O que acontece quando você escolhe carvão mineral
Eu já lidava com usinas termelétricas no interior de Santa Catarina e vi de perto como o carvão define a operação. O combustível é barato, isso é fato, mas os custos reais aparecem depois que a planta está rodando. A cinza do carvão mineira do Rio Grande do Sul tem um índice de abrasividade que desgasta turbinas mais rápido do que o especificado pelo fabricante. Substituir os estágios de expansão da turbina sai em média entre 800 mil e 1,2 milhão de reais por parada programada, sem contar a perda de receita durante os 45 dias que dura o serviço. O que muita gente não diz é que o carvão mineral não é um combustível homogêneo. A bituminoso tem teor de enxofre variando de 0,8 a 4 por cento conforme o jazigo. Se a usina foi projetada para carvão de baixo enxofre e você entra com uma carga de alto enxofre, os sistema de dessulfurização trabalha no limite e os descartes de gesso ficam contaminados com metais pesados. Já vi uma planta parada três semanas porque o lavador de gases entupiu com sulfato de cálcio mal cristalizado. A solução foi ajustar o pH da suspensão de calcita de 5,2 para 5,8 e mudar o tempo de residência de 4 minutos para 7 minutos. Nada bonito, mas funcionou.
carvão mineral vantagens e desvantagens na prática
Vantagens reais: o custo por megawatt-hora gerado fica entre 35 e 55 dólares, dependendo do transporte. O Brasil tem reservas estimadas em torno de 30 bilhões de toneladas no estado de Santa Catarina, o que garante suprimento para décadas sem depender de importação. A logística ferroviária já existe desde os anos 1970, então não precisa construir infraestrutura nova. Uma Usina Termelétrica de 300 megawatts consumindo 1,2 mil toneladas por dia gera receita previsível para o distribuidor. Desvantagens que aparecem nos relatórios: a emissão de dióxido de carbono por gigajoule de energia é cerca de 95 gramas a mais do que o gás natural. Os poluentes como mercúrio e dióxido de enxofre exigem tratamento caro. A cinza volante contida nas chaminés precisa ser capturada por filtros eletrostáticos ou sacos de tecido, o que consome entre 8 e 12 por cento da potência bruta da usina. O descarte dos resíduos sólidos ocupa terreno e pode contaminar lençóis freáticos se o aterro não for impermeabilizado corretamente.
Aqui vai algo que ninguém menciona nos manuais: o carvão mineral de baixa qualidade pode ser viável economicamente se a usina estiver perto do jazigo. O frete representa até 40 por cento do custo final do combustível. Transportar carvão de Santa Catarina até um gerador no Nordeste encarece a energia em cerca de 18 dólares por megawatt-hora. Nesse cenário, o gás natural ou a energia solar com armazenamento se tornam competitivos, mesmo com o preço do gás subindo. Se você está avaliando um projeto, o pulo do gato é calcular o nível de custo nivelado de energia considerando o preço do carbono. A metodologia do IPCC para fatores de emissão do carvão bituminoso é de 94,6 quilogramas de dióxido de carbono por megawatt-hora. Com um preço de carbono de 50 reais por tonelada, o custo adicional fica em torno de 4,7 reais por megawatt-hora. Esse número muda completamente a equação econômica quando comparado a uma fonte renovável.
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O lado negativo que eu enfrentei pessoalmente foi a variabilidade do poder calorífico. O carvão enviado por contratante às vezes chegava com teor de umidade de 15 por cento em vez dos 8 por cento contratados. Isso reduzia o rendimento térmico da caldeira em cerca de 3 por cento e aumentava o consumo específico de combustível em 45 quilogramas por megawatt-hora. A solução que adotei foi instalar um secador térmico a gás na entrada da moeda, o que elevou o poder calorífico em média 250 quilocalorias por quilograma e recuperou 1,8 por cento de eficiência. O investimento ficou em torno de 2,3 milhões de reais e o payback ocorreu em 14 meses. Outro ponto que os engenheiros juniores ignoram é a cinza fusível. O ponto de amolecimento da cinza do carvão mineira varia entre 1.100 e 1.400 graus celsius. Se a temperatura de saída da caldeira ultrapassar o limite de 1.350 graus, a cinza derrete e adere aos tubos do superaquecedor. Essa incrustação reduz a transferência de calor em até 30 por cento e pode causar falha no tubo em menos de 72 horas. A medida que aplicamos foi limitar a temperatura de fogo a 1.280 graus e injetar magnésia na câmara de combustão para elevar o ponto de fusão da cinza para 1.450 graus. Custo adicional de 0,35 real por megawatt-hora, mas evita paradas emergenciais.
Quando o carvão mineral não compensa
Existe um cenário em que eu recomendaria evitar o carvão mineral sem pensar duas vezes: regiões sem infraestrutura ferroviária e com distância superior a 300 quilômetros do jazigo mais próximo. O frete rodoviário encarece o combustível em 22 dólares por tonelada, tornando a geração termelétrica mais cara do que a solar fotovoltaica. Em 2023, o nível de custo nivelado da solar no Brasil ficou em torno de 45 dólares por megawatt-hora, enquanto o carvão com frete rodoviário ultrapassava 85 dólares. Se a questão é descarbonização, o carvão mineral é o pior ativo existente. A vida útil média de uma usina a carvão é de 35 a 40 anos, e cada ano adicional de operação trava o investimento em renováveis por pelo menos 5 por cento devido às contratos de longo prazo. Já vi uma empresa abandonar uma expansão de 200 megawatts a carvão porque o licença ambiental não foi concedido após dois anos de análise. O prejuízo direto foi de 15 milhões de reais em engenharia básica e 8 milhões em estudos de impacto.
O que sobra é que o carvão mineral ainda tem papel na matriz energética brasileira, especialmente no sul do país onde a logística já existe. Mas o preço do carbono tende a subir, e as novas regras do banco desenvolvendo podem tornar os financiamento mais caros ou indisponíveis para projetos novos a carvão. A conta fecha diferente a cada ano, e quem avalia esse combustível precisa olhar para o horizonte de 10 anos, não apenas para o preço atual da tonelada.
