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Produo e utilizao de Bioenergia em Portugal
Doutor Santino Eugnio Di BerardinoUnidade de Bioenergia, Laboratrio Nacional de Energia e
Geologia I. P., LNEG Lisboa.Santino.diberardino@ineti.pt
Lisboa 26-03-2010 Seminrio Bioenergia 1
A vida na terra depende do SolMas um sistema praticamente fechado, em
termos de matria
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Seminrio Bioenergia
Evoluo da Populao
Evoluo da Populao Mundial
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Ano
Popu
la
o (m
ilhe
s) Populao
Do ano O atDo ano O at ao 1800 evolui gradualmenteao 1800 evolui gradualmenteDepois ocorre um crescimento exponencialDepois ocorre um crescimento exponencial
Lisboa 26-03-2010 3Seminrio Bioenergia
Evoluo da Populao Mundial
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Ano
Popu
la
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s)
Populao (milies)
Evoluo da Populao Mundial
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Ano
Popu
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Hiptese 2
Lisboa 26-03-2010 4Seminrio Bioenergia
Desenvolvimento Futuro
O desenvolvimento do homem depende dos recursos naturais e da energia, sendo necessrio diversificar as fontes e torn-las sustentveis.
O desenvolvimento futuro est ligado s novas fontes
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Seminrio Bioenergia
PROBLEMAS NO MUNDO
Fome Resduos Poluio gua Agricultura Energia
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Seminrio Bioenergia
O futuro na nossa mo
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Seminrio Bioenergia
O BIOGAS PODE SER UMA RESPOSTA PARA
- Crise Econmica Global- Mudana do Clima- Segurana energtica local- Agricultura sustentvel
Classificao dos principais recursos naturais
RECURSOS NATURAIS E CICLOS
Lisboa 26-03-2010 8Seminrio Bioenergia
Matria orgnica e Biomassa
MATRIA ORGNICAe BIOMASSA Onde est a diferena?
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Seminrio Bioenergia
Biomassa - Conceito Conjunto heterogneo de matrias orgnicas, quer
pela origem quer pela natureza, que tem energia armazenada sob forma de energia qumica.
Biomassa Primria: toda a biomassa formada pelos seres autotrficos (Algas, plantas, Resduos agrculos e florestais).
Biomassa secundria: produzida pelos seres heterotrficos (Dejeces,
Biomassa terciaria; produzida pelos que se alimentam da secundria.
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Seminrio Bioenergia
Sistema ecolgico
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Seminrio Bioenergia
Energia da biomassa a energia solar fixada pelo processo fotossinttico e
acumulada nas molculas orgnicas derivadas. Esta energia se liberta em processos de oxidao,
dando como produtos finais CO2 e H2O. A energia pode ser obtida por processos directos ou
atravs de compostos derivados (combustveis) que cedem a sua energia em processos de oxidao.
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Seminrio Bioenergia
Biocombustvel - Conceito Produto energtico de origem biolgica Pode ser Slido, lquido ou gasoso Aplicam-se para gerar calor, energia elctrica ou no
transporte (biocarburante) Tem origem na matria viva Tm diferente escala de tempo e velocidade de
reposio em relao aos combustveis fsseis. O combustvel derivado da biomassa renovvel
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Seminrio Bioenergia
Desenvolvimento sustentado
- O desenvolvimento sustentado est em directa correlao com os recursos renovveis e os recursos limitados. Ocorre quando a velocidade de utilizao dos recursos inferior ou igual velocidade de regenerao ou produo dos mesmos recursos.
- A reciclagem e a reutilizao, so uma forma artificial para renovar os recursos esgotveis, aumentam a sua vida til: uma soluo chave para manter o desenvolvimento da humanidade.
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Seminrio Bioenergia
Lisboa 26-03-2010
Aterro sanitrio
15Seminrio Bioenergia
Resduos - energia renovvel ? A produo dos resduos est ligada
actividade humana. Por isso so sempre produzidos e inesgotveis (enquanto existir o homem).
O seu ciclo de vida acaba nos aterros com a sua reserva no utilizada de matria prima e energia.
