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.
