A principal utilização do carvão mineral é a geração de energia elétrica por meio de usinas termelétricas. Em segundo vem a utilização nas indústrias para a geração de calor. Um desdobramento natural dessa atividade é a co-geração ou utilização do vapor aplicado no processo industrial também para a produção de energia elétrica. O carvão é a fonte mais utilizada para a geração de energia elétrica no mundo, respondendo por 41% da produção total. Nesse carvão o poder calorífico e a incidência de impurezas variam, dividindo o carvão em duas categorias com quatro tipos de carvão:
- Baixa qualidade:· O lignito ou linhito são os mais jovens e possuem alto teor de água e baixo poder calorífico.
· O sub-betuminoso possui elevado teor de água( menor que o dos lignitos), mas baixa quantidade de enxofre.
- Alta qualidade:
· O betuminoso possui um elevado valor calorífico, mas possui um alto teor de enxofre.
· O antracito possui grande valor calorífico e não apresenta poeira ou fuligem, e queima durante mais tempo do que os outros tipos de carvão.
O processo de produção de energia elétrica a partir do carvão se da seguinte maneira: o carvão é extraído do solo, fragmentado e armazenado em silos para, posteriormente, ser transportado à usina, onde será armazenado. Em seguida, é transformado em pó, o que permitirá melhor aproveitamento térmico ao ser colocado para queima nas fornalhas de caldeiras. O calor liberado por esta queima é transformado em vapor ao ser transferido para a água que circulam nos tubos que envolvem a fornalha. A energia térmica(ou calor) contida no vapor é transformada em energia mecânica(ou cinética), que movimentará a turbina do gerador de energia elétrica. O processo de co-geração é similar, porém o vapor, além de gerar energia elétrica, é utilizado no processo industrial.
A extração do carvão pode ser a céu aberto ou pode ser subterrânea. O uso de uma ou outra depende da profundidade e do tipo de solo sob qual o minério se encontra. Se a camada que recobre o carvão é estreita ou não é apropriado à perfuração a opção e a mineração a céu aberto. Se o mineral estiver em camadas mais profundas ou se apresenta como veios de rocha, há a necessidade da construção de túneis.
O transporte é a atividade mais complexa e dispendiosa da cadeia produtiva do carvão. Além disso apenas os tipos de carvão com baixo teor calorífico são transferidos de um local para outro. Os demais são utilizados nas proximidades do local de mineração, pois e mais eficiente investir em linhas de transmissão de eletricidade do que no transporte.
O carvão é o combustível fóssil com maior disponibilidade no mundo. Ao contrario de outros combustíveis fósseis, ele não esta concentrado em poucas regiões.
O carvão é uma das formas de produção de energia mais agressivas ao meio ambiente. Ele é o responsável por entre 30% e 35% do total de emissões de CO2. Suas jazidas interferem na vida da população, nos recursos hídricos, na flora e fauna locais.
Atualmente, foram desenvolvidas rotas de tecnologias limpas que são a combustão pulverizada supercrítica, a combustão em leito fluidizado e a gaseificação integrada a ciclo combinado. Na combustão pulverizada supercrítica, o carvão é queimado como partículas pulverizadas, o que aumenta substancialmente a eficiência da combustão e conversão. O processo de combustão em leito fluidizado permite a redução de enxofre (até 90%) e de nitrogênio (70%-80%), pelo emprego de partículas calcárias e de temperaturas inferiores ao processo convencional de pulverização. Já a gaseificação integrada a ciclo combinado consiste na reação do carvão com vapor de alta temperatura e um oxidante (processo de gaseificação), o que dá origem a um gás combustível sintético de médio poder calorífico. Esse gás pode ser queimado em turbinas a gás e recuperado por meio de uma turbina a vapor (ciclo combinado), o que possibilita a remoção de cerca de 95% do enxofre e a captura de 90% do nitrogênio.
Bibliografia
Atlas de Energia Elétrica do Brasil 3°edição
Energia e Meio Ambiente Tradução da terceira edição norte-americana
