Tamanho do mercado de gaseificação de carvão, participação e análise da indústria, por tipo de alimentação (tipo de alimentação de chorume e tipo de alimentação seca), por gaseificador (leito fixo, leito fluidizado e leito arrastado) e por aplicação (fertilizantes, geração de eletricidade, produção de hidrogênio, produtos químicos e outros) e previsão regional, 2025-2032

O tamanho do mercado global de gaseificação de carvão foi avaliado em US$ 13,87 bilhões em 2024. O mercado deverá crescer de US$ 14,68 bilhões em 2025 para US$ 22,44 bilhões até 2032, exibindo um CAGR de 6,25% durante o período de previsão.

O mercado de gaseificação de carvão está a entregar resultados excelentes em termos de fertilizantes, produtos químicos e produção de hidrogénio a nível mundial, especificamente na Ásia-Pacífico. O crescente número de combustíveis infundidos com metanol utilizados na aviação e em veículos híbridos também acelerará o crescimento do mercado no futuro. A maior parte do carvão é queimada em centrais eléctricas tradicionais a carvão, mas também pode ser convertida em gás, electricidade, hidrogénio e outros produtos energéticos. A gaseificação do carvão é um procedimento termoquímico no qual o calor e a pressão decompõem o carvão em seus constituintes químicos primários. O gás de síntese resultante consiste principalmente em monóxido de carbono e hidrogênio e às vezes outros compostos gasosos. O gás de síntese pode ser usado para geração de energia, tecnologia de células de combustível com eficiência energética ou como "blocos de construção" químicos para fins industriais. O hidrogênio também pode ser extraído para aumentar a conservação do hidrogênio. Estas melhorias estão em curso e os investigadores continuam a concentrar-se na melhoria da tecnologia de gaseificação do carvão para concretizar estas e outras potenciais aplicações futuras.

A pandemia de COVID-19 teve um impacto negativo no desenvolvimento de centrais de gaseificação de carvão. A pandemia perturbou as cadeias de abastecimento em várias partes do mundo e afetou a produção e comercialização de matérias-primas utilizadas no processo, principalmente compostos de carvão seco e em pasta.

Tendências do mercado de gaseificação de carvão

Foco na produção de fontes de energia renováveis ​​para aumentar a demanda pelo processo de gaseificação de carvão

Gaseificação é considerada uma das tecnologias mais maduras utilizadas para a produção termoquímica de combustíveis gasosos a partir de matérias-primas à base de carbono ou combustíveis fósseis. Como alternativa à combustão direta, permite a transformação de combustíveis sólidos em combustíveis gasosos com maior poder calorífico. Isto reduz as emissões prejudiciais e também facilita o transporte e a utilização. A matéria-prima é normalmente tratada a alta temperatura (>700 °C) num gaseificador com vapor e oxigénio ou ar, onde a sua combustão incompleta ocorre num ambiente com limitação de oxigénio. O produto da gaseificação é o gás combustível, que, dependendo da matéria-prima, contém muito gás de síntese (CO e H2), excluindo dióxido de carbono (CO2), metano (CH4), vapor de água (H2O) e nitrogênio. A gama de produtos inclui hidrogênio, gás natural sintético (SNG), combustíveis líquidos para transporte, querosene e produtos químicos. A gaseificação é, portanto, mais versátil que a combustão direta. Pode ser aplicado a diferentes segmentos de mercado e responder às mudanças do mercado, proporcionando um caminho eficiente para uma transição energética sustentável.

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Fatores de crescimento do mercado de gaseificação de carvão

Desenvolvimentos em usinas IGCC para impulsionar o crescimento do mercado

Os avanços nas usinas de ciclo combinado de gaseificação integrada (IGCC) representam um sistema de energia térmica de última geração que deverá criar excelentes oportunidades de mercado. Isso ocorre porque as usinas IGCC apresentam alta eficiência de produção de energia e níveis de proteção ambiental, pois integram a gaseificação com a tecnologia de Ciclo Combinado de Turbina a Gás (GTCC). Sistemas IGCC maiores podem melhorar a eficiência da geração de energia em aproximadamente 15%, reduzindo ao mesmo tempo as emissões de CO2 em comparação com usinas convencionais movidas a carvão. Essa eficiência aprimorada reduz as emissões de óxido de nitrogênio, óxido de enxofre e poeira por quilowatt-hora de geração de eletricidade.

