Combustíveis alternativos a partir de biomassa

18 de Maio de 2012, Porto Alegre (RS), Brasil

Dipl.- Ing. Andreas Schneider Alemanha

Estrutura

■ Evolução dos custos de energia desde 1970

■ Classificação de Biomassas

■ Potencial de biomassa

■ Propriedades de biomassa

■ Processos de compressão

■ Economia e exemplos

■ Resumo

2

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Evolução dos custos de energia desde 1970

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Nós precisamos de Energia!

Sem energia, não pode haver desenvolvimento econômico

Eletricidade

Calor

Energia

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Recursos de biomassa e origens diversas

Combustíveis-madeira Combustíveis Herbáceos Óleo e gordura

Restos e Resíduos

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Energia de Biomassa

Benefícios e utilização

Biomassa não é somente madeira

A queima de madeira está altamente desenvolvida tecnologicamente

Ciclo fechado de CO2

Segurança durante o armazenamento e transporte

Balanço energético positivo entre a energia útil e energia para a

produção (apenas 5% de energia utilizável a partir de aparas de

madeira)

Comercialização regional

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Classificação de Biomassas – EN 14961

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Potenciais biomassas

Bagaço de uva

Potencial: 17.000 t/a num âmbito de 50 km

após secagem 6.800 t/a 36 Mi. kWh/a

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Potenciais biomassas

Digestores de lodo

Potencial: 24.000 m3/a, Anlagengröße 500 kWel, 1250 kWth

após secagem 2.000 t/a 8,8 Mio. kWh/a

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Potenciais biomassas

Resíduos de madeira

Recebimento: 50.000 t/a

após secagem 35.000 t/a 164,5 Mi. kWh/a

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Composição da Biomassa

Principais características da conversão térmica:

Composição elementarPoder caloríficoTeor de águaTeor de cinzasVoláteisDensidadeComportamento de emissão

influenciando o comportamento de combustão

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Propriedades químicas de biomassa local

execução do processo de engenharia

Composição das cinzas

emissão de componentes relacionados

combustão de

componentes relacionados

Digestores Bagaço de Vinho Madeira

Água Ma.-% 11,3 9,8 12,1

Cinza 11,3 6,1 0,2

Voláteis 70,1 68,6 83,21

Poder calorífico, Hu MJ/kg 16,5 19,4 17,08

Poder calorífico, Hu kWh/kg 4,4 5,4 4,7

Carbono, C 46,6 50,2 50,6

Hidrogênio, H 5,5 5,9 6,12

Oxigênio, O 46,2 36,1 43,1

Nitrogênio, N 1,7 1,7 0,09

Enxofre, S 0,355 0,16 0,13

Cloro, Cl 0,341 0,01 0,005

Potássio, K 1,59 0,57 0,21

Cálcio, Ca 1,08 0,22 0,5

Sódio, Na 0,099 0,02 0,01

Ma.-% (wf)

Ma.-% (wf)

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Comparação do valor de aquecimento alternativo de biomassa

20,021,1 21,4

23,4 23,5

21,118,8

20,2

17,616,6 16,0 15,2

18,9 18,7 18,2

23,6 23,6

43,1

39,0

46,0

32,0

21,2

0

10

20

30

40

50

Riesling O

ct. 2001

Riesling

Silva

ner

Portugie

ser O

ct. 2001

Dornfelder

Pinot Noir

Rebholz Rieslin

g

Spru

ce wood

Wood pelle

t

Wood briq

uette

Straw pelle

t

Street g

rass cu

ttings

Landsca

ping hay

Whole w

heat plan

ts

Wheat b

erries

Corn

Rapeseed gr

ains

Fuel o

il

Natural g

as

Propane ga

s

Hard coal

briquette

Brown co

al briq

uette

Biomassen & Reststoffe

Hei

zwer

t Ho

(wf)

[GJ/

t]

