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
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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
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Whole w
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Wheat b
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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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Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!