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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