[email protected]
www.bioenergiaportugal.com
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www.bioatlas.pt
2
BIOENERGIA PORTUGAL 2015 | LIVRO DE RESUMOS
ENQUADRAMENTO
Tiago Gaio
Director Executivo da Bioenergia Portugal
Portalegre acolheu nos dias 28 e 29 de Maio a 2.ª edição da Bioenergia Portugal, uma iniciativa
que integrou a Conferência “Bioenergia em Movimento: Oportunidades e Potencialidades para
Portugal”, uma Mostra Tecnológica e Visitas Técnicas, e que foi organizada pela AREANATejo
– Agência Regional de Energia e Ambiente do Norte Alentejano e Tejo, numa estreita colaboração
com a Escola Superior de Tecnologia e Gestão do Instituto Politécnico de Portalegre.
Ao longo dos 2 dias foram debatidas as várias temáticas da área da bioenergia (biocombustíveis
líquidos, sólidos e gasosos) tendo havido também uma importante discussão em torno das
oportunidades e das potencialidades para o desenvolvimento deste sector em Portugal e ainda
um painel de abordagem a sistemas de informação geográfica nesta área, destacando-se, neste,
a apresentação do Atlas da Bioenergia de Portugal desenvolvido no âmbito do BIOATLAS.
Com um programa com mais de 30 oradores, e com uma participação de cerca de 200
conferencistas, Bioenergia Portugal 2015 permitiu que diversos agentes de mercado (empresas,
instituições de investigação e de ensino superior, entidades públicas e privadas) se
concentrassem em Portalegre no intuito de promover parcerias e sinergias, de capitalizar
negócios, de transferir e discutir conhecimentos e know-how. A colaboração de 6 empresas
especialistas neste sector enriqueceu bastante o evento através da divulgação de produtos,
equipamentos e/ou serviços relacionados com a cadeia de valor da biomassa.
O presente Livro integra os resumos das comunicações proferidas durante a Conferência.
Acreditamos que com esta iniciativa tenhamos proporcionado um profícuo networking e
tenhamos contribuído para uma maior alavancagem do desenvolvimento e da evolução do
sector da Bioenergia em Portugal.
Acompanhe os desenvolvimentos do sector da Bioenergia:
BIOENERGIA PORTUGAL 2015 | LIVRO DE RESUMOS
3
ÍNDICE DOS RESUMOS
PAINEL 1
Bioenergia em Movimento
07
Biomassa para a Energia: a importância da qualidade na cadeia de valor
08
Validação de Métodos Analíticos para Caracterização de Biocombustíveis Sólidos
09
ID & I em Bioenergia e Biorrefinarias no LNEG
10
Aplicação de energias renováveis nos sectores da agricultura e da pecuária
11
Bolsa Nacional de Terras: potenciar o território rural Português
PAINEL 2
Biocombustíveis Líquidos – Transportes
13
Biocombustíveis Líquidos: A Visão da APPB - Associação Portuguesa de
Produtores de Biocombustíveis
14
Produção de biocombustíveis a partir da Pirólise de Óleos e Gorduras
15
Utilização de microalgas na pirólise de lípidos para produção de biodiesel
16
Produção de biocombustíveis a partir de microalgas
17
Eficiência na Produção de Hidrogénio por Eletrólise
PAINEL 3
Biocombustíveis Gasosos
19
Biocombustíveis Gasosos: Investigação e Desenvolvimento Tecnológico no CVR – Centro de
Valorização de Resíduos (o Projeto AGROGAS)
20
Tratamento de Resíduos Agroindustriais para Produção de Biogás
21
Estudo da influência do tratamento térmico e a proporção de substrato nativo de microalgas
colhidas na Extremadura (Espanha) para a produção de metano
22
Projeto GR3 – Produção de Biogás a partir de Resíduos Verdes
4
BIOENERGIA PORTUGAL 2015 | LIVRO DE RESUMOS
ÍNDICE DOS RESUMOS
PAINEL 4
Biocombustíveis Sólidos
25
Características e Aspectos Críticos dos Biocombustíveis Sólidos
26
Caracterização energética da biomassa residual de oliveiras e azinheiras para utilização como
biocombustível sólido
27
(Co-)combustão de Biomassa Residual
28
Melhoramento de resíduos de biomassa usando torrefação
29
Gaseificação Térmica de Miscanthus
30
Projeto PROPELLET: Produção de Pellets a partir de Resíduos Biomássicos
31
Plantação de Choupo num Sistema de Talhadia de Curta Rotação para Bioenergia no Alentejo
PAINEL 5
Sistemas de Informação Geográfica Portugueses para o sector da Bioenergia em Portugal
33
Avaliação do Aproveitamento de Resíduos de Biomassa Florestal no Alto Alentejo
34
Mapa do Potencial Biomássico do Alto Alentejo e Extremadura Espanhola
– Plataforma Bioenergy Map
36
Investigação para impulsionar a Bioenergia em Portugal
37
Bioenergia como ferramenta do desenvolvimento territorial
38
BIOATLAS – Atlas da Bioenergia de Portugal
BIOENERGIA PORTUGAL 2015 | LIVRO DE RESUMOS
5
CONFERÊNCIA “BIOENERGIA EM MOVIMENTO:
OPORTUNIDADES E POTENCIALIDADES PARA PORTUGAL”
PAINEL 1
Bioenergia em Movimento
6
BIOENERGIA PORTUGAL 2015 | LIVRO DE RESUMOS
RESUMO 1
Biomassa para a Energia: a importância da qualidade na cadeia de valor
Almeida, T.(1); Mendes, C.(2)
Centro de Biomassa para a Energia;
Laboratório Especializado em Biocombustíveis Sólidos do Centro de Biomassa para a Energia
(1)
(2)
A biomassa, nomeadamente a biomassa florestal primária, é parte integrante do ecossistema florestal, constituindo o recurso natural
renovável mais importante do nosso país. A biomassa florestal para fins energéticos pode ter origem diretamente na floresta, onde é
gerada a partir das operações de gestão e exploração florestal, ou através das culturas energéticas; das atividades decorrentes da indústria
transformadora dos produtos florestais (serrim, retestos e outros subprodutos); ou da reciclagem de produtos lenhosos em fim de vida
cuja fonte é diversa, desde a construção civil, atividades agroflorestais.
Em Portugal o uso de biomassa para o aquecimento e AQS é uma solução largamente utilizada. De acordo com o último “Inquérito ao
Consumo de Energia no Sector Doméstico 2010”, INE/DGEG, a biomassa é a fonte de energia mais utilizada para o aquecimento ambiente.
Na realidade, em Portugal existe um significativo parque instalado de equipamentos de aquecimento doméstico a biomassa, na sua
maioria ainda a lenha. A substituição das lareiras abertas a lenha por outros equipamentos de maior rendimento, como os recuperadores
de calor e caldeiras de alimentação automática a estilha ou a peletes, é uma evolução natural.
Os requisitos de qualidade e os sistemas de certificação de qualidade são dois elementos-chave
para o desenvolvimento de um mercado sustentável dos biocombustíveis sólidos, em particular no
setor do aquecimento doméstico, onde são necessários biocombustíveis de melhor qualidade, de
forma a assegurar o funcionamento adequado dos equipamentos, o controlo de emissões e a
preservação da qualidade do ar interior.
O CBE tem acompanhado nos últimos anos a evolução do mercado dos biocombustíveis sólidos,
em geral, e dos peletes, em particular, assim como o aumento das exigência ao nível da qualidade
destes produtos.
Inicialmente, países como a Alemanha, a Suécia e a Áustria criaram as suas próprias normas de
qualidade, que foram utilizadas e reconhecidas para além das fronteiras dos próprios países. São
exemplo dessas normas a DIN 51731, a ÖNORM M7135 e a SS 187120, entre outras.
Atenta à existência de uma grande diversidade de critérios na qualidade e nas exigência para a
comercialização destes combustíveis, a Comissão Europeia mandatou a European Standardization
Organization para desenvolver normas europeias para biocombustíveis sólidos. Estas normas
foram publicadas entre 2009 e 2012 e classificam os biocombustíveis segundo as suas principais
propriedades e dão indicações claras de controlo de qualidade destes produtos.
Atualmente, a ISO/TC 238 está a preparar 60 novas normas para biocombustíveis sólidos, o que significa que as normas EN estão a ser
substituídas por normas ISO.
O Centro da Biomassa para a Energia tem um Laboratório Especializado em Biocombustíveis Sólidos que realiza análises a biocombustíveis
sólidos de acordo com as normas reconhecidas internacionalmente. Este laboratório sido um importante instrumento de apoio à indústria
setorial portuguesa e ao controlo de qualidade dos biocombustíveis sólidos disponíveis no mercado.
O laboratório do CBE entregou ao IPAC – Instituto Português de Acreditação o processo de candidatura à acreditação dos seus métodos
de ensaio, segundo a norma NP EN ISO/IEC 17025:2005 – Requisitos Gerais de Competência para Laboratórios de Ensaios e Calibração. A
atividade de acreditação está sujeita a legislação comunitária que obriga a um funcionamento harmonizado, verificado através de um
sistema de avaliação pelos pares.
O CBE terá o primeiro laboratório português acreditado dedicado aos biocombustíveis sólidos em geral, e aos peletes, em particular.
Centro da Biomassa para a Energia: www.centrodabiomassa.pt
BIOENERGIA PORTUGAL 2015 | LIVRO DE RESUMOS
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RESUMO 2
Validação de Métodos Analíticos para Caracterização de Biocombustíveis Sólidos
Alves, N. (1); Cancela, E. (2); Mendes, C. (3)
Responsável Técnica da Área Instrumental do Laboratório Especializado em Biocombustíveis Sólidos do Centro de Biomassa para a Energia;
(2)
Responsável Técnica da Área Química Clássica do Laboratório Especializado em Biocombustíveis Sólidos do Centro de Biomassa para a
Energia; (3)Responsável do Laboratório Especializado em Biocombustíveis Sólidos do Centro de Biomassa para a Energia
(1)
As necessidades energéticas e limitações económicas vividas nos dias de hoje têm levado a uma enorme procura de fontes de energia
alternativas aos tradicionais combustíveis fósseis. Neste contexto surgem todos os anos novos e melhorados biocombustíveis sólidos.
Num país como Portugal, a biomassa surge como matéria-prima de enorme potencial na produção deste tipo de produtos sendo cada vez
mais utilizados biocombustíveis como peletes e briquetes não só a nível industrial, mas também doméstico. Desta forma, apresenta-se
como crucial a garantia de qualidade destes mesmos produtos.
O desenvolvimento de métodos analíticos e sua validação para a caraterização de biocombustíveis desempenha desta forma um papel de
grande relevância não só na garantia de Qualidade do produto fabricado, mas também ao nível da garantia de Qualidade no produto
rececionado pelo consumidor final.
Neste contexto surgem um conjunto de normas emitidas pelo Comité Europeu de Normalização que pretendem definir metodologias
gerais para caracterização de biocombustíveis sólidos.
Com o presente trabalho, procedeu-se à implementação e validação de métodos analíticos de enorme relevância na caracterização de
biocombustíveis sólidos como sendo a determinação dos teores de carbono, hidrogénio e azoto totais e determinação de cloro e enxofre totais.
Na validação do método de determinação de carbono, hidrogénio e azoto totais foi utilizado um analisador elementar LECO CHN 628. A
validação foi efetuada para uma gama de trabalho de 0,0206 a 0,1185g para o carbono, de 0,0028 a 0,0161g de hidrogénio e de 0,0003 a
0,0025g de azoto utilizando padrões de calibração rastreáveis à NIST. Os limites de quantificação majorados correspondem aos primeiros
pontos da gama de trabalho, pelo que tomam os valores de 0,0206g para o carbono, 0,0028g para o hidrogénio e 0,0003g para o azoto.
Para a validação deste método foram ainda avaliados parâmetros de linearidade, repetibilidade, reprodutibilidade e veracidade através
da aplicação de diversas ferramentas estatísticas.
Na validação do método de determinação de cloro e enxofre totais foi utilizado um cromatógrafo iónico DIONEX ICS 1100. A validação foi
efetuada para uma gama de trabalho de 0,4 a 4,0ppm para o cloro (através da utilização de uma solução concentrada 1000ppm em
cloretos rastreável à NIST) e de 0,5 a 5,0ppm para o enxofre (através da utilização de uma solução concentrada 1000ppm em sulfatos
rastreável à NIST). Os limites de quantificação majorados correspondem aos primeiros pontos da gama de trabalho, pelo que tomam os
valores de 0,4ppm para cloro e 0,5ppm para enxofre. A EN 15289:2011 indica que o resultado deve ser reportado ao cliente em % m/m e
com duas casas decimais, pelo que para este efeito o valor relativo aos limites de quantificação para cloro e enxofre é 0,01% (m/m). Para
a validação deste método foram ainda avaliados parâmetros de linearidade, repetibilidade, reprodutibilidade e veracidade através da
aplicação de diversas ferramentas estatísticas.
Após estes estudos, para ambos os métodos analíticos, escolheram-se e aplicaram-se diversas ferramentas de controlo de Qualidade em
rotina que possibilitaram a quantificação da incerteza associada a cada analito em estudo.
Os resultados obtidos foram bastante satisfatórios, tendo-se cumprido não só com as características metrológicas das normas EN
15104:2011 e EN 15289:2011, relativas a cada um dos referidos métodos, mas também com os requisitos dos clientes.
Centro da Biomassa para a Energia: www.centrodabiomassa.pt
Referências:
[01] Hibbert, D. Brynn; Gooding, J. Justin – Data Analysis For Chemistry: An Introductory Guide for Students and Laboratory
Scientists. OXFORD, University Press, 2006
[02] Cordeiro, Natália; Magalhães, Alexandre – Introdução à Estatística: Uma perspectiva química. Lidel, Edições técnicas, Abril 2004.
