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Seminário ACV-s - CBCS / ABCP
Prof. Yushiro Kihara
31/08/2012
Mudanças Climáticas e Sustentabilidade
Cenário e Desafios da
Indústria Brasileira de Cimento
Yushiro Kihara
Prof Dep. Geociëncia – USP
Gerente de Tecnologia ABCP
DESAFIOS DA INDÚSTRIA BRASILEIRA
DE CIMENTO
O grande desafio:
Garantir a produção de cimento com qualidade e
com baixos níveis de emissões específicas de
CO2 por tonelada de cimento
Concreteshow 2012
1
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PANORAMA DA INDÚSTRIA DE
CIMENTO
Distribuição das fábricas (2011)
• 15 grupos industriais
• 81 unidades produtoras
• Capacidade nominal: 78 Mt/ano
Produção 2011
64 milhões
Fábricas
Fábricas
Moagens
Moagens
toneladas
Fonte: SNIC, 2012
PANORAMA MUNDIAL
311
498
Concreteshow 2012
2
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Evolução da produção de cimento
nos últimos 40 anos
M tons
60
50
40
Década perdida
30
20
10
0
1970
1980
1975
1985
2000
1995
1990
2005
2010 2011
Fonte: SNIC, 2012
Panorama mundial (2010)
País
1851
Produção (Mt)
China
56,1%
207,9
66,5
63,8
61,0
59,1
53,8
52,1 50,7
50,1
Produção de
cimento (Mt)
China
1.851,0
India
207,9
Turquía
66,5
Estados Unidos
63,8
Irã
61,0
Brasil
59,1
Japão
53,8
Coreia do Sul
52,1
Rússia
50,7
Vietnã
50,1
Produção mundial
3.300,0
Fonte: CEMBUREAU
1°
Concreteshow 2012
2°
3°
4°
5°
6°
7°
8°
9°
10°
3
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FLUXOGRAMA DE FABRICAÇÃO DO
CIMENTO
INDÚSTRIA DE CIMENTO E O MEIO
AMBIENTE
• Fonte geradora de gases:
– CO2, NOx, SOx, material particulado
• Áreas de proteção ambiental
– Pantanal, Mata Atlântica, Floresta Amazônica
• Sítios arqueológicos
– Grutas calcárias: Maquiné/MG, Petar/SP
Concreteshow 2012
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BALANÇO AMBIENTAL
• Instalação de filtros de alta eficiência
• Utilização de maçaricos ecológicos
• Destinação final de resíduos perigosos
• Uso de matérias-primas e combustíveis alternativos
• Produção de cimentos com adições
• Recuperação de áreas degradadas
CENARIOS E DESAFIOS
• A Sustentabilidade é o futuro da indústria
• A busca pela Eficiência Energética e
• Os esforços para redução dos gases do efeito estufa
Representam os grandes desafios da Indústria de cimento
Concreteshow 2012
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PILARES DA SUSTENTABILIDADE DA
INDÚSTRIA DE CIMENTO
A sustentabilidade da indústria de cimento é
fundamentada em 3 pilares que contribuem
substancialmente para a redução de Gases do Efeito
Estufa (GEE) e uma Produção mais Limpa
Eficiência Energética
Combustíveis Alternativos
Adições ao Cimento
1º PILAR DA SUSTENTABILIDADE:
EFICIÊNCIA ENERGÉTICA
CONSUMO TÉRMICO DE DIFERENTES TIPOS DE FORNOS
Processo
Forno vertical
Processo via úmida
Processo via seca
Pré-aquecedores com ciclone de 1 estágio
Consumo de combustível (GJ/t
clinquer)
~5,0
5,9 – 6,7
4,6
4,2
Pré-aquecedores com ciclones de 2 estágios
3,8
Pré-aquecedores com ciclones de 4 estágios
3,3
Pré-aquecedores + pré-calcinadores com ciclones de 4
estágios
3,1
Pré-aquecedores + pré-calcinadores com ciclones de 5
estágios
3,0 – 3,1
Pré-aquecedores + pré-calcinadores com ciclones de 6
estágios
2,9
Fonte: FLSimdth (2004) in IEA – International Energy Agency - 2009
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1º PILAR DA SUSTENTABILIDADE:
EFICIÊNCIA ENERGÉTICA
• Indústria moderna
– 99% via seca, com pré-aquecedores e pré-calcinadores
• Queimadores desenvolvidos para uso de
combustíveis e resíduos
• Monitoramento on-line das emissões
• Filtros de alta eficiência
(eletrostático e de manga)
• Moinhos com separadores
de alta eficiência (107 kW/h)
2º PILAR DA SUSTENTABILIDADE:
COMBUSTÍVEIS ALTERNATIVOS
• Conceito de coprocessamento:
– Tecnologia de destinação final de resíduos em
fornos de cimento que não gera novos resíduos e
contribui para a preservação de recursos naturais.
