Análise de propostas de sequestro mineral de carbono para usinas termoelétricas no Brasil

Abstract

Acordos internacionais sobre o aquecimento global têm identificado a urgente necessidade por uma tecnologia que capture e sequestre carbono em grande escala para reduzir as emissões de dióxido de carbono (CO2) antrópico. O sequestro e captura do CO2 por carbonatação mineral (CCSM) é uma tecnologia que tem potencial para reduzir bilhões de toneladas de CO2 por ano. O principal foco deste trabalho foi avaliar o efeito ambiental do requerimento energético relacionada à produção de carbonatos utilizando os minerais silicatos, com a finalidade de sequestrar emissões de CO2 provenientes de usinas termelétricas no Brasil. Esta pesquisa foi realizada mediante o uso do LCA - Life Cycle Assessment (NBR 14040) identificando quatro subsistemas (processos de mineração, transporte do mineral, usina termelétrica e processos de carbonatação mineral) na produção de carbonatos. Consideraram-se dois processos de carbonatação mineral: mediante o ácido clorídrico (HCl) e sais de amônia (NH4HSO4) integrados a dois tipos de usinas termelétricas (carvão e gás natural), adotando quatro cenários nos quais foram avaliados o requerimento energético, emissões de CO2 e os custos envolvidos de cada um deles, as quais utilizaram a matéria prima com maior potencial de carbonatação (mineral silicato). O presente estudo foi estruturado visando responder os seguintes assuntos: (a) O melhor mineral silicato como matéria prima para processo de carbonatação mineral, (b) A quantidade de matéria prima para a sequestro de 1 tonelada de CO2, (c) O requerimento energético do processo de carbonatação mineral para sequestrar 1 tonelada de CO2, (d) A quantidade de CO2 evitada derivada da produção de carbonatos e (e) Comparação do resultado do LCA dos processos de carbonatação mineral considerados no estudo. Os resultados amostram...

International concerns over global warming have identified the urgent need for a technology to capture and sequester carbon in large-scale to reduce anthropic carbon dioxide (CO2) emissions. Carbon dioxide capture and sequestration by mineral carbonation (CCSM) is a technology that can potentially reduce billions of tonnes of CO2 per year. The main focus of this work was to evaluate the environmental effects of energy usage related to carbonate production using mineral silicates in order to sequester CO2 emissions from Brazilian power plants. This investigation was realized using a LCA - Life Cycle Assessment (ISO14040) identified 4 subsystems (mining process, mineral transport, power plant and mineral carbonation process) on carbonate production. Two mineral carbonation processes are considered: using chloride acid (HCl) and ammonium salts (NH4HSO4) applied to two types of power plants (coal and natural gas) with the best feedstock (mineral silicate) supporting four scenarios which evaluate energy requirement, CO2 emissions and costs. This work addresses the following import issues: a) the best mineral silicate used as feedstock for mineral carbonation process, b) the amount of this mineral silicate for sequestration 1 ton CO2, c) the energy requirements of mineral carbonate process to sequester 1 ton of CO2, d) the amount of CO2 avoided derived from carbonate production and e) comparison of LCA results of the two mineral carbonation process. The LCA results shows that the best feedstock to sequester CO2 emissions from power plants in Brazil is serpentinito located in Goiâs state, the mineral carbonation process using ammonium salts is a feasible option for the less energy requirement (0,75 kW/kgCO2SEQ). The amount of CO2 avoided was 0,578 tCO2AVOIDED/tCO2SEQ, this avoided CO2 emissions can be traded as carbon... (Complete abstract click electronic access below)