[03] ISO_8466-1:1990 - Water quality - Calibration and evaluation of analytical methods and estimation of performance characteristics - part 1
[04] DOQ-CGCRE-8_Orientações sobre validação de métodos de ensaios químicos
[05] OGC002_Guia para acreditação de laboratorios químicos. Instituto Português de Acreditação, 18 de Maio de 2011.
[06] Handbook for the Certification of Wood Pellets for Heating Purposes, Version 2.0, European Pellet Council, April 2013
[07] EN 14588: Solid biofuels – Terminology, definitions and description
[08] EN 14774-3:2009: Solid biofuels - Moisture in general analysis simple
[09] EN 14961-1: Solid biofuels – Fuel specification and classes – Part 1: General requirements
[10] EN 14961-2: Solid biofuels – Fuel specification and classes – Part 2: Wood pellets for non-industrial use
[11] EN 14780:2011: Solid biofuels - Sample Preparation
[12] EN 15104:2011: Solid biofuels – Determination of total content of carbon, hydrogen and nitrogen – Instrumental method
[13] EN 15289:2011: Solid biofuels – Determination of total content of sulphur and chlorine
[14] ISO10304:2007: Water quality -Determination of dissolved anions by liquid chromatography of ions
[15] Weiss, Joachim – Handbook of Ion Chromatography. Third, completely revised and updated edition. Wiley-VCH, Innsbruck, January 2004
[16] Albrich, H; Müller, M.; Pinhack, H. – Determination of the fluorine, chlorine, bromine and sulphur contents after combustión
disclosure. GIT 8, 1994, p837.
[17] ISO11352:2012: Water quality - Estimation of measurement uncertainty based on validation and quality control data
[18] NP EN ISO_IEC 17025:2005 Requisitos gerais para laboratorios
[19] ISO_7870-2:2013, Control charts - Part 2 Shewhart control charts
[20] ISO 5725-6:1994,Accuracy (trueness and precision) of measurement methods and results - Part 6
[21] VIM_IPQ_INMETRO_2012
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BIOENERGIA PORTUGAL 2015 | LIVRO DE RESUMOS
RESUMO 3
ID & I em Bioenergia e Biorrefinarias no LNEG
Alberto Reis, Francisco Gírio
LNEG – Laboratório Nacional de Energia e Geologia, I.P., Unidade de Bioenergia
O LNEG – Laboratório Nacional de Energia e Geologia é um Laboratório de Estado (LdE) de investigação, demonstração e desenvolvimento
tecnológico cuja missão é promover a inovação tecnológica orientando a ciência e tecnologia para o desenvolvimento da economia
contribuindo para o aumento da competitividade dos agentes económicos no quadro de um progresso sustentável da economia Portuguesa
nas áreas da Energia e Geologia. O LNEG possui um Sistema de Gestão da Qualidade certificada com a norma UNE-EN ISO 9001:2008 para
as atividades de transferência de conhecimento em Energia e Geologia. É ainda a primeira instituição do Sistema Científico e Tecnológico
Nacional (SCTN) com certificação NP 4457:2007 do Sistema de Gestão de Investigação, Desenvolvimento e Inovação (IDI) pelas atividades
de Investigação Científica, Desenvolvimento Técnico e Tecnológico e Inovação nos domínios da Energia e Geologia. O LNEG possui ainda
um conjunto de Laboratórios acreditados pelo Instituto Português de Acreditação, os quais atuam em conformidade com a Norma NP EN
ISO 17025. No ranking de coordenações nacionais no tema Energia do 7ºPQ (2007-2013), o LNEG surge em 1.º lugar.
A sua Unidade de Bioenergia (UB) realiza ID&I no domínio das bioenergias, para a utilização de
fontes renováveis de biomassa na produção de biocombustíveis e biomateriais e no domínio das
biorrefinarias de biomassa, incluindo fixação de carbono, com vista à diversificação das fontes
energéticas, à diminuição da dependência de fontes externas e ao aumento da segurança do
abastecimento. Também tem apoiado as políticas públicas nacionais na área da biomassa,
bioenergia e biocombustíveis.
A sua atividade encontra-se alinhada nos dois órgãos do SET PLAN (EERA-Bioenergia e EIBI). Tem
representado Portugal em vários órgãos europeus e internacionais, nomeadamente no Comité
Europeu para a Sustentabilidade dos Biocombustíveis e Biolíquidos.
A sua atividade prioritária e estratégica em ID&I está em sintonia com o Roadmap do SET PLAN e da Iniciativa Industrial Europeia em
Bioenergia (EIBI), em especial em biocombustíveis avançados de gerações avançadas. As sete cadeias de valor inseridas no plano de
implementação da EIBI (3 da plataforma Bioquímica e 4 da Termoquímica) encontram-se bem representadas. De realçar ainda o grande
envolvimento da UB no Programa de Bioenergia da Aliança Europeia de Investigação em Energia (www.eera-bioenergy.eu), em todos os
seus subprogramas de I&D, e em particular no subprograma de Conversão Bioquímica da Biomassa (Plataforma dos Açúcares), que é
liderado pelo LNEG.
A UB integra ainda a BBRI (Infraestrutura de Investigação em Biomassa e Bioenergia) que se baseia nas infraestruturas laboratoriais e
piloto existentes no LNEG, com atividades focadas na biomassa – conversões bioquímica e termoquímica – para obtenção de
biocombustíveis, químicos e outros biomateriais, tendo sido selecionada, por concurso público, para integrar o Roteiro Nacional das
Infraestruturas de Investigação Cientificas 2014-2020.
Esta Infraestrutura de I&D em Bioenergia e Biomassa, única no Roteiro Nacional, pretende contribuir para a excelência da investigação
em Portugal nestes domínios, funciona em rede com os 34 Laboratórios de Estado e Universidades Europeias que participam no
programa conjunto de Bioenergia da Aliança Europeia de Investigação em Energia (EERA).
A atividade de ID&I da Unidade de Bioenergia (www.lneg.pt/iedt/unidades/4/paginas/48) encontra-se estruturada tematicamente por
cinco Programas (Fábricas celulares e enzimas, Engenharia bioquímica, Desconstrução da biomassa, Microalgas como vetor bioenergético
e Sustentabilidade em biocombustíveis e biomassa) e envolve mais de 30 investigadores doutorados envolvidos em mais de 25 projetos
de I&D nacionais e internacionais em curso (www.lneg.pt/iedt/unidades/4/projectos). Foram apresentados em comunicação oral os seus
projetos mais emblemáticos e estruturantes.
Unidade de Bioenergia do LNEG – Laboratório Nacional de Energia e Geologia: www.lneg.pt/iedt/unidades/4/paginas/48
BIOENERGIA PORTUGAL 2015 | LIVRO DE RESUMOS
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RESUMO 4
Aplicação de energias renováveis nos sectores da agricultura e da pecuária
J. González, L. Royano, A. I. Parralejo y J. Cabanillas
CICYTEX – Centro de Investigaciones Científicas y Tecnológicas, Badajoz (Espanha)
A biomassa sustentável pode desempenhar um papel importante nos objetivos sobre alterações climáticas e à segurança energética,
enquanto contribui para o crescimento económico e o emprego, particularmente nas zonas rurais [1]. A União Europeia através da Diretiva
2009/28/CE do Parlamento Europeu e do Conselho, de 23 de abril, relativa à promoção da utilização das energias renováveis, define como
plano de metas o 20-20-20, ou seja, alcançar uma quota mínima de 20% da energia proveniente de fontes renováveis no consumo final bruto
de energia na União Europeia, melhorar a eficiência energética em 20% e reduzir as emissões de gases com efeito de estufa em 20%.
Atualmente as energias renováveis, onde se inclui a biomassa, além de contribuírem para o respeito do meio ambiente, constituem uma
importante fonte de criação de emprego. Na mobilização da biomassa adicional há também um potencial para novas fontes de receita em
toda a cadeia de valor de biomassa, desde o cultivo, à colheita, ao processamento e à transformação em eletricidade, calor e frio. Isso
pode beneficiar os agricultores e promover o desenvolvimento rural. O potencial para competição do território e por matérias-primas
com outros usos da biomassa deve ser cuidadosamente estudado. A bioenergia deve competir com outras fontes de energia e com outras
opções. Problemas de logística e de infraestruturas devem também ser tidas em conta, existindo uma necessidade de futuras inovações
tecnológicas com o objetivo de alcançar uma conversão mais eficiente e limpa de um grupo mais diversificado de matérias-primas [2].
O objetivo deste estudo é estabelecer a situação atual da aplicação das fontes de
energia renováveis nos setores agrícola e pecuário na Extremadura (Espanha) e as
possibilidades para o futuro, a fim de reduzir a dependência dos combustíveis fósseis.
As energias renováveis, portanto, reduzem o uso de combustíveis fósseis, fornecem
benefícios ambientais através da redução da pegada e da emissão de gases de efeito
de estufa, criam empregos e facilitam o desenvolvimento rural. Entre as energias
renováveis temos a energia solar, energia eólica, energia geotérmica, energia da
biomassa, etc.
Atualmente as aplicações das energias renováveis nos setores agrícola e pecuário na
Extremadura centra-se na irrigação solar e substituição das caldeiras de combustível
fóssil (gasóleo) para a produção de calor com caldeiras de biomassa, usando pellets,
estilha, caroço de azeitona, casca de amêndoa da casca, etc.
No caso da irrigação solar existem aplicações nas culturas de vinha e olival permitindo reduzir os custos, principalmente em instalações que
não têm ligação à rede elétrica. Em termos de caldeiras a biomassa, começam a surgir aplicações de aquecimento, água quente e vapor em
várias indústrias agroalimentares. O setor que tem apresentado o maior desenvolvimento no uso da biomassa na Extremadura é o setor
do tabaco (secagem) já que a maioria dos secadores hoje usam biomassa permitindo-lhes reduzir os custos no processo e suas melhorias.
É essencial que tanto na irrigação solar como nas soluções a biomassa, se promovam instalações eficientes do ponto de vista energético e
ambiental ponto de vista, usando biomassa local e facilitando o desenvolvimento rural.
Referências
[1] State of play on the sustainability of solid and gaseous biomass used for electricity, heating and cooling in the EU. Commission Staff
Working Document. Brussels, 28.7.2014. SWD(2014)259 final.
[2] Strategic Plan 2015-2020. International Energy Agency. IEA Bioenergy: ExCo:2014:04.
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BIOENERGIA PORTUGAL 2015 | LIVRO DE RESUMOS
RESUMO 5
Bolsa Nacional de Terras: potenciar o território rural Português
Nuno Russo
Coordenador da BNT, Ministério da Agricultura e do Mar
A Bolsa Nacional de Terras é um projeto inovador do Ministério da Agricultura e do Mar, criada pela Lei n.º 62/2012, de 10 de dezembro,
que tem como objetivo facilitar o acesso à terra, através da disponibilização de terras, através de uma melhor identificação e promoção
da sua oferta.
A Bolsa de Terras aplica-se aos prédios rústicos e mistos, disponibilizando para arrendamento, venda ou para outros tipos de cedência as
terras com aptidão agrícola, florestal e silvopastoríl, do domínio privado do Estado, das autarquias locais e de quaisquer outras entidades
públicas ou pertencentes a entidades privadas, bem como dos proprietários particulares, aplicando-se ainda aos baldios, nos termos
previstos na Lei dos Baldios, e às terras sem dono conhecido e sem utilização agrícola, florestal ou silvopastoríl, regulados por lei própria.
Através do sistema de informação, de gestão de base de dados para registo e
disponibilização de dados, em suporte informático, a Bolsa de terras concentra o
principal repositório de informação e divulgação, assegurando a qualquer momento,
aos potenciais interessados, o conhecimento e o acesso à informação sobre terras
disponíveis com potencial para utilização produtiva. Com base nos dados disponíveis no
sistema de informação e noutras fontes complementares, e pelo seu tratamento
estatístico será possível analisar a evolução do mercado fundiário e a mobilização das
terras rurais, bem como produzir indicadores periódicos de preços e de dinâmica do
mercado rural, a nível regional e sub-regional.
A disponibilização de prédios na Bolsa de terras é voluntária, qualquer proprietário
pode disponibilizar os seus prédios, pressupõe apenas a regularização dos mesmos nas
matrizes prediais das finanças. A cedência de prédios privados disponibilizados na Bolsa
de terras é feita pelos respetivos proprietários diretamente com os potenciais
interessados, estando apenas obrigado a dar conhecimento da cessão das terras.
Constituem objetivos estratégicos da Bolsa de terras a promoção do uso da terra por forma a combater o abandono de terras e a
desertificação, criando um incentivo à fixação de populações e viabilizando a fixação de jovens agricultores como à criação de postos de
trabalho, mas também a contribuição para uma gestão eficiente da disponibilidade das terras, valorizando a multifuncionalidade do
território, potenciando novo usos e explorações sustentadas, por um lado como uma ferramenta de estímulo à atividade agroflorestal
favorecendo o aumento da produção nacional, que funcione como uma alavanca de captação de investimento e de criação de riqueza, e
por outro lado como um instrumento de ordenamento do território e de estruturação fundiária.
Portugal tem pela frente o desafio, através da Bolsa Nacional de Terras, de olhar para o território nacional como fonte de riqueza que
deve ser colocada ao serviço de um desenvolvimento sustentável que aumente o potencial produtivo agroflorestal e que dinamize o
mundo rural. A Bolsa Nacional de Terras tem como visão potenciar o máximo aproveitamento e utilização do território rural português.
Bolsa Nacional de Terras: www.bolsanacionaldeterras.pt
BIOENERGIA PORTUGAL 2015 | LIVRO DE RESUMOS
11
CONFERÊNCIA “BIOENERGIA EM MOVIMENTO:
OPORTUNIDADES E POTENCIALIDADES PARA PORTUGAL”
PAINEL 2
Biocombustíveis Líquidos – Transportes
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BIOENERGIA PORTUGAL 2015 | LIVRO DE RESUMOS
RESUMO 6
Biocombustíveis Líquidos: A Visão da APPB - Associação Portuguesa de Produtores de
Biocombustíveis
Jaime Braga
APPB - Associação Portuguesa dos Produtores de Biocombustíveis
Em 1990, o petróleo constituía cerca de dois terços dos consumos de energia em Portugal, quer nos transportes, quer na indústria, quer
na produção de eletricidade. A parcela de energias renováveis (lenhas e hidroeletricidade) era de 18% do total, o que significava uma
dependência energética do exterior de cerca de 82%. Era necessário diversificar origens e apostar nas renováveis. Era necessário e
aconteceu.
