A unidade nº 2 da Usina Elétrica de Qingyuan, em Guangdong, China, alcançou com sucesso a co-combustão de biomassa com proporção energética de 10%, sendo o primeiro caso nacional de geração de energia por co-combustão de biomassa em alta proporção em unidade de reaquecimento secundário de um milhão de quilowatts, preenchendo uma lacuna técnica no país e injetando novo impulso à transição limpa e de baixo carbono das unidades termelétricas.
A Usina Elétrica de Qingyuan, em Guangdong, do Grupo Nacional de Energia, é a única grande usina limpa e eficiente do país que possui 4 unidades de reaquecimento secundário de um milhão de quilowatts e opera de forma integrada. O projeto foi selecionado como piloto de capacidade de construção do novo sistema de energia elétrica pela Administração Nacional de Energia. Desta vez, foi adotada a tecnologia avançada independente de combustão de biomassa desenvolvida pela Longyuan Technology, alcançando uma proporção de calor de co-combustão de biomassa, como palha de cereais e aparas de móveis, de 10%. Durante o processo de co-combustão, a mistura de biomassa e carvão queima de forma estável, e todos os principais parâmetros operacionais, como temperatura da fornalha, emissões de gases de combustão e carga da unidade, permanecem dentro da faixa qualificada.
Fan Qingwei, vice-diretor do Departamento de Gestão de Equipamentos da Usina Elétrica de Qingyuan, em Guangdong, do Grupo Nacional de Energia: A geração de energia por co-combustão de biomassa pode substituir 142 mil toneladas de carvão padrão por ano, reduzir as emissões de dióxido de carbono em 347 mil toneladas, e o benefício ecológico equivale ao plantio de 1,8 milhão de árvores.
Palha de cereais e resíduos de móveis queimados na usina
Impulsionando a limpeza e a redução de carbono das termelétricas
Palha de cereais, cascas de árvores e aparas de móveis, esses resíduos agrícolas e florestais de baixo valor no passado, agora têm novos usos nas usinas termelétricas. Como a co-combustão de biomassa em alta proporção transforma materiais residuais em energia limpa, explorando um novo caminho para a atualização verde das unidades termelétricas tradicionais?
Guangdong é uma grande província produtora de móveis, gerando uma grande quantidade de aparas de móveis todos os anos, além de resíduos agrícolas e florestais, como palha de cereais, cascas de árvores e galhos. No passado, a maioria era simplesmente queimada como lenha, sem gerar valor econômico. Agora, as empresas de geração de energia processam essa biomassa por meio de trituração e secagem, transformando-a de um simples tratamento agrícola em pó de combustível industrial de nível milimétrico, que é totalmente misturado e queimado com pó de carvão na caldeira. Dessa forma, o uso de carvão diminui e as emissões de carbono também caem significativamente.
A unidade termelétrica que alcançou pela primeira vez a co-combustão de biomassa em alta proporção, embora externamente não apresente diferenças óbvias em relação a outras unidades termelétricas, possui 8 queimadores de biomassa dedicados adicionais no interior da fornalha. A co-combustão de biomassa não é simplesmente misturar dois combustíveis e queimá-los juntos. Biomassa vegetal, como palha de cereais e árvores, tem baixo ponto de ignição e queima rapidamente.
Já o pó de carvão, combustível fóssil, tem alto ponto de ignição e é mais resistente à queima. A diferença de temperatura de combustão completa entre os dois é de cerca de 200 graus. Durante o processo de co-combustão, se a proporção de biomassa for muito alta, é fácil ocorrerem incrustações e escórias na fornalha, afetando a operação segura e estável da unidade geradora, sendo esse também o principal desafio técnico dessa tecnologia. Após centenas de experimentos, a equipe de pesquisa finalmente alcançou a co-combustão de biomassa em alta proporção acima de 10%. Em comparação com caldeiras de biomassa pura, é possível gerar o dobro de eletricidade.
No "cérebro" da usina — o centro de controle integrado, nas imagens de monitoramento da tela grande, o que queima intensamente é o combustível de biomassa, enquanto do outro lado está o combustível fóssil tradicional — o pó de carvão. Eles são misturados e queimados na mesma câmara de combustão, seguindo uma proporção rigorosa e um tamanho de partícula preciso. A cada 10 kWh gerados, 1 kWh vem de biomassa, como palha de cereais, cascas de árvores e resíduos de móveis. Apenas uma unidade pode consumir mais de 360 mil toneladas de resíduos agrícolas e florestais por ano.
Zhang Yong, gerente do projeto de co-combustão de biomassa da Longyuan Technology, do Grupo Kehuan: Com a reforma da co-combustão de biomassa, a velocidade de ajuste de carga das unidades termelétricas tradicionais aumentou em 30%. Ou seja, a unidade pode se ajustar rapidamente para gerar mais eletricidade quando o preço da energia está alto e reduzir a carga de forma flexível para operação estável quando o preço está baixo, maximizando os benefícios.
Avanços contínuos na transição limpa e de baixo carbono das termelétricas chinesas
Sob a meta de "duplo carbono", a indústria termelétrica chinesa continua aprofundando sua transformação e atualização, alcançando avanços sistemáticos em áreas como limpeza, redução de carbono e regulação eficiente. O papel de suporte e regulação das termelétricas no novo sistema de energia elétrica tornou-se ainda mais proeminente, fornecendo uma garantia sólida para a transição energética verde e de baixo carbono.
Atualmente, as três principais rotas de reforma de baixo carbono das termelétricas chinesas são a co-combustão de biomassa, a co-combustão de amônia verde e a CCUS, ou seja, captura, utilização e armazenamento de carbono. Entre elas, a co-combustão de biomassa é relativamente a mais madura e também a rota técnica mais amplamente aplicada e com maior participação na reforma de baixo carbono das unidades termelétricas. Até o momento, existem mais de 100 projetos de co-combustão de biomassa em operação ou em planejamento/construção, abrangendo diversas modalidades, como co-combustão direta de biomassa e acoplamento por gaseificação.
De acordo com os dados mais recentes da Federação Chinesa de Empresas de Energia Elétrica, até o final de 2025, a capacidade instalada de geração de energia por biomassa no país era de 47,43 milhões de quilowatts, representando 1,2% da capacidade instalada total; a geração de energia por biomassa no país foi de aproximadamente 225 bilhões de quilowatts-hora, representando 2,1% da geração total de energia.
Atualmente, a China já construiu o maior sistema de geração de energia a carvão limpa do mundo, com níveis de emissões ultrabaixas e eficiência operacional das unidades em constante otimização. De acordo com o planejamento, até 2027, as rotas tecnológicas de geração de energia de baixo carbono a carvão da China serão ainda mais amadurecidas e ampliadas, com as emissões de carbono por quilowatt-hora dos projetos reformados reduzidas em cerca de 50% em comparação com unidades similares de 2023, aproximando-se dos níveis de emissões de carbono das unidades de geração a gás natural.