Avaliação do nível de desenvolvimento tecnológico de
processos de gaseificação de carvão e biomassa.
Engenharias: Engenharia Química
Bruno Cardoso da Silva, Marcos Marcelino Mazzucco. PUIC / Grupo de
Pesquisas em Engenharia de Processos (ENGEPRO) / Curso de Engenharia
Química (EQM), Campus Tubarão.
Introdução
Sabe-se que existe uma preocupação mundial sobre a emissão dos gases responsáveis pelo
efeito estufa, e que com o crescimento global há necessidade da ampliação dos meios de
produção de energia e produtos derivados do petróleo. Por isso, têm-se investido em
pesquisas buscando novas tecnologias limpas de produção. Outro ponto a ser analisado é a
extinção da reserva de combustíveis fósseis, já que em um futuro próximo teremos que criar
soluções para continuar a abastecer a demanda de energia a partir de outros recursos. A
utilização de biomassa surge como uma alternativa.
A gaseificação é um processo limpo que transforma carvão, biomassa, e outras matériasprimas em uma mistura de gases chamado de syngas (gás sintético ou gás de síntese).
Através de reações termoquímicas envolvendo a matéria-prima e um agente de gaseificação,
podendo ser o ar ou oxigênio, com vapor d’água, obtêm-se a mistura desejada de CO, H2 e
em alguns casos CH4. Esta mistura pode ser utilizada para diversos fins, como por exemplo,
produção de energia, produtos químicos e combustíveis sintéticos. A composição do gás
depende da matéria-prima e do processo utilizado.
Objetivos
Objetivo Geral
Elaborar uma revisão do nível de desenvolvimento tecnológico dos processos de
gaseificação de carvão e biomassa.
Figura 1: Produtos obtidos a partir da gaseificação.
DISTRIBUIÇÂO POR DETENTORES DE TECNOLOGIAS
UTILIZADAS NO MUNDO
DISTRIBUIÇÃO POR CAPACIDADE
DE GASEIFICAÇÃO E REGIÕES
31%
27%
19%
34%
1%
Europa
Ásia/Austrália
24%
África/Oriente médio
América do Norte
América Central e América do Sul
Sasol Lurgi
Shell
GE Energy
Outros
DISTRIBUIÇÃO POR PRINCIPAIS
MATÉRIAS-PRIMAS UTILIZADAS
Objetivos específicos
-Resgatar os projetos de gaseificação aplicados em Santa Catarina;
-Levantar o estágio das pesquisas e desenvolvimentos na área de gaseificação de carvão;
-Levantar o estágio das pesquisas e desenvolvimentos na área de gaseificação de biomassa;
-Pesquisar as patentes registradas nas áreas de gaseificação de carvão e biomassa;
Metodologia
-Levantamento dos grupos de pesquisa que são referência mundial na área de gaseificação
de carvão.
-Reunião de textos técnicos e científicos sobre gaseificação de carvão (preferencialmente, em
bases de dados on-line nas áreas da química e engenharia química).
-Compilação dos dados obtidos na área de gaseificação de carvão.
-Levantamento dos grupos de pesquisa que são referencia mundial na área de gaseificação
de Biomassa.
-Reunião de textos técnicos e científicos sobre gaseificação de biomassa (preferencialmente,
em bases de dados on-line nas áreas da química e engenharia química).
-Compilação dos dados obtidos na área de gaseificação de biomassa.
Resultados
No Brasil não existem grandes unidades de gaseificação de carvão implantadas. Santa
Catarina por possuir uma considerável reserva de carvão poderia ter grande destaque nessa
área, se as pesquisas não fossem abandonadas no passado, fazendo com que o
conhecimento sobre esse processo ficasse estagnado. Enquanto que, na Europa, Ásia e
Estados Unidos os estudos avançaram e as tecnologias foram aprimoradas, obtendo maior
eficiência no processo e menores custos.
As unidades de gaseificação de biomassa no Brasil existentes se resumem a geradores de
gás combustível e se concentram principalmente na fabricação de cal, segundo Ademar
Hakuo Ushima, Engenheiro Químico pesquisador do IPT (Instituto de Pesquisas Tecnológicas
do Estado de São Paulo).
A gaseificação de carvão e biomassa apresenta várias possibilidades de aplicação para
obtenção de variados produtos (como mostra a figura I), podendo estes serem substitutos de
outros obtidos a partir de tecnologia não limpa ou não renovável. Através dela, surgem muitas
oportunidades por ser um processo atrativo onde respeita o meio-ambiente, o qual
atualmente é uma grande preocupação mundial.
As usinas de gaseificação em funcionamento atualmente no mundo estão presentes em 27
países. De acordo com o banco de dados sobre a gaseificação mundial em 2007, patrocinado
pelo Departamento de Energia dos Estados Unidos, a atual capacidade de gaseificação
cresceu 56.238 MWth (29.000 MWe) de produção de syngas em 144 plantas operando com
um total de 427 gaseificadores, incluindo já as usinas programadas para começar no final de
2007. Os tipos de gaseificadores mais utilzados são os de leito fixo, leito fluidizado e leito
arrastado. A figura II apresenta um resumo de modo geral em distribuições percentuais.
16%
14%
34%
DISTRIBUIÇÃO POR PRINCIPAIS PRODUTOS
OBTIDOS A PARTIR DE GÁS SINTÉTICO
33%
28%
19%
7.7%
2.5%
1.8%
8%
55%
Carvão
Gás
Petcoke
45%
Petróleo
Biomassa/Resíduos
Produtos Químicos
Líquidos F-T
Energia
Combustíveis Gasosos
Figura 2: Distribuições percentuais.
Conclusões
O presente estudo, realizado com base nas informações obtidas permite apontar que a
gaseificação de carvão ou biomassa é um processo altamente atrativo e já consolidado em
muitos países. O gás sintético produzido possue várias possibilidades de aplicação. A
gaseificação do carvão e biomassa apontam muitas oportunidades, sendo um investimento
que seria lucrativo e competitivo com outras tecnologias. Sabe-se que os preços do
petróleo e do gás natural estão subindo e subirão ainda mais no decorrer dos anos. Não
somente o fator econômico, mas também ambiental toma importância como uma grande
oportunidade para o futuro. Atualmente existe uma preocupação mundial com a emissão
dos gases do efeito estufa, e a gaseificação é uma alternativa limpa. A viabilidade
econômica desta tecnologia no Brasil dependerá da utilização de mecanismos de incentivo
e parcerias, sejam nacionais ou internacionais, para atingir níveis de investimento e custos
operacionais mais viáveis.
Bibliografia
1. HULSE, José Correa; OLIVEIRA, Ronê de. Aspectos sobre carvão mineral. 2. ed.
Florianópolis: CELESC, 1985. 39 p.
2. DE MEDEIROS, José Benício – Gaseificação do carvão mineral – Possibilidades e
processos em escala industrial – Petrobrás 1976. p2 – 7.
3. Eastman Gasification Services Company. The top 10 things you should know about
gasification. Disponível em: <http://www.gasification.org/Docs/Workshops/2005/knoxville/
Eastman2.pdf>. Acessado em: 22 de fevereiro de 2008.
4. U.S. Department of Energy - National Energy Technology Laboratory. Gasification world
database 2007. Disponível em: <http://www.netl.doe.gov/technologies/coalpower/
gasification/database/database.html>. Acessado em 10 de março de 2008.
Apoio Financeiro: Unisul