Tecnologias limpas para Geração de Energia Elétrica a carvão Mineral

Uso do carvão mineral gaúcho no desenvolvimento sustentável do Estado

SENGE/RS 08/OUT/2015

CAPÍTULO Primeiro:

A Questão Ambiental no SÉCULO XX

As principais restrições ambientais foram motivadas

pela constatação de que a queima de combustíveis

fósseis estava causando a ocorrência de chuvas

ácidas e poluição transfronteiriça, devido

principalmente a problemas ocorridos na Europa(

chuvas ácidas sobre a Scandinávia produzidas por

emissões oriundas do Leste europeu, Alemanha e

França) e na América do Norte ( chuvas ácidas

sobre a região dos grandes lagos no Canadá, em

função das emissões oriundas do nordeste dos

Estados Unidos).

As primeiras medidas tomadas foram:

1.Desenvolvimento e Implantação de Legislação ambiental com o

estabelecimento de padrões de emissão para Enxofre ( SO2),

NOx eParticulados.

2. Melhorias na qualidade dos combustíveis através de novos

processos de beneficiamento.

3. Desenvolvimento de Tecnologias para Controle e redução

dessas Emissões.

A tônica era: agir sobre os gases de combustão. com isso

houve avanços significativos no projeto de lavadores de gases,

aprimoramento das técnicas de combustão e sistemas de

remoção de poeiras.

Após um primeiro momento em que a ênfase esteve no

controle de emissões, a EPA(Environmental Protection Agency)

US, passou a a adotar uma política mais pragmática, onde o

controle da qualidade ambiental passa a ser efetuada pela

modelagem e controle da qualidade do ar nas áreas de

influência dos empreendimentos termelétricos e outras

atividades industriais potencialmente poluentes.

Com esse conceito, propiciou-se o surgimento de um

“business” ambiental, quando a EPA criou o que se poderia

chamar de mecanismo de crédito de emissões, com a

flexibilização dos padrões de emissão:

Nesse caso, uma empresa proprietária de Usina termelétrica ou

de qualquer outro empreendimento industrial poderia ter

permissão para um determinado nível de emissões, mesmo

acima de limites fixados e lançamento de resíduos no meio

ambiente , desde que realizasse algum investimento para a

redução dos níveis de emissão de um outro empreendimento

em diferente localização.

De qualquer forma, a prioridade permanece sendo a

manutenção da qualidade ambiental nas duas localidades

dentro dos padrões exigidos pela legislação.

Esses créditos poderiam ser usados como “moeda” entre as

empresas envolvidas neste negócio.

“O AQUECIMENTO GLOBAL”

O CO2 passa de mero produto da combustão a vilão

ambiental, na medida em que constatou-se a sua

contribuição ao chamado “Efeito Estufa”.

Desde então Inicia-se a discussão em torno da

necessidade de reduzirem –se as emissões de gás

carbônico e busca de soluções tecnológicas para sua

absorção e armazenamento (sequestro)

A primeira, e mais simples

alternativa que se apresenta é o

aumento do rendimento térmico

das usinas visando a redução do

consumo específico de

combustível

A primeira medida foi o aperfeiçoamento dos projetos de

caldeiras e ciclos térmicos para as Usinas Termelétricas a

carvão, saltando de rendimentos da ordem de 35~36%

até então comumente alcançados, para níveis acima dos

40%

Isso foi alcançado com o desenvolvimento de Caldeiras

chamadas Supercríticas, que trabalham com vapor em

temperaturas e pressões mais elevadas e, por isso ,

obrigam ao emprego de materiais de custo mais alto,

quando comparados aos materiais empregados nas

usinas existentes.

A Combustão Pulverizada

As Plantas Termelétricas a carvão no RS

empregam em sua maioria a queima pulverizada,

Com exceção de unidades mais antigas (ex:

Usina de São Jerônimo ( da CEEE).

O Destaque fica por conta do Complexo Termelétrico

de Candiota (da CGTEE, onde se concentra a maior

potência instalada no Estado

O segundo Polo Termelétrico fica no Baixo Jacuí

onde situam-se a Termelétrica de Charqueadas

(Tractebel) e a Usina Termelétrica Jacuí I projeto

paralisado e ainda aguardando oportunidade de

viabilização.

Esta Usina teve sua implantação iniciada pela ELETROSUL no

final da década de 70, tendo sido transferida para a tractebel

Energia em 1998 no processo de privatização daquela estatal

federal

Este projeto enfrentou dificuldades em seu licenciamento

ambiental devido à sua localização no delta do Jacuí tendo

logrado obter Licença de instalação na década de 90.

Combustão

Pulverizada

tangencial

Como Condições para

o seu licenciamento a

UTE JACUÍ foi

obrigada a empregar

queima tangencial com

combustores de baixo

NOx e Sistema de

dessulfuração

(retenção de SO2)com

lavadores de gases à

base de calcário, para

atendimento à

legislação brasileira

A Combustão em Leito Fluidizado

(Circulante: CFB

& Borbulhante: BFB)

• É reconhecida nos paísesdo 1° mundo como umatecnologia limpa;

• permite a retenção de maisde 90% dos gases deenxofre com a adição decalcário à queima;

• a baixa temperatura dequeima (850 °C) resulta emmenor emissão de NOx;

• tem notável capacidade detolerar variações naqualidade do carvão;

• é a mais adequada para oscarvões com alto teor decinzas e enxofre.