Em 2013, a dependência do petróleo tinha descido para 43% do total da energia
produzida ou adquirida e, graças a um ano chuvoso e ventoso, a produção de
energias renováveis ultrapassou os 27% do total e a dependência energética
nacional foi de 71%.
Os biocombustíveis constituíram até hoje cerca de 5,5% da energia consumida
nos transportes e o país necessita do seu contributo para cumprir as metas de
energias renováveis a que se obrigou. O consumo de energia nos transportes
aumentou mais do que 50% entre 1990 e 2013.
No entanto, o consumo anual da gasolina desceu nesse período de cerca de 1.500 milhões de litros para menos de 1.250 milhões de
litros. O consumo anual do gasóleo, pelo contrário, mais do que duplicou nesse período, passando de 1.950 milhões de litros para cerca
de 5.000 milhões de litros. Desses 5.000 milhões de litros, cerca de 340 milhões de litros são biodiesel que, por lei, é adicionado ao
gasóleo que se vende ao público nos postos de abastecimento de combustíveis. Os óleos alimentares usados garantiram apenas cerca de
4,5 milhões de litros em 2013.
Portugal tem como objetivo a cumprir até 2020 a contribuição de 10% de energia renovável nos consumos verificados no setor dos
transportes. Para já, o objetivo obrigatório em 2015/2016 é de 7,5%. Por lei, a gasolina terá de incorporar 2,5% de biocombustíveis em
teor energético. Por outro lado, o biodiesel de 1.ª geração (FAME) e os restantes metil ésteres estão limitados a uma adição de 7% em
volume ao gasóleo comercial.
Daqui decorre que o país necessita de cerca de 60 milhões de litros de biocombustíveis não FAME para adicionar ao gasóleo.
Hoje, o país prepara-se para importar biocombustíveis para adicionar ao gasóleo, sobretudo HVO – Óleos Vegetais Hidrogenados, por ser
a alternativa com custo menos gravoso.
Está assim aberto um mercado que pode, e deve, ser largamente ocupado pela iniciativa nacional.
Valerá a pena selecionar novas matérias-primas, descobrir sinergias, otimizar processos.
A produção de novos biocombustíveis em escala irá requerer duas condições:
1. Custos compatíveis com os dos derivados do petróleo;
2. Especificações de acordo com as normas europeias para uso em motores de automóvel.
Há muito trabalho a fazer, mas existe um mercado a conquistar.
BIOENERGIA PORTUGAL 2015 | LIVRO DE RESUMOS
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RESUMO 7
Produção de biocombustíveis a partir da Pirólise de Óleos e Gorduras
Luís Durão (1,2), Margarida Gonçalves (1), Jorge Martins (3), Benilde Mendes (1)
Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa (2) Instituto Politécnico de Portalegre (3)Universidade do Minho
(1)
Os óleos vegetais são constituídos maioritariamente por triglicerídeos e por pequenas quantidades de mono e diglicéridos, possuindo
elevado teor energético com poderes caloríficos superiores similares aos dos hidrocarbonetos derivados do petróleo [1]. No entanto,
estes óleos têm elevada viscosidade, baixa volatibilidade e propriedades de fluxo frio pobre e, portanto, a sua utilização direta em
motores de combustão interna é desaconselhada [2].
Cerca de 95% da produção global de azeite ocorre na bacia do Mediterrâneo e Portugal é um dos principais produtores, pelo que os
produtos desta indústria, tais como o azeite lampante e o óleo de bagaço de azeitona, existem em grandes quantidades [3]. O azeite
lampante tem um nível de acidez elevado [4] e o óleo de bagaço de azeitona é extraído a elevadas temperaturas levando à formação de
compostos tóxicos [3]. Estas características tornam-nos inviáveis para o consumo (utilização) imediato. Encontrar alternativas para a
valorização destes óleos revela-se de extrema importância, principalmente devido às elevadas quantidades produzidas anualmente.
Uma outra fonte de materiais ricos em lipídios são as gorduras de resíduos que resultam da transformação de carnes de animais e que não
são valorizadas como alimentação animal devido à sua baixa qualidade ou a questões de contaminação. Estas gorduras têm uma composição
de ácidos gordos que não é adequada para a sua conversão em biodiesel e não estão abrangidas pelos programas de reciclagem e/ou
valorização de resíduos pelo que são frequentemente encaminhadas para aterros ou para estações de tratamento de águas residuais.
A pirólise é uma das tecnologias de conversão mais promissoras para a produção de combustíveis similares ao gasóleo a partir da biomassa.
Este processo termoquímico é uma forma de craqueamento térmico com posterior rearranjo das moléculas fragmentadas, dando origem
a três produtos: sólido, líquido e gás. O líquido produzido é uma mistura de produtos orgânicos polares e água provenientes da reação e
da matéria-prima, designando-se como bio-óleo [5]. Este bio-óleo pode ser usado como combustível e para a produção de produtos
químicos. Os produtos da pirólise são muito dependentes da composição química da matéria-prima. Especificamente, quando se usa
biomassa, o bio-óleo irá conter oxigénio (ligado quimicamente), factor que acaba por ser responsável por algumas das suas características
problemáticas [2]. Não obstante, óleos vegetais com uma baixa relação de O/C não exigem tanto hidrogénio no processo catalítico o que
significa que a pirólise de óleos vegetais promove o craqueamento inicial permitindo algum grau de desoxigenação e reduzindo o
tamanho molecular com menos hidrogénio.
Algumas condições da pirólise, tais como o tamanho de partículas, a temperatura, a taxa de aquecimento, o tempo de residência, o
catalisador, diferentes atmosferas e tipo de biomassa, afetam fortemente o rendimento e propriedades dos produtos [6]. A maioria dos
ensaios de pirólise são realizados em atmosfera inerte com N2 e He [7]. Há muito poucos relatórios com foco sobre os efeitos das
diferentes atmosferas utilizadas na pirólise (diferentes gases ou processos de vácuo) na distribuição do produto e do rendimento.
Neste trabalho foi feita a pirólise de dois óleos vegetais (e azeite lampante e óleo de bagaço de azeitona) e de uma gordura animal (óleo
de aviário com 17% de acidez), usando três diferentes atmosferas: vácuo, azoto e metano. O objetivo foi testar a influência da atmosfera
de pirólise nos rendimentos de produtos de pirólise e na composição do bio-óleo. Em particular, a eficiência da reação de desoxigenação
e a concentração relativa de compostos aromáticos no bio-óleo foram determinados nestas distintas condições de reação.
O uso inicial de uma atmosfera de vácuo parecia promover um maior grau de decomposição da matéria-prima, tendo em conta que a
ausência de uma atmosfera de blindagem levaria a um maior grau de degradação e recombinação. Por outro lado, a atmosfera de metano
resultou numa estabilização dos componentes diferentes do bio-óleo, indicando que, mesmo a estas baixas pressões, o metano age como
atmosfera redutora, aproximando-se das condições de reação que ocorrem numa atmosfera de hidrogénio.
Referências
[1] Demirbas A, Prog. Energy Combust. Sci. 2005, 31, 466–487.
[2] Lappi H, Alén R, J. Anal. Appl. Pyrolysis 2009, 86, 274–280.
[3] Pinto F, Varela FT, Gonçalves M, André RN, Costa P, Mendes B, Fuel 2014, 116, 84–93.
[4] Poulli, KI,. Mousdis GA, Georgiou CA, Anal. Chim. Acta 2005, 542, 151–156.
[5] Bridgwater AV, Meier D, Radlein D, Org. Geochem. 1999, 30, 1479–1493.
[6] Li S, Xu S, Liu S, Yang C, Lu Q, Fuel Process. Technol. 2004, 85, 1201–1211.
[7] Zhang H, Xiao R, Wang D, He G, Shao S, Zhang J, Zhong Z, Bioresour. Technol. 2011, 102, 4258–64.
14
BIOENERGIA PORTUGAL 2015 | LIVRO DE RESUMOS
RESUMO 8
Utilização de microalgas na pirólise de lípidos para produção de biodiesel
Catarina Viegas(1), Margarida Gonçalves (1), Lucie da Rocha(1), Luísa Gouveia(1), Benilde Mendes (1)
Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade Nova de Lisboa
(2)
LNEG – Laboratório Nacional de Energia e Geologia
(1)
Nas últimas décadas a sociedade aumentou significativamente o seu consumo de energia levando à necessidade de encontrar alternativas à
energia fóssil, a fim de evitar a acumulação excessiva de CO2 e de outros gases com efeito de estufa [1, 2]. O aumento da utilização de
biomassa, como alternativa aos combustíveis fósseis, é uma realidade que se deve ao seu potencial energético único e sustentável e à
ampla gama de matérias-primas e combustíveis disponíveis [3]. As microalgas são um dos poucos organismos que podem contribuir para
a substituição de combustíveis fósseis para o transporte devido ao seu crescimento rápido e à sua grande eficiência fotossintética e produção
de biomassa, sem a pressão de ocupação de solo agrícola associada às culturas terrestres [4-6].
Adicionalmente, as microalgas têm uma alta eficiência na fixação de dióxido de carbono e podem utilizar os nutrientes em excesso contidos
em diferentes efluentes de forma a promover o seu crescimento.
Estes microrganismos são principalmente constituídos por proteínas, hidratos de carbono e lípidos [6], podendo ser uma fonte de qualquer
um destes componentes.
As microalgas ricas em lípidos podem ser diretamente utilizadas para produzir biodiesel, no entanto a sua utilização noutras aplicações,
no setor farmacêutico e alimentar, podem ser também particularmente interessantes. Microalgas ricas em açúcares podem ser utilizadas
para produção de bioetanol e biohidrogénio, por fermentação, e as ricas em proteína são geralmente valorizadas como fonte proteica na
alimentação humana e animal. Compostos de elevado valor comercial podem ser extraídos de praticamente todas as microalgas.
Este trabalho tem como objetivo contribuir para a sustentabilidade do tratamento de efluentes residuais da indústria do processamento
avícola. O projeto envolve o uso de microalgas para remover nutrientes de efluentes aquosos com uma alta carga orgânica, e a valorização
das microalgas produzidos como alimentos para animais, fertilizantes e combustíveis.
Os resultados apresentados descrevem a incorporação de microalgas em matérias-primas lipídicas utilizadas em pirólise. Nestes ensaios
resíduos de gordura animal (óleos avícolas de baixa qualidade) foram convertidos em bioóleos de pirólise e a adição de 1% e 10% de microalgas
foi testada a fim de avaliar a influência deste suplemento nos rendimentos de pirólise e na qualidade do bioóleo produzido.
A adição de microalgas (em pó) na pirólise de gorduras avícolas levou a um aumento das frações de sólidos (0,1% para 17,7% com 10% p/p
de microalgas) e de gases (13,2% para 18,3% com 10% p/p de microalgas). No entanto, o bioóleo destilável apresentou uma fração superior
(61,2% para 86,6%), sugerindo que a incorporação de biomassa algal afeta a extensão das reações de clivagem e desoxigenação.
O perfil cromatográfico dos bioóleos foi avaliado por GC-MS e foram observadas alterações significativas nos seus componentes voláteis
e semivoláteis.
Esta aplicação pode proporcionar um uso adicional para microalgas que são produzidas em águas residuais contaminadas e contribuir para
modular a composição final do bioóleos de pirólise.
Referências
[1] Du, Z., Li, Y., Wang, X., Wan, Y., Chen, Q., Wang, C., Ruan, R. (2011). Microwave-assisted pyrolysis of microalgae for biofuel production.
Bioresource Technology, 102(7), 4890–6. doi:10.1016/j.biortech.2011.01.055
[2] Hu, Z., Ma, X., & Li, L. (2013). The characteristic and evaluation method of fast pyrolysis of microalgae to produce syngas. Bioresource
Technology, 140, 220–6. doi:10.1016/j.biortech.2013.04.096
[4] Chisti, Y. (2007). Biodiesel from microalgae. Biotechnology Advances, 25(3), 294–306. doi:10.1016/j.biotechadv.2007.02.001
[5] Demirbas, M. F. (2011). Biofuels from algae for sustainable development. Applied Energy, 88(10), 3473–3480. doi:10.1016/j.
apenergy.2011.01.059
[3] Grierson, S., Strezov, V., Ellem, G., Mcgregor, R., & Herbertson, J. (2009). Thermal characterisation of microalgae under slow pyrolysis
conditions. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 85(1-2), 118–123. doi:10.1016/j.jaap.2008.10.003
[6] Chen, W.-H., Huang, M.-Y., Chang, J.-S., & Chen, C.-Y. (2014). Thermal decomposition dynamics and severity of microalgae residues in
torrefaction. Bioresource Technology, 169, 258–64. doi:10.1016/j.biortech.2014.06.086
BIOENERGIA PORTUGAL 2015 | LIVRO DE RESUMOS
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RESUMO 9
Produção de biocombustíveis a partir de microalgas
António dos Santos Marques
Inventor Particular
O invento consiste na utilização do dióspiro para a produção de bioetanol, CO2, nutrientes sólidos e líquidos para reprodução de algas etc.
partindo da identificação de propriedades que permitem ao dióspiro produzir as substâncias referidas e pelo desenvolvimento de um
dispositivo compacto, de elevada eficiência do processo.
