O carvão mineral e sua importância para o seqüestro de ... - ABCM

II Seminário Brasileiro sobre Seqüestro de
Carbono e Mudanças Climáticas
O carvão mineral e sua
importância para o seqüestro seq estro
de carbono no Brasil
Eng os Márcio rcio Zanuz e Fernando Luiz Zancan
Associação Associa ão Brasileira do Carvão Mineral – ABCM
Maceió/Al Macei /Al – 26 de março mar de 2008
1

Segurança de suprimento
availability
matriz
energética
balanceada!
Objetivos de uma
Politica Energética
Energ tica
3 A (WEC)
accessibility acceptability
Eficiência econômica
Compatibilidade ambiental
2
GVSt 1/2006

Índia ndia e China: a segunda revolução revolu ão
industrial
População Popula ão vs. Crescimento, projetado em 10 anos da
demanda de energia per capta
12% 33%
7%
5%
17% 13%
27%
20%
88%
36%
As superpotências industriais competirão com os paises
em desenvolvimento pelo acesso a energia
fonte: U.S. Census Bureau, International Data Base; U.S. Energy Information Administration, International Energy Outlook 2006.
4%
4%
37%
3

A demanda primária irá crescer mais de 50% em 25 anos, com o
carvão crescendo mais em termos absolutos – WEO 2007 confirma
essa tendência.
4

Fonte: IEA/CCC
Distribuição Distribui ão das
Reservas de Fósseis F sseis
Saudi
Emirates
Kuwait
Iraq
Iran
Rest of
World
Russia
CIS
Iran
Qatar
Saudi + Emirates
Rest of
World
Russia &
CIS
China
India
OECD
Rest of World
Oil Gas Coal
60% das reservas
em 4 países !
5

DISPONIBILIDADES DE
RECURSOS FÓSSEIS F SSEIS
Fonte : WEC/2004
6

Reservas de Carvão no Mundo
Fonte: WEC/07
10 países pa ses mais importantes
5 países tem 76 %
das reservas
mundiais
7

O contexto energético
energ tico
mundial – IEA 2007
Objetivo : serviços servi os de energia, confiáveis, confi veis, preços pre os baixos, segurança seguran a
energética energ tica e com mínimo m nimo impacto ambiental
MAS , os preços pre os estão subindo, a segurança seguran a está est ameaçada amea ada e as
emissões sobem
E a demanda de energia poderá poder crescer cerca de 55% nos próximos pr ximos 25
anos , principalmente na Ásia sia
Os combustíveis combust veis fósseis f sseis terão importante papel para esta demanda
Petróleo Petr leo e gás g s cada vez mais concentrados em poucas mãos (49%
OPEP e 80% em companhias nacionais)
O petróleo petr leo será ser o mais importante combustível
combust vel
Mas o carvão e gás g s crescerão mais
8

70% - preço pre o do petróleo petr leo acima de 60 US$/
bbl nos próximos pr ximos 5 anos e crescente
80% - carvão a chave para o equilibrio da
demanda de energia
90% - preço pre o do gás g s acima de 10
US$/MMBTU e crescente
60% - medo de acidente nuclear e
terrorismo podem inibir crescimento
Carvão deve ser limpo - as tecnologias
existem, o problema é sua aplicação aplica
ão 9

Consumo de Combustíveis
Combust veis
Fósseis sseis no Mundo
Fonte: BP stat. 2007 10

Carvão é importante – participação participa ão em 2005
Energia primária
TPES carvão
World 11 435 Mtoe 25.3%
OECD 5 548 Mtoe 20.4%
USA 2 340 Mtoe 23.7%
China 1 735 Mtoe 64.1%
India 537 Mtoe 38.4%
Geração de energia elétrica
elec. gen. carvão
World 18 235 TWh 40.3%
OECD 10 376 TWh 38.1%
USA 4 268 TWh 50.7%
China 2 497 TWh 78.1%
India 699 TWh 68.7%
ref: IEA Coal Information 2007, IEA Key World Energy Statistics 2007 & IEA statistics
11

