Carvão mineral

O que é carvão mineral? E como é se formado?O carvão mineral é um sedimento fóssil, composto principalmente de carbono, hidrogênio e oxigênio, formado a partir de restos vegetais submetidos a condições extremas de temperatura e pressão durante muito tempo. Na maior parte do mundo, os depósitos se acumularam no período Carbonífero, entre 359 e 245 milhões de anos atrás.

No Brasil, as bacias de carvão, distribuídas quase em sua totalidade entre os estados de Santa Catarina e Rio Grande do Sul, começaram a se formar no Permiano, há cerca de 210 milhões de anos. Por causa de diferenças na constituição da flora da época e do regime de deposição de sedimentos, o carvão bruto extraído em solo brasileiro, com altos teores de cinza e enxofre, é considerado de baixíssima qualidade.

Tipos de Carvão Mineral

A turfa, de baixo conteúdo carbonífero, constitui um dos primeiros estágios do carvão, com teor de carbono na ordem de 45%; o Lenhite apresenta um índice que varia de 60% a 75%; o carvão betuminoso (hulha), mais utilizado como combustível, contém cerca de 75% a 85% de carbono, e o mais puro dos carvões; o antracite, apresenta um conteúdo carbonífero superior a 90%. Da mesma forma, os depósitos variam de camadas relativamente simples e próximas da superfície do solo e, portanto, de fácil extração e baixo custo, a complexas e profundas camadas, de difícil extração e custos elevados.

Tipos de carvão, reservas e usos

Recursos Energéticos

• O carvão mineral levou milhares para se formar e o tempo que estamos consumindo esse mineral é bem maior que seu tempo de reposição.

• Quando esgotarmos as reservas que atualmente existem, não poderemos esperar que se forme mais, por isso há que saber utilizá-lo de uma forma racional.

Carvão mineral é energia renovável ou não renovável?

Utilidades ao longo da história

- Utilizado como combustível para máquinas à vapor, como Locomotivas, barcos etc.

Utilidades ao longo da história

- Utilizado como combustível para aquecedores, lareiras, churrasqueiras e fogões a lenha.

Utilidades ao longo da história

- Na segunda guerra mundial foi utilizado para remoção de gases tóxicos devido a sua capacidade absorvente sendo um material extremamente poroso

Com o desenvolvimento das industrias no século XX, pouco a pouco o carvão foi cedendo lugar ao petróleo como grande fonte de energia mundial.

Para vocês terem uma idéia em 1880 97% da energia consumida no mundo provinha do carvão, já em 1970 mais de um século depois somente 12% desse total provinha desse recurso natural.

Geração de energia elétrica no mundo

Relação entre produtores e consumidores de carvão

A mineração do carvão no Brasil começou no município de Arroio dos Ratos (RS), em 1855, com a abertura da primeira mina do país.

São três os grandes momentos da mineração do carvão no Brasil. A exploração teve impulso inicial durante a Primeira Guerra Mundial, quando houve queda na importação de carvão de outros países. O segundo boom veio no governo de Getúlio Vargas, na década de 1930, com um decreto que estabeleceu obrigatoriedade do consumo de uma cota mínima de carvão nacional. Com a crise do petróleo, após a Segunda Guerra, a indústria carbonífera brasileira ganhou novo impulso.

Em 1990, o presidente Fernando Collor derrubou a obrigatoriedade de uso de carvão nacional e o setor entrou em recessão. Em 2010, segundo a Associação Brasileira de Carvão Mineral, o Brasil produziu cerca de 5,4 milhões de toneladas de carvão. Outros 14,2 milhões de toneladas foram importados naquele ano. Segundo dados da Agência Nacional de Energia Elétrica, os estoques brasileiros chegam a 7 bilhões de toneladas, o que corresponde a 1% das jazidas globais. Desse total, 99,66% encontram-se nos estados do Rio Grande do Sul e de Santa Catarina; 0,32% no Paraná e 0,02% em São Paulo.

Carvão mineral no Brasil

Panorama de Consumo Energético Nacional

Segundo dados das Centrais Elétricas Brasileiras S. A. (ELETROBRÁS), o consumo de energia elétrica no Brasil cresceu mais de 1.100% no últimos 40 anos, a uma taxa média de 6,75% ao ano. O crescimento mais expressivo ocorreu na década de 70, no período denominado “ Milagre econômico”, quando o consumo energético cresceu a taxas superiores a 10% ao ano. Sendo principalmente as hidrelétricas responsáveis por atender o crescimento na demanda nacional, é necessário diversificar a matriz energética a fim de garantir a estabilidade no fornecimento e evitando apagões.

