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Tema 6 – Estudo sobre Biomassa e seu aproveitamento por combustão direta no Brasil, no Mundo e Na Região de Araçatuba. Leonardo Granada Midea. Objetivo. Levantamento das tecnologias da utilização de biomassa por combustão.
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Tema 6 – Estudo sobre Biomassa e seu aproveitamento por combustão direta no Brasil, no Mundo e Na Região de Araçatuba Leonardo Granada Midea
Objetivo • Levantamento das tecnologias da utilização de biomassa por combustão. • Análise técnico-econômica, ambiental, social e política da evolução destas tecnologias. • Avaliação do grau da sua penetração na Região Administrativa de Araçatuba.
A BIOMASSA: Classificação • Natural: São aquelas produzidas pela natureza sem a intervenção humana, por exemplo as árvores das florestas. Este tipo de biomassa parece ser as mais adequada para um aproveitamento energético em grande escala e rápida degradação através dos ecossistemas naturais. • Residual: São aquelas geradas por qualquer tipo de atividade humana, principalmente nos processos produtivos dos setores agrícolas, florestal, assim como as produzidas nos núcleos urbanos. • Produzida em plantações energéticas: Neste caso os cultivos energéticos são realizados com a finalidade de produzir biomassa capaz de ser transformada em combustível.
Tipos de BIOMASSA - Florestas Naturais:
Tipos de BIOMASSA - Cultivos Energéticos Silviculturas: Plantações de Florestas homogenias visando a geração de energia elétrica a partir da biomassa. Cultivos Anuais:Além da possibilidade de uso energético da biomassa lignocelulósica das árvores, outros cultivos de ciclo anual também podem ser aproveitados: os sacarídeos, as amiláceas e as oleaginosas.
Tipos de BIOMASSA • Cultivos Anuais • Os Sacarídeos: cana de açúcar e beterraba açucareira. • As Amiláceas: mandioca, babaçu, batata doce e milho. • As Oleaginosas:
Tipos de BIOMASSA - Resíduos de Biomassa: a) Resíduos Agrícolas
Tipos de BIOMASSA - Resíduos de Biomassa: • b) Resíduos Florestais: produzidos no corte da árvore e os resíduos nas demais atividades de beneficiamento da madeira. • c) Resíduos Agroindustriais: • indústria de açúcar e álcool • matadouros e frigoríficos • - cervejarias • - beneficiamento da madeira • - indústria de papel e celulose
Tipos de BIOMASSA - Resíduos de Biomassa: c) Resíduos Agroindustriais:
Tipos de BIOMASSA - Resíduos de Biomassa: d) Resíduos Urbanos: - Sólidos: Lixo - Liquidos: Esgoto Características médias do lixo do Rio e de São Paulo
As tecnologias comerciais são as de conversão direta da biomassa (ciclos a vapor de qualquer capacidade). Todas as tecnologias que podem resultar maior eficiência de geração elétrica (a partir de derivados gasosos ou líquidos) ainda não atingiram fase comercial. Tecnologias da Conversão de BIOMASSA Apresentação Arnaldo Walter - Unicamp
Gaseificação e turbinas a gás – variante mais promissora, já tendo sido atingido estágio pré-comercial para gaseificação de madeira. Custos de capital ainda altos. Em princípio, instalações > 150-200 MW poderiam ser viáveis. Grande interesse para emprego da biomassa residual da cana de açúcar. Gaseificação e motores de combustão interna – tecnologia dominada, mas ainda não totalmente comercial, pois ainda há restrições à operação contínua, com baixo custo de manutenção. Uma vez superados os problemas associados à limpeza dos gases (pode haver, também, uma restrição ambiental), a tecnologia pode ocupar nichos de mercado. Tecnologias da Conversão de BIOMASSA Apresentação Arnaldo Walter - Unicamp
Combustão e turbinas a ar quente (turbinas de combustão externa). Não houve sequer demonstração da tecnologia. Há restrições de custos de capital (alto custo do material do trocador de calor) e/ou restrições associadas à menor eficiência térmica. Combustão (externa) – alguns projetos de desenvolvimento de unidades muito pequenas (3-10 kW), ou pequenas (20-100 kW), ainda sem comprovação da operação contínua por longo tempo. Pirólise e uso do óleo em motores de combustão interna ou turbinas a gás. Alternativa que tem a vantagem de permitir desacoplar a produção do óleo da geração elétrica. Há experiências de uso do bio-óleo, com ou sem mistura com diesel, em motores de 80-1.500 kW, mas sempre em períodos relativamente curtos. Há, ainda, as restrições associadas à pirólise. Tecnologias da Conversão de BIOMASSA Apresentação Arnaldo Walter - Unicamp
A energia de biomassa no mundo • A biomassa segue sendo a fonte de energia renovável mais utilizada no mundo. • A utilização de energia renovável na União Européia tem sido uma estratégia chave para atendimento de objetivos ambientais e de segurança de suprimento. • Na Polônia, por exemplo, ela tem sido identificada como a mais importante e promissora fonte de energia renovável. • Estima-se que seu consumo atual esteja entre 10% e 14%. Para 2020, há estimativas de que ela atinja 21%.
