CARVÃO MINERAL Eng. Fernando Luiz Zancan - ABCM Capivari de Baixo, 07 de junho de 2014 23/10/09
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Objetivos de uma Política Energética Sustentável Paises em desenvolvimento Quinta dimensão: Redução da Miséria Inclusão Social Segurança de suprimento Mix energético balanceado availability Pós Fukushima: Segurança da População Eficiência econômica accessibility Compatibilidade ambiental acceptability GVSt 1/2006
Pobreza Energética Milhões de pessoas sem energia = 1,3 bilhões Milhões sem energia limpa para cozinhar = 2,7 bilhões 2,56 bilhões (37 %) vivem com menos de 2 U$/dia e 2,0 bilhões tem acesso limitado a energia Fonte : IEA/2011
Papel social do carvão no planeta
O Carvão é o recurso energético mais abundante no mundo 80,7 % dos recursos energéticos do mundo é carvão
O carvão é combustível do Século XXI Crescimento da demanda de energia elétrica: 2000/2010 Nuclear Renováveis Petróleo Gás natural Carvão foi a metade do crescimento Total não carvão carvão Fonte : IEA/WEO2011
Geração de Energia a Carvão Carvão é 29,6 % da energia primária.
Carvão continuará crescendo Consumo e comércio mundial Alemanha em 2013 mais 5.300 MW de carvão Século XXI - mais da metade do crescimento de MW no mundo foi de carvão Fonte : IEA/CMRdez2013 41 % da eletricidade no mundo
Redução das Emissões - USA Torrevaldaliga Nord 1.989 MW (2009) 70 km de Roma
Redução de CO 2 & Eficiência das Plantas Substituir: < 300 MW > 25 anos >300 MW Reduz: 1.7 GtCO 2 /ano 22% emissões de carvão 5.5% emissões globais Fonte: IEA 2008
China - Status de USC usinas contratadas em maio de 2008 Fornecedor 1000 MWe 660 MWe 600 MWe No Capacidade GWe No Capacidade GWe No Capacidade GWe Harbin 16 16.0 18 11.9 10 6.0 Shanghai 36 36.0 16 10.6 Dongfang 28 28.0 10 6.6 Beijing B&W 4 4.0 2 1.3 4 2.4 Sub-total 84 84.0 46 30.4 14 8.4 China lidera o mundo em usinas Supercriticas
Tecnologias Limpas Central La Pereda, Espanha CFBC 2.100 Kcal/kg - Baixas emissões - Queima com biomassa < CO2
O Caminho da Redução do CO 2 Brasil : 28 % Mais 1 % de eficiência : menos 2,5 % de CO2 O maior corte de emissões de CO 2 só com CCUS
Captura e Estocagem de CO2 3 Opções: Post Combustão Pre Combustão Oxy fuel Captura CCS 2 Opções: Pipelines Navios Transporte 3 Opções; Camadas de Carvão: 40 Gt CO2 Campos de óleo e gás: 1,000 Gt CO2 Aquiferos salinos até 10,000 Gt CO2 Estocagem
Emissões de CO2 em Energia (IEA2011)
CARVÃO NO BRASIL Recursos: 31,7 bilhões de toneladas (90% no RS) Produção Bruta (2011): 12 milhões de t 54 % em SC : Vendável 5,98 milhões de t - 58 % no RS Produtores: PR (1) SC (11) RS (4) Empregos Diretos (2011): 4.941 3.844 em SC Mercado (2011): 83,5 % Geração de Energia Elétrica Faturamento (2011): R$ 767 milhões Capacidade Instalada a Carvão em 2010: 1.765 MW Toda cadeia produtiva certificada com ISO 14001
Reservas e Recursos Energéticos Brasileiros 27 anos sem presquisa geológica Energia Carvão: R/P = 1.109 anos 1% 19% 31% 7% petróleo gas natural carvão hidráulica 42% Fonte : BEN 2012 Equivalência energética - tep nuclear 100 % dos recursos conhecidos estão no Sul do Brasil
NOVA FRONTEIRA = carvão UCG & CBM CBM
