Análise exergética e ambiental da substituição de carvão mineral por biomassa em centrais termelétricas no Brasil.

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Bassi, Leonardo Augusto Ferraresi
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Biomass; Biomassa; Carvão; Coal; Exergia; Exergy; Termelétricas; Thermal power plants
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3150/tde-23012024-100311/

Na última década, o consumo de biomassa sólida vegetal para fins de geração elétrica apresentou crescimento significativo, especialmente na União Europeia, como parte do plano de reduzir as emissões de gases de efeito estufa através da substituição gradativa de combustíveis fósseis, como o carvão mineral, por fontes renováveis de energia. A pertinência da biomassa neste plano se dá principalmente por prover a previsibilidade apropriada para geração de base, em complemento às fontes renováveis intermitentes, como solar e eólica, e por compartilhar características com o carvão mineral que permitam a adaptação das centrais termelétricas a carvão para sua queima. No Brasil, embora a queima de carvão em centrais termelétricas ainda ocorra, é iminente a demanda ambiental por sua substituição por fontes menos poluentes e grandes instituições financiadoras já se posicionam contra o fomento de negócios atrelados ao carvão, aumentando a pressão sobre os grandes consumidores existentes. Este trabalho propõe identificar e modelar os ciclos de geração de eletricidade a partir do carvão mineral e comparar seu desempenho ao de diferentes tipos de biomassa disponíveis no Brasil - derivados de eucalipto, serragem e caroço de açaí - candidatos à substituição do carvão em grande escala. O trabalho permite avaliar os impactos técnicos e ambientais entre persistir no uso do carvão mineral nas centrais termelétricas existentes, entendendo nestes casos quais reformas são necessárias para que as emissões atmosféricas sejam mantidas dentro dos novos limites, ou então substituí-lo por biomassa. São utilizadas as abordagens energética e exergética para avaliar a eficiência de todo o ciclo de vida destes combustíveis, possibilitando identificar as etapas do ciclo de vida mais influentes sob os aspectos de consumo energético e de emissões de CO2e. As conclusões indicam que, apesar de o desempenho energético da biomassa tender a ser inferior ao do carvão, em consequência principalmente do elevado consumo de energia em etapas de processamento e transporte da biomassa, em contrapartida seu desempenho ambiental revela vantagem significativa, reduzindo quase na totalidade as emissões de CO2e na etapa de queima. A elevada disponibilidade de biomassa no país deve se mostrar instrumento de alto impacto para viabilizar a limitação do carvão da matriz elétrica brasileira e o cumprimento das novas metas ambientais.