O dispositivo é composto por uma câmara interna fermentadora/fotobiorreatora (1), no centro
de um fotobiorreator rotativo (10). Entre estas, um sistema de iluminação. A câmara interna
serve ao mesmo tempo para fermentação e reprodução de microalgas. A externa destina-se à
aceleração da cultura de microalgas e de macroalgas, com um misturador/distribuidor estático
(11) no seu interior, acoplado à camara interna, com fixadores de algas (26) e (27). Possui
também vários conjuntos de pás e de canais de distribuição tendo como objetivo final a
produção de todo o tipo biocombustíveis, entre outros produtos.
Referências
[01] Número de patente 104105-pt
16
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RESUMO 10
Eficiência na Produção de Hidrogénio por Eletrólise
Paulo Duarte, Luiz Rodrigues e Paulo Brito
Instituto Politécnico de Portalegre
O hidrogénio tem vindo a ser considerado como uma energia renovável com forte potencial para funcionar como substituto dos
combustíveis fósseis que atualmente estão na base da economia mundial. Pode ser obtido por vários processos entre os quais se destaca
a obtenção por eletrólise da água, por ser esta um recurso abundante e poder-se recorrer a energias renováveis como fonte de energia
para alimentar o eletrolisador.
Tem vindo a ser estudado a utilização direta da ureia presente na urina
contida em dejetos de animais e em esgotos de saneamento público
normalmente encaminhados para rios, fossas ou para as ETAR
municipais, cujo tratamento é necessário e envolve obviamente custos.
A eletrólise da ureia com vista a produção de hidrogénio tem várias
vantagens, entre as quais a necessidade de um potencial mais baixo
em relação à eletrólise de soluções aquosas alcalinas, o fato de
produzir três moléculas de hidrogénio por cada molécula de ureia
convertida, em vez de uma produzida por cada molécula de água
transformada, no caso da eletrólise de soluções alcalinas. Para além
disso, poderá reduzir a poluição de solos, águas e atmosfera, uma vez
que evitaria que a ureia, que constitui uma enorme carga ambiental, se
degrade por meios naturais originando amónia que contribui para a
formação de sulfatos e nitratos de amónia na atmosfera e que podem
originar problemas de saúde.
Neste trabalho preparou-se e caracterizou-se elétrodos de aço modificados por misturas de óxido e hidróxido de níquel, bem como a
co-deposição destes com óxido e hidróxido de zinco, com vista à sua aplicação em eletrolisadores alcalinos de ureia para produção de
hidrogénio apontando para o desenvolvimento de um sistema energético eco sustentável.
BIOENERGIA PORTUGAL 2015 | LIVRO DE RESUMOS
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CONFERÊNCIA “BIOENERGIA EM MOVIMENTO:
OPORTUNIDADES E POTENCIALIDADES PARA PORTUGAL”
PAINEL 3
Biocombustíveis Gasosos
18
BIOENERGIA PORTUGAL 2015 | LIVRO DE RESUMOS
RESUMO 11
Biocombustíveis Gasosos: Investigação e Desenvolvimento Tecnológico no CVR – Centro de Valorização
de Resíduos (o Projeto AGROGAS)
A. Ribeiro(1), J. Carvalho(1), J. Araújo(1), C. Vilarinho(1,2)
(2)
(1)
CVR – Centro para a Valorização de Resíduos
Departamento de Engenharia Mecânica, Universidade do Minho
O CVR - Centro para a Valorização de Resíduos é uma instituição sem fins lucrativos que, desde 2002, presta serviços de investigação,
análise científica e aplicação de soluções reais na área da prevenção, tratamento e valorização de resíduos sólidos, efluentes líquidos,
efluentes gasosos, solos, biocombustíveis e combustíveis derivados de resíduos. Independentemente da área da atividade industrial, o
CVR tem as competências necessárias para apoiar projetos e iniciativas relacionadas com uma ampla gama de resíduos industriais.
As capacidades deste centro permitem-lhe intervir em diferentes aspetos dentro de um processo, nomeadamente em serviços de
análises laboratoriais e prestação de serviços de consultoria especializada.
O CVR tem ainda um papel importante como entidade prestadora de apoio técnico e científico a projetos de I&D, possuindo o know-how
necessário para desenvolver soluções sustentáveis, nas seguintes áreas: Incorporação de resíduos como materiais na construção civil;
Recuperação de metais e sais metálicos a partir de resíduos; Processos de valorização energética de resíduos; Recuperação de materiais a
partir de subprodutos animais; Reciclagem de resíduos de construção e demolição; Processos de produção de biocombustíveis e combustíveis
derivados de resíduos; Valorização de resíduos agroindustriais. É neste contexto que surge o projeto AGROGAS – Metanização de resíduos
em agricultura, pecuária e agronegócio para diversificar os recursos energéticos.
O projeto pretendeu contribuir para a redução do impacte ambiental dos setores agrícola, pecuário e agroindustrial e impulsionar uma
gestão sustentável dos resíduos produzidos no meio rural do espaço SUDOE. Este projeto de intercâmbio e transferência de tecnologia
foi cofinanciado pela União Europeia, através do Fundo Europeu de Desenvolvimento Regional (FEDER), por intermédio do Programa de
Cooperação Territorial INTERREG IV B do Espaço Sudoeste Europeu (SUDOE). O projeto AGROGAS foi desenvolvido por um consórcio
multidisciplinar, composto por seis entidades de Portugal, Espanha e França.
Foi objeto de estudo a diversificação energética e a sustentabilidade económica das entidades destes setores de atividade através da
diminuição da sua dependência energética pela produção descentralizada de uma fonte de energia não fóssil.
Adicionalmente, pretendeu-se o aumento da competitividade das agroindústrias por via da gestão racional e sustentada dos resíduos
produzidos e através da valorização económica dos produtos formados durante o processo de biometanização, nomeadamente, pela
venda ou utilização dos fertilizantes e das energias elétrica e/ou térmica.
Os principais resultados finais deste projeto contemplaram o desenvolvimento: de uma ferramenta informática para analisar a viabilidade
da implementação de instalações de biogás, uma plataforma de formação em formato e-learning, dedicada ao tema Biogás e uma rede
SUDOE integrando os principais intervenientes do setor da metanização.
Mais informação disponível em www.cvresiduos.pt e www.agrogas.eu
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RESUMO 12
Tratamento de Resíduos Agroindustriais para Produção de Biogás
Tiago Gaio, Luiz Rodrigues, Paulo Brito
Escola Superior de Tecnologia e Gestão do Instituto Politécnico de Portalegre
A economia da região do Alto Alentejo apresenta uma forte comparticipação dos setores agrícola, pecuário e agroindustrial. As atividades
destes setores são geradoras de quantidades significativas de resíduos que impõem pressões ambientais consideráveis, sobretudo ao
nível dos solos, das linhas de água e, de forma indireta, sobre os níveis de emissões de dióxido de carbono para a atmosfera.
Com efeito, a região destaca-se, à escala nacional, pela produção de carnes
e enchidos, leite, queijos e outros produtos lácteos, vinhos, azeites, cafés,
hortícolas e frutas, frescas e em conservas. Os resíduos desses setores
são caraterizados por níveis elevados de carência química e carência
bioquímica de oxigénio, teores elevados de azoto e de água, o que obriga
ao seu tratamento, antes de serem lançados nos ecossistemas. O
aproveitamento energético desses resíduos é bastante tentador em
função do elevado poder calorífico apresentado pela maioria desses
resíduos. Todavia, o alto teor em água que muitos deles apresentam
aconselha a digestão anaeróbia como a tecnologia mais adequada para
essa valorização, tendo em conta os custos de remoção da água associada
a maioria das tecnologias alternativas, com a vantagem adicional de se
obter um digestato com características biofertilizantes e um biogás
capaz de ser utilizado para suprir algumas necessidades energéticas das
unidades de produção onde o resíduo é gerado, contribuindo, ao mesmo
tempo, para a redução de cargas ambientais e de onerosas importações
de energia e fertilizantes sintéticos.
A digestão anaeróbia, ou seja, a degradação de materiais orgânicos por ação de bactérias em condições de privação de oxigénio, tem sido
estudada e aplicada no processamento de diversos resíduos agrícolas, pecuários e agroindustriais. Sem dúvida, a digestão anaeróbia
pressupõe a estabilidade das condições operatórias por forma a garantir o desenvolvimento harmoniosos e eficiente dos consórcios
bacterianos envolvidos na degradação da biomassa residual. Porém, a sazonalidade da disponibilidade e a variabilidade da sua natureza
ao longo do ano, poderá dificultar, na prática, a manutenção da requerida estabilidade com a redução da eficiência ou até impossibilitar o
tratamento dessas biomassas num único biodigestor contínuo, como seria desejável. Nesse sentido o uso de uma biomassa que servisse
de base ao processo biológico do conjunto de resíduos produzidos numa unidade de produção agrícola e/ou pecuária ou industrial ou
mesmo num conjunto de unidades desta natureza poderia trazer vantagens na perspetiva referida.
A Opuntia ficus indica (Miller L) tem sido estudada e apontada como uma cultura energética ideal à produção de biogás face às baixas
exigências em termos de consumo de água e nutrientes que caracterizam o crescimento desta espécie. Há indicações de que a planta
dá-se bem nas condições edafoclimáticas prevalecentes na região do AltoAlentejo, havendo promotores interessados em investir na
plantação deste cultivar para exploração comercial, em especial, do fruto, o figo da índia, mas também dos cadódios para diferentes fins.
A co-digestão dos resíduos agrícolas, pecuários e agroindustriais com biomassas resultantes de podas da Figueira da Índia afigura-se pois
como uma interessante alternativa para o tratamento e valorização energética dos resíduos agrícolas, pecuários e agroindustriais, conferindo a
desejada estabilidade da cultura bacteriana, ajudando também a modular a C:N da alimentação do bio-reator, tão importante para a
eficiência da biodigestão.
Nesta contribuição faz-se um apanhado das quantidades de cada tipo de resíduos gerados na região nos diferentes setores de produção
visados e estima-se o potencial de produção de biogás e biofertilizantes por via da sua co-digestão com Opuntia ficus inidica, bem como
das necessidades em termos da área de cultivo da planta que um esquema de tratamento baseado pela via proposta requererá.
Palavras-chave:
Biogás, biofertilizante, digestão anaeróbia, resíduos pecuários, resíduos agrícolas, resíduos agroindustriais, tratamento de resíduos.
20
BIOENERGIA PORTUGAL 2015 | LIVRO DE RESUMOS
RESUMO 13
Estudo da influência do tratamento térmico e a proporção de substrato nativo de microalgas
colhidas na Extremadura (Espanha) para a produção de metano
A. I. Parralejo(1), L. Royano(1), J. González(1) e J.F. González(2)
CICYTEX – Centro de Investigaciones Científicas y Tecnológicas, Badajoz (Espanha)
(2)
Escuela de Ingenierías Industriales, Universidade da Extremadura, Badajoz (Espanha)
(1)
A região da Extremadura (Espanha) é caraterizada pelo seu clima mediterrâneo e suas propriedades extensas de terra plana. As temperaturas
médias anuais variam entre 22° C e 8 °C [01]. A sua vastidão e o elevado número de horas de sol por ano são adequados à instalação de
sistemas de geração de energia cuja principal fonte seja a luz solar. O cultivo de microalgas adapta-se perfeitamente às condições
climáticas da região já que as microalgas realizam um processo de fotossíntese, com a ajuda da luz solar. Para uma fotossíntese ótima a
luz do sol deve incidir num ângulo direito, mas dependendo da localização, o ângulo de incidência é diferente [02].
O objetivo fundamental numa instalação deste tipo é o uso energético de microalgas como biomassa. Neste caso foi obtida a biomassa
algal foi utilizada para gerar biogás. O substrato inicial foi estudado em fresco e seco a 105 °C no intuito de observar a influência do
pré-tratamento térmico das algas na geração de biogás. A recolha das microalgas proveio de uma instalação composta por 12 painéis e 4
colunas alimentados com uma proporção adequada de fertilizante e mantendo um ambiente neutro através da entrada controlada de
CO2. Trata-se de uma população de algas autóctones desenvolvida e adaptada às condições existentes na região.
Um meio adequado para o desenvolvimento dos microrganismos metanogénicos é alcançado com substratos de elevada alcalinidade,
acidez perto da neutralidade [03] e uma proporção de nutrientes C/N adequada. Experiências de Ehimen y col. [04], que desenvolveram
investigações em lote [batch] com os processos de obtenção de biodiesel de microalgas, compararam-se as duas relações C/N (12,44 e
8,53) com alcalinidades de 14820 mg CaCO3/L e 16340 mg CaCO3/L. Por outro lado, Ramos-Suarez e Carreras [05] trabalharam com valores
que tinham uma relação de C/N variando de 7,2 a 20,7 em diferentes misturas estudadas em biodigestores.
O processo de digestão anaeróbia, responsável pela produção de biogás, foi conduzido
em reatores de laboratório com uma capacidade de 5 L. Realizaram-se testes com duas
proporções diferentes de inóculo e de microalgas (2:1 e 1:1) para determinar o efeito na
produção de biogás e de metano, bem como as reduções de sólidos voláteis e da carência
química de oxigénio. Os rendimentos de metano obtidos nas experiências desenvolvias
neste trabalho rondam os 300 LCH4/kgSV. Os resultados mais importantes foram tratados
estatisticamente usando o SPSS 15.0.
Observaram-se rendimentos ligeiramente superiores na proporção de 1:1, significando
que quanto maior for a quantidade de microalgas no digestor, mais produtivo será o
processo. Existem pequenas diferenças no desempenho de metano entre todas as
experiências pelo que não pode ser estabelecida uma relação direta entre a produção de
metano e as reduções de sólidos voláteis e de carência química de oxigénio. Ainda assim
as reduções de carência química de oxigénio são maiores quando a proporção de microalgas é menor, possivelmente devido à maior
facilidade de degradação do inóculo relativamente às microalgas.