UE – razões para continuar a usar o
carvão
Country Security Diversity Price Co-util. CCTs Peak
demand
Belgium
France
Germany
Greece
Italy
Netherl.
Spain
UK
Czech R.
Estonia
Hungary
Jobs
Poland
Slovak R. Fonte: John Topper
IEA/CCC
12

TWh
13
Crescimento da China maior que o
dos paises do OECD - 2000-2005
2000 2005

Redução Redu ão das Emissões em
usinas à carvão - USA
14

50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
Aumento de Eficiência de Usinas a
Carvão
28 32 38 50
Eficiência
Fonte : WEC/ Global Coal Study
China,Russia
Mundo
Alemanha
Futuro
15

Estado-da
Estado da-arte arte de usina à carvão
Nordjylland 3, Dinamarca, 1998 (384 MWe )
16
Fonte: Vattenfall

Eficiência & Redução Redu ão CO 2
1% de aumento => 2,5 % de redução de CO 2
17

GGE (t CO 2 -e / MWh)
Análise An lise do ciclo de vida das emissões
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
Existing
Carvão
Advanced
na geração gera ão de energia
Natural Gas O-C
Gas Renováveis
Natural Gas C-C
Hydro
Photovoltaic
Biomass IGCC
Wind
Nuclear
Nuclear
19
CCS
CCS
Source: CISS, 2002

CCS: “wedge wedge” crítica cr tica para a estabilização
estabiliza ão
do clima e para a segurança seguran a energética energ tica
mundial
60.000
50.000
40.000
30.000
20.000
10.000
-
Efficiency
Improvements
Fue l M ix
Ren ewab le s
Hy drog en
Carbn Cpture
and Storage
Emissõe CO2
Emissões de CO 2
Série1 Série2 Série3 Série4 Série5 Série6 Série7
Eficiência
1990 2000 2010 2020 2030 2035 2050
Fonte IEA, Energy Technology Perspectives: Scenarios and Strategies to 2050, 2006
Nu c lea r
CCS
20

Redução das Emissões de CO 2
CCS 20% do total
21

A tecnologia é uma das chaves para
a captura e a estocagem do CO 2
Uma estratégia estrat gia e um desafio de longo prazo
Construir Novas e Eficientes Plantas
15% menor emissão de CO 2
Demonstrar Plantas de CCS
Até 90% menos emissões de CO 2
Retrofitar as Plantas existentes com CCS
Até 90% menos emissões de CO 2
Objetivo
alcançar a
emissão
quase zero
22

Redução Redu ão de CO em
2
usinas a carvão
Gt CO2
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
WEC/2007
Fig. 5: Global CO2 emissions from coal-based power plants,
and mitigation potential 2000-2030-2050
source: K. Brendow
9
6
4
15
11.5
9
18
14
11
7.5
2000 2030 2050
43 % eficiência
30% CCS
base line emissions
assuming doubling of
total coal demand
of which for power
generation
effect of higher
combustion
efficiencies (net of
CCS conversion
losses)
emissions after carbon
capture and storage
23

Rotas tecnológicas tecnol gicas para
captura de CO 2
24

Exemplo de P&D+D na Alemanha
25

Fonte: US DOE 26

Usina proposta da RWE com
IGCC e CCS
Drying Coal gasification Gas treatment
CO 2 capture
Raw coal
Dry coal
Gas and steam
turbine
Power
27

UK - Competição Competi ão Tecnológica
Tecnol gica
para CCS nov/07
300 MWe
Projeto Comercial; captura parcial em uma
unidade de grande porte
Demonstração de toda cadeia de CCS para
2014
Apresenta desafios para 2014
Vantagens na demonstração sequencial
Demonstração em usina PC supercritica
Tecnologia de pós-combustão ou oxyfuel
Ênfase em tecnologia replicável em retrofit
para os mercados da China e Índia
28

