Uso do carvão mineral gaúcho no desenvolvimento sustentável do Estado. Tecnologias limpas para Geração de Energia Elétrica a carvão Mineral

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1 Uso do carvão mineral gaúcho no desenvolvimento sustentável do Estado Tecnologias limpas para Geração de Energia Elétrica a carvão Mineral SENGE/RS 08/OUT/2015

2 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).

3 As primeiras medidas tomadas foram: 1.Desenvolvimento e Implantação de Legislação ambiental com o estabelecimento de padrões de emissão para Enxofre ( SO2), NOx e Particulados. 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.

4 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.

5 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

6 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.

7 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.

8 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.

9 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 Combustão Pulverizada tangencial

10 A Combustão em Leito Fluidizado (Circulante: CFB & Borbulhante: BFB)

11 Combustão em Leito Fluidizado É reconhecida nos países do 1 mundo como uma tecnologia limpa; permite a retenção de mais de 90% dos gases de enxofre com a adição de calcário à queima; a baixa temperatura de queima (850 C) resulta em menor emissão de NOx; tem notável capacidade de tolerar variações na qualidade do carvão; é a mais adequada para os carvões com alto teor de cinzas e enxofre.

12 A VIABILIDADE AMBIENTAL DA TECNOLOGIA CFB Usinas a carvão com Caldeiras CFB operam dentro de cidades. FLENSBURG OBERKIRCH KASSEL LEVERKUSEN

13 A VIABILIDADE AMBIENTAL DA TECNOLOGIA CFB KOELER PAPIERFABRIK OBERKIRCH ( 100MW )

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15 RETENÇÃO DO SOx NA QUEIMA CFB Enxofre Sulfático (não combustível ) Enxofre total Enxofre Queimado Enxofre Total = Enxofre Pirítico (FeS) + Enxofre Orgânico + Enxofre Sulfático (CaSO4, etc) Captura inerente CaCO3 + calor SO2 + CaO + ½ O2 CaO + CO2 CaSO4 (gesso) Enxofre retido pela adição de calcário Fornalha CFB SO2 Emitido Leito Fluidizado Convencional

16 Leito Fluidizado Circulante (CFB)

17 Caldeira CFB Corte transversal

18 Fluxograma Usina Térmica com Caldeira CFB

19 Sistemas componentes de uma caldeira CFB Ar de Combustão/Fluidização Alimentação de Carvão e Reagente Remoção de Cinzas Pesadas

20 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

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22 AQUECIMENTO GLOBAL ( A CONTROVÉRSIA ) ATÉ QUE PONTO ACREDITAR NO QUE SE OUVE OU SE LÊ?

23 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 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 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)

24 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 transformouas 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 quilômetros quadrados de floresta, a hidrelétrica tem uma produção energética pífia, de meros 250 MW. (Agência FAPESP)

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