Combustão em Leito Fluidizado

LEVERKUSEN

OBERKIRCH

FLENSBURG

KASSEL

A VIABILIDADE AMBIENTAL DA TECNOLOGIA CFB

Usinas a carvão com Caldeiras CFB operam

dentro de cidades.

A VIABILIDADE AMBIENTAL DA TECNOLOGIA CFB

KOELER PAPIERFABRIK – OBERKIRCH ( 100MW )

Leito Fluidizado Convencional

CaCO3 + calor CaO + CO2

SO2 + CaO + ½ O2 CaSO4 (gesso)

Enxofre Sulfático

(não – combustível )

Captura inerente

Enxofre totalEnxofre Total

= Enxofre Pirítico (FeS)

+ Enxofre Orgânico

+ Enxofre Sulfático (CaSO4, etc)Enxofre Queimado

Enxofre retido pela adição de calcário

Fornalha CFB

SO2 Emitido

RETENÇÃO DO SOx NA QUEIMA CFB

Leito Fluidizado Circulante (CFB)

Caldeira CFB Corte transversal

Fluxograma Usina Térmica com Caldeira CFB

Sistemas componentes de uma caldeira CFB

Ar de

Combustão/Fluidização

Alimentação de Carvão e

Reagente

Remoção de Cinzas

Pesadas

CAPÍTULO segundo:

A questão Ambiental no SÉCULO XXI

Ganham Corpo as teorias em torno do Aquecimento

Global (Efeito Estufa) cujos principais vetores

identificados foram as emissões de CO2 e Metano, com a

consequente busca de alternativas tecnológicas para a

redução dessas emissões .

Esgotadas as possibidades de redução do consumo

específico na combustão, inicia-se o desenvolvimento

de processos termelétricos com base na gaseificação

do carvão

AQUECIMENTO GLOBAL

( A CONTROVÉRSIA )

ATÉ QUE PONTO ACREDITAR NO QUE SE

OUVE OU SE LÊ?

Usina Hidrelétrica de Balbina polui mais que Termelétrica

A hidrelétrica de Balbina, construída há 20 anos nos arredores de Manaus (AM), gera hoje dez vezes mais metano (CH4) e gás carbônico (CO2) do que uma termelétrica movida a carvão mineral com o mesmo potencial energético, 250 megawatts. São 3.380 mil toneladas de CO2 e CH4 liberados, ou 3,08 toneladas de CO2 e CH4 por megawatts/hora.

A constatação, que enfraquece a tese da hidrelétrica como fonte limpa de energia, é de três cientistas que realizaram estudo na jusante (água depois de passar pela barragem) de Balbina, com oito coletas durante dois anos, 2004 e 2005. O resultado foi publicado na revista Geophysical Research Letters.

O metano é um dos gases que causam o efeito estufa. Apesar de ter um tempo de vida menor do que o gás carbônico, ele tem um potencial de aquecimento maior. “O metano emitido por Balbina nesses dois anos de pesquisa equivale a 8% de todo o gás carbônico jogado ao ar na queima de combustíveis fósseis na cidade de São Paulo. Além disso, o CH4 da hidrelétrica equivale a 3% do total desse gás emitido pela Amazônia Central”, afirmou Alexandre Kemenes, um dos autores do estudo, parte do Experimento de Grande Escala da Biosfera-Atmosfera na Amazônia (LBA).

Para a autora de um estudo que demonstra que a floresta amazônica responde por mais de 20% das emissões de CH4 do mundo, Luciana Vanni Gatti, a pesquisa mostra que o erro em Balbina deve ser evitado nas novas hidrelétricas. “A emissão de metano vai existir, mesmo com esses cuidados, mas certamente será menor.”(Estadão Online)

As hidrelétricas, por serem fontes de energia renovável, têm sido vistas no Brasil como uma

alternativa para combater as emissões de gases do efeito estufa (GEE). Mas uma pesquisa

que mediu e estipulou as emissões de quatro usinas hidrelétricas da Amazônia transformou-

as em vilãs do aquecimento global. De acordo com os números, todas as quatro emitem mais

GEE que termelétricas de mesma potência.

“A hidrelétrica de Balbina, no rio Uatumã, está emitindo cerca de 10 vezes mais que uma

termelétrica movida a carvão mineral, considerado hoje o combustível mais poluente”,

informou à Agência FAPESP o biólogo Alexandre Kemenes, do Instituto Nacional de

Pesquisas da Amazônia (INPA).

Segundo ele, para comparar termelétricas e hidrelétricas foi preciso relacionar a quantidade

de gás emitido, medida em toneladas de equivalentes de carbono (tC), sobre a potência

gerada por hora (MWh). O equivalente de carbono é a unidade que considera tanto o dióxido

de carbono (CO2) quanto o metano (CH4). Como o potencial térmico do CH4 é 25 vezes

maior que o do CO2, é preciso multiplicar o valor medido de CH4 por 25 para expressá-lo em

carbono.

Em Balbina, além dos elevados índices de emissão, há um baixo aproveitamento energético.

Em outro cálculo, que considera a potência gerada pela área do lago, Balbina também fica a

dever. Embora tenha alagado 2.600 quilômetros quadrados de floresta, a hidrelétrica tem

uma produção energética pífia, de meros 250 MW. (Agência FAPESP)