ácido carbônico (H2CO3) • Acidificação de aqüíferos de água doce e do lençol freático (poços); • Morte de microorganismos presentes no subsolo (reservatório e ambientes adjacentes); • Contaminação da zona vadosa, afetando raízes de plantas e a biota local;

6. 2 - Cenários de vazamento (Leakage X Seepage) Sally Benson (LBNL)

7. 2 - Gerenciamento de risco • Pré-Injeção- Caracterização do site;- Análise de risco de longoprazo;- Monitoramento de background;- Análise de medidas de remediação; • Operação- Predição de curto-prazo (modelosrefinados);- Monitoramentoostensivoparavalidarmodelos e verificaroperacionalidade, • Abandono- Nova análise de risco de longoprazo;- Decisão sobre MMV de longoprazo • Pós-abandono- Novas análises e transferência de responsabilidade (expectativa de vida de umaempresa é curta)- MMV específico, se necessário • Seleção de site • 2. Análise de risco • 3. MMV • 4. Plano de remediação

8. 3 - Monitoramento, Medição e Verificação (MMV) • Questões de Saúde, Meio Ambiente e Segurança (SMS); • Responder questões levantadas por formuladores de política, quando do estabelecimento de instrumentos de regulação da atividade; • Verificar o comportamento da pluma de CO2 e/ou outras substâncias em subsolo; • Validar modelos matemáticos e simuladores de fluxo de CO2 e/ou outras substâncias; • - Promover aceitação pública quanto à tecnologia.

9. As áreas a serem monitoradas não são somente as passíveis de contaminação Áreas impactadas por vazamento de CO2 e/ou outras substâncias • Aquíferos de água doce, causando contaminação de recursos hídricos; • Zona vadosa e solo, afetando a biota local e a vegetação; • Biosfera, através do surgimento na superfície da pluma de CO2 e/ou outras substâncias; • - Atmosfera, quando do aporte de CO2 e/ou outras substâncias em quantidades expressivas, podendo causar danos à saúde humana e de animais.

10. Áreas monitoradas • - Pluma de injeção (reservatório): Não detectará pequenos vazamentos; • Selo e zona acima da injeção: Primeiro indicador. Monitoramento estável de áreas específicas (geologia + análise de risco).; • Aquíferos: Detecta variações de pH e presença de íons carbonatos dissolvidos (amostragem); • Solo e zona vadosa: Elemento dinâmico (variações sazonais de [CO2]) • Biosfera: Elemento dinâmico (impactos graves) • -Atmosfera: Rota improvável para o CO2

11. Uma abordagem efetiva para MMV em projetos de CBM, ECBM e UCG se baseia em quatro estágios: • 1 – Avaliação e planejamento • - Caracterização do site; • - Simulação e modelagem das condições de MMV; • - Planejamento do arranjo e do design das ferramentas empregadas; • 2 – Determinação do (background) – padrão de [CO2] para detectar futuras anomalias

12. Uma abordagem efetiva para MMV em projetos de CBM, ECBM e UCG se baseia em quatro estágios: 3 – Monitoramento operacional durante a fase de injeção - Fase com maiores riscos associados de vazamento (poço de injeção e abandonados). 4 – Layout de monitoramento durante e após a injeção - Componentessuperficiais e subsuperficiais; - Ênfase em zonas de maior risco (com ferramentas adicionais); - Recorrência e duração determinada por parâmetros locais.

13. Técnicas utilizadas em projetos de MMV

14. Técnicas de subsuperfície (geofísica e poços de monitoramento) • Sísmica 4D • Sísmica passiva • Sísmica entre poços • Resistividade entre poços • Tomografia de resistividade • Amostragem de fluidos • GroundPenetration Radar (GPR)

15. MMV para os cenários de vazamento de CO2

16. 4 Medidas de segurança e planos de contenção/remediação • Elementos de risco devem ser priorizados • - Planejamento é a chave: Seleção de site de acordo com rígidos coeficientes de segurança; • - Plano de MMV baseado em rigorosa análise de risco do local; • Caracterização e compreensão de mecanismos locais ou meios de maior permeabilidade (descontinuidades, poços, heterogeneidade da rocha selo, etc) • Predição de eventos improváveis de alto impacto (asfixia de animais ou contaminação de água) (cenários catastróficos)

17. Principais mecanismos de escape X medidas de remediação

18. Planos de contenção • Re-injeção do CO2 • Aplicação de barreiras de contenção (reativas) • Aplicação de biofilmes (redução de k)

19. Biofilmes (ex: Shewanellafridgidimarina) • Microorganismosfixados na rochaselocapazes de produzirSubstânciasPoliméricasExtracelulares (EPS) à suavolta; • Reduz a permeabilidade da rocha selo (até 4 ordens de magnitude), selando fraturas ou descontinuidades; • Injeção de nutrientes junto ao CO2 (crescimento da bactéria) Estruturacristalina da Shewanellafrigidimarina Fcc3

20. Planos de emergência • Determinação da rota provável da pluma de CO2 com base na topografia e ocupação da superfície (modelagem computacional); • Planos de evacuação dos trabalhadores e da população local (regime de ventos, geomorfologia, etc.); • Sistema de comunicação e alarmes em caso de área habitada (caso extremo).

21. Obrigado