Avaliação exergética do ciclo de vida de um ciclo combinado a gás natural com sistema de oxicombustão - Cruz, Tatiane Tobias da (2020)
O crescimento populacional e o progresso tecnológico têm levado a crescente demanda por recursos naturais e energia, resultando na intensificação de impactos ambientais. O setor de energia é um dos principais emissores de CO2 antropogênico, principalmente devido a utilização de combustíveis fósseis, o que tem levado à busca por soluções tecnológicas visando a redução dos impactos ambientais associados à sua geração. Nesse contexto, esse trabalho visa realizar uma avaliação de desempenho ambiental da geração de energia elétrica das centrais termelétricas Fernando Gasparian e Piratininga com inserção da técnica de captura de CO2 por oxicombustão. Essa avaliação é realizada por meio de uma proposta conceitual própria que inclui avaliação do ciclo de vida (ACV) e avaliação termodinâmica com bases exergéticas. A avaliação termodinâmica abrange a operação das termelétricas, por meio de análise energética e exergética utilizando a teoria do custo exergético e o método CExC (cumulative exergy consumption). A ACV abrange desde a extração dos recursos até o fim de vida das instalações, utilizando os métodos de contabilização de recursos CED (cumulative energy demand), CExD (cumulative exergy demand) e CML IA baseline. Os resultados da avaliação termodinâmica permitiram verificar que a câmara de combustão é a principal destruidora de exergia e a inserção da técnica de oxicombustão impõe maior penalidade energética por causa da inserção dos componentes de separação de ar e processamento de CO2 para armazenamento. Por essa razão, um aumento do custo exergético unitário e consumo de recursos de mais de 15% para as UTE com oxicombustão foi encontrado. Do ponto de vista do ciclo de vida, os resultados demonstraram que a operação da termelétrica é responsável por cerca de 86% das emissões de GEE (GWP100) para o cenário sem oxicombustão e 69% para o cenário com oxicombustão. A produção e transporte do gás natural foi responsável por cerca de 14% (sem oxicombustão) e 28% (com oxicombustão), sendo as emissões restantes ocorridas na construção e descomissionamento das UTE (0,22% sem oxicombustão e 0,32% com oxicombustão). O consumo de energia (CED) e exergia (CExD), de maneira geral são maiores nas etapas de extração, processamento e transporte do gás natural. Conclui-se que a proposta conceitual apresentada foi validada como forma de avaliação ambiental do ponto de vista termodinâmico e do ciclo de vida com bases exergéticas