Opções Op ões de Estocagem
Camadas de Carvão não
mineráveis
30 Gt CO2
Estoca < 2 anos das Emissões
de 2030
Campos de Óleo & Gas
930 Gt CO2
Estoca 50 anos das emissões
de 2030
Reservatórios profundos
400-10 000 Gt CO2
estoca 20 - 530 anos das
emissões de 2030
Geológica Geol gica de CO 2
Note: capacidade de estocagem de CO 2 ao custo de 20 US$ por ton de CO 2
29
Fonte IEA/GHG

Recursos Energéticos Energ ticos do
Brasil
• Fósseis sseis 1.000 TEP
• Óleo leo 1.667.631 35,27%
• Gás s Natural 304.250 6,43%
• Carvão 2.756.208 58,29%
• Nuclear 1.236.287
A maior fonte de energia é hidráulica hidr ulica e o
carvão é a segunda
Fonte: BEN/05
30

Inventário incompleto 31

Jazidas de Carvão do Sul do Brasil
32

PNE 2030
9,5 milhões de pessoas
sem acesso a energia
elétrica – 75 milhões no
baixa renda
33

500
400
300
200
100
59,1
0
CONSUMO FINAL DE ENERGIA:
1970 1980 1990 2000 2010 2020 2030
34/29
CRESCIMENTO DO
CONSUMO
1970 2005 2,9% ao ano
1980 2005 2,3% ao ano
(2005-2030)
A B1 B2 C
4,3% 3,7% 3,1% 2,5%
,
milhões de tEP
Cenário A
Cenário B1
Cenário B2
165,0 (2005)
Cenário C
474,5
402,8
356,5
309,3
Obs.: exclusive consumo não energético e consumo do setor energético

100%
80%
60%
40%
20%
0%
MATRIZ DE OFERTA DE ENERGIA (%)
35/29
2,9
1,2
MATRIZ DE OFERTA DE ENERGIA (%)
13,8
13,0
14,8
6,3
9,4
38,7
9,1
18,5
5,5
13,5
3,0
6,9
15,5
28,0
2005 2030
OUTRAS RENOVÁVEIS
(4,3 H-BIO&BIODIESEL)
PRODUTOS DA CANA
LENHA&C.VEGETAL
HIDRÁULICA
NUCLEAR
CARVÃO MINERAL
GÁS NATURAL
PETRÓLEO
219 milhões tep e 44,5% renováveis 557 milhões tep e 46,6% renováveis

100%
95%
90%
85%
80%
75%
70%
36/29
0,0%
0,1%
101 mil
84,0 %
2,3%
83,9%
MATRIZ ELÉTRICA
2,3% 2,3%
9,9% 10,1%
1,6% 1,9%
2,6%
1,1%
1,3%
80,8%
143 mil
83,2 %
1,5%
9,3%
2,7%
3,3%
4,1%
2,9%
76,1%
2005 2015 2030
221 mil
83,1 %
Derivados do
Petróleo
Gás Natural
Carvão
Nuclear
Eólica e Outros
Biomassa
Hidráulica
Total (MW):
parcela renovável:

Crescimento da potência hídrica instalada X reservatórios
[MW]
80.000
70.000
60.000
50.000
40.000
30.000
20.000
10.000
0
EVOLUÇÃO DA HIDROELETRICIDADE
Potência Hidráulica Instalada
1950 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005
Sem crescimento proporcional à capacidade de armazenamento,
indicando a necessidade de expansão por fonte térmica gerando na base.
Fonte: ONS, ANEEL
Armazenamento em [GWmês]
300
250
200
150
100
50
0
Capacidade de Armazenamento
(Usinas Representando 75% do Armazenamento Total)
1950 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005
37