Por outro lado, o pré-tratamento de microalgas não implica um maior rendimento em metano, senão o oposto. C. González-Fernández et
al. [06] obtiveram melhorias bastante significativas na produção com biomassa da microalga Scenedesmus após pré-tratamento a 70 °C e
90 °C. A justificação para este facto é a espécie de microalgas, pois neste caso trata-se de uma população autóctone, com uma alta
proporção de Chlorella, e a operar numa temperatura mais elevada de pré-tratamento, (105 °C).
Em termos de resultados obtidos pode concluir-se que as constantes cinéticas são muito semelhantes em todas as experiências. Todas as
constantes são mais elevadas do que as obtidas com a utilização de esterco líquido de porco (0,05 d-1 e 0,08 d-1 [07]), mas mais baixas do
que as obtidas com a utilização de resíduos do tipo agroindustrial (0,34-0,20 d-1 [08]).
Referencias
[01] Red de Asesoramiento al Regante de Extremadura.
(http://aym.juntaex.es/servicios/redarex/, visitado el 22 Abril 2015).
[02] J. Pruvost, J.F. Cornet, F. Le Borgne, V. Goetz, J. “Legrand Theoretical investigation of microalgae culture in the light changing
conditions of solar photobioreactor production and comparison with cyanobacteria”. Algal Research, Vol. 10, pp. 87-99, 2015.
[03] J-C. Frigon, F. Matteau-Lebrun, R.H. Abdou, P.J. McGinn, S.J.B. O`Leary, S.R. Guiot. “Screening microalgae strains for their productivity
in methane following anaerobic digestion”, Applied Energy, Vol. 108, pp. 100-107, 2013.
[04] E.A. Ehimen, Z.F. Sun, C.G. Carrington, E.J. Birch, J.J. Eaton-Rye. “Anaerobic digestion of microalgae residues resulting from the
biodiesel production process”, Applied Energy, Vol. 88, pp. 3454-3463, 2011.
[05] J.L. Ramos-Suárez, N. Carreras. “Use of microalgae for biogas production”, Chemical Engineering Journal, Vol. 242, pp. 86-95, 2014.
[06] C. González-Fernández, B. Sialve, N. Bernet, J.P.Steyer. “Thermal pretreatment to improve methane production of Scenedesmus
biomass”, Biomass and bioenergy, Vol 40 pp.105-111, 2012.
[07] A. Rodríguez, J.M. Lomas, “Kinetic study of the anaerobic digestion of the solid fraction of piggery slurries”, Biomass and Bioenergy,
Vol. 17, pp. 435-443, 1999.
[08] J. Pagés, I. Pereda, M. Lundin, I. Sárvári, “Co-digestion of different waste mixture from agro-industrial activities: kinetic evaluation
and synergetic effects”, Bioresource Technology, Vol. 102, pp. 10834-10840, 2011.
BIOENERGIA PORTUGAL 2015 | LIVRO DE RESUMOS
21
RESUMO 14
Projeto GR3 – Produção de Biogás a partir de Resíduos Verdes
Santino Di Berardino, Luís Silva, João Bidarra, Luís Duarte
Unidade de Bioenergia do LNEG – Laboratório Nacional de Energia e Geologia
O biogás produzido por digestão anaeróbia a partir dos resíduos é um importante vetor energético potencial, reconhecido pelo Parlamento
Europeu (resolução 2009/C 66 E/05 de 12 de Março de 2008): “Constitui uma fonte de energia vital que promove o mercado energético
renovável, a reciclagem de matérias-primas nutrientes das plantas e a redução das emissões, conduzindo, consequentemente, à protecção
ambiental e climática, ao desenvolvimento rural e a novas perspectivas de rendimento”.
Após uma fase inicial em que se utilizaram, erradamente, culturas alimentares, passou-se para o cultivo de plantas herbáceas, substituindo
vantajosamente as culturas de alto rendimento e ocupando terrenos marginais. Estas culturas secundárias, definidas hoje “culturas
energéticas", são colhidas e utilizadas para a digestão anaeróbia, contribuindo com a sua absorção de nutrientes para acomodar mais
resíduos no mesmo terreno, oferecendo um excelente e seguro destino final. Esta biomassa vegetal oferece devida proteção contra a
erosão causada pela chuva e pelo vento, propicia uma melhor absorção de água, reduzindo a anaerobiose no solo submerso e a consequente
produção e libertação de CH4. A agricultura a praticar deve ser fundamentada em rigorosos critérios de sustentabilidade e respeito dos
habitats naturais, assegurando também a permanência da biodiversidade.
Os espaços urbanos e suburbanos são ricos em áreas verdes já plantadas por razões recreativas, estéticas, de lazer etc., gerando um
resíduo verde (RV) que pode alimentar a digestão anaeróbia e acolher o resíduo fertilizante resultante da digestão. A sua produção tem
custo zero, pois é suportada pelos beneficiários das áreas verdes, uma situação mais favorável em relação às culturas energéticas. Os RV
são gerados dentro de áreas servidas pelo sistema de recolha dos RSU, outra situação potencialmente favorável. Uma percentagem importante
destes RV é encaminhada para o sistema regional de tratamento dos RSU, acabando por ser convertida em biogás, caso exista a digestão
anaeróbia. É o caso do RV dos pequenos produtores, até 110 l/dia, que vêem encaminhados os seus resíduos para os ecocentros.
O projeto GR3, financiado pelo programa Energias Inteligentes da Europa (EIE), procura promover a valorização das aparas das relvas de
qualquer origem (áreas verdes urbanas, das estradas e de áreas protegidas). O principal objetivo é a produção de energia renovável, sob a
forma de biogás, e fertilizante, contribuindo consequentemente para a redução de emissões de gases com efeito de estufa (GEE) e para a
melhoria da gestão ecológica dos espaços verdes.
22
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RESUMO 14
Existem diversos parâmetros que influenciam a biodegradabilidade do substrato e produção potencial de biogás dos RV (a espécie, a
rega, o número de cortes, o modelo do reator, etc.).
Na tabela 1 apresentam-se os valores de produção de metano deduzidos da bibliografia da especialidade e ensaios do laboratório do LNEG:
Em Portugal a quantidade estimada de RV processados pelos operadores de gestão de resíduos é de 115.000 t/ano, e corresponde ao
potencial de Metano de 12.650.000 m3/ano. Em termos de produção de energia elétrica, cada m3 de biogás poderá gerar cerca de 3,5
kWh e a energia total é na ordem dos 44.275 MWh/ano (valor cerca de 6,6 milhões de euros). Acresce 60.000MWh/ano de energia térmica
que pode ser aproveitada, um importante desperdício da nossa sociedade.
Em termos financeiros económico globais a receita do biogás dos RV, para além do retorno financeiro em energia elétrica, proporciona
ainda a formação de composto orgânico fertilizante e a geração de calor, ambos valorizáveis. Na tabela 2 constam os valores económicos
por tonelada de RV em termos de energia eléctrica (0,015€/KWh), térmica e fertilizante:
O que compensa os custos de produção das culturas energéticas.
O uso do metano da digestão anaeróbia, em substituição para a produção de energia eléctrica e calor de combustíveis fósseis, reduz
consideráveis quantidades emissões de CO2, NOx e SOx para a atmosfera. Um m3 de biogás com 70 % de metano, ao ser usado, evita
consideráveis quantidades de emissões de CO2 de acordo com a tabela 3:
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CONFERÊNCIA “BIOENERGIA EM MOVIMENTO:
OPORTUNIDADES E POTENCIALIDADES PARA PORTUGAL”
PAINEL 4
Biocombustíveis Sólidos
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BIOENERGIA PORTUGAL 2015 | LIVRO DE RESUMOS
RESUMO 15
Características e Aspectos Críticos dos Biocombustíveis Sólidos
Paula Teixeira (1), Helena Lopes (2), Luís Tarelho (1)
(2)
(1)
LNEG – Laboratório Nacional de Energia e Geologia
CESAM – Centro de Estudos do Ambiente e do Mar, Departamento do Ambiente e Planeamento, Universidade de Aveiro
A utilização de biocombustíveis sólidos para produção de energia tem um papel importante na redução da emissão de gases com efeito
estufa, bem como, na diversificação das fontes de energia, reduzindo deste modo a dependência de fontes externas. O aumento da
investigação nesta área, bem como, o desenvolvimento de normas [1] e documentos técnicos [2,3,4] evidenciam a relevância política, social e
económica dos biocombustíveis sólidos. Em Portugal, a procura de biomassa de origem florestal para produção de energia, aumentou
significativamente devido aos incentivos que surgiram em 2006, para a construção e exploração de centrais termoelétricas, com tarifas
subsidiadas. O recente crescimento nacional do mercado das peletes para a produção de calor em caldeiras domésticas ou industriais
traduziu-se num novo aumento da procura da biomassa.
Contudo, o crescente uso de biomassa para produção de energia poderá levar à sua
escassez, sendo por isso necessário avaliar a potencial utilização de outro tipo de
biomassas disponíveis em Portugal, nomeadamente biomassa residual de atividades
agrícolas e processamento alimentar (agroindustriais) e outras espécies lenhosas e
arbustivas. Estas biomassas alternativas possuem características diferentes de
biomassas lenhosas de boa qualidade, que podem influenciar significativamente a
cadeia de fornecimento e pré-tratamento, processos de combustão, comportamento
das cinzas (slagging, fouling e corrosão) e constrangimentos ambientais associados
aos processos de conversão de energia.
Os parâmetros críticos da biomassa incluem, entre outros, os teores de cinza, enxofre, cloro, fosforo, metais alcalinos e alcalinos terrosos,
silício e metais pesados. A normalização das especificações e classes dos biocombustíveis sólidos através da ISO 17225 [1], a certificação
ENplus [2] das peletes de madeira, e o selo da qualidade BIOMASUD [3] têm contribuído para uma maior harmonização do mercado da
biomassa, e simultaneamente para a proteção das instalações de queima e do meio ambiente.
O presente trabalho foi desenvolvido no âmbito do projeto BiomAshTech – Impactos da cinza durante a conversão termoquímica de
biomassa, que visa potenciar o uso de biomassas alternativas. Este projeto inclui a caracterização físico-química de biomassa lenhosa
autóctone (pinheiro, tojo, giesta) e invasora (eucalipto e acácia), biomassa frutícola (bagaço e caroço de azeitona, casca de amêndoa com e
sem mistura de amêndoa) e biomassa herbácea (canas), com o intuito de prever a influência de vários parâmetros no comportamento das
cinzas e emissão de poluentes durante os processos de combustão. As características das diversas biomassas serão enquadradas nos
diversos critérios de qualidade exigidos pela ENplus e/ou selo da qualidade do BIOMASUD, bem como, os valores críticos referenciados na
literatura para combustão segura, em termos ambientais e operacionais.
[1] ISO 17225-1 Solid biofuels — Fuel specifications and classes — Part 1: General requirements
[2] Handbook for the Certification of wood pellets for heating purposes. www.enplus-pellets.eu
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RESUMO 16
Caracterização energética da biomassa residual de oliveiras e azinheiras para utilização como
biocombustível sólido
L. Royano, A. I. Parralejo, J. González y J. Cabanillas
CICYTEX – Centro de Investigaciones Científicas y Tecnológicas, Badajoz (Espanha)
A União Europeia, através da Diretiva 2009/28/CE do Parlamento Europeu e do Conselho, de 23 de Abril, relativa à promoção da utilização
das energias renováveis, define como plano de metas o 20-20-20, ou seja, alcançar uma quota mínima de 20% da energia proveniente de
fontes renováveis no consumo final bruto de energia na União Europeia, melhorar a eficiência energética em 20% e reduzir as emissões
de gases com efeito de estufa em 20%.
As fontes de energia renováveis, além de respeitarem o ambiente, constituem uma importante fonte de criação de emprego. Segundo as
previsões a energia que trará mais empregos será a energia da biomassa. O cumprimento dos objetivos da geração de energia com
biomassa, prevista no plano de energias renováveis (PER) 2011-2020 em todo o país (Espanha), contribuirá para o desenvolvimento e a
recuperação económica do país e poderá criar 15.000 novos empregos, diretos e indiretos, dos quais 90% serão no meio rural e em áreas
florestais. Note-se que a biomassa permite criar 10 empregos por MW instalado na fase de operação e manutenção, contra 2 empregos
das centrais termoelétricas solares ou 0,4 empregos das centrais solares fotovoltaicas. Além disso a biomassa torna possível a criação de
outros 9 empregos induzidos por cada MW instalado [1].
O objetivo deste trabalho consiste na caracterização e na avaliação de resíduos de duas das espécies mais importantes da Península
Ibérica: a Oliveira (Olea europea) e a Azinheira (Quercus ilex L.).
O olival é uma cultura de grande importância, tanto a nível nacional (Espanha) como na região da Extremadura. Espanha é o país com maior
área de olivais, com 2.584.564 ha. A Extremadura, com 265.000 ha, é a terceira região em superfície. Nos últimos anos desenvolveram-se
vários estudos para avaliar a quantidade de resíduos gerados na poda dos olivais que, mesmo dependendo de diversas variáveis, pode ser
considerado em redor de uma tonelada por hectare, que pressupõe uma importante fonte potencial de biomassa residual para fins
energéticos.
Por outro lado as Quercus detém uma reconhecida eficácia na produção de lenha alta qualidade e em Espanha é bastante reconhecida a
gestão das culturas e a sua utilização. Ao forma parte dos ecossistemas mediterrânicos, a Quercus alcança um grande interesse produtivo,
tanto pelo seu baixo custo de manutenção, como pela longevidade e pelos benefícios ambientais gerados.
De acordo com Olea [2] o montando concentra-se principalmente na Extremadura numa superfície de 1.250.000 ha, tendo passado a
1.237.000 ha [3]. Os restos da poda representam entre 3-7 t /ha a cada 10 a 15 anos, contando apenas as ramas de azinheira.
No presente trabalho foram realizadas uma série de análises (% de cinzas, análise elementar, poder calorífico superior (PCS) e densidade)
para determinar o uso das referidas biomassas como biocombustíveis sólidos de acordo cm a norma aplicada aos biocombustíveis sólidos:
EN14961 [4].
