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 elementar
Poder calorífico
Teor de água
Teor de cinzas
Voláteis
Densidade
Comportamento de emissão
 influenciando o
comportamento de
combustão
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Propriedades químicas de biomassa local
Digestores Bagaço de Vinho Madeira
Água
Ma.-%
11,3
9,8
12,1
Cinza
Ma.-%
(wf)
11,3
6,1
0,2
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
1,7
1,7
0,09
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
Voláteis
Nitrogênio, N
Enxofre, S
Composição
das cinzas
Ma.-%
(wf)
execução do
processo de
engenharia
emissão de
componentes
relacionados
combustão de
componentes
relacionados
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Comparação do valor de aquecimento alternativo de
biomassa
Mean values
Traubentrester
50
Heizwert Ho (wf) [GJ/t]
21.8 GJ/t
46,0
Renewable
Raw materials
40
Sources: Gemis 4.2, Baulexikon, Energie aus Biomasse
43,1
18.8 GJ/t
Fossil
Energy sources
39,0
36.3 GJ/t
32,0
30
23,4
20
20,0
21,1
21,4
23,6
23,5
21,1
18,8
23,6
21,2
20,2
17,6
18,9
16,6
16,0
18,7
18,2
15,2
10
0
Biomassen & Reststoffe
Quelle: AgroScience
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Propriedades dos combustíveis, suas relevâncias e influências
Emissões, comportamento de combustão,
corrossões, Ascheschmelzverhalten,
Composição das cinzas
Nitrogênio, enxofre, cloro, metais alcalinos,
metais pesados
Abmessung,
Feinanteil, Schütt- und
Rohdichte,
Abriebfestigkeit
Capacidade de
armazenamento e
transporte,
Staubentwicklung
„poeira“
Teor de água, valor de
aquecimento, teor de
cinzas,comportamento
de fusão
Chemische
VerbrennungsPhysikalische technische
Quelle: DBFZ
Teor energético,
projeto do sistema,
combustão,
emissões,
escorificação
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A expansão do potencial através de misturas
Agricultura e silvicultura
resíduos e subprodutos
Substâncias biogênicas
Mistura de
combustíveis
15
Die Brennstofforgel
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Processo de compressão
Benefícios da 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
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Die Pelletiertechnik
Materialfluss
Beneficios da peletização
 Alta densidade de
energia
 dosagem ideal
 embalagem conveniente
 riesel- und blasfähig
Utlizado também na produção de ração e de
fertilizantes
18
Tecnologia de Peletização
19
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 Pellets
Cap. t/h
Operação/horas p.a.
Produção t/a
Custos de investimento da planta Pellet
Soma
Depreciação total (linear ao longo de 10 anos)
Taxas 4 % a 50 % do total dos investimentos
Soma p. a. in R$
Custos fixos R$/t:
Custos operacionais:
Bediener-Kostenansatz in R$/t
Materiais operacionais
R$/t
Total de custos operacionais - R$/t:
2
5.500
11.000
4
5.500
22.000
2.100.000
2.100.000
4.324.500
4.324.500
210.000
42.000
252.000
432.450
86.490
518.940
22,91
23,59
15,00
15,00
0,50
8,00
0,50
4,25
Consumo de energia (gesamt) in kWh/t
Custos de energia para a linha de peletização (0,25
R$/kWh) in R$/t
Wartung + Verschleiß in R$/t
Custos variáveis R$/t:
130
120
32,50
6,50
39,00
30,00
6,50
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
Input
Peletização e combustão
Output
Resíduos
Substâncias biogênicas
Resíduos agrícolas
Caldeira
estação de energia
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Sinergia
Fornecedor de matériaprima (agricultor)
Produção de Pellets
Ulilização energética
Mineralisierte Asche
(fertilizante)
Agricultura
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Resumo
 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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Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
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