A Expansão do Carvão Mineral Nacional
PARANÁ
PARAN
Figueira (repotenciação)
(repotencia ão) 127,5 MW (CFBC)
SANTA CATARINA
USITESC 440 MW (CFBC)
RIO GRANDE DO SUL
Candiota III 350 MW (PC)
Jacuí Jacu
357 MW (PC) (novo leilão)
Seival 500 MW (PC)
CTSUL 650 MW (PC)
Pampa I (Uruguai) 340 MW (PC)
Seival II 600 MW ( PC)
Investimentos: US$ 6,0 bilhões
38

USITESC - Projeto – 440 MW
Metropolitana
Carvão- ROM
Criciúma
Carvão-ROM
Produção de
rejeitos
Rejeitos
Existentes
Calcário
Água
Termelétrica
USITESC
Cinzas
ENERGIA
Uso Industrial
Produção de
Fertilizante
Uso Agricultura
Recuperação ambiental
Disposição
Amônia
Sulfato de
Amonia
(Fertilizante)
Distribuição
Fertilizante
39

Térmica
Convencional
22%
Sistema Hidro-Térmico
Hidro rmico
Brasileiro
Carvão é flexivel - não é despachado na base – Menos
CO 2 para uma mesma produção produ ão de energia. Maior
aproveitamento de fonte renovável. renov vel.
Efeitos das mudanças mudan as climáticas clim ticas poderão afetar o regime
hídrico, drico, com isso poderá poder ser necessário necess rio ampliar o uso de
backup fóssil f ssil para garantir a segurança seguran a energética. energ tica.
Potência instalada Geração de energia (*)
Nuclear
2%
Outras
< 1%
Hidráulica
76%
Geração a carvão cerca de 1 %
Térmica
Convencional Nuclear
5% 2%
Outras
< 1%
Hidráulica
93%
(*) geração no Sistema Interligado Nacional
40

Tecnologias de conversão expandem
o mercado do carvão – CTG e CTL
41

Gaseificação Gaseifica ão para carvões de alta cinza
Carvão indiano – similar aos brasileiros e são gaseificados
Planta piloto em operação Tiruchipali, Índia
Bahrat Heavy Industries Limitated
42

Tecnologia Carvão & Gás G
Coal Bed Methane – CBM
Ventilation Air Methane – VAM
- Drivers : preço pre o do gás g s elevado; MDL;
segurança seguran a das minas
CONSOL/Pensilvania/USA
43

Centros de Pesquisa para Combustíveis
Combust veis
Limpos e CCS
Objetivo principal : “Sem Sem caixas pretas” pretas - a
tecnologia deve ser para o combustível
combust vel
brasileiro.
Centro de Pesquisa para Combustível Combust vel Limpo –
pré-captura pr captura (ABCM/SATC-SC)
(ABCM/SATC SC) – suporte
internacional (NETL/USA; Padova/It; Ecole de
Mines de Saint Etienne/Fr).
Centro de Excelência em Armazenamento de
CO 2 (Petrobras/PUC-RS).
(Petrobras/PUC RS).
Rede de pesquisa – Mudanças Mudan as Climáticas Clim ticas
Petrobras – Rede Carvão/MCT.
Treinamento de Pessoal – cursos e seminários semin rios 44
no Brasil e Exterior

SATCTEC
CENTRO TECNOLÓGICO TECNOL GICO DE
CARVÃO LIMPO
45

OBJETIVOS
Desenvolver tecnologias de mineração minera ão e
utilização utiliza ão de carvão compatíveis compat veis com as
demandas ambientais, inclusive na captura de
CO 2, , tornando sustentável sustent vel a atividade
carbonífera carbon fera
Agregar valor ao carvão mineral nacional
Desenvolver produtos nobres a partir do carvão:
do gás g s combustível combust vel (síntese), (s ntese), CTL ao hidrogênio
Otimizar os processos de mineração minera ão e uso do
carvão
Fomentar a criação cria ão de massa crítica cr tica em carvão
Otimizar os recursos de P&D + I 46