Queimar e destruir resíduos, aproveitando energia
Operação
combinada
Produzir clínquer de qualidade
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COMBUSTÍVEIS ALTERNATIVOS:
COPROCESSAMENTO
Resíduo
Componentes orgânicos
Componentes inorgânicos
CaO
Altas temperaturas
SiO2
Longo tempo de residência
Al2O3
Cinzas
Fe2O3
Alta turbulência
metais
Atmosfera oxidante
Solução sólida
99,99% de destruição
CO2 + H2O
Clínquer
COBERTURA NACIONAL
36 plantas licenciadas (71%)
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CENÁRIO DO COPROCESSAMENTO
• Resíduos Coprocessados em 2011: 1 milhão de toneladas
–
–
–
–
–
Insumos energéticos: 655 mil toneladas
Matérias-primas: 355 mil toneladas
Substituição térmica: aprox. 8%
Capacidade Potencial:
2,5 milhões de toneladas/ano
Pneus
Resíduos
Substitutos de
Matéria Prima
COMBUSTÍVEIS ALTERNATIVOS:
FONTES DE RESÍDUOS
Alumínio
Papel &
Celulose
Embalagens
Automotores
Petroquímica
cimento
CIMENTO
Metalurgia
Energia elétrica
Metalurgia
Química
Pneus
Siderurgia
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COMBUSTÍVEIS ALTERNATIVOS:
TIPOS DE RESÍDUOS
Resíduos com bom valor calorífico Solventes
Resíduos oleosos
Óleos usados (de carro e fábricas)
Graxas
Lama de processos químicos
Fundos de destilação
Resíduos de empacotamento
Resíduos de fábricas de borracha
Pneus usados
Resíduos de picagem de veículos
Resíduos têxteis
Resíduos plásticos
Serragem
Resíduos de fábricas de papel
Lama de esgoto municipal
Farinha e ossos de animais
Grãos de validade vencida
Resíduos com baixo valor calorífico
– Resíduos aquosos
Resíduos urbanos
– Água poluída com solventes
– Água de processos químicos
– Água de plantas de pintura
– Lama derivada de esgoto industrial
Matérias-primas alternativas
– Lama com alumina (alumínio)
– Lamas siderúrgicas (ferro)
– Areia de fundição (sílica)
– Terras de filtragem (sílica)
– Refratários usados (alumínio)
– Resíduos da fabricação de vidros
(flúor)
– Gesso
– Cinzas
– Escórias
COPROCESSAMENTO DE PNEUS
• Pneus coprocessados em 2011: 45 milhões
45 milhões de pneus equivalem a 36.000 Km
Enfileirados os pneus podem cobrir uma distância do Rio de Janeiro à Pequim, ida e volta.
