Analise das emissões de CO2 e de energia - simulação com novas tecnologias siderúrgicas

Abstract

The process of steel production emits a large quantity of greenhouse gases, specifically carbon dioxide (CO2), and the reduction of such emissions is one of the main challenges for the industry in the 21st. Century. To quantify these emissions, the Worldsteel Association (association of the 170 large steel manufacturers of the world) published a methodology (CO2 Emission Data Collection) for calculation and comparison of CO2 emissions among its members. After that, in 2010, this methodology became an ISO (International Organization for Standardization) norm. Today, the calculation of the CO2 emissions in steel making companies follow the ISO 14404-1 for units with blast furnaces and the ISO 14404-2 for units with electric furnaces. In the last years, new technologies were and continue to be developed for the steel making sector aiming at energetic improvements and greenhouse gas reductions (mainly CO2) by the several processes involved in the production of steel. This work had the objective of producing a tool to calculate the CO2 emissions for the steel making sector. An Excel spreadsheet was developed to calculate the emission intensities of CO2 of a steel plant, the Usina Presidente Vargas, of the Companhia Siderúrgica Nacional (CSN). The spreadsheet furnishes results of CO2 emissions and energetic fluxes, and simulates the benefits that some of the new technologies can give to the company. The spreadsheet calculates the emissions in two ways: a) based on the carbon fluxes that enter the unit, and b) based on the emissions of each specific process within the unit (coking, sinterization, blast furnace, among others)

O processo de produção de aço emite uma grande quantidade de gases de efeito estufa, especificamente o dióxido de carbono (CO2), e a redução dessas emissões é um dos principais desafios para a indústria do aço no século 21. Para quantificar essas emissões, a Worldsteel Association (associação das 170 grandes produtoras de aço do mundo) publicou um método (CO2 Emission Data Collection) para cálculo e comparação das emissões de CO2 entre seus membros. Posteriormente, em 2010, este método se tornou uma norma ISO (International Organization for Standardization, ou, em português, Organização Internacional para Padronização). Hoje, os cálculos das emissões de CO2 na siderurgia seguem a ISO 14404-1 para usinas com alto forno e a ISO 14404-2 para usinas com forno elétrico. Nos últimos anos, novas tecnologias foram e continuam sendo desenvolvidas para o setor siderúrgico, visando melhorias energéticas e reduções das emissões de gases do efeito estufa (principalmente o CO2) pelos diversos processos envolvidos na produção do aço. Este trabalho teve o objetivo de produzir uma ferramenta para calcular as emissões de CO2 no setor siderúrgico. Uma planilha foi desenvolvida de maneira a permitir o cálculo das intensidades de emissões de CO2 de uma usina, no caso a Usina Presidente Vargas, da Companhia Siderúrgica Nacional (CSN), fornecendo resultados e fluxos energéticos e simulando os benefícios que algumas novas tecnologias podem proporcionar à empresa. A planilha calcula as emissões de duas maneiras: a) com base nos fluxos de carbono que entra na usina, e b) com base nas emissões de cada processo específico dentro da usina (coqueria, sinterização, alto forno, entre outros)