Coal
Plataforma Tecnológica
ECBM
Metano
Adaptado de: Sotacarbo, IEA/GHG
47

DETALHES
Custeio : Setor Produtivo - ABCM e Estado
(retorno do CFEM)
Custo Variável Vari vel : Matriz de projetos com
recursos de P&D da cadeia produtiva e
MCT
Gestão privada com comitê técnico t cnico dos
Stakeholders
Financiamento da Implantação: Implanta ão: Setor
Produtivo/MCT
Implantação: Implanta ão: 2008-2012 2008
2012 48

Parcerias
Ações ões em Rede de Conhecimento
(Universidades e Centros de Tecnologia)
Apoio Tecnológico Tecnol gico Internacional
(NETL/USA, Universidade de Pádova, P dova, Central
Mining Institute/Polonia, Ecole de Mines de Saint
Etienne/França, Etienne/Fran a, etc)
CETEM – campus avançado avan ado (em discussão)
CPRM – núcleo cleo Criciúma Crici ma (existente)
Empresas : Cadeia produtiva do carvão (ABCM),
Ind. Cerâmica, Ind. Equip., outras
Rede mudanças mudan as climáticas clim ticas – Petrobras/PUC-RS
Petrobras/PUC RS 49

Ações ões em Andamento
Plano de trabalho com o NETL-2008 NETL 2008
Atualização Atualiza ão do Centro de Documentação
Documenta ão
Laboratórios Laborat rios de Carvão - LAEC/LAQUA
Projeto Projeto : 2007-08 2007 08
Implantação: Implanta ão: 2008
Centro de Serviços: Servi os: construção constru ão - 2008
Aprovação Aprova ão da Lei do CFEM – 2007
Projeto gaseificação gaseifica ão : SATC/Cecrisa
2007/09
2007/09 50

Centro de Excelência em
Armazenamento de CO 2
- Petrobrás/PUC/RS
53

Estocagem de CO & Geologia
2
Há duas décadas d cadas não são realizadas pesquisas
geológicas geol gicas de carvão no Brasil. É necessário, necess rio,
reavaliar todas as informações informa ões disponíveis dispon veis a luz
de novas tecnologias e com uma visão integrada
Buscando o conhecimento dos reservatórios
reservat rios
para: mineração minera ão de carvão, producão de gás g s
metano, gaseificação gaseifica ão in situ e estocagem de CO 2
Projetos como o REMPLAC – na plataforma
costeira na Bacia do Paraná Paran (RS e SC) devem
ser concebidos dentro desta ótica. tica.
Integração Integra ão com o
54

Adaptado da RECOPOL 55

Adaptado do LLNL
56

Conclusão
Cenário mundial com necessidade de energia - pouca
oferta = preços pre os internacionais elevados => tendência de
uso de fontes domésticas
dom sticas
O mundo necessitará necessitar de combustíveis combust veis fósseis f sseis e o
carvão terá ter um importante papel nas próximas pr ximas 4
decadas
Com as soluções solu ões tecnológicas tecnol gicas o carvão será ser aceitável aceit vel
pela sociedade, suportável suport vel e acessível acess vel (WEC 3 A’s) A s)
A ABCM está est comprometida em buscar a segurança seguran a de
suprimento de combustível combust vel para o Brasil de uma forma
sustentável sustent vel (energia elétrica, el trica, gás g s industrial, siderurgia,
57
etc)

Mensagem
“Carbon Carbon Capture and Storage:
an essential bridge to
sustainable and secure energy
future” future – CFFS Committee -
World Energy Council – WEC
58

Contatos:
zancan@carvaomineral.com.br
marcio.zanuz@satc.edu.br
(48) 34317600
www.carvaomineral.com.br
OBRIGADO PELA
ATENÇÃO ATEN ÃO
59