Panorama de Consumo Energético Nacional

Na tabela apresenta-se uma projeção da demanda energética nacional para 2011 a 2015, considerando dois cenários para o crescimento médio anual da economia brasileira, de 4,87% para um baixo desempenho e 5,04% num cenário econômico favorável (REGO, 2004). Para este cálculo considerou-se todas as modalidades de consumidores, sendo estes: industriais, residenciais, comerciais, rurais, iluminação e serviço público.

Ao projetar a diversificação da matriz nacional, o Plano Decenal de Expansão de Energia Elétrica (PDEE 2006/2015 – MME/EPE, 2006) prevê a expansão da utilização do carvão. Tanto que o Governo Federal destinou R$ 58 milhões do Programa de Aceleração do Crescimento (PAC) a essas usinas.

Dois empreendimentos já se encontram em construção e devem entrar em operação até 2010 na região Sul: Jacuí e Candiota III, cada um com potência de 350 MW. Além disso, em julho de 2008 outros cinco projetos, com potência total de 3.148 MW, se encontravam em fase de estudos de viabilização técnico-econômica e socioambiental, segundo registra o Plano Nacional de Energia 2030. A maioria utilizará carvão nacional. No entanto, projetos de usinas localizadas nas proximidades de portos que já detêm estrutura para recepção e transporte do carvão destinado à indústria preveem utilizar o combustível importado. É o caso das termelétricas previstas para o Ceará e Maranhão, que devem entrar em operação até 2012: Pecém (com 700 MW de potência instalada na primeira fase e 360 MW na segunda) e Termomaranhão, com 350 MW de potência.

Empreendimentos do carvão no Brasil

Quando o carvão é queimado para ser transformado em energia, é libertado CO2 que causa poluição na atmosfera, agravando o aquecimento global.

Além disso, o carvão também contribui para as chuvas ácidas.

Graves alterações ao nível dos solos e dos recursos hídricos.

Elevado uso dos solos.

Possibilidade de graves consequências ao nível da saúde humana.

Desvantagens do uso do carvão

Processo simples de gaseificação

Estração de carvão mineral no Brasil

Extração do carvão mineral no Brasil

Processo IGCC

Define-se IGCC ( Integrated Gasification Combined Cycle – Ciclo Combinado com Gaseificação Integrada) como um processo para geração de energia elétrica através da gaseificação do carvão, por meio de turbinas á gás e a vapor, sendo que a novidade reside na integração destas turbinas para a geração de energia elétrica.

Processo IGCC

O IGCC vem se desenvolvendo a partir da combinação de duas tecnologias: a geração de energia em ciclo combinado e a gaseificação de combustíveis sólidos, conforme ilustra a figura 1. A geração do ciclo combinado se destaca pela sua alta eficiência: enquanto a eficiência nominal de uma termelétrica a gás em ciclo simples atinge de 33% a 42%, na geração em ciclo combinado se alcançam eficiências nominais de 59%, se referindo ao poder calorífero inferior (DOLEZAL,2001).

Syngas: Gás pobre

Para a utilização do carvão nacional, as tecnologias que apresentam melhores perspectivas de aplicação comercial são, atualmente, a combustão pulverizada e o leito fluidizado.Tanto que as usinas de Jacuí e Candiota III utilizam a combustão pulverizada. Outros dois projetos, a usina Sul Catarinense e a Seival, no Rio Grande do Sul, utilizarão, respectivamente, a combustão em leito fluidizado circulante e a combustão pulverizada, segundo o Plano Nacional de Energia 2030. Em todas será possível utilizar, total ou quase totalmente, o carvão bruto, sem necessidade de beneficiamento.

REFERÊNCIAS

HOFFMANN, B. S. O ciclo do combinado com gaseificação integrada e captura de CO²: uma solução para mitigar as emissões de CO² em termelétricas a carvão em larga escala no curto prazo? Dissertação (Mestrado em planejamento energético), COPPE, Rio de Janeiro, 2010.

ORTIZ, P. A. S. Avaliação técnico-econômica de sistemas IGCC utilizando coque de Petróleo e carvão mineral como combustível. 141 p. Dissertação (Mestrado em energia mecânica), Universidade Federal de Itajubá, 2011. Disponível em https://adm-net-a.unifei.edu.br/phl/pdf/0038056.pdf. Acesso em: 31/05/2011.

REGO, E. E. Avaliação da viabilidade de um empreendimento de geração de energia hidrelétrica .129p. Monografia (Bacharel em Ciências Econômicas) , Universidade de São Paulo, São Paulo, 2004 .

ABCM - Associação Brasileira de carvão mineral http://www.carvaomineral.com.br/interna_conteudo.php?i_subarea=8&i_area=4

IMAGENS: Google