Por exemplo, em Novembro de 2021, uma associação de empresas liderada pela Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. concluiu a construção de uma fábrica de Ciclo Combinado de Gaseificação Integrada (IGCC) na cidade de Hirono, no distrito de Futaba, na província de Fukushima. A nova planta foi oficialmente entregue à Hirono IGCC Power GK. A planta Hirono IGCC possui um sistema de Ciclo Combinado de Turbina a Gás (GTCC) de alta eficiência integrando vapor e turbinas a gás . O carvão é gaseificado em um forno de gaseificação em alta temperatura e pressão. Enxofre, cinzas e similares são removidos e separados, e o gás refinado é utilizado como combustível para acionar a turbina a gás. A eficiência de geração de energia é de 48%. Esta eficiência é comparativamente superior à da geração de energia tradicional a carvão, conduzindo consequentemente a menos emissões de carbono.

Crescente demanda por processo de gaseificação subterrânea de carvão para impulsionar o crescimento do mercado

A tecnologia de gaseificação subterrânea de carvão (UCG) é uma tecnologia de desenvolvimento de carvão, um processo industrial que converte carvão em gás produzido usando os efeitos térmicos e químicos do carvão para o desenvolvimento limpo e a utilização do carvão. Acrescenta uma vantagem promissora no campo da gaseificação subterrânea de carvão. Este processo envolve a queima de carvão no local para criar gás utilizável, que oferece potencial para uma variedade de aplicações, incluindo geração de energia, geração de vapor e matéria-prima química. A UCG demonstrou a sua capacidade através de projectos-piloto e investigação em curso, criando assim uma nova abordagem para aproveitar o potencial do carvão para a produção de energia e hidrogénio. Integrando UCG com tecnologias, como Células de Combustível de Óxido Sólido (SOFCs) promete produção eficiente de energia e um processo neutro em carbono.

Por exemplo, em novembro de 2021, a NeuRizer reconheceu dois locais na China para produção de carvão para hidrogênio. A NeuRizer, desenvolvedora de gaseificação de carvão da Insitu, e sua parceira chinesa Meijin Energy Investment escolheram dois locais na China e na Mongólia para a produção de hidrogênio a partir de carvão subterrâneo. As empresas acreditavam que os locais eram ideais para a utilização da tecnologia de gaseificação subterrânea da NeuRizer estabelecida nos antigos campos de carvão de Leigh Creek, no sul da Austrália.

FATORES DE RESTRIÇÃO

Altos custos associados à construção de planta de gaseificação de carvão para impedir o progresso do mercado

Os elevados custos associados à construção de uma planta de gaseificação de carvão dificultarão o crescimento do mercado de gaseificação de carvão. Apesar da utilização de centrais eléctricas tradicionais a carvão, a capacidade dos processos termoquímicos a carvão não aumentou como esperado devido aos elevados custos de capital e de produção a eles associados. As usinas elétricas movidas a carvão de ciclo combinado de gaseificação integrada (IGCC) são os principais usuários da tecnologia de geração de energia. Espera-se que a tecnologia seja 35% mais cara do que a tecnologia tradicional de carvão.

Por exemplo, de acordo com a IRENA, as tecnologias de gaseificação, incluindo soluções de leito fluidizado e de leito fixo, incorreram em custos de capital instalado de aproximadamente 2.000 USD - 6.700 USD/kW.

Análise de segmentação de mercado de gaseificação de carvão

Por análise de tipo de feed

Segmento de Slurry Feed domina com sua tendência crescente na tecnologia de gaseificação de carvão

Com base no tipo de ração, o mercado é dividido em chorume e ração seca. O segmento do tipo chorume domina o mercado. A alimentação de lama é um processo de gaseificação de fluxo que visa produzir gás de síntese em altas temperaturas e pressão com lama de carvão como matéria-prima e oxigênio ou ar como agente de gaseificação. Os principais componentes do gás sintético são o monóxido de carbono, dióxido de carbono e hidrogênio. A gaseificação sob pressão do tipo alimentação de pasta de carvão com um reator de leito de fluxo de ar avançado tornou-se uma das principais tendências da tecnologia de gaseificação de carvão e também tem recebido atenção crescente no desenvolvimento da moderna tecnologia química de carvão. À medida que a demanda por gás combustível aumenta no mercado, a oferta de carvão para a lama aumenta.

