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Tecnologia e informação a serviço da sociedade

Tecnologia e informação a serviço da sociedade. WORKSHOP SOBRE PRODUÇÃO SUSTENTÁVEL DE FERRO-GUSA FÓRUM DE COMPETIVIDADE DE SIDERURGIA SECRETARIA DE TECNOLOGIA INDUSTRIAL MDIC 12/SETEMBRO/2006 – OURO PRETO, MG. WORKSHOP SOBRE PRODUÇÃO SUSTENTÁVEL DE FERRO-GUSA

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Presentation Transcript

  1. Tecnologia e informação a serviço da sociedade

  2. WORKSHOP SOBRE PRODUÇÃO SUSTENTÁVEL DE FERRO-GUSA FÓRUM DE COMPETIVIDADE DE SIDERURGIA SECRETARIA DE TECNOLOGIA INDUSTRIAL MDIC 12/SETEMBRO/2006 – OURO PRETO, MG

  3. WORKSHOP SOBRE PRODUÇÃO SUSTENTÁVEL DE FERRO-GUSA CAPIM-ELEFANTE COMO FONTE DE BIOMASSA PARA A SIDERURGIA VICENTE MAZZARELLA - IPT SEGUNDO URQUIAGA - EMBRAPA 12/SETEMBRO/2006 – OURO PRETO, MG

  4. EVOLUÇÃO DO USO DE ENERGIA NO MUNDO Solar Solar Fonte: Nakícenovic, Grübler and MaConald, 1998

  5. BIOMASSA COMO FONTE DE ENERGIA NOMUNDO 2003 2000 11,2% 13,6% NO BRASIL NO BRASIL - 2005 Produtos da cana-de-açúcar__13,9% Lenha e carvão vegetal_____ 13,1% Outras fontes______________ 2,7% 2001 2005 24,8% 29,7% Fonte: MME – Balanço Energético Nacional (BEN – 2002 e 2006)

  6. CUSTOS

  7. PRODUTIVIDADE DE ALGUMAS BIOMASSAS - SRC: Short Rotation Coppice

  8. VANTAGENS DO CAPIM-ELEFANTE • Maior produtividade de massa seca/ha/ano • Menor extensão de áreas para uma dada produção • Menor ciclo produtivo (duas colheitas por ano) • Melhor fluxo de caixa • Possibilidade de mecanização • Energético renovável, ambiente amigável • Maior assimilação de C – melhor retorno nos projetos de MDL

  9. FBN – FIXAÇÃO BIOLÓGICA DO NITROGÊNIOA linha de trabalho da Embrapa • Substituição do N2 sintético pelo N2 fixado por bactérias • Identificação dos tipos de bactérias e espécies de capim com interação ótima • Experimentos do CNPAB com 14 variedades de capim, por cinco anos • Economia de fertilizantes • Não-contaminação de aqüíferos e da atmosfera • Ambiente compatível

  10. RESULTADOS DE PRODUTIVIDADE COM BNF - FIXAÇÃO BIOLÓGICA DE NITROGÊNIO (TUBULÕES DE Ø 50 X 60 cm)

  11. RESULTADOS RECENTES DE PRODUTIVIDADECOM VARIEDADES DE CAPIM-ELEFANTE

  12. RESULTADOS RECENTES DE PRODUTIVIDADECOM VARIEDADES DE CAPIM-ELEFANTE • LOCAL: SEROPÉDICA, RJ (t massa seca/ha/a; 0 kg N/ha

  13. PROBLEMAS PARA DISPONIBILIZAÇÃO DO CAPIM-ELEFANTE • Elevada umidade (até 80%) • Baixa densidade aparente • Necessidade de secagem no campo ou por • processamento • Necessidade de compactação para viabilizar transporte

  14. FORMAS DE USO DA ENERGIA DO CAPIM-ELEFANTE • Combustão direta • Gaseificação • Carvoejamento • Hidrólise do bagaço álcool

  15. BALANÇO ENERGÉTICO COMPARATIVO Pelet de capim elefante(Samson 1999) (GJ/t) (30 t m.s./ha/a) Energia na produção agro __________0,791/0,668 Energia na peletização _____________0,480/0,480 Energia gasta total ________________1,271/1,148 Energia produzida ________________18,500/18,500 Balanço energético _______________ 14,6:1/16,1:1 Etanol (Macedo et al., 2004) (kCal/tCana) Energia na produção agro __________48.208/45.861 Energia na industrialização _________11.800/9.510 Energia total gasta ________________60.008/55.371 Energia produzida ________________499.400/565.700 Balanço energético ______________8,3:1/10,2:1

  16. CUSTO DO HECTARE E DA TONELADA DE CAPIM-ELEFANTE Produção estimada: 90 t massa verde/ha/a 30 t massa seca/ha/a Custo de formação (reforma a cada 10 anos Serviços/insumos: 1.981,77/ha/10 anos ou 198,18/ha Manutenção: 617,91/ha/a TOTAL 816,09/ha/a Colheita (dois cortes/ano) Mecanizada: 1.207,40/ha/a Custo total 2.023,49/ha/a Custo por t verde 22,48/t Custo por t seca* 67,45/t (*) não considerada a secagem residual de aproximadamente 30% para 0% Fonte: Urquiaga, S. & Dias, P. – 2006.

