Publicada em

16/12/2011

Juliane de Melo Rodrigues

71 – Análise das emissões de co2, co e nox: estudo de caso em usinas termoelétricas a gás natural e carvão mineral

Resumo

As estimativas de emissões atmosféricas são essencialmente desenvolvidas com a finalidade de controle e de formar uma base de informações para que políticas de redução de emissões de gases possam ser formuladas. Este estudo consiste na análise das emissões de dióxido de carbono (CO2), monóxido de carbono (CO) e óxidos de nitrogênio (NOx), caracterizando os respectivos fatores de emissão, tendo duas centrais termoelétricas como fonte para o estudo de caso: uma a gás natural de ciclo combinado operando com tecnologia de baixa geração de NOx (Dry Low NOx) e uma com ciclo a vapor, operando com carvão mineral pulverizado. As emissões de CO2 foram estimadas com base nas diretrizes de 2006 do IPCC, utilizando-se fatores de emissão de CO2 calculados com dados característicos do gás natural, proveniente da Bolívia, e do carvão mineral, proveniente da bacia carbonífera do Estado do Paraná. Para a usina a gás natural, os estudos de emissões de CO e NOx foram realizados a partir dos dados registrados no Sistema de Monitoramento Contínuo das Emissões Atmosféricas (CEMS), instalado na usina. Já para a usina a carvão, a análise foi realizada utilizando equipamentos portáteis de medição. As emissões de CO2 foram de 0,395 tCO2/MWh para a termoelétrica a gás natural, sendo maiores nos eventos de partida das unidades geradoras da usina, chegando a 6,2 vezes a emissão na condição de eficiência máxima de 54% (PCI). Para a usina termoelétrica a carvão mineral as emissões de CO2 foram de 2,352 tCO2/MWh. Com base em estudos do IPCC sobre o potencial de aquecimento global e nas emissões medidas em ambas as usinas, estima-se que o impacto das emissões de NOx em relação ao CO2 é de 6,7% para a usina a carvão e de 2,6% para a usina a gás, indicando que considerações associadas ao aquecimento global devem levar em conta as emissões de NOx. O fator de emissão de CO2 calculado foi aproximadamente 4% maior para o carvão mineral, tipo sub-betuminoso, e 1% maior para o gás natural em comparação com os informados pelo IPCC. Para os fatores de emissão de CO e de NOx as diferenças foram mais significativas.

Abstract

Gas emission estimates are primarily developed with the purpose of controlling and forming an information base to support the formulation of policies to reduce atmospheric emissions. This study consists of an analysis of carbon dioxide (CO2), carbon monoxide (CO) and nitrogen oxides (NOx), characterizing the respective emission factors and two thermoelectric power plants as a source for the case study: one natural gas combined cycle plant operating with low NOx (Dry Low NOx) generation and one steam cycle plant, operating with pulverized coal. The CO2 emissions were estimated based on the IPCC 2006 guidelines, using CO2 emission factors calculated with data characteristic of natural gas from Bolivia and coal from the coal basin of the State of Paraná. For the natural gas plant, studies about CO and NOx emissions were made from data recorded by the Continuous Emissions Monitoring System (CEMS), installed at the plant. As for the coal plant, the analysis was performed using portable measurement equipment. CO2 emissions from the natural gas power plant were 0.395 tCO2/MWh, increasing at startup events of the generating units and reaching 6.2 times the emission in the maximum efficiency condition of 54% (LHV). CO2 emissions from the coal power plant were 2.352 tCO2/MWh. Based on the IPCC studies about global warming potential and emissions measured at both plants, the impact of NOx emissions with regard to CO2 is estimated at 6.7% at the coal power plant and at 2.6% at the natural gas power plant, indicating that any considerations in connection to global warming should take NOx emissions into account. The CO2 emission factor was approximately 4% higher for the sub-bituminous type of coal, and 1% higher for natural gas in contrast to numbers reported by the IPCC. For CO and NOx emission factors, discrepancies were even more significant.

Data da defesa: 16/12/2011

Banca Examinadora

Orientador (a): Mauricio Pereira Cantão (PRODETEC)
Membro da Banca: Ricardo Henrique Moreton Godoi (UFPR)
Membro da Banca: Akemi Kan (Lactec)
Membro da Banca: Roberto Tuyoshi Hosokawa (UFPR)

Palavra(s)-Chave: Emissões atmosféricas, Efeito estufa, Termoelétrica, Carvão mineral, Gás natural.

Keywords: Atmospheric emissions, Greenhouse effect, Thermoelectric, Mineral coal, Natural gas.

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