RECURSOS BRASILEIROS DE CARVÃO MINERAL UF Jazida Recursos (10 6 t) % Paraná Cambuí 44 0,14 Sapopema 45 0,14 89 0,28 Santa Catarina Barro Branco 1.045 3,29 Bonito 1.601 5,04 Pré-Bonito 414 1,30 3.060 9,64 Rio Grande do Sul Candiota 12.275 38,67 Leão 2.439 7,68 Charqueadas 2.993 9,43 Iruí/Capané 2.688 8,47 Morungava 3.128 9,86 Santa Terezinha/Torres 5.068 15,97 28.591 90,08 Total (PR, SC e RS) 31.740 100,00
Mineração em SC PERÍODO INICIAL 1891 Início da atividade em SC 1ª concessão em Lauro Müller PERÍODO INTERMEDIÁRIO 1945 Entra em atividade o Lavador de Capivari PERÍODO ATUAL 1990 Desregulamentação do setor
Extração Transporte Beneficiamento Utilização Minas subsolo: câmaras e pilares, operação manual Tração animal e navio Escolha manual a partir das Camadas Barro Branco, Bonito e Irapuá Carvão energético: Central do Brasil, Força e Luz Pequena produção +/- 2 Mt (ROM) em 1945 Algumas centenas de empregos diretos
Extração Transporte Beneficiamento Utilização Céu aberto e subsolo câmaras e pilares mecanizadas convencional e semimecanizadas com Bobcats, algumas experiências com longwall semi-mecanizado EFDTC Pré-beneficiamento junto as minas e rebeneficiamento em Capivari: produção de siderúrgico com subproduto energético Siderurgia, indústria do cimento e termeletricidade Produção: 19 Mt (ROM) em 1985 Empregos gerados: 13 mil diretos (1985)
Produção de carvão - ROM 19 Mt (1985)
Mineração a céu aberto Candiota - CRM
Recuperação Ambiental Copelmi Mineração
Mineração em Subsolo - SC
Evolução das Técnicas de Gestão Ambiental Empresa certificada com ISO 14001
Mineração e Agricultura Carbonífera Criciúma - certificada com ISO 14001
Tratamento de efluentes
APOIO:
Recuperação do Passivo Ambiental em SC Area Recuperada Area antiga
Exemplos de Recuperação 2007 2011
2007 2011
2007 2011
Saude e Segurança Segurança e saúde ocupacional no setor mineral Gestão tripartite para implantação da NR 22 Vistorias conjuntas nas empresas
Captura de CH4 de ARSU Projeto MDL Copelmi Butiá /RS
ARSU Área em Operação 43 Municípios Copelmi Butiá /RS
Caracteristicas do carvão nacional Run of Mine Região PC (kcal/g) % cinza Carbono Enxofre CAMBUI (PR) 4.850 45,0 6,0 BARRO BRANCO (SC) 2.679 62,1 21,4 4,3 BONITO (SC) 2.800 58,3 26,5 4,7 CANDIOTA (RS) 3.200 52,5 23,3 1,6 BUTIA/LEÃO (RS) 2.950 55,6 24,1 1,3 CHARQUEADAS (RS) 2.950 54,0 24,3 1,3 IRUÍ (RS) 3.200 52,0 23,1 2,5 CAPANÉ (RS) 3.100 52,0 29,5 0,8 Fonte informativo Anual da Indústria Carbonífera/95 (DNPM)
Rejeito ROM MINA JIG FLUXOGRAMA DE PRODUÇÃO DE CARVÃO DE SC Carvão Termelétrico para Jorge 40 % Lacerda Uso industrial CE 4500 CE 5200
RIO GRANDE DO SUL Baixo Jacuí. MINA DO RECREIO - LAVADOR - COPELMI SA Pilhas de Britado Silos de Produto Jigue Baci a Moega Britagem
Independência energética = Energia Disponível Galiléia jan 2013
Passado e futuro do carvão no Brasil A evolução da indústria de carvão foi condicionada pela política energética do país. A ênfase dessa política na energia hidrelétrica e, mais recentemente, nas fontes alternativas de energia limitou o aproveitamento das reservas de carvão. Esse quadro deve se alterar no futuro em função da evolução do mercado de energia elétrica. O novo cenário requer uma política de governo para o carvão