Trata-se dum enorme desperdcio. Existe pouca conscincia. H abundncia
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Seminrio Bioenergia
Necessidades Energticas
Energia elctrica Gs natural Combustveis lquidos
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Seminrio Bioenergia
Resduos e Energias Renovveis Desenvolvimento Sustentvel
A biomassa e Resduos: uma oportunidade para o crescimento sustentvel;
O seu uso neutro ou isente de emisses; Reduzem o uso de combustveis fsseis
Contribui para a resoluo de problemas ambientais (incndios, resduos, leos);
Novas oportunidades para o meio rural e novas Indstrias (painis, fibras, prod. qumicos, etc.);
Desenvolvimento de competncias ao nvel do conhecimento cientfico;
Contributo para o cumprimento das medidas do PNAC (Protocolo de Quioto.
Lisboa 26-03-2010 18Seminrio Bioenergia
Resduos e biomassa Disponibilidade em portugal
Resduos florestais Resduos agrcolas Resduos urbanos Resduos industriais banais Lamas de depuradoras Efluentes Industriais Resduos da Agropecuria Colheitas energticasLisboa 26-03-2010
19Seminrio Bioenergia
Tecnologias para o aproveitamento da biomassa e dos Resduos
Trmicas Biolgicas Fsico-qumicasA escolha e utilizao destas tecnologias
depende da biodegradabilidade dos resduos, do seu estado qumico e do seu teor em humidade
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Seminrio Bioenergia
Tecnologias trmicas no estado da arte: Termovalorizao
Nome actual da incinerao (transformar em cinzas).
Tecnologias de termo-valorizao Aproveita a energia da biomassa para
produo de calor ou de vapor ou de electricidade
Maior exigncia em termos de emisses
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Seminrio Bioenergia
Tecnologias trmicas emergentes
Gasificao-Forma combustvel gasoso Pirlise-Forma combustvel lquido ou
gasoso Plasma: Vitrifica a altissima temperatura Wet oxidation- Decompe a matria no
biodegradvel Steam explosion- Decompe a matrial
no biodegradvelLisboa 26-03-2010
22Seminrio Bioenergia
Centrais em Portugal
3 Centrais para o tratamento dos RSU de Lisboa Porto e Funchal
1 Central para a Biomassa florestal em Mortagua
12 das 15 Centrais para a biomassa florestal praticamente adjudicadas, para um total de 100 MW.
Existe atraso neste processo
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Seminrio Bioenergia
Centrais da Valorsul e Mortagua
Lisboa 26-03-2010 24Seminrio Bioenergia
Tecnologias Biolgicas no estado da arte
Digesto anaerbia Fermentao alcolica
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Seminrio Bioenergia
Tecnologias Biolgicas emergentes
Produo de Hidrognio Bio Fotlise da gua Fermentao de matria orgnica (Dark
fermentation) Fotodecomposio da matria orgnica Sistemas mistos.
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Seminrio Bioenergia
Figura - Esquema da digesto anaerbia
Digesto anaerbia
Lisboa 26-03-2010 27Seminrio Bioenergia
ELEMENTOS CONSTITUINTESDO BIOGS
%
Metano (CH4) 55 a 80Gs Carbnico (CO2) 20 a 40Hidrognio (H2) 1 a 3Azoto (N2) 0,5 a 2,5Oxignio (O2) 0,1 a 1Sulfureto de Hidrognio (H2S) 0,1 a 0,5Amonaco (NH3) 0,1 a 0,5Monxido de Carbono (CO) 0 a 0,1
Composio do biogs
Lisboa 26-03-2010 28Seminrio Bioenergia
Biocombustvel composto sobretudo por metano, com utilizao verstil
um gs incolorNo txico, resultante do reduzido teor em
monxido de carbono e sulfdricoTem um poder calorfico varivel, normalmente
de 5000 a 7000 kcal/m3Apresenta menores riscos de exploso que o
propano ou o butano, quando em caso de acidente se verifiquem fugas de gs para o ar
Caractersticas do biogs
Lisboa 26-03-2010 29Seminrio Bioenergia
Substratos principais para a co-digesto
Resduos da agropecuria, Lamas das ETAR, Fraco orgnica dos RSU, Resduos industriais eventualmente
disponveis localmente (resduos da curtimenta, por exemplo).
Culturas energticas
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Seminrio Bioenergia
Digesto Centralizada de Resduos
Condies favorveis para a aplicao e a reutilizao dos principais produtos.
Assegura ptimas condies operao e gesto Pode incluir efluentes sazonais, Rene condies para o controlo da qualidade do
biogs e o resduo digerido, Assegura um baixo custo e flexibilidade de
armazenamento.
