Repositório UNIFEI UNIFEI - Campus 1: Itajubá PPG - Programas de Pós Graduação Dissertações
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Tipo: Tese
Título: Avaliação de cenários de descarbonização no setor de geração termelétrica no Brasil utilizando tecnologias de captura de CO2 pós-combustão por absorção química
Autor(es): JULIO, Alisson Aparecido Vitoriano
Primeiro Orientador: PALACIO, José Carlos Escobar
Resumo: Diante da necessidade de minimizar os impactos ambientais do setor de geração de eletricidade, do baixo número de estratégias para a descarbonização do setor termelétrico brasileiro, decidiu-se analisar as tecnologias de Captura, Sequestro e Utilização de CO2, como ferramentas de descarbonização no cenário nacional, especificamente, para Usinas Termelétricas que operam com carvão nacional. A metodologia incluiu indicadores termodinâmicos e econômicos, além de avaliações acerca dos trade-offs entre desempenho e custos, da tomada de decisão e dos impactos na eficiência, geração e custos de operar a malha térmica brasileira integrada às tecnologias de Captura de Carbono. Os resultados indicaram que, independentemente do índice de captura, o desempenho econômico inviabiliza a competitividade de uma central termelétrica integrada à cadeia de processos referente à Captura, Sequestro e Utilização de CO2. A adaptação das plantas de geração causou entre 9% e 40% de decréscimo na eficiência do ciclo de potência; e entre 14% e 61% de penalidade energética. Essa penalidade resultou também na penalidade econômica, que elevou o custo de geração de 37 USD/MWh para até 118 USD/MWh, considerando as condições dos Cenários Futuros. Concluiu-se que ações em busca de diminuir o consumo energético são mandatórias para promover a competitividade econômica da captura por absorção química. Também há de se mencionar que o uso de Piperazina se mostrou favorável economicamente, pois implica em menores equipamentos; e, também, se apresenta como melhor solução para índices de captura referentes à neutralidade em carbono. A interferência governamental deve ser baseada em ações além das políticas de subsídio, as quais não se mostraram relevantes. Mostrou-se que a estratégia de aplicação das tecnologias de Captura de Carbono no Brasil seria capaz de evitar entre 6 e 6,5% das emissões na Região Sul do Brasil. Entretanto, até 58% do investimento anunciado para fins de descarbonização nos próximos anos seria comprometido.
Abstract: In face of the necessity for the minimization of the environmental impacts in the power sector, of the low and slow pace of strategies formulation for Brazilian decarbonization, this work was placed and justified . The main goal resides in analyze CO 2 Captur e by Chemical Absorption as an available technological tool for decarbonization in the Brazilian Power Plants, especially, the National Coal fired Power Plants . Thermodynamic, economic indicators , discussions ov er performance and costs trade offs, decision making, and the impacts of the Carbon, Capture, Utilization and Storage had on the Power Plants typical operation were applied as a methodology for holistic evaluation of such the proposition. The results point ed out that independent of t he capture index, post combustion capture by chemical absorption is unviable due to economic performance. The retrofit cause to the Power Plants efficiency decay between 9 % and 40 %, and from 1 4 % to 6 1 % energy penalty. The energy penalty was reflected in economic penalty, leading the electricity production cost from 37 to 118 USD/MWh, when Future Scenarios were addressed. Therefore, it was concluded that further action must be taken to decrease energy demand in CO 2 capture in order to reach economic competitiveness with chemical absorption. Moreover, the use of Piperazine was economic favorable due to its properties that implied smaller piece of equipment, and also due to its better performance for higher capture rate indexes. Governmental action is expected, however, must be beyond simple subsidies, which were merely relevant for economic penalty. Furthermore, it is shown that the strategy of Carbon Capture systems for Brazil would avoid between 6% and 6,5% of emissions in the South Region. However, to take such undertaking, the equivalent of 58% of announce investment for dec arbonization might be compromised.
Palavras-chave: CCUS
Geração termelétrica
Carvão
Análise técnico-econômica
Absorção química
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECÂNICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Itajubá
Sigla da Instituição: UNIFEI
metadata.dc.publisher.department: IEM - Instituto de Engenharia Mecânica
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação: Doutorado - Engenharia Mecânica
Tipo de Acesso: Acesso Restrito
URI: https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/4071
Data do documento: 14-Ago-2023
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