Benefícios da Geração Termelétrica a Carvão Nacional Baixo CVU Moeda nacional: não afeta balança de pagamentos Próximas aos centros de carga Despachabilidade => energia de base Não dependente das condições climáticas Energia disponível
45 Por que a expansão ótima é um mix Hidro Termico? Razão: as usinas térmicas e hidrelétricas têm atributos complementares As termelétricas contribuem para a segurança operativa nas hidrologias desfavoráveis As hidrelétricas permitem reduzir os custos operativos das térmicas nas hidrologias favoráveis (maior parte do tempo)
Despachabilidade As usinas termelétricas são acionadas fora da ordem de mérito todas as vezes que ocorrem eventos inesperados : ex. a) para atender um pulo na demanda de ponta em uma situação de restrição do uso do sistema de Itaipu; b) devido ao susto de 2008 ou 2012. Estes mesmos acionamentos não poderiam ser feitos pelas fontes renováveis (e.g. eólica e hidrelétricas a fio d água), pois as mesmas não são despacháveis. Isto é, não podem produzir energia on demand 46
As Térmicas são caras? Uruguaiana Candiota Jorge Lacerda
O Brasil precisa de energia elétrica
Planejamento - PDE 2021 Necessita: 63.800 MW 61 % já contratado 24.100 MW de renovável planejado Após 2021???? exaustão do potencial hidráulico
Cenário da energia elétrica no Brasil Médio e longo prazo Curto e médio prazo Perspectivas das UHEs Perspectivas das UTEs Crescimento da demanda de energia e restrições à construção de novas UHEs implicam a insuficiência dessa fonte UTEs virão integrar de forma permanente, e com participação crescente, a oferta de energia elétrica do país Perda paulatina do grau de regularização Expansão do parque de UTEs é necessária para a garantia da segurança do SIN Perspectivas das UTEs a carvão Participações relativas das UTEs a gás e a carvão dependerá da evolução da produção e custo do gás natural, ainda incerta Expansão da geração de energia termelétrica depende da geração a partir de carvão mineral
Compromisso Folgado????? Redução de 1,2 Gt = 37 %
O carvão paga a Conta.. Brasileiro abastece mais com gasolina e afeta metas de mudanças climáticas. A queda de 35%, ou quase 6 bilhões de litros, nas vendas de etanol nos últimos dois anos coloca em risco o cumprimento das metas de corte das emissões de gases de efeito estufa assumidas pelo Brasil. 5 de março de 2012 - Estado de são Paulo O governo errou na definição das metas e o Carvão fica fora dos leilões.
Expansão de Térmicas a Carvão Nacional PARANÁ Figueira (repotenciação) 127,5 MW (CFBC) SANTA CATARINA USITESC 440 MW (CFBC) L I RIO GRANDE DO SUL Candiota III (CGTEE) 350 MW (PC) - L O Jacuí 357 MW (PC) - L P Seival( MPX) CTSUL Termo Pampa (Tractebel) 600 MW (CFBC) L I 650 MW (PC) L P 300 MW (CFBC) MPXSul 700 MW (CFBC) L P 1.040 MW com L I e 1.707 MW com L P
Lei 12.187/2009 art. 3 o Parágrafo único. Os objetivos da Política Nacional sobre Mudança do Clima deverão estar em consonância com o desenvolvimento sustentável a fim de buscar o crescimento econômico, a erradicação da pobreza e a redução das desigualdades sociais.
