PRODUÇÃO DE ENERGIA ATRAVÉS DA BIOMASSA: PROCESSOS E PANORAMA

NACIONAL E MUNDIAL

1º SEMINÁRIO PARANAENSE DE ENERGIA DE BIOMASSA RESIDUAL AGRÍCOLA

06 DE DEZEMBRO DE 2013 LOCAL: SETOR DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS

ENERGIA E EVOLUÇÃO

TEMPO: 3.500 MILHÕES DE ANOS

ENERGIA SOLAR SERES

ORGÂNICOS/TERRA LIBERAÇÃO DE ENERGIA

DEMANDA HUMANA:

ENERGIA SOMÁTICA

ENERGIA EXTRASSOMÁTICA:

PROGRAMABILIDADE HUMANA

13,7 bilhões de anos atrás

Aproximadamente 7.000 aC

1712 – Vapor Revolução Industrial

1752 Benjamin Franklin – para-raios

1800 Alesssandro Volta - pilha

1831 Michael Faraday - gerador

1879 Thomas Edison lâmpada elétrica incandescente

1882 Thomas Edison – primeiro sistema gerador de eletricidade , levando energia para lugares distantes

Biomassa é a matéria orgânica (origem animal ou vegetal) que pode ser utilizada como fonte de energia.

Bioenergia é a energia obtida a partir da matéria orgânica, ou seja, a bioenergia é o resultado da conversão da radiação solar em energia química, realizada pela biomassa vegetal no seu processo de fotossíntese.

Fonte: BEN (MME, 2010)

1- Síntese Fischer-Tropsch: combustíveis líquidos de biomassa energética

• CRAQUEAMENTO, • ESTERIFICAÇÃO OU • TRANSESTERIFICAÇÃO

5 - PIRÓLISE: Rendimentos (% b.s.)

Líquido

(%)

Sólido

(%)

Gás

(%)

Pirólise

Rápida

Temperatura moderada,

curto tempo de

residência dos vapores

75 12 13

Carbonização Baixa temperatura,

tempo de residência

longo

30 35 35

Gaseificação Alta temperatura,

tempo de residência

longo

5 10 85

Fonte: WRE, 4(1) 2001

MU

FLA

ELE

TRÔ

NIC

A C

OM

D

ISP

OSI

TIV

O P

AR

A P

IRÓ

LISE

450°C – 5°C/min.

Fração leve

Fração densa

BIOÓLEO: Licor pirolenhoso

PIRÓLISE: FRACIONAMENTO

6 - CARBONIZAÇÃO: PROCESSO BRASIL

Movimentação nas UPCs

• Facilidade de penetração em fornos grandes.

• Capacidade de receber diversos acessórios.

7 - COMBUSTÃO: ETAPAS DO PROCESSO

FONTE: Nogueira & Lora, 2003

REAÇÃO DE COMBUSTÃO EM

BIOMASSA

BIOMASSA + AR = CO2 + SO2 + H2O +

N2 + O2 +

CO + H2 + CH2 + fuligem +

cinzas

Produtos da oxidação completa. Porcentagem de SO2 é

desprezível.

Ar em excesso e eventualmente a umidade do combustível

e do ar.

Produtos gasosos e sólidos de combustão

incompleta.

Fração mineral não combustível da

BIOMASSA.

8 - GASEIFICADOR “IPT”

INICIO DA GASEIFICAÇÃO PARA WOODMOBILE

VEÍCULO A GÁS DE BIOMASSA

GASEIFICAÇÃO VEICULAR MÓVEL PESQUISA RECENTE NA SUÉCIA

50KG BIOMASSA PARA 100KM

WOODMOBILE, VOLVO - SUÉCIA

QUEIMA DO GÁS DE MADEIRA

PELLETS – BRIQUETES

BRIPELLETES CHIPPELLETS

8 - ADENSAMENTO

9 - BIORREFINÁRIA

Potencial econômico das cadeias de valor dos produtos da biorrefinaria

BALANÇO DE CARBONO EM FLORESTA

ENERGÉTICA: EXEMPLO

Dados da Colheita

1 ton de madeira seca colhida

Biomassa em Crescimento

3,00 tons de madeira seca2,99 tons de raízes secas0,48 tons de galhos secos0,33 tons de folhas secas

Biomassa para decomposição natural

0,41 tons de folhas e galhos no7

th year

12

3

45

6

7

Crescimento da Biomassa

Colheita da biomassa

Ano de Crescimento

Goulart, 2011 – PLANTAR/MG

PROPRIEDADES PARA QUALIDADE ENERGÉTICA

•DIVERSIDADE DE ESPÉCIES •UMIDADE •DURABILIDADE DA BIOMASSA (ESTOQUE)...