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Seminrio Bioenergia
Valorizao dos Resduos na Agricultura
Lisboa 26-03-2010 32Seminrio Bioenergia
Conceito da biorefinaria
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Seminrio Bioenergia
Digesto anaerbia de culturas energticas
O milho foi a cultura mais utilizada na UE Os pastos maior productividade energtica. A maioria dos digestores europeus que utilizam
culturas energticas efectuam a codigesto. Agricultura sustentvel
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Seminrio Bioenergia
D.A: Biocombustveis/Sustentabilidade
Produo de biocombustveis: impacto significativo Consumo de Energia produo de Resduos, gua e subprodutos uso de gua e solo emisses no ar
A DA assegura a reciclagem na agricultura, com economia de
fertilizantes qumicos, Produo de energia adicional
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Seminrio Bioenergia
Culturas energticas Vantagens
Recurso renovvel que armazena a energia Contribui para a autosuficincia energtica. Diversifica as fontes de energia A energia proveniente da agricultura poder
contribuir com 50 a 240 EJ/ano (Bernes et al. 2003)
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Seminrio Bioenergia
Lisboa 26-03-2010 37Seminrio Bioenergia
Tratamento e Valorizao integrada de Resduos
Lisboa 26-03-201038
Seminrio Bioenergia
Lisboa 26-03-2010
SistemasIntegrados
39Seminrio Bioenergia
FERMENTAO
Alclica
DESTILAO
BIOGAS
Borras
DIGESTO
BIOETANOL
19%
12 %
A PRODUO DE ALCOOL PERMITE PRODUZIR 220 MW COM O BIOGS ASSOCIADO
Lisboa 26-03-2010 40Seminrio Bioenergia
TRANSESTERIFICAO
Bolo Prensa
do
BIODIESEL
Prensagem do leo
GLiCEROL
Lavagem
leo Residual
LEO VRGEM
BIODIESEL
gua de lavagem
METANOL + KOH
DigestoAnaerbia
BIOGAS
PLANTAS OLEAGINOSAS
ALGAS
Lisboa 26-03-2010 41Seminrio Bioenergia
Lisboa 26-03-2010
Biorefinaria - esquemas
42Seminrio Bioenergia
Sistema sustentvel
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Seminrio Bioenergia
Produo de Biogs na Europa
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Seminrio Bioenergia
Digesto em fase hmida-agropecuria
Lisboa 26-03-201045
Seminrio Bioenergia
Digestor tipo Garage
Lisboa 26-03-201046
Seminrio Bioenergia
Seminrio Bioenergia
Poucas centrais de Biogas, relacionadas com RSU e ETAR Domsticas e algumas indstriais. A tarifa de cerca 117 /MWh /MWh.
Algumas experincias piloto com frotas de autocarros abastecidos co biocombustveis.
Foram criadas algumas Industrias para a produo de biodiesel, a partir de colheitas agrcolas e leos alimentares usados .
Situao actual
Energia da Biomassa Em Portugal
Lisboa 26-03-2010 47
Lisboa 26-03-2010 48Seminrio Bioenergia
Situao Biogs-impasse
Ainda o Biogs no rene condies para ampla aplicao.
Tarifa insuficiente e inadequada Falta de combinao com actividades
agrcolas. Dificuldades na obteno do ponto de
venda da E.E.
Lisboa 26-03-2010 Seminrio Bioenergia49
Digestores com bactrias dispersasLisboa 26-03-2010 50Seminrio Bioenergia
Sistemas anaerbios com bactrias em biofilme.
Lisboa 26-03-2010 51Seminrio Bioenergia
Digesto em Fase hmida
Lisboa 26-03-201052
Seminrio Bioenergia
Lisboa 26-03-2010 53Seminrio Bioenergia
Lisboa 26-03-2010 54Seminrio Bioenergia
Lisboa 26-03-201055
Seminrio Bioenergia
Gasmetros pressurizados com ar
Lisboa 26-03-201056
Seminrio Bioenergia
Lisboa 26-03-2010 57Seminrio Bioenergia
Gasmetros Reforados de Presso Constante
Lisboa 26-03-201058
Seminrio Bioenergia
Lisboa 26-03-2010
Tratamento do Biogs e Cogerao
59Seminrio Bioenergia
Aproveitamento de Biogs de aterro
AmarsulLisboa 26-03-2010
60Seminrio Bioenergia
as
Lisboa 26-03-201061
Seminrio Bioenergia