Emissões - O setor elétrico não será o vilão MW 2015 % 2030 % 2035 % Hidrelétricas 105.443 70,84% 148.646 67,82% 170.152 64,62% Nuclear 2.007 1,35% 5.861 2,67% 7.412 2,81% Gás Natural 12.697 8,53% 12.697 5,79% 14.602 5,55% Carvão 3.205 2,15% 14.665 6,69% 18.265 6,94% Óleo 7.853 5,28% 7.853 3,58% 7.853 2,98% Biomassa 10.704 7,19% 20.937 9,55% 24.500 9,30% Eólica 6.947 4,67% 8.510 3,88% 20.524 7,79% TOTAL 148.856 219.170 263.308 % Renovável 82,69% 81,26% 81,72% energia elétrica MtCO2 41,41 8,31% 104,3 8,60% emissões de energia elétrica (%) 2,03% 3,77% emissões totais*mtco2 2016,06 2752,67 *Fonte: LA ROVERE, Emílio L.; DUBEUX, Carolina B.S.; PEREIRA JR, Amaro O.; Wills, William. Brazil beyond 2020: from deforestation to the energy challenge. Climate Policy. 13 (2013), S01, PP. 71 87. 55
O joãosinho do passo certo Compromisso de redução Lei 12187/09 : 36,1 a 38,9 % redução global. (Energia: 166 mt CO2 ) Redução maior da EPE : 234 mt CO2 (PDE2020 - Plano Setorial do Decreto 7390/10) Parque Licenciado : 2.400 MW = anual 10 mtco2 ou 8 % das emissões do transporte rodoviário em 2005. De 2017/20 : 40 mt CO2. Não há instrumento legal para impedir as expansão do carvão no Brasil, só decisão política
Custo de uma politica Se substituíssemos o último bloco de 1GW de geração por UTEs a carvão com CVU de R$110/MWh, a economia mensal no despacho seria de R$ 500 milhões/mês. (Somente custo variável, desconsiderando a diferença de receita fixa) Despacho em janeiro/2014
Cenário da energia elétrica : implicações na política energética A política energética deve incluir entre suas diretrizes: assegurar a expansão da geração termelétrica promover a redução do custo de geração das UTEs esse custo é agora mais relevante para a modicidade das tarifas do SIN induzir e apoiar inciativas voltadas para o controle da emissão de CO 2 pelas UTEs
Cenário Carvão 2013 Em 03.05.2013 Portaria 137/13 : térmicas a carvão no leilão A-5 Evolução até 29.08.13: Financiamento do BNDES igual as outras fontes Regulamentação do PIS/CONFINS : Decreto 8082 de 27.08.13. Politicas Estaduais do RS e SC de incentivo as usinas térmicas a carvão.
UTE s a carvão fora do 1º LEN A-5 Preço teto de R$ 140/MWh foi insuficiente Valorização do Euro e Dólar (+15% em 2013) UTE Leilão ICB Histórico R$/MWh ICB Atualizado R$/MWh Candiota III LEN A-5 2005 125 193 Itaqui LEN A-5 2007 129 184 Pecém I LEN A-5 2007 126 179 Pecém II LEN A-5 2008 140 191 Garantia física menor que leilões passados
Projetos em desenvolvimento Projeto Capacidade MW Consumo de Carvão t/ano Investimento R$ bilhões USITESC/SC 440 2.081.000 2,6 ENEVA/RS 1.327 6.270.000 7,9 CTSUL/RS 650 3.070.000 3,9 Termopampa/RS 340 1.600.000 2,0 Total 2.757 13.021.000 16,4 Produção de carvão em 2012 : 6.000.000 t
Redução do custo de geração das usinas termelétricas Redução do custo do investimento Redução do custo de operação eficiência das novas UTEs a carvão substituição das UTEs a óleo/diesel por UTEs de menor CVU (carvão e gás) no despacho do SIN renovação do parque atual de UTEs a carvão aproveitamento dos coprodutos da combustão, notadamente na produção de cimento e fertilizantes
Limpeza dos gases (SO2) Fertilizante Sulfato de Amônio Mercado de Sulfato de Amônio Brasil Mundo Zaklady Azotowe Pulawy Polônia dez/2012 ECOPLEX
Desafios para a indústria de carvão Expandir a produção para responder à expansão da oferta de energia térmica Alcançar ganhos de eficiência para viabilizar a redução do preço do carvão nacional = modicidade tarifária Diversificar seu mercado: maior atenção ao mercado constituído pela indústria participação no desenvolvimento de gasificadores adequados ao carvão nacional e na implantação de uma indústria carboquímica no país
A implantação do polo carboquímico A implantação do polo carboquímico: se justifica também por seu significado do ponto de vista da política ambiental: uma indústria química verde é viável a médio prazo do ponto de vista tecnológico e existem indicações de que é economicamente viável mas é necessário estudo mais rigoroso A constituição do polo depende de articulação governamental