SAZONALIDADE • PREPARO •DESEMPENHO DISTINTO NOS PROCESSOS DE

CONVERSÃO • COMPOSIÇÃO QUÍMICA • PODER CALORÍFICO • INFLAMABILIDADE • EMISSÕES ATMOSFÉRICA • RÉSIDUOS MINERAIS (CINZAS)

CARACTERIZAÇÃO BIOMASSA ENERGÉTICA (LEB/UFPR)

BIOMASSA COMPOSIÇÃO ELEMENTAR (%) COMPOSIÇÃO (%) PCI

TIPO C H O N S Volá-teis

Carb. FIXO

Cinza KJ/Kg

Bracatinga 47,25 6,49 44,99 1,23 0,051 78,96 20,15 0,891 18,32

Eucaliptos 48,78 6,12 44,69 0,39 0,021 81,44 18,27 0,297 19,49

PINUS 49,01 5,82 45,08 0,06 0,032 81,93 17,74 0,334 20,04

Galho cajueiro 47,32 5,91 46,17 0,39 0,21 77,36 20,69 1,85 17,33

Bagaço Cana 48,19 6,78 44,59 0,42 0,022 73,98 14,99 3,5-11,3

17,63

Casca coco 52,05 5,24 39,75 2,83 0,132 72,59 18,87 8,54 17,96

Casca arroz 48,33 5,29 45,8 0,54 0,124 67,44 16,76 7,1-15,8

16,43

Sabugo milho 46,85 5,23 47,33 0,49 0,013 80,06 18,51 1,43 18,63

Resíd. Cereais 47,88 5,57 45,7 0,55 0,032 74,33 18,23 7,44 18,48

Lodo ETE VARIÁVEL 45,39 4,47 50,14 5,81

PANORAMA ENERGÉTICO NO BRASIL E NO MUNDO

Fonte: International Energy Agency (IEA), 2013

Fonte: BEN 2012, ano base 2011

Fonte: MME-BEN, 2011

Fonte: EPE-BEN-2012

BRASIL

Fonte: EPE-BEN-2012

FONTE 2010 (%) 2015 (%) 2020 (%)

BIOMASSA 4,1 (4,496MW) 5,2 (7,353MW) 5,4 (9,163MW)

EÓLICA 0,8 5,0 6,7

PCH 3,5 3,5 3,8

HIDRÁULICA “PADRÃO” 75,7 66,8 67,3

PETROLEO 3,6 7,0 5,8

GÁS NATURAL 8,4 8,3 6,8

OUTRAS 3,9 9,2 10

171.138MW

ENERGIA ELÉTRICA per capita 2,4MW/HAB. 2011 - 3,5MW/HAB.

EVOLUÇÃO DA CAPACIDADE INSTALADA POR FONTE DE GERAÇÃO

E.E.

FONTE: EPE: PLANO DECENAL DE EXPANSÃO DE ENERGIA 2020

PAISES MAIORES PRODUTORES DE

BIOMASSA - ENERGIA

PAISES % DO USO MUNDIAL BIOENERGIA

1. BRASIL 16

2. EUA 9

2. ALEMANHA 7

... ...

15. PAISES 65 (APROXIMADAMENTE 10% MEG)

?

HÁBITOS E COSTUMES

CONSERVAÇÃO DE ENERGIA ENERGIA LIMPA

?

?

CONSIDERAÇÕES

PARADÍGMA DA SOCIEDADE DA BIOMASSA

CONSIDERAÇÕES FINAIS

RECEITA DOS BIOs

MELHOR SERVIÇO AMBIENTAL: MANTER AS RESERVAS FÓSSEIS?

MUITO OBRIGADO