  17. PROCESSOS DE SECAGEM DO CAPIM-ELEFANTE • De pé (como pé de milho)1 • Cortado e deitado em leiras2 • Colhido, picado e extraído o caldo3 • – aproximadamente 20% H2O; requer mais energia para colheita e picagem • - aproximadamente 30% H2O; requer mais energia e cuidados para não apodrecer • - aproximadamente 50% H2O; requer menos energia; secagem ulterior via térmica

  18. PROCESSOS DE COMPACTAÇÃO E VARIÁVEIS DO PROCESSO • Cubing (~ 500 kg/m3) • Briquetagem (~ 580 kg/m3) • Peletização (~ 650 kg/m3) • Variáveis • Pressão • Temperatura • Velocidade de compactação • Umidade residual • Aglomerantes

  19. PROCESSOS DE CARVOEJAMENTO • Lambiotte (c) (caro) • Carvonbras (c) (África do Sul) • NNT (b) (piloto) • DPC (b) (piloto) • Pyro 7 (b) (piloto) • Úmido (b) (bancada – 230ºC; 60 atm) • (carvão e pré-carvão) • (c) Contínuo • (b) batelada

  20. MERCADO DE CARVÃO PARA SIDERURGIA - BRASIL • Produção brasileira – 2005 (Fe-Gusa de carvão vegetal (1) • Usinas integradas – 1.650.000 t • Produtores independentes – 9.773.000 t • Consumo específico de carvão vegetal • 2,9 m3/t gusa (2) • 0,25 t/m3 (densidade aparente) • 0,725 t c.v./t gusa (3) • Sindifer/IBS – 2006 • Sindifer/FIEMG – 1995; Anuários Abracave • Campos Ferreira/ECEN - 2005

  21. MERCADO DE CARVÃO VEGETAL NA EUROPA • Possibilidades de mixagem com coque • Experimentos laboratoriais com carvão e alcatrão de capim-elefante

  22. MERCADO LOCAL E EUROPEU DE BIOMASSA COMPACTADA • Brasil: usos em churrascaria, pizzarias, • restaurantes, lareiras, caldeiras industriais, • geração termoelétrica. • Consumo ainda incipiente. • Europa: usos em aquecimento domiciliar, • institucional, industrial, geração termoelétrica • Consumo atual estimado: 10.000.000 t/ano • (comunicação verbal ex-diretor Abracave)

  23. PREÇOS DE BIOMASSA NA EUROPA • No consumidor domiciliar • R$ 1.000,00/t aproximadamente US$ 450,00/t (Quirino) • € 230,00/t aproximadamente US$ 300,00/t (comunicação verbal)

  24. INVESTIMENTO PARA PLANTIO • 10.000.000 t massa seca/ano (capim-elefante) • Produtividade estimada – 40 t m.s./ha/a • Área necessária – 250.000 ha • Custo de formação/ha – R$ 1.981,77 • Custo de formação total – R$ 495.442.500,00/250.000 ha

  25. INVESTIMENTO PARA PLANTIO • 2.570.000 t carvão/ano de capim-elefante • Sindifer/Fieng – 2005 • Campos Ferreira/ECEN - 2005

  26. INVESTIMENTO PARA TRANSFORMAÇÃO DO CAPIM-ELEFANTE • Hipótese – unidade de 60.000 t m.s./a • Equipamento de secagem ...... € 700.000 (estimativa - forno rotativo • Equipamento de peletização .. € 3.000.000 (orçamento - importado) • Equipamento de briquetagem € 1.300.000 (estimativa - nacional) • Hipótese – 10.000.000 t m.s./a • processo peletização ............... € 617.000.000 • processo briquetagem ............. € 333.000.000 • Hipótese – unidade de 20.000 t carvão • equipamento de carvoejamento .... € 660.000 (estimativa - nacional) • O carvoejamento precisa de secagem e compactação prévias.

  27. Tecnologia e informação a serviço da sociedade Obrigado! www.ipt.br

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