CARVÃO Gás de Síntese (syngas) [SGC] Construção de uma indústria carboquímica IGCC power plant Fertilizantes Syngas MTO Metanol Olefinas Dimetiléter (DME) Propelentes, Diesel, GL Quimica verde
Como abastecer o sul do Brasil? 1941
Economia da gasificação China : 100 bilhões de m 3 de SNG de carvão em 2020 Fonte: IEA/2013
Uma alternativa ao petróleo
Escala Comercial Carvões de alta cinza Jan/2013
Uso do carvão e os estados do Sul Os estados do Sul enfrentam problemas de suprimento de energia elétrica e de gás natural Estão esgotadas as possibilidades de aumento da geração de energia hidráulica na região A geração de energia eólica é insuficiente para atender a demanda de energia desses estados Novas UTEs a carvão no Sul virão equacionar os problemas de suprimento de energia elétrica A construção de planta de gasificação de carvão na região: virá equacionar o problema de suprimento de gás e viabilizará a implantação de uma indústria carboquímica
Ação governamental em apoio à indústria do carvão Ações diretamente dirigidas às empresas do setores: concessão dos incentivos fiscais (correção de assimetrias tributárias) e das mesmas condições de financiamento oferecidos às UTEs Ações voltadas para o ambiente de operação da indústria zoneamento e inventário das reservas de carvão retomada da pesquisa geológica referida ao carvão mineral no país formação de recursos humanos recomposição a infraestrutura tecnológica do setor construção da ferrovia litorânea articulada à FTC e à malha sul da ALL e de trecho ferroviário ligando as regiões carboníferas de SC e do RS
Mudar a percepção pública Térmicas não são quebra-galho, afirma Zimmermann Valor Online - 19/3 Térmicas fazem parte do modelo Renovável- Térmico Brasileiro otimizado O custo da energia é menor porque só se aproveita energia secundária das hidro com a energia firme da térmica: Térmica não é cara Não existe energia limpa : todas tem efeitos ambientais e são licenciadas O CO2/KWh do Brasil está entre os menores do mundo e continuará sendo
Criar uma cultura de carvão já After 2035 the energy system changes deeply with hydropower potential depletion Coal-fired plants equipped with postcombustion CCS acquire importance after 2035 After 2040, the main choice is IGCC plants equipped with selexol CCS Larissa Pinheiro Pupo Nogueira1, André Frossard Pereira de Lucena, Régis Rathmann, Pedro Rua Rodriguez Rochedo, Alexandre Szklo, Roberto Schaeffer - COPPE Energy Planning Program, Graduate School of Engineering Universidade Federal do Rio de Janeiro Fonte: International Journal of Greenhouse Gas Control 2014
As térmicas & cimento O cimento usa cinza das térmicas. 100 % da cinza de J Lacerda (leve+pesada) é usada. 1 t de cinza evita 1 t de CO2 no cimento Reduz 24,57 % a emissão da usina térmica. Analisando o ciclo de vida das emissões, uma usina a carvão pode ser considera equivalente a um usina a gás natural
Carvão : Forte Indutor econômico na cadeia produtiva Mina de Calcário Fábrica de Cimento USINA Mina de Carvão Energia Elétrica Simbiose Industrial - aproveitamento de subprodutos com menor impacto ambiental
Impacto de construção de uma usina de 340 MW Impacta na economia R$ 5,5 bilhões Com o projeto USITESC, Treviso aumenta em 119 % o PIB percapita Obs: Impacto na industria nacional sem construção civil
Economia da Geração Térmica a Carvão Impactos da produção das termoelétricas na economia brasileira - 2009 Impacto Impacto Impacto Multiplic Variáveis direto indireto total ador Valor adicionado total (R$ milhões) 1.103 2.343 3.446 3,12 Remunerações (R$ milhões) 532 779 1.311 2,46 Excedente operacional bruto (R$ milhões) 538 1.527 2.065 3,84 Valor bruto de produção (R$ milhões) 3.628 4.403 8.031 2,21 Postos de trabalho 28.604 23.734 52.338 1,83 Multiplicador da produção: 3,68
Roadmap Tecnológico para Produção, Uso Limpo e Eficiente do Carvão Mineral Nacional Centro de Gestão e Estudos Estratégicos Ciência, Tecnologia e Inovação
Roadmap - Política Pública Uma política pública para melhor aproveitar o carvão mineral, nos horizontes de 2022 e 2035, deve, necessariamente, estar alinhada com as diretrizes adotadas pelo Brasil nas questões relacionadas ao meio ambiente.