Num sistema de alimentação seca, o coque ou carvão é pulverizado e seco juntamente com o fundido num rolo, e consiste num circuito de secagem de gás quente semelhante às centrais eléctricas convencionais pulverizadas com carvão.

Por análise do gaseificador

As camas fixas são econômicas e fáceis de manter, o que ajuda a aumentar sua participação no mercado

Com base no gaseificador, o mercado é segmentado em leito fixo, leito fluidizado e leito arrastado. O segmento de leito fixo está dominando a participação de mercado, pois são fáceis de construir e operar e possuem alta conversão de carbono com tempo de residência sólido, baixo transporte de cinzas e baixa velocidade do gás. Este tipo de gaseificador possui um leito de partículas de combustível sólido através do qual o gaseificador e o gás viajam para cima ou para baixo. Este é o tipo mais simples de carburador, que geralmente consiste em um espaço cilíndrico para um dispositivo de abastecimento de combustível, um dispositivo de remoção de cinzas e uma saída de gás.

Os gaseificadores de leito fluidizado suspendem as partículas de matéria-prima em um gás rico em oxigênio, de modo que o leito dentro do gaseificador atue como um líquido. Esses carburadores usam retromistura e misturam efetivamente as partículas de carbono pré-carregadas com as partículas de carbono já gaseificadas.

Por análise de aplicação

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A gaseificação de carvão como tecnologia de geração de eletricidade está ganhando popularidade devido à disponibilidade global de carvão

Com base na aplicação, o mercado é classificado em fertilizantes, geração de eletricidade, produção de hidrogênio, produtos químicos, entre outros. O segmento de geração de eletricidade domina o mercado e detinha a maior participação de mercado de gaseificação de carvão em 2023, já que a gaseificação de carvão é um método antigo e conveniente usado na produção de eletricidade. O carvão está disponível na maioria dos países e, com melhorias crescentes em tecnologias amigas do ambiente, a produção de electricidade está a liderar o mercado.

Com a crescente procura de hidrogénio no mercado energético, a gaseificação do carvão produz atualmente cerca de 18% do hidrogénio total mundial. É a segunda maior e mais econômica forma de produzir hidrogênio. Na China, a situação é totalmente diferente. Lá, a gaseificação é o principal método de produção, fornecendo 62% do hidrogénio do país. O impacto climático mais significativo é considerado a produção de hidrogénio por gaseificação do carvão, uma vez que, durante o processo, são produzidos 18-20 kg de emissões de CO2 por 1 kg de H2, enquanto 8-12 kg de emissões são emitidas por 1 kg de H2. H2 durante a reforma do metano com vapor.

INFORMAÇÕES REGIONAIS

O mercado global foi analisado em cinco regiões principais – América do Norte, Europa, Ásia-Pacífico, América Latina e Oriente Médio e África.

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A Ásia-Pacífico domina o mercado global, principalmente com a China, a Índia, a Austrália, o Japão e a Indonésia ativamente envolvidas em vários projetos de gaseificação de carvão devido às suas significativas reservas de carvão. Vários projetos de carvão-metanol e projetos de carvão químico foram implementados na China. Por exemplo, a China e a Indonésia assinaram um memorando de intenções em Outubro de 2021 para realizar um estudo de viabilidade para um projecto de carvão e metanol plantar.

Na América do Norte, os preços do gás natural nos EUA caíram após a revolução do petróleo e do gás de xisto, o que significou que o custo de produção de electricidade com gás natural foi inferior ao do carvão. Com reservas abundantes de petróleo e gás nos EUA, produção suficiente de petróleo e gás e despesas decrescentes com fontes de energia renováveis, como a energia eólica e solar, é provável que os EUA gaseifiquem o carvão para produção de electricidade ou produtos químicos no futuro, à medida que o gás natural oferece muitas alternativas mais baratas e tecnicamente estabelecidas para o mesmo.

No Médio Oriente e em África, a gaseificação está a aumentar, com uma procura crescente de hidrogénio como combustível nos EAU e na Arábia Saudita.

No caso da Europa, muitos países pararam o funcionamento de centrais de gaseificação a carvão devido à emissão de gases nocivos. Ainda assim, à medida que a situação de guerra piora na Ucrânia, a necessidade interna de energia obrigou estes países a reabrirem as fábricas de gaseificação.

Na América Latina, as usinas de gaseificação de carvão estão em um estágio inicial e precisam de mais investimentos para o crescimento do mercado.

