Estudo Técnico, Econômico e Ambiental da Utilização de Alternativas Tecnológicas para a Geração de Eletricidade na Cadeia Produtiva do Carvão Vegetal no Brasil.

Abstract

O Brasil é único país que produz carvão vegetal em larga escala. Seu processo produtivo têm como um de seus subprodutos gases, que são emitidos diretamente para a atmosfera, causando degradação ambiental e gerando um enorme desperdício de energia. Estes gases correspondem de 35 a 50% do conteúdo energético da madeira, gerando uma perda estimada de 4 Mtep anualmente no país. Este trabalho avaliou a possibilidade de recuperação desta energia para produção de eletricidade, tendo como base de estudo a unidade de carbonização da Plantar Siderúrgica S.A., localizada em Itacambira (MG), para a qual se determinou um PCI médio de 1268 kJ/kg para a fração não condensável dos vapores e uma potência disponível de 57,125 MWt, considerando o funcionamento sincronizado de vários fornos retangulares de carbonização. Foram analisadas três tecnologias de conversão energética: o ciclo Rankine a vapor, o ciclo Rankine orgânico, e as turbinas a gás de queima externa, os quais apresentaram eficiências 24%, 23,7% e 19,3%, respectivamente. Uma análise econômica indicou o ORC como a tecnologia mais viável para o caso, onde estima-se um potencial de geração de 0,95 MWh de energia elétrica por tonelada de carvão produzida. Uma Análise do ciclo de vida comparativa foi conduzida para avaliar ambientalmente o sistema, sendo a recuperação de eletricidade capaz de melhorar todos os impactos avaliados. Foi encontrado uma relação entre o input/output de energia anual de 5,9 unidades e capaz de capturar 3,4 tCO₂ eq. por tonelada de carvão produzida, o que pode ser melhorado pela adoção da recuperação de energia em até 12% e 51%, respectivamente. A oxidação fotoquímica resultou no impacto mais significativo, mostrando a importância da queima do gás para a qualidade ambiental local. A normalização dos resultados mostrou que o sistema proposto abateu 116% dos impactos ambientais avaliados, tornado o sistema de produção positivo ao meio ambiente.