Análise exergética, termoeconômica e ambiental de uma usina termoelétrica supercrítica a carvão mineral.

Abstract

Historicamente usinas termelétricas de carvão mineral estiveram limitadas em sua eficiência pelo uso do ciclo convencional de Rankine. Porém, recentes desenvolvimentos tecnológicos têm possibilitado o aumento da eficiência do ciclo de vapor nestas usinas. Existem muitas formas de se gerar eletricidade, mas uma parcela da demanda de eletricidade no mundo pode ser fornecida por centrais elétricas supercríticas, com o uso do carvão mineral, porém com reduções significativas na emissão de poluentes. Este trabalho tem como objetivo principal a aplicação dos conceitos da Teoria Estrutural da Termoeconomia e da Análise Exergética a um ciclo supercrítico de Rankine a carvão mineral de 500 MW a plena carga. Aqui são avaliadas as irreversibilidades e rendimentos dos componentes que constituem o sistema térmico, além dos custos exergéticos dos fluxos internos e do produto final da usina termelétrica. Discutem-se os problemas atmosféricos gerados pela utilização desta tecnologia e utiliza-se o conceito da eficiência ecológica para avaliar de forma global o impacto ambiental de uma usina termelétrica em função da eficiência do ciclo termodinâmico e a qualidade do combustível. Além disso, é apresentado um estudo sobre a origem, as características, reservas e produções em escala internacional do carvão mineral e gás natural ao longo dos últimos anos.