Concreteshow 2012
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Perfil do consumo de combustíveis
na indústria do cimento no brasil
Redução dos gases de efeito estufa
Fonte: Cembureau
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FONTES DE EMISSÃO DE CO2
Processo Produtivo
2,5%
2,5%
90%
5%
Fonte: CSI-WBCSD
3º PILAR DA SUSTENTABILIDADE:
SUSTENTABILIDADE:
ADIÇÕES AO CIMENTO
• Diminuição das emissões
específicas
• Aproveitamento de resíduos
industriais
Fly-ash
• Economia de combustíveis
• Melhoria da durabilidade
• Preservação de jazidas
Escória siderúrgica
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ADIÇÕES AO CIMENTO
Sempre de acordo com Normas Brasileiras*, o uso de escórias
siderúrgicas e cinzas de termelétricas em vários tipos de cimentos é uma
das principais alternativas para reduzir as emissões
Cimento Portland Comum (desde1926)
352
CP I-S ⇒ 1 - 5% adições
Cimento de Alto-Forno (desde 1952)
CO não emitido (2010):
CP III ⇒235 - 70% escória
Aproximadamente
229
18 (desde
Mt
Cimento Pozolanico
1969)
CP IV ⇒ 15 - 50% pozolana
194
Cimento Composto (desde 1991)
CP II-E ⇒ 6 - 34% escória
CP II-Z ⇒ 6 - 14% pozolana
CP II-F ⇒ 6 - 10% calcário
Fonte: SNIC
* Adições são incorporadas ao clínquer durante o processo de fabricação do cimento
2º Inventário Nacional de Gases de
Efeito Estufa (GEE)
Participação dos Setores - 2005
Setor
4,0%
3,1%
1,4%*
4,1%
4,6%
8,1%
Uso Solo e Florestas
Proc. Industriais
5,6%
Energia - Indústria
Energia - Transporte
Energia - Outros
Energia
Uso do Solo e
Florestas
Processos Industriais
Cimento
Total
Variação
1990/2005
74%
64%
45%
38%
65%
76,8%
Fonte: MCT - 2010
Brasil (2005): 1,6 Bi t de CO2
* Emissões do Cimento: 1,4%
50% de aumento da produção de cimento no mesmo período (1990 / 2005)
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2º Inventário Nacional de Gases de
Efeito Estufa (GEE)
Produção de Cimento x Emissões de CO2
(em 1.000 ton)
Milhares
Variação Cimento (1990 - 2005): 50%
38.706
40.000
Variação CO 2 (1990 - 2005): 38%
35.000
22.990
25.000
25.848
30.000
16.683
20.000
15.000
10.000
1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005
Produção de Cimento
Emissões de CO2
2º Inventário Nacional de Gases de
Efeito Estufa (GEE)
Emissões Específicas de CO2
1000
Redução das Emissões Específicas: 8,0%
800
600
400
200
0
1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
kg CO2/ t cim prod
No gráfico acima observa-se significativa redução das emissões específicas,
variando de 645 kg CO2/t em 1990 para 594 kg CO2/t de cimento em 2005.
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Emissões de CO2 do cimento (CSI) Período 19901990- 2008
• Emissões de CO2 por tonelada de cimento (kg/t)
Fonte: CSI (todos os participantes do GNR)
POTENCIAL DE REDUÇÃO DE CO2
(2006)
Potencial de Redução de CO2
Source: IEA – International Energy Agency/2009
O Brasil tem o menor potencial redução de emissão de CO2 em comparação
com outros países produtores de cimento, com base nas melhores tecnologias
disponíveis (BAT)
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BRASIL – UM PAÍS CONTINENTAL
O Brasil, por sua extensão territorial e
características de ocupação, apresenta
diferenças regionais que interferem no
processo produtivo e, consequentemente,
nas emissões de CO2
Indicadores de Redução
Adições ao Cimento
Combustíveis Alternativos
Tecnologia
Matéria-Prima
BRASIL – POTENCIALIDADE DE
ADIÇÃO
SUL
Cinzas
Volantes
SUDESTE
CENTROOESTE
NORTE/
NORDESTE
Escória de
alto-forno
Pozolanas
Naturais
Pozolanas
Artificiais
Filler
Calcário
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GRANDE DESAFIO DA INDÚSTRIA
MUNDIAL DO CIMENTO
• A indústria somente terá um futuro sustentável se a taxa
de inovações tornar-se maior que a taxa de restrições.
Na Europa o número de
regulamentos ambientais
cresceu de 19 em 1990 para
635 em 2010
Fonte: Chandelle, 2011
DESAFIOS DA INDÚSTRIA BRASILEIRA
DE CIMENTO
• Garantir o fornecimento de cimento para as obras de
infraestrutura necessárias ao desenvolvimento do País
• Aumentar o uso de combustíveis alternativos (biomassa,
resíduos industriais e urbanos)
• Estudar novas fontes alternativas de adições ativas aos
cimentos
• Estimular o aumento da produção sustentável (uso de
adições e de clínquer co-processado)
• Estar aberta às inovações tecnológicas
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Obrigado!
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