Os resultados da análise química para as várias biomassas apresentam-se na tabela:
Cenizas (%) Carbono (%) Hidrógeno (%) Nitrógen (%) Azufre (%) PCI (kcal/kg) Densidad Aparente (kg/m3)
Especies (E)
Olivo
2,81a
48,77 a
5,94 a
0,32 a
0,02 a
4215 a
383 a
Encina
3,73 b
46,93 b
6,13 b
0,62 b
0,15 b
4211 a
278 b
Media
3,27
47,85
6,03
0,47
0,09
4.213
331
Significación
**
***
***
***
***
NS
***
** y *** significativo para p< 0,05 y p<0,005 respectivamente; NS= No significativo
De acordo com os resultados conclui-se que os resíduos agrícolas das duas espécies (oliveira e azinheira) avaliadas neste estudo podem
ser perfeitamente usados como biocombustíveis. No entanto, existem características diferentes para cada um deles. Os resíduos das
podas de olival podem ser usados para produzir biocombustíveis sólidos (pellets e estilha) para uso não-industrial de categoria "B",
enquanto que os resíduos podas de azinheira, devido ao seu alto teor de cinzas e enxofre, podem ser usados como biocombustível para
uso industrial.
Referencias
[1] Cardesa J. (2011) La Bioenergía: Actividades de alto valor para la sociedad. http://portal.cajabadajoz.es/RevistasAgricultura/
RevistaAgricultura11.htm. [Consulta: 03-06-2014].
[2] Olea L., López-Bellido R.J. y Poblaciones M.J. (2005) Europe types of silvopastoral systems in the Mediterranean area: dehesa. En:
Mosquera M.R.; Rigueiro A.; McAdam J. (eds) Silvopastoralism and Sustainable Land Management, pp. 30-35. Wallingford, Oxfordhire, UK:
CABI Publishing.
[3] Pulido F. y Picardo A. (2010) Libro verde de la dehesa. http://www.eweb.unex.es/eweb/accionporladehesa/documentos/libro_verde_
dehesa.pdf. [Consulta: 20-11-2014].
[4] UNE 14961. Biocombustibles sólidos. Especificaciones y clases de biocombustibles.
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RESUMO 17
(Co-)combustão de Biomassa Residual
Mário Costa
IDMEC, Departamento de Engenharia Mecânica, Instituto Superior Técnico
Universidade de Lisboa, Lisboa, Portugal
O uso intensivo de combustíveis derivados de madeira em processos de (co-)combustão tem colocando uma enorme pressão sobre a
floresta. Para aliviar essa pressão, e simultaneamente aumentar a utilização de biomassa em processos de (co-)combustão e, assim, reduzir
as emissões de CO2, é necessário aumentar a utilização de combustíveis residuais alternativos, nomeadamente resíduos agrícolas.
A (co-)combustão destas biomassas alternativas pode causar problemas
operacionais devido à presença de metais alcalinos, cloro e outros
elementos nas cinzas destes materiais, e potenciar a corrosão das
superfícies metálicas e a emissão de partículas de pequenas dimensões.
Isto pode limitar a variedade de biomassa residuais que pode realmente
ser usada em processos de (co-)combustão.
Esta comunicação abordou a (co-)combustão de biomassas alternativas,
concentrando-se inicialmente na formação e emissão de partículas em
caldeiras domésticas e, subsequentemente, na formação de depósitos
durante a co-combustão de carvão com biomassas alternativas numa
fornalha laboratorial.
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RESUMO 18
Melhoramento de resíduos de biomassa usando torrefação
Ricardo Correia, Margarida Gonçalves, Catarina Nobre, Benilde Mendes
FCT-UNL – Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade Nova de Lisboa
A utilização sustentável de biomassa para produção de bioenergia apela de forma crescente à utilização de resíduos de biomassa, em
detrimento da utilização de biomassa dedicada, que compete com outras utilizações da terra [1]. No entanto os resíduos de biomassa
apresentam frequentemente baixa densidade aparente, elevado teor de humidade ou de cinzas e resistência mecânica à trituração, que
limitam a utilização de biomassas disponíveis para valorização energética ou material. A torrefação é um pré-tratamento térmico que
pode contribuir para melhorar as propriedades físicas e químicas da biomassa, facilitando o seu processamento mecânico e aumentando
a sua estabilidade e a sua densidade energética [2]. No caso de espécies atacadas por pragas, a torrefação é, ainda, um processo de
esterilização que permite limitar os riscos de propagação destas pragas durante o seu armazenamento.
Neste trabalho estudou-se a torrefação de duas espécies abundantes no concelho de Almada e que são frequentemente alvo de operações
de remoção: a planta herbácea Arundo donax L. e as palmeiras Phoenix canariensis. O Arundo donax L. é uma planta herbácea pertencente à
família Poaceae que cresce rápida e espontaneamente em diferentes tipos de ambiente. Sendo uma planta estéril, desenvolveu um sistema
de reprodução vegetativo assexuado que lhe permitiu distribuir-se rapidamente por todo o globo, propagando-se quer através dos rizomas
quer através de fragmentos de caules [3]. A palmeira Phoenix canariensis é uma planta pertencente à familia Arecaceae, nativa das ilhas
das Canárias, que cresce numa grande variedade de solos como planta ornamental, especialmente no clima mediterrânico [4].
No concelho de Almada, a remoção de Arundo donax L. é uma operação da responsabilidade da Câmara Municipal que tem de ser realizada
com elevada periodicidade, dado o rápido crescimento da planta, e que acarreta custos significativos. A sua proliferação descontrolada
conduz à obstrução de passagens e caminhos e à redução da visibilidade rodoviária. Também a remoção das palmeiras Phoenix canarensis
representa um custo significativo para as câmaras municipais das regiões nas quais esta espécie sofreu o ataque de uma praga
(Rhynchophorus ferrugineus) que provoca a sua total destruição.
A biomassa de Arundo donax L. foi fornecida pela Câmara Municipal de Almada, proveniente de uma operação de limpeza, tendo sido
rececionada na forma de estilha. A biomassa de Phoenix canarensis foi recolhida durante uma operação de remoção efetuada no campus da
FCT-UNL e compreendeu fragmentos representativos do seu tronco. Estas biomassas foram sujeitas a torrefação na gama de 200 a 350 ºC,
para tempos de residência entre 15 a 90 minutos. Os rendimentos mássicos de torrefação situaram-se entre 36% e 91% no caso do Arundo e
entre 35% e 88% no caso da biomassa de palmeira. Nos ensaios conduzidos a 200 ºC e a 350 ºC, o rendimento mássico foi praticamente
independente do tempo de residência. Em relação à composição aproximada, verifica-se, como esperado, uma diminuição acentuada do
teor de matéria volátil com a temperatura e com o tempo de residência, acompanhada por um aumento do teor de cinzas e de carbono
fixo. O teor mais elevado de cinzas para os tratamentos feitos a partir de 300 ºC poderá limitar a valorização energética destas espécies.
Quanto à moabilidade da biomassa, o estudo feito para os fragmentos de palmeira revela uma acentuada melhoria com a torrefação. A
análise da composição mineral e porosidade da biomassa torrefeita poderá validar a sua valorização como agente adsorvente, aditivo
para solos ou outro. O estudo efetuado para avaliar a valorização da biomassa de Arundo e de palmeira como agentes adsorventes do
pigmento azul de metileno, bastante comum em efluentes da indústria têxtil, permitiu constatar que a biomassa sujeita a uma torrefação
ligeira apresenta eficiências de remoção muito próximas das verificadas com carvão ativado comercial, para concentrações de azul de
metileno até 200 mg/L, em ensaios levados a cabo à temperatura ambiente e sem qualquer ajuste de pH. O estudo efetuado revelou
ainda uma capacidade de recuperação do pigmento a partir da biomassa torrefeita bastante superior à verificada com o carvão ativado,
aspeto da maior relevância tendo em mente a regeneração do adsorvente e a recuperação do pigmento.
Referências
[1] “Directiva 2009/28/CE, do Parlamento Europeu e do Conselho de 23 de Abril de 2009, Jornal Oficial da União Europeia. pp. 16–62, 2009.
[2] J. J. Chew and V. Doshi, “Recent advances in biomass pretreatment – Torrefaction fundamentals and technology,” Renew. Sustain.
Energy Rev., vol. 15, no. 8, pp. 4212–4222, Oct. 2011.
[3] L. Corno, R. Pilu, and F. Adani, “Arundo donax L.: A non-food crop for bioenergy and bio-compound production,” Biotechnol. Adv., vol.
32, no. 8, pp. 1535–1549, 2014.
[4] I. Arbi, H. Zarrouk, and S. I. Al-resayes, “Changes in chemical composition of Phoenix canariensis Hort . Ex Chabaud palm seed oil during
the ripening process,” Sci. Hortic. (Amsterdam)., vol. 129, no. 4, pp. 724–729, 2011.
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RESUMO 19
Gaseificação Térmica de Miscanthus
Eliseu Monteiro, Paulo Brito, Luís Calado
C3i – Coordenação Interdisciplinar para a Investigação e Inovação, Instituto Politécnico de Portalegre
1. Introdução
A biomassa é uma das apostas de energia renovável de elevado potencial em Portugal, sendo expectável que as necessidades desta
matéria-prima aumentem nos próximos anos. A sustentabilidade do subsector energético baseado na biomassa florestal, face às capacidades a
instalar, poderá passar pela existência de culturas energéticas. O empreendimento de fins múltiplos do Alqueva apresenta-se como uma
área com potencial de desenvolvimento, relativamente às culturas energéticas, por se encontrar sob influência do perímetro de rega do
Alqueva, sendo que o miscanthus giganteus se apresenta como uma das culturas de maior aptidão [1]. Deste modo, neste trabalho são
apresentados resultados do potencial de miscanthus como matéria-prima para a obtenção de gás de síntese (syngas) via gaseificação térmica.
2. Materiais e Métodos
As experiências foram realizadas numa instalação piloto de gaseificação que se baseia num
gaseificador de leito fluidizado, operado até 850 °C, sob uma pressão total abaixo de 1 bar e a
uma taxa máxima de alimentação de biomassa de 70 kg/h. Os testes foram realizados com
miscanthus a diferentes temperaturas (750 ºC, 800 ºC e 850 ºC). As taxas de admissão de
matérias-primas de 30, 45 e 56 kg/h foram testadas a fim de estudar a composição do gás de
síntese como uma função da composição de matéria-prima e condições operacionais. A análise
do gás de síntese foi realizada em cromatógrafo gasoso Varian 450-CG.
3. Resultados e Discussão
A composição e o poder calorífico inferior das diferentes amostras de gás de síntese produzidas
são apresentados na Tabela.
Os resultados mostram que o gás produzido é relativamente rico em monóxido de carbono (12 a
17.4%), hidrogénio (8 a 11%) e metano (2.8 a 6%). O valor do PCI situa-se entre 3.5 e 6.4 MJ/kg.
O gás de síntese contém também grandes quantidades de azoto (47.6-54.4%) e dióxido de carbono
(15.2 a 17.1%) resultante a partir do processo de combustão parcial que ocorre simultaneamente
com a gaseificação da biomassa.
Temperaturas mais baixas e menores razões de equivalência permitem conteúdos energéticos do
syngas mais elevados.
4. Conclusão
Os resultados da gaseificação de miscanthus mostram que o poder calorífico do gás produzido é muito semelhante ao dos resíduos
florestais pelo que se abre uma excelente oportunidade de utilizar esta cultura energética como meio de valorização dos solos da zona
do Alqueva assim como colmatar o deficit de biomassa sólida que o país enfrenta e que torna inviáveis os projectos de centrais de
biomassa previstas.
Referências
[1] Ana Almeida. “Avaliação do Potencial Ecológico para a Realização de Culturas Energéticas na Zona de Influência do Perímetro de Rega
do Alqueva”. Instituto Superior de Agronomia, Lisboa, 2009.
[2] P. Brito, L. A. S. Oliveira, F. Rodrigues. Waste Biomass Valorization, 5(2), (2014) p.181-187.
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RESUMO 20
Projeto PROPELLET: Produção de Pellets a partir de Resíduos Biomássicos
Catarina Nobre(1), Margarida Gonçalves(1), Rui Carreira(2), Cristina Pereira(2), Cândida Vilarinho(3),
Jorge Araújo(3), José Carlos Teixeira(3), Benilde Mendes(1)
Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa (2) Instituto Politécnico de Portalegre (3)Universidade do Minho
(1)
A biomassa é um recurso energético endógeno que tem potencial para diminuir a dependência de combustíveis fósseis e contribuir para
a diversificação das fontes de energia. Além disso, a biomassa é um recurso economicamente acessível sendo também o mais abundante
do planeta.
A utilização da biomassa como combustível oferece também vantagens sociais, fornecendo uma fonte de riqueza e de emprego em zonas
rurais [1, 2]. No entanto esta matéria-prima apresenta também algumas desvantagens, como a baixa densidade energética e o baixo
rendimento por unidade de área, que resultam num elevado custo de transporte e numa necessidade de instalações para
armazenamento de grandes dimensões [3].
Em 2013 entre 95% a 97% da bioenergia mundial foi produzida por combustão direta de biomassa [3], tornando esta tecnologia a principal
via para a conversão de biomassa em energia à escala comercial. A densificação de biomassa é a técnica mais utilizada para melhorar as
suas propriedades físico-químicas, aumentando a sua densidade energética, reduzindo a sua humidade e facilitando consequentemente o
seu transporte e armazenamento [4].
Os pellets tornaram-se uma forma bastante apelativa de energia a partir da biomassa e a incorporação de diferentes resíduos de biomassa
nas suas formulações tem como objetivo alargar o espetro de matérias-primas utilizadas na produção de pellets de forma a assegurar o
fornecimento deste biocombustível.
Dado que os resíduos de biomassa são altamente heterogéneos, é extremamente importante compreender as suas propriedades físicas,
químicas e térmicas de forma a prever o seu comportamento quando utilizados como combustível [5].
