Global warming potential assessment for operation of thermoelectric power plant in Manaus

Resumo

O setor energético é de suma importância para o crescimento estratégico de qualquer país. Isso não é diferente no Brasil, o qual apresenta uma matriz energética diversificada, mas que tem um predomínio do setor hidrelétrico. No entanto, o setor termelétrico tem crescido nos últimos anos para garantir a segurança energética e, nos sistemas isolados, a termeletricidade é predominante. Este é o caso do estado do Amazonas, o qual recebe energia prioritariamente de usinas termelétricas da região. As usinas da região utilizam, em sua maioria, combustíveis fósseis tais como diesel, óleo combustível pesado (HFO, em inglês). Atualmente, tem sido incorporada a este sistema a utilização do gás natural proveniente da bacia petrolífera amazônica, localizada em Urucu. Nesse sentido, para analisar a influência ambiental desta mudança nas usinas termelétricas, este emprega a metodologia de Avaliação do Ciclo de Vida (ACV) da eletricidade entregue ao grid por uma usina termelétrica, localizada em Manaus, que utiliza óleo combustível pesado e gás natural como combustível. O estudo foi conduzido do berço ao portão da usina a partir de dados primários da própria usina e dados secundários de bibliografia da área. Para a observação das diferenças, fez-se um estudo comparativo entre a mesma usina em duas situações: utilizando somente óleo combustível pesado e o uso concomitante deste combustível com o gás natural. A Avaliação do Impacto de Ciclo de Vida foi calculada pelo método CML IA baseline com o uso do software SimaPro e escolheu-se a categoria de impacto de Aquecimento Global para análise. A conversão bicombustível resultou em redução do impacto da usina, que antes era de 590,50 kg CO2eq/MWh e passou para 521,11 CO2eq/MWh, no entanto ao longo do ciclo de vida o resultado se manteve no mesmo patamar.

Resumen

El sector energético es de suma importancia para el crecimiento estratégico de cualquier país. Esto no es diferente en Brasil, que tiene una matriz energética diversificada, pero que tiene un predominio del sector hidroeléctrico. Sin embargo, el sector termoeléctrico ha crecido en los últimos años para garantizar la seguridad energética y, en sistemas aislados, termoelectricidad es predominante. Este es el caso de estado del Amazonas, que recibe energía principalmente de centrales térmicas de energía en la región. Las plantas de la región utilizan, sobre todo, combustibles fósiles como el diesel, fuelóleo pesado (HFO en inglés). En la actualidad, se ha incorporado a este sistema, el uso de gas natural de la cuenca petrolífera del Amazonas, situado en Urucu. En este sentido, para analizar el impacto ambiental de este cambio en las centrales térmicas, este estudio emplea la metodología del Análisis de Ciclo de Vida (ACV) de la electricidad entregada a la red por una central térmica, que se encuentra en Manaus, que utiliza fuelóleo pesado y gas natural como combustibles. El estudio se realizó a partir de datos primarios de la central térmica y datos secundarios de literatura del área. Para observar las diferencias, se hizo un estudio comparativo de la misma planta en dos situaciones: utilizando sólo el fuelóleo pesado y el uso concomitante de este combustible con gas natural. La evaluación del impacto del ciclo de vida se calculó por el método de CML IA baseline usando el software SimaPro y optó por categoría de impacto del calentamiento global para análisis. La conversión bi-combustible resultó en una redución del impacto de la planta, que antes era de 590.50 kg CO2eq / MWh y aumentó a 521.11 CO2eq / MWh. Sin embargo a lo largo del ciclo de vida, el resultado se mantuvo en el mismo nivel.

Abstract

The electric sector is very important to the strategic growing of any country. It isn’t different in Brazil, which shows a diversified energy matrix, but has a predominance of hydropower sector. However, the thermoelectric sector has grown in the last years to guarantee the electrical safety and, in isolated systems, the thermoelectricity is predominant. It is the case of Amazonas State, which receives energy priority from thermal power plants in the region. They use, mostly, fossil fuels such as Diesel, Heavy Fuel Oil (HFO). Nowadays, it has been incorporated into this system the natural gas use from Amazon oil basin, located in Urucu. In this sense, to analyze the environmental influence of this change on the thermal power plants, this study intends to employ the methodology of Life Cycle Assessment (LCA) of the electricity delivered to the grid by one thermal power plant (TPP), located in Manaus, which uses HFO and Natural Gas as fuel. For observation of differences, it was performed a comparative study of this power plant in two situations: using only HFO and using HFO and Natural gas concomitant. The study was conducted from cradle to gate of the power plant from specific primary data, provided by the power plant and secondary data from the literature. The Life Cycle Impact Assessment (LCIA) was calculated from the CML IA baseline with the use of SimaPro software and it was chosen the impact category of Global Warming Potential (GWP) for analysis. The conversion bifuel resulted in reduction of the impact of the TPP, which previously was 590.50 kg CO2eq / MWh and passed to 521.11 CO2eq / MWh. However, the bifuel power plant has, along the lifecycle, when compared the operation with only HFO, the same magnitude of GWP due to contributions of, for example, natural gas production.