A energia de biomassa no mundo: Países em Desenvolvimento • O consumo é bem superior. Estima-se um consumo médio entre 34% e 38% para os paises em desenvolvimento. • Estima-se um consumo de 58 a 60% para a África, em particular. No Sudão, por exemplo, de 85% a 87% da necessidade de energia é provida pela biomassa sendo que destes, cerca de 45% na forma de lenha e 30% na forma de carvão. • Algo muito parecido ocorre em Camarões, onde 64% da energia usada provém da biomassa, em particular da biomassa florestal.
A energia de biomassa no mundo: Países Desenvolvidos • Consumo médio atual de energia de biomassa em relação ao consumo total de energia por volta de 3% . • Portugal, tem muito pouca ou quase nenhuma reserva de energia fóssil de boa qualidade, sendo dependente de importação de energia e tendo, portanto, bastante interesse em fontes de energia alternativa. • Nos Estados Unidos, 2,82% da energia utilizada é oriunda de biomassa, existe uma previsão de que 4% da energia elétrica a ser produzida em 2010 seja oriunda de bioenergia, sendo que este valor deve ser de 5% em 2030. • Na Finlândia e Suécia o uso de energia de biomassa chega a 19,4% e 15,3% do suprimento total de energia sendo quase que totalmente proveniente da biomassa florestal.
A imensa superfície do território nacional, quase toda localizada em regiões tropicais e chuvosas, oferece excelentes condições para a produção e o uso energético da biomassa em larga escala. • Além da produção de álcool, queima em fornos, caldeiras e outros usos não-comerciais, a biomassa apresenta grande potencial no setor de geração de energia elétrica. • A produção de madeira, em forma de lenha, carvão vegetal ou toras, gera uma grande quantidade de resíduos, que podem igualmente ser aproveitadas na geração de energia elétrica. • Os Estados brasileiros com maior potencial de aproveitamento de resíduos da madeira, oriunda de silvicultura, para a geração de energia elétrica são Paraná e São Paulo.
Atualmente, a maior oferta de energia de biomassa é a Cana de Açúcar, principalmente na produção de etanol. • São Paulo, é o maior exportador de álcool do País. • O recurso de maior potencial de geração de energia elétrica de biomassa no País é o bagaço de cana. • O setor sucroalcooleiro gera também uma grande quantidade de resíduos, que podem ser aproveitados para a geração de eletricidade, principalmente em sistemas de co-geração.
Em alguns Estados brasileiros, principalmente na Região Amazônica, verifica-se também a importância de várias plantas para a produção de óleo vegetal, que pode ser queimado em caldeiras e motores de combustão interna, para a geração de energia elétrica e o atendimento de comunidades isoladas do sistema elétrico. • Dentre as plantas, destaca-se o dendê, com produtividade média anual de 4 toneladas de óleo por hectare (dez vezes maior que a da soja, por exemplo!) e a maior disponibilidade tecnológica para o uso do óleo. • Outros resíduos agrícolas que também apresentam grande potencial na geração de energia elétrica são a casca de arroz, casca de castanha de cajú e a casca de coco da baía.
O estágio de desenvolvimento de tecnologias mais eficientes ainda é incipiente, e pouco foi feito no Brasil no que diz respeito a algumas delas. Entretanto, o potencial técnico-econômico é significativo. A indústria brasileira é capaz de fornecer praticamente todos os itens de uma termelétrica ou unidade de cogeração a biomassa de pequena e média capacidade baseada em ciclo a vapor. Há um potencial significativo para o emprego de biomassa residual, a baixo custo ou mesmo a custo negativo. Perspectivas para o Brasil Apresentação Arnaldo Walter - Unicamp
Principais Características da Região • Localizada no Oeste do Estado, a região de Araçatuba é composta por 43 municípios, dentre eles os quatro maiores são Araçatuba, Birigui, Andradina e Penápolis onde concentram 56% da população regional. • Apresenta oferta abundante de energia elétrica para as atividades empresariais. • Possui uma excelente infra-estrutura de transportes de carga, com caráter multimodal: porto fluvial, ramal ferroviário, aeroporto regional e rodovias.
Principais Características da Região • A região abriga um dos maiores complexos hidrelétricos do mundo. • A região e responsável pela geração de 47% da energia no Estado. • O Consumo de Energia da Região aproximado e de 2.000 GWh, isto corresponde a aproximadamente 2% do consumo do Estado.
Biomassa na Região • 13 usinas são responsáveis pela produção de álcool na região. • O valor total produzido e de 740.000m³ de Álcool Total (Anidro + Hidratado). • A produção de todo o estado e de 9.102.000m³ de Álcool Total. • Representa 8,1% da Produção total do Estado.
Biomassa na Região Fonte. UDOP
Biomassa na Região Na região do Oeste Paulista as usinas termelétricas são movidas a bagaço de cana de açúcar e utilizadas, em sua maioria, especificamente para autoprodução, podendo ser comercializado seu excedente com base de acertos comerciais junto às concessionárias de energia locais ou através de contratos de energia no âmbito do mercado livre de energia,
Energia Gerada nas Termelétricas da Região Fonte. BESP
Localização das Usinas da Região de Araçatuba Fonte. BESP