Este trabalho, desenvolvido no âmbito do projecto PROPELLET, promovido pela empresa Casal e Carreira Biomassas, Lda., tem como
objetivo contribuir para a sustentabilidade do processo de produção de pellets sugerindo a diversificação das matérias-primas utilizadas
na produção de pellets, através da incorporação de resíduos de biomassa com características combustíveis adequadas, em diferentes
formulações de pellets.
A avaliação das propriedades combustíveis de 32 amostras de resíduos de biomassa foi feita agrupando as amostras de acordo com o tipo
de resíduo: resíduos industriais, florestais, agroindustriais, podas de árvores de pomar e resíduos lenhocelulósicos da limpeza de espaços
verdes urbanos:
Todas as amostras foram submetidas a análises aproximada e elementar, bem como a análise termogravimétrica, determinação do poder
calorífico e análise da composição mineral das cinzas.
Em relação à análise aproximada, as amostras de resíduos de biomassa apresentaram uma grande variabilidade em todos os parâmetros.
Por exemplo, o teor de humidade variou entre 7.8 e 41.5% m/m (bh). O teor de carbono fixo encontrou-se entre 8.1 e 27.6% m/m (bs) em
peso, aquém dos valores relatados na literatura para algumas das amostras. O teor de matéria volátil apresentou um intervalo entre 65.5
e 89.9% m/m (bs). O teor de cinzas variou entre 0.7 e 11.1 % m/m (bs).
Os componentes minerais em concentrações mais elevadas foram o Na, K, Ca e Mg e os metais pesados estavam presentes em concentrações
residuais, sendo Pb o mais abundante.
Misturas dos resíduos de biomassa acima mencionados foram incorporadas em pellets e a sua combustão foi testada em caldeira doméstica.
A maioria das amostras demonstrou propriedades combustíveis promissoras e representam uma matéria-prima viável para a produção de
pellets, no entanto os parâmetros de densificação devem ser otimizados de forma a atingir melhores propriedades mecânicas. Por outro
lado, as condições de operação da caldeira exigem alguns ajustes de forma a atingir a oxidação completa da biomassa e minimizar as emissões
gasosas que podem ocorrer quando se realiza combustão de biocombustíveis com uma matriz heterogénea.
A incorporação destes resíduos em pellets de biomassa pode proporcionar uma utilização rentável para a biomassa residual produzida nos
arredores da indústria de produção de pellets, evitando os custos associados à sua eliminação e potenciando outros tipos de valorização
para a fracção correspondente a matérias-primas de madeira.
Referências:
[1] Garcia, R., Pizarro, C., Lavín, A. G., Bueno, J. L. Biomass proximate analysis using thermogravimetry. Bioresource Technology 201; 139: 1–4.
[2] Vassilev, S., Baxter, D., Andersen, L., Vassileva, C. An overview of the chemical composition of biomass. Fuel 2010; 89: 913–33.
[3] Vassilev S., Baxter D., Andersen L., Vassileva C. An overview of the composition and application of biomass ash Part 1: Phase–mineral
and chemical composition and classification. Fuel 2013; 105: 40-76. [x] [4] Obernberger, I., Thek, G. Physical characterization and chemical
composition of densified biomass fuels with regard to their combustion behavior. Biomass and Bioenergy 2004; 27: 653–69.
[5] Garcia, R., Pizarro, C., Lavín, A. G., Bueno, J. L. Characterization of Spanish biomass wastes for energy use. Bioresource Technology
2013; 103: 249– 58.
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BIOENERGIA PORTUGAL 2015 | LIVRO DE RESUMOS
RESUMO 21
Plantação de Choupo num Sistema de Talhadia de Curta Rotação para Bioenergia no Alentejo
Sandrina Pereira(1), Mário Costa(1), Abel Rodrigues (2), Maria da Graça Carvalho(1)
IDMEC, Departamento de Engenharia Mecânica, Instituto Superior Técnico
(2)
INIAV – Instituto Nacional de Investigação Agrária e Veterinária
(1)
Este artigo analisa a viabilidade técnica e económica da plantação de choupo num sistema de talhadia de curta rotação (TCR) para produção
de bioenergia no Alentejo.
Propõe-se que a biomassa produzida seja utilizada nas centrais termoeléctricas do Pego e Sines em co-combustão (numa fracção de, pelo
menos, 10% da carga térmica actual das centrais) com carvão.
O estudo considera toda a cadeia de produção de TCR desde a plantação até à entrega da biomassa nas duas centrais. Sugere-se que a
TCR seja cultivada em zonas de mato, num regime de 4 rotações a 3 anos, com uma densidade de plantação de 6667 plantas/ha, o que
totaliza uma área de cultivo de 52275 ha.
Os resultados mostram que, dependendo da produção anual de biomassa considerada, os custos globais do projeto situar-se-ão entre cerca
de 617 M€ e 820 M€ e o custo da biomassa variará entre cerca de 77 €/ton e 120 €/ton.
Verifica-se também que o projeto terá um impacto positivo a nível energético
e ambiental. De facto, ao longo do tempo de vida útil deste conseguir-se-á
uma energia líquida entre cerca de 35 PJ e 77 PJ e as centrais termoeléctricas
atingirão reduções nas emissões de CO2 entre cerca de 8% e 17% dos valores
actuais, em resultado da introdução da biomassa no processo de combustão.
O estudo revela que a maior barreira à implementação deste tipo de projetos
é de cariz financeiro.
Os resultados obtidos demonstram que, num cenário base em que o investidor
produz e vende a biomassa às duas centrais termoeléctricas, o projeto só é
viável economicamente se for subsidiado. Por outro lado, um cenário de
comércio de licenças de emissões pode ser instrumental em tornar o projeto
viável dependendo do preço de mercado do carvão e das licenças de CO2.
Uma análise de sensibilidade a este cenário mostra que estes dois parâmetros
são determinantes para viabilizar ou inviabilizar economicamente projetos SRC.
No que diz respeito aos custos de produção, verifica-se que existem operações com um impacto muito significativo no custo total do
projeto, mas que uma redução significativa do custo da biomassa exige a redução dos custos de todas as operações. Sendo que, para o
cenário de comércio de emissões de CO2, uma redução de 50% nos principais custos, torna o projeto financeiramente viável sob um
cenário de produção de biomassa seca de 20 ton/ha por ano.
Apesar da questão financeira não encorajar de per si a implementação de culturas TCR para bioenergia, é importante salientar que este
tipo de projetos poderá ter importantes impactos energéticos e ambientais a nível nacional, contribuindo não só para a diminuição das
emissões de CO2, como também para a redução da importação de combustíveis fósseis.
BIOENERGIA PORTUGAL 2015 | LIVRO DE RESUMOS
31
CONFERÊNCIA “BIOENERGIA EM MOVIMENTO:
OPORTUNIDADES E POTENCIALIDADES PARA PORTUGAL”
PAINEL 5
Sistemas de Informação Geográfica Portugueses
para o sector da Bioenergia em Portugal
32
BIOENERGIA PORTUGAL 2015 | LIVRO DE RESUMOS
RESUMO 22
Avaliação do Aproveitamento de Resíduos de Biomassa Florestal no Alto Alentejo
Gonçalo Lourinho, Adriano Guilhermino, Paulo Brito, Nicolau de Almeida
C3i (Coordenação Interdisciplinar para a Investigação e Inovação), Instituto Politécnico de Portalegre
Este projeto apresenta uma avaliação económica da vertente logística do aproveitamento de resíduos de biomassa florestal numa
perspetiva da implementação de uma central termoelétrica na região do Alto Alentejo.
A metodologia segue uma abordagem de minimização de custos e foca-se na estimativa do custo final de cada unidade de energia produzida
(em €/MWh), bem como na demonstração e avaliação dos principais resultados económicos e financeiros associados a um projeto de
investimento do tipo.
Uma aplicação SIG é utilizada como ferramenta de suporte no cálculo dos custos
de transporte primário e secundário dos resíduos e os resultados obtidos são
georreferenciados.
Os três concelhos eleitos para a instalação de uma central a biomassa são Avis,
Crato e Portalegre e as tecnologias de conversão consideradas são a combustão
em leito fixo (GC/ST), combustão em leito fluidizado (FBC/ST) e gaseificação
integrada de biomassa em ciclo combinado (BIG/CC).
Da análise efetuada verifica-se que o local mais adequado para a implementação
de uma central termoelétrica é o município de Portalegre, com um custo médio de
produção de eletricidade de 95, 98 e 133 €/MWh de produção de eletricidade para
as tecnologias consideradas.
Conclui-se ainda que nenhuma das configurações de centrais estudadas se evidencia viável em termos económicos, financeiros e de
criação de valor, pelo que se considera que um adequado aproveitamento do recurso na região, com impacto em termos de viabilidade do
projeto, deve ser realizado a uma escala bastante menor, especificamente em unidades de produção de calor nos setores domésticos e
do turismo.
Palavras-chave:
Análise económica; Biomassa florestal; Resíduos; Logística; Transporte
BIOENERGIA PORTUGAL 2015 | LIVRO DE RESUMOS
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RESUMO 23
Mapa do Potencial Biomássico do Alto Alentejo e Extremadura Espanhola
– Plataforma Bioenergy Map
Valentim Realinho, Miguel Belém, Paulo Brito, Luís Baptista, Luiz Rodrigues
C3i, Instituto Politécnico de Portalegre
1. Introdução
O uso da biomassa com fins energéticos tende a crescer significativamente nas próximas décadas. As previsões apontam para uma quota
de bioenergia à volta dos 25% nas fontes globais de energia, representando a biomassa um potencial de desenvolvimento estrutural
sustentável em particular em áreas rurais. Para que isso aconteça, torna-se imprescindível conhecer em pormenor as quantidades de
resíduos de biomassa disponíveis nas regiões.
Este trabalho apresenta o projecto bioenergymap, o qual consiste numa plataforma web de gestão de resíduos de biomassa que disponibiliza
informação relativa à existência de biomassa, potencial para produção de energia e ferramentas de análise económica para a instalação
de pequenas unidades de produção de energia. A informação pode ser analisada de acordo com várias dimensões, como seja a região, o
tipo de coberto, o tipo de ocupação de solo entre outros.
O projeto inclui ainda uma aplicação móvel que permite a validação e correção da informação geoespacial por parte de técnicos que estejam
no terreno. É ainda abordado neste trabalho, a arquitectura da plataforma e as soluções encontradas para dar resposta à complexidade
de dados geográficos que foi necessário tratar.
2. Arquitetura da Plataforma
Toda a arquitetura tecnológica (Figura 1) baseia-se em software Open Source popular e por conseguinte muito testado, e ainda nos standards
mais comuns na área dos sistemas de informação geográfica e da interoperabilidade entre sistemas.
Esta arquitetura é composta por um servidor que responde ao domínio do projeto (www.bioenergymap.pt) e que fornece uma plataforma
de gestão de conteúdos que facilita toda a introdução e validação da informação disponibilizada pelo portal. Inclui uma instância do
GeoServer1, que permite visualizar e editar dados geoespaciais através da utilização de standards abertos com possibilidade de integração
com arquiteturas GIS tradicionais, como seja o ArcGIS2. Como base de dados, usamos o PostGIS3, que é uma base de dados geoespacial
extensão do PostgreSQL4. Não menos importante, é o facto de todas as páginas disponibilizadas no portal serem responsivas, o que significa
que toda a informação pode ser visualizada em diversas plataformas e em écrans com várias dimensões. Também está disponibilizado o
suporte para a internacionalização e localização o que possibilita uma rápida adaptação para outras línguas e culturas. Toda a comunicação
com o servidor é feita sobre HTTP [1] sobre padrões de desenho de interoperabilidade como seja o REST [2] e serviços standards como o
Web Map Services (WSM) [3] e a Web Features Services (WFS) [4].
A aplicação móvel corre em dispositivos do tipo smartphone e tablet, e trata-se de uma aplicação nativa Android™ com possibilidade de
funcionamento em offline de forma a possibilitar a sua utilização por parte dos técnicos no terreno em zonas sem acesso de Internet. Isso
é feito através da utilização de uma base de dados geoespacial local (o SpatiaLite [5]) e de cache dos tiles5 referentes às diferentes
camadas que se sobrepõem às várias vistas dos mapas.
Figura 1. Arquitetura da Plataforma
1) www.geoserver.org
2) www.arcgis.com
3) http://postgis.net
4) www.postgresql.org
5) As tiles são pequenas imagens que compõem uma camada que representa determinada informação sobre um mapa.
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BIOENERGIA PORTUGAL 2015 | LIVRO DE RESUMOS
RESUMO 23
3. Resultados e Discussão
Atualmente encontra-se registada informação correspondente a cerca de 3.2 milhões de hectares referentes ao potencial de produção
de biomassa do Alto Alentejo e da Extremadura Espanhola.
A Figura 2a ilustra um écran referente a uma análise em que as cores representam o potencial energético através de um gradiente de cor
com as zonas mais escuras a representarem zonas com maior potencial energético.
A Figura 2b ilustra uma análise de biomassa por município em forma de tabela que pode ser exportada para Excel de forma a ser trabalha
externamente.
a) b)
Figura 2. Mapa de potencial energético(a) e biomassa por município a correr num tablet Android(b).
4. Conclusão e Trabalho Futuro
Neste momento encontra-se disponível o portal público e a aplicação móvel Android™ com informação referente ao Alto Alentejo e à
Extremadura Espanhola correspondente a uma área total de cerca de 3.2 milhões de hectares. Em Setembro teremos a inclusão da
vertente económica de forma a servir de base de estudo para a selecção das localizações mais apropriadas para a instalação de indústrias
ou unidades de produção de energia tendo em conta a alocação dos resíduos.
5. Referências
[1] World Wide Web Consortium (W3C), HTTP - Hypertext Transfer Protocol, W3C.