Principais Metas para 2022 Jazidas carboníferas caracterizadas. Marco regulatório definido para que a geração termelétrica tenha igualdade de oportunidades frente às demais fontes. Usinas termelétricas com 40% de eficiência energética. Processos químicos da gaseificação dominados. Tecnologias para gaseificação, síntese de metanol e de outros produtos carboquímicos desenvolvidas. Técnicas limpas de lavra e beneficiamento (siderurgia e térmica) desenvolvidas, adequadas às características do carvão mineral nacional. Processos de redução-direta desenvolvidos para carvão mineral não coqueificável e de alto teor de cinzas
Principais Metas para 2035 Brasil posicionado como desenvolvedor e exportador de tecnologias de aproveitamento limpo de carvões de altos teores de cinzas e enxofre. Usinas termelétricas com 45% de eficiência energética. Pólos carboquímicos implantados em escala comercial. Técnicas desenvolvidas para utilização do carvão mineral nacional gaseificado em processos de redução direta
Estratégia de P&D para uma economia de baixo carbono Desenvolver tecnologias de mineração e uso incluindo a captura, uso e armazenamento de CO 2. Agregar valor ao carvão mineral nacional, otimizar os processos de mineração e uso e reduzir os impactos ambientais. Fomentar a criação de massa crítica em carvão limpo Criação de Centros Tecnológicos e reestruturação dos existentes. Apoio da Rede do Carvão (MCTI) e colaboração internacional (ex. NETL/US DOE)
SATC Compromisso Social da Indústria do Carvão CTCL 7.500 alunos SATC -Criciúma/SC 53 anos
Parque Tecnológico de Baixo Carbono SATC Incubadora 22 hectares e 12 mil m 2 Criciúma /SC
Parque Tecnológico SATC CTCL Auditório Incubadora LCSATC CCUS Utilidades Área comum Recursos alocados -2010/17 :R$ 12 milhões FINEP/FAPESC/EBRAS Criciúma/SC
CTCL Centro Tecnológico de Carvão Limpo Novo laboratório 39 pesquisadoress 4 April 2013 Areas de pesquisa: recuperação ambiental Geologia, Conversão e Meio Ambiente, CCUS
SATC Educação para Vida
SATC - Inclusão Social
Proposta setorial a) Programa de Modernização de Usinas Térmicas até 2017 passar a eficiência de 28 para 36 % e com o mesmo CO2 fazer 300 MW a mais. b) Estruturar uma política industrial para a cadeia do carvão (gasificação e geração térmica) c) Criar uma cultura de carvão no Brasil
Conclusão Cenário Mundial com necessidade de energia - pouca oferta de fósseis = preços internacionais elevados => tendência de uso de fontes domésticas e regionais (ex. Renováveis) O mundo e o Brasil necessitarão de combustíveis fósseis e o carvão terá um importante papel. Com as soluções tecnológicas o carvão será cada vez mais aceitável, suportável e acessível pela Sociedade. ABCM está comprometida em buscar a segurança de suprimento de combustível para o Brasil de uma forma sustentável. Para tanto é necessário uma política industrial integrada para o Carvão Mineral Nacional.
A visão de sustentabilidade da Indústria do Carvão
OBRIGADO PELA ATENÇÃO