PRINCIPAIS ATORES DA INDÚSTRIA

O destaque da Air Product é liderado pela ampla aplicação de sua tecnologia de gaseificação de carvão

A tecnologia de gaseificação de carvão da Air Product pode ser personalizada para atender a vários requisitos, como oferecer uma matéria-prima alternativa para a produção de produtos químicos, lubrificantes e combustíveis líquidos sintéticos. Também pode ser utilizado para gerar energia com menos emissões do que a queima de carvão ou mesmo de gás natural, com a opção de captura e armazenamento de carbono em alta pressão.

A Air Product investiu na gaseificação de carvão e anunciou o fechamento financeiro e a transferência de outro grupo de ativos por meio de uma joint venture (JV) de gaseificação e energia de US$ 12 bilhões com a Aramco, ACWA Power e Air Product Qudra na Cidade Econômica de Jazan ("Jazan "), Arábia Saudita. A compra deste segundo grupo de ativos da Jazan pela joint venture segue as aquisições bem-sucedidas e financiamentos de projetos para o primeiro grupo de ativos, que foram concluídos no final de outubro de 2021.

LISTA DAS PRINCIPAIS EMPRESAS DE GASEIFICAÇÃO DE CARVÃO:

• Air Liquide (França)


• Mitsubishi Indústrias Pesadas Inc. (Japão)


• Produto Aéreo (EUA)


• Sedin Engenharia (Indonésia)


• Carvão Índia (Índia)


• McDermott Internacional (NÓS.)


• Companhia de Gaseificação Dakota (EUA)


• Jindal Steel and Power Ltd. (Índia)


• NeuRizer (Austrália)


• ONGC (Índia)

PRINCIPAIS DESENVOLVIMENTOS DA INDÚSTRIA:

• Março de 2023: A Air Products and Chemicals, sediada na Pensilvânia, anunciou planos para investir 15 mil milhões de dólares em projetos de gaseificação de carvão na Indonésia. Este foi um dos maiores investimentos estrangeiros em carvão por uma empresa dos EUA no final de 2021. Menos de um ano e meio depois, em março de 2023, a Air Products anunciou que estava encerrando todos os seus projetos de carvão na Indonésia, que constituíam a maioria do seu portfólio de gaseificação de carvão não chinês.


• Abril de 2022 : A Jindal Steel Plant Ltd. planejava instalar uma planta de gaseificação de carvão - a segunda do setor - em sua planta de Raigarh, em Chhattisgarh. A empresa já utiliza essa tecnologia para produzir aço em sua fábrica de Anguli, em Odisha. Inaugurada em 2018, a planta, com capacidade de produção anual de 2 milhões de toneladas, é a primeira e única planta da Índia a produzir aço a partir do carvão Swadeshi usando a tecnologia de gaseificação.


• Junho de 2021 : A tecnologia de gaseificação da Mitsubishi Power ajudou a fornecer à Woody Biomass combustível de aviação sustentável para voos regulares. Num projeto encomendado pela NEDO, JERA, TOYO e JAXA colaboraram para criar um método robusto de produção de combustível. O objetivo era aumentar a utilização de combustível de aviação sustentável e contribuir para o alcance da meta de neutralidade carbónica em 2050.


• Abril de 2021 : Um consórcio liderado pela Mitsubishi Power, subsidiária do grupo Mitsubishi Heavy Industries (MHI), concluiu a construção de uma planta de Ciclo Combinado de Gaseificação Integrada (IGCC) em Fukushima Iwaki. Isto foi seguido por uma transferência formal para o cliente da empresa, Nakoso IGCC Power GK. A nova instalação, uma central elétrica comercial limpa e de alta eficiência que utiliza as tecnologias de gaseificação de carvão mais avançadas do mundo, iniciou operações em abril.


• Fevereiro de 2021 : GE fez parceria com a Usina Elétrica Tianjin Junliang Chen. A GE forneceu equipamentos de geração de energia para um novo Calor e energia combinados (CHP) central eléctrica a gás que substituiu uma antiga central eléctrica a carvão.

COBERTURA DO RELATÓRIO

O relatório fornece uma análise detalhada do mercado e concentra-se em aspectos-chave, como empresas líderes, tipos de rações e gaseificadores e aplicações de produtos líderes. Além disso, oferece insights sobre as últimas tendências do mercado e destaca os principais desenvolvimentos do setor. Além dos fatores mencionados acima, o relatório abrange diversos fatores que contribuíram para o crescimento do mercado nos últimos anos.

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