[2] R. T. Fielding, Architectural Styles and the Design of Network-based Software Architectures, PhD thesis, University of California, 2000.
[3] Open GIS Consortium. OpenGIS Web Map Server Implementation Specification, OpenGIS, 2006.
[4] Open GIS Consortium. OpenGIS Web Feature Service Implementation Specification, OpenGIS, 2014.
[5] Furieri, Alessandro. SpatiaLite - spatial extensions for SQLite, SpatiaLite manual, Gaia-SINS.
[6] G. Lourinho. Avaliação do Potencial Energético em Biomassa do Alto Alentejo, Tese de Mestrado, Instituto Politécnico de Portalegre, 2012.
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RESUMO 24
Investigação para impulsionar a Bioenergia em Portugal
M. Lopes, S. Rafael, L. Tarelho, L. Arroja, A. Dias, C. Silveira, A.I. Miranda
CESAM, Departamento de Ambiente e Ordenamento, Universidade de Aveiro
O ano de 2007 marcou um ponto de viragem na política da União Europeia em matéria de clima e energia. A Europa mostrou-se disposta a
assumir uma posição de liderança a nível mundial no que respeita aos desafios colocados pelas alterações climáticas e pelo abastecimento de
energia segura, sustentável e competitiva, bem como ao desafio de fazer da economia europeia um modelo de desenvolvimento sustentável,
nomeadamente através da adoção do pacote energia-clima em 2009. Portugal seguiu a tendência europeia através da elaboração da
Estratégia Nacional para a Energia 2020, onde estabeleceu metas para as energias renováveis, dando particular relevância à biomassa.
Reconhecendo a importância da bioenergia na política climática europeia e nacional, a Universidade de Aveiro (UA) tem sido um parceiro
privilegiado para empresas e outras entidades nacionais e internacionais, na cooperação em diversos projetos e programas de investigação,
em diferentes vertentes. O conhecimento adquirido pela equipa da UA em projetos de investigação como o BIOGAIR [01], BiomAshTech [02],
Bias-to-soil [03] e Ecotech-Sudoe [04], permitiu identificar défices de informação relevante, informação desorganizada e dispersa sobre
variáveis essenciais à tomada de decisão de investimento e de localização/relocalização de atividades relacionadas com a bioenergia.
O BIOATLAS foi desenvolvido em três fases principais: i) Recolha e formatação de dados; ii) Desenvolvimento e teste do sistema de informação
geográfica e iii) Integração do conhecimento científico na plataforma BIOATLAS. Tendo participado nas diversas estapas do projeto, a UA
foi responsável pelos desenvolvimentos/progressos associados à parte técnica do projecto, nomeadamente, através da produção de
informação e o desenvolvimento de algoritmos em 4 eixos principais: i) Produtividade da biomassa florestal; ii) Logistica de abastecimento
das unidades de processamento e custo asociado iii) Indicador de consumo final (número de horas de frio); e iv) Pegada de carbono.
O algoritmo de cálculo da produtividade média anual foi desenvolvido através de 4 passos fundamentais: numa primeira fase procedeu-se à
construção da grelha BIOATLAS, seguiu-se a análise stock vs idade baseada no Inventário Florestal Nacional e a determinação dos factores
de produtividade média anual. A análise stock vs idade foi feita considerando todos os estratos (puros, dominantes e dominados), para as
espécies previamente identificadas com interesse para valorização energética. A útima fase passou pela extrapolação dos fatores de
produtividade média anual, com rescurso a ferramentas de ArcGis, por forma a obter uma distribuição espacial da produtividade média
anual de biomassa em território nacional.
Uma vez que a aplicação dos algoritmos de cálculo da cadeia logística requeriam a existência de uma rede viária na plataforma, foi
desenvolvida uma metodologia para a criação de uma cobertura que incluísse a informação necessária, tendo-se extraído e compatibilizados
os dados do OpenStreetMap. Ao nível da cadeia logística, foram desenvolvidos três algoritmos. O primeiro permite estimar a quantidade
de biomassa disponível a uma distância pré-definida (face ao tipo de produto energético), isto é, a área de abastecimento para uma dada
unidade de processamento, tendo por base a acessibilidade por vias rodoviárias existentes. O segundo algoritmo permite estimar a área
de abastecimento, tendo por base a capacidade instalada da unidade de processamento e a acessibilidade às áreas de produção de recursos
biomássicos. O último algoritmo desenvolvido ao nível da logística diz repeito à determinação dos custos de transporte associados aos
vários pontos da cadeia de produção de um dado produto energético.
Como indicador de consumo final, a equipa da UA procedeu à estimativa do número de horas de frio (número de horas acumuladas com
temperaturas inferiores a 10ºC). Para tal foram realizadas simulações numéricas meteorológicas horárias cobrindo toda a área de Portugal
continental (para uma malha de 5 x 5 km2), utilizando o modelo meteorológico WRF (Weather Research and Forecasting Model), compatível
com o formato da plataforma BIOATLAS, e posteriormente somadas as horas em que a temperatura foi inferior a 10 ºC para o período
anual e para o período de inverno alargado (em que se considera haver recurso aos sistemas de aquecimento doméstico.
A pegada de carbono das operações associadas às cadeias de produção dos diversos produtos energéticos de origem florestal foi calculada
com base numa abordagem de ciclo de vida que considera as emissões diretas e indiretas de gases com efeito de estufa em cada operação.
A integração no BIOATLAS de dados reais do setor da biomassa e das capacidades de um sistema de informação geografica (algoritmos
de cálculo) permite ao utilizador da plataforma estimar diferentes cenários de valorização dos recursos energéticos derivados da biomassa
em diferentes regiões do território nacional, possibilitando a aferição do potencial de produção de produtos energéticos transacionáveis
associados à biomassa sólida, líquida e gasosa. É esperado que o BIOATLAS se assuma como um instrumento coletivo ao serviço da melhoria
da competitividade dos agentes intervenientes no subsetor da biomassa para a energia, particularmente das empresas, num país que
identificou esta fileira como uma das prioridades estratégicas no quadro das políticas energéticas a implementar nos próximos anos, em
razão dos benefícios económicos, sociais e ambientais que aporta, mas cujo potencial exploração/valorização tem revelado algumas
fragilidades.
Palavras-chave: Biomassa Florestal, Energia, SIG, Cadeia logística de biomassa.
Referências
[01] Lopes, M., Tarelho, L., Ribeiro, I. Monteiro, A., Martins, H., Rafael, S., Miranda, A.I., Borrego, C. (2013) Lopes, M., Tarelho, L., Ribeiro, I.
Monteiro, A., Martins, H., Rafael, S., Miranda, A.I., Borrego, C.. (EDS.), Impacts of Biomass to Energy Chain on Air Quality and Portuguese
Climate Policy. Aveiro. University of Aveiro. 978-989-98673-2-1
[02] Modolo R.C.E., Tarelho L.A.C., Teixeira E.R., Ferreira V.M., Labrincha J.A. (2014) Treatment and use of bottom bed waste in biomass
fluidized bed combustors. Fuel Processing Technology. 125, 170-181. Link: http://dx.doi.org/10.1016/j.fuproc.2014.03.040
[03] Neves D., Thunman H., Tarelho L., Larsson A., Seemann M., Matos A. (2014). Method for online measurement of the CHON
composition of raw gas from biomass gasifier. Applied Energy. 113, 932-945. Link: http://dx.doi.org/10.1016/j.apenergy.2013.08.032.
[04] http://www.ecotechsudoe.eu
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RESUMO 25
Bioenergia como ferramenta do desenvolvimento territorial
Tiago Gaio
AREANATejo – Agência Regional de Energia e Ambiente do Norte Alentejano e Tejo
1. Introdução
Os custos energéticos anuais dos edifícios, frotas e infraestruturas municipais dos 15 Municípios do Alto Alentejo ascenderam em média,
no período 2012-2014, a mais de 10 milhões de euros, facto que motivou uma significativa preocupação na gestão e controlo da
utilização e operação dos mesmos por parte das autarquias, nomeadamente dos edifícios, responsáveis por cerca de 40% destes custos.
2. Enquadramento
A AREANATejo, ao longo dos últimos anos, tem vindo a efectuar auditorias energéticas aos edifícios públicos do Alto Alentejo e a
implementar diversas medidas de melhoria, destacando-se a instalação de sistemas solares térmicos e fotovoltaicos, caldeiras a biomassa,
sistemas de iluminação mais eficientes entre outros. Todavia, há ainda muitas medidas para concretizar no intuito de melhorar a eficiência
energética dos edifícios.
Uma das ambições do Alto Alentejo para melhorar a eficiência energética dos edifícios (públicos) consiste na instalação de redes urbanas
de calor alimentadas a biomassa.
3. Redes Urbanas de Calor Alimentadas a Biomassa
Praticamente em todas as sedes de concelho existem nomeadamente grande parte das seguintes infraestruturas (edifícios): piscina (coberta
e/ou descoberta), pavilhão gimnodesportivo, estádio, centro cultural, biblioteca, museus, oficinas, posto de turismo, etc.
Cada um destes edifícios dispõe, habitualmente, de sistemas individualizados para satisfazer as suas necessidades energéticas (aquecimento,
arrefecimento, águas quentes sanitárias), consumindo significativas quantidades de energia, o que representa um peso significativo nas
despesas correntes dos Municípios. Acresce que estes distam, na maioria dos casos, algumas centenas de metros uns dos outros!
A AREANATejo pretende potenciar a instalação de sistemas centralizados de produção de energia (térmica) utilizando uma fonte de
energia renovável e endógena, como a biomassa residual, e a instalação das respetivas infraestruturas (tubagens, subestações térmicas)
de interligação dos edifícios públicos (municipais) nas sedes dos concelhos do Alto Alentejo.
4. Resultados e Trabalho futuro
Tendo em conta a abundância e disponibilidade de biomassa residual no Alto Alentejo torna-se premente articular esta intervenção com
outras tarefas adicionais e complementares, especificamente a limpeza de terrenos florestais (permite reduzir o risco de incêndio e
potencia o aproveitamento de um recurso endógeno) e a instalação de unidades de produção de biocombustíveis (estilha/pellets) que
permitem garantir a disponibilidade (de combustível), facilitando simultaneamente as operações de logística, manuseamento,
armazenamento e fornecimento.
Estas intervenções poderão permitir atingir reduções dos consumos e custos energéticos na ordem dos 20 a 25% permitindo ainda, em
paralelo, cumprir com os requisitos da União Europeia para que os edifícios públicos sejam "NZEB" ("nearly zero energy buildings").
Palavras-chave:
Eficiência energética; Energias renováveis; Bioenergia; Biomassa florestal (residual); District heating.
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RESUMO 26
BIOATLAS – Atlas da Bioenergia de Portugal
Tiago Ferrão(1), Tiago Gaio(2), Myriam Lopes(3), José Oliveira Paulo(4)
(1)
INTELI, (2) AREANATejo, (3) Universidade de Aveiro, (4) EnergyIN
O Projeto BIOATLAS teve como principal objectivo o desenvolvimento de um mapa digital integrado (com o mesmo nome) que disponibiliza
informação georreferenciada com relevância para o sector da bioenergia em Portugal Continental.
O BIOATLAS integra informação sobre a disponibilidade de recursos biomássicos – designadamente as componentes de biomassa
florestal e agrícola - compatíveis com 12 produtos energéticos, bem como as unidades de processamento que integram as cadeias de
produção desses produtos energéticos. O BIOATLAS está ainda capaz de estimar os volumes de produção potencial e respectivos custos
operacionais em cada unidade de processamento (desde que estejam disponíveis os dados de entrada da respetiva unidade). São ainda
disponibilizados indicadores de consumo potencial dos produtos energéticos considerados tais como a estimativa da procura nacional
das necessidades domésticas de energia térmica e as horas acumuladas de desconforto térmico (para o período de inverno prolongado).
Os resultados alcançados até à data com foram os seguintes:
• Identificação e caracterização dos produtos energéticos que podem ser obtidos a partir da biomassa agro-florestal e de outros resíduos
com maior relevância para a realidade nacional;
• Mapeamento dos recursos agrícolas, florestais e de resíduos agroalimentares passiveis de integrarem os produtos energéticos
identificados;
• Desenho e caracterização das cadeias de produção e de valor dos produtos energéticos identificados;
• Georeferenciação, caracterização e disponibilização das unidades de transformação associadas às cadeias de produção identificadas;
• Desenvolvimento de uma infraestrutura capaz de acomodar atualizações de dados assim como de receber novos layers de informação.
Pretende-se que o BIOATLAS seja uma ferramenta dinâmica,
permitindo estimar a quantidade de recursos disponíveis para
abastecimento de unidades de processamento, tendo em
consideração a acessibilidade às áreas de produção de
recursos, os custos associados à logística de abastecimento e
a pegada de carbono dos produtos energéticos considerados.
Será disponibilizado no sítio do projeto um relatório com
informação adicional referente às produtividades estimadas
das espécies com maior potencial para culturas energéticas
nas áreas de matos e terrenos marginais.
O BIOATLAS foi desenvolvido num contexto de promoção da competitividade da economia portuguesa (no sector da bioenergia) pela
incorporação e valorização do conhecimento gerado por empresas, empreendedores e instituições do ensino superior e do sistema
científico. O seu desenvolvimento contou com os contributos das referências nacionais nas áreas dos biocombustíveis, florestas, sistemas
de informação geográfica e energia.
Pretende-se que o BIOATLAS possa induzir efeitos económicos, sociais e ambientais relevantes quer nas atividades e agentes
diretamente afetados pelo projeto, quer na economia e população das regiões de convergência de um modo geral, e na economia
nacional.
A plataforma BIOATLAS está disponível em http://app.bioatlas.pt
Palavras-chave
Biomassa florestal (residual); Resíduos agrícolas; Sistemas de Informação Geográfica, Bioenergia, Portugal.
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MAPA BIOATLAS
Sistema de Informação Geográfica para o Sector da Bioenergia em Portugal
app.bioatlas.pt
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