Sources: Gemis 4.2, Baulexikon, Energie aus Biomasse

Traubentrester 21.8 GJ/t

RenewableRaw materials 18.8 GJ/t

FossilEnergy sources 36.3 GJ/t

Mean values

Quelle: AgroScience

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Propriedades dos combustíveis, suas relevâncias e influências

Chemische

Physikalische

Verbrennungs-technische

Nitrogênio, enxofre, cloro, metais alcalinos, metais pesados

Teor de água, valor de aquecimento, teor de

cinzas,comportamento de fusão

Teor energético, projeto do sistema,

combustão, emissões,

escorificação

Abmessung, Feinanteil, Schütt- und

Rohdichte, Abriebfestigkeit

Capacidade de armazenamento e

transporte, Staubentwicklung

„poeira“

Quelle: DBFZ

Emissões, comportamento de combustão, corrossões, Ascheschmelzverhalten,

Composição das cinzas

Agricultura e silvicultura resíduos e subprodutos

Substâncias biogênicas

Mistura de combustíveis

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A expansão do potencial através de misturas

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Die Brennstofforgel

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Processo de compressão

aumento da densidade de energia do combustível vezes maior redução do espaço de armazenamento necessário Redução de distância de transporte Melhores propriedades de transporte Adaptação às instalações de incineração (Química) influência do combustível

Benefícios da Compressão

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Die Pelletiertechnik

Materialfluss

Alta densidade de energia

dosagem ideal embalagem conveniente riesel- und blasfähig

Beneficios da peletização Utlizado também na produção de ração e de fertilizantes

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Tecnologia de Peletização

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Tecnologia - Pellets

Benefícios:

Peletização de misturas

Mistura homogênea

Não há trituração

Economia de energia

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Composição dos custos de produção de pellets

Com secagem Sem secagem

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Custos de produção de Pellets

Os custos de produção para a produção de Pellets (Exemplo)

Máquina modular de PelletsCap. t/h 2 4Operação/horas p.a. 5.500 5.500Produção t/a 11.000 22.000

Custos de investimento da planta - Pellet 2.100.000 4.324.500Soma 2.100.000 4.324.500

Depreciação total (linear ao longo de 10 anos) 210.000 432.450Taxas 4 % a 50 % do total dos investimentos 42.000 86.490Soma p. a. in R$ 252.000 518.940

Custos fixos R$/t: 22,91 23,59

Custos operacionais:Bediener-Kostenansatz in R$/t 15,00 15,00Materiais operacionais R$/t 0,50 0,50Total de custos operacionais - R$/t: 8,00 4,25

Consumo de energia (gesamt) in kWh/t 130 120Custos de energia para a linha de peletização (0,25 R$/kWh) in R$/t 32,50 30,00Wartung + Verschleiß in R$/t 6,50 6,50Custos variáveis R$/t: 39,00 36,50

Custos totais R$ por t Pellets 69,91 64,34

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Custos de produção de Pellets - Exemplo

Fornecimento de calor através de madeira

Demanda anual: 9000 t/a

Custo da matéria-prima: 100 R$/t

Custo anual/combustível: 900.000 R$

Fornecimento de calor através de Pellets a partir de resíduos

Demanda anual: 9.000 t/a

Custo da matéria-prima: 0 R$/t

Custos de secagem: 20 R$/t

Custos de produção: 65 R$/t

Custo anual/combustível: 765.000 R$

Economia anual: 135.000 R$

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Implantação de energia renovável

Resíduos

Substâncias biogênicas

Resíduos agrícolas

Input Peletização e combustão Output

Caldeira estação de energia

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Sinergia

Agricultura

Fornecedor de matéria-prima (agricultor)

Produção de Pellets

Ulilização energética

Mineralisierte Asche (fertilizante)

Grande demanda de calor e eletricidade

Existem restos e resíduos biogênicos

Produção de combustível leva a independência de petróleo e de gás

Peletização técnica aplicável à produção de alimentos para animais

Segurança a longo prazo de fornecimento de energia

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Resumo

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