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1 Energia a partir de Biogás: Conceitos, Tendências e Oportunidades Biogás Brasil: Seminário de 2. Out. 2008, São Paulo Hans-Christian Angele, Ernst Basler + Partner AG membro da diretoria membro da diretoria responsável pela unidade de recursos e mudanças climáticas.

2 Energia a partir de Biogás: Conceitos, Tendências e Oportunidades 2 Conteúdo Ernst Basler + Partner AG: Quem somos? Conceitos Tendências Tendências tecnológicas Situação na Suiça Situação na Europa Oportunidades Potenciais: i Exemplo Sul do Brasil

3 Energia a partir de Biogás: Conceitos, Tendências e Oportunidades 3 Quem somos? Hans Christian Angele, engenheiro agrónomo, MBA HSG Ernst Basler + Partner AG: empresa Suíça de engenharia, consultoria e planejamento mais de 300 engenheiros, cientistas t naturais e economistas áreas de serviço: engenharia civil, meio ambiente, energia, tráfego projetos ambientais na Europa, Ásia, África e América do Sul 40 anos soluções para problemas ambientais Zollikon/Zürich Zürich Potsdam / Berlin

4 Energia a partir de Biogás: Conceitos, Tendências e Oportunidades 4 Administração i da Rede Suiça de Biomassa Informação Relações públicas métodos, guias, etc. artigos de jornal acompanhamento de 2 centros de informação projetos presencia em feiras e conferências Ensino/SQ cursos para agricultores, etc. estudos técnicas cálculos de rendabilidade intercambio de experiencia Coordenação coordenação dos atores no mercado procurar sinergias Sponsoring

5 Energia a partir de Biogás: Conceitos, Tendências e Oportunidades 5 Tipos de biomassa Dejeitos liquidos Culturas energéticas Dejeitos solidos Resíduos da lavoura Agropecuaria Lixo verde (jardims, parques, etc.) Parte organica dos resíduos sólidos Lenha Valorização energética Lixo organico Resíduos da indústria agri-alimentaralimentar Resíduos dos abatedourus Subprodutos Produtos da tratamento de aguas residuais

6 Energia a partir de Biogás: Conceitos, Tendências e Oportunidades 6 Substratos t e Tecnologia Residuos orgánicos Culturas de biomassa Produtores Cidades/ municípios Casas Indústria Gastronomía Pescaria Indústria agro-alimentar Agricultura Silvicultura Processamento da lenha Tipo de Biomassa Resíduos de jardim Parte orgânica dos resíduos sólidos Resíduos lenho- celulósicos Águas residuais Resíduos de gastro- Resíduos da ind. Águas residuais Esterco Estrume nimia agro-alimentar Dejeitos líquidos Rejeitos, culturas energéticas Trata- mento de paisagem Fermentação Fermentação Co- Metanisação seca liquida Fermentação

7 Energia a partir de Biogás: Conceitos, Tendências e Oportunidades 7 Produtos e Tecnologia Fermentação seca Fermentação líquida Co- Fermentação Metanização Unidade d produtora de energia (CHP) Turbina a gás Processo ORC Purificação de biogás Injecção na Rede Separação de materia sólida Osmose reversa Productos de Energia Electricidade Calor Combustível Outros Productos Composto Adubo liquido Lixo -> Aterro

8 Energia a partir de Biogás: Conceitos, Tendências e Oportunidades 8 Fermentação seca: Procedimento discontínuo Biomassa > 25% matéria seca Construção dos biofermentadores em concreto Processo mesófilo, tempo de demora: 28 dias Desafio: mistura da biomassa (30% biomassa fermentada) Custos do investimento: t t -> 8 Mio. R$

9 Energia a partir de Biogás: Conceitos, Tendências e Oportunidades 9 Fermentação seca: Procedimento contínuo (Plug-flow) Biomassa (lixo organico) > 15% matéria seca Biofermentador horizontal, de aço Processo thermófilo, Tempo de demora: 15 dias Tamanho: t até t Higiénisação ié i segura Custos do investimento: t -> 10 Mio. R$

10 Energia a partir de Biogás: Conceitos, Tendências e Oportunidades 10 Fermentação seca: Procedimento contínuo (Plug-flow)

11 Energia a partir de Biogás: Conceitos, Tendências e Oportunidades 11 Fermentação seca: Ecoparque de la Rioja Dados técnicos Resíduos sólidos municipais: t/a Produção de electricidade: 20 GWh/a

12 Energia a partir de Biogás: Conceitos, Tendências e Oportunidades 12 Fermentação líquida: Sistema Ecogenesys Biomassa < 15% matéria seca Biofermentador vertical, materiais differentes Processo mesófilo/thermófilo Tempo de demora: dias Tamanho: t até t Custos do investimento: t -> 5 Mio. R$

13 Energia a partir de Biogás: Conceitos, Tendências e Oportunidades 13 Co-Fermentação: Rendimento de Biogas [m 3 / t matéria prima] Klärschlam chlamm Schweinegü inegülle Rindergü ergülle Karto artoffelschlempe pe fr frisch Speisereste fettarm Speisereste normal Panseninh ninhalt Gemüseabfä eabfälle Küchenabfä nabfälle Speisereste este fett Biertreber frisch Flotatschlam chlamm Obsttres ttrester Fettab ttabscheiderrückstä ckstände Grünschn schnitt Laub Backabfä abfälle Mischfe ischfett 0

14 Energia a partir de Biogás: Conceitos, Tendências e Oportunidades 14 Co-Fermentação 10 Suinos 20 t esterco/ano ca. 300 m 3 biogás 200 l gasolina + 20 t outros residuos organicos l gasolina + 20 ton l

15 Produção de energia Calor Eletricidade Produção de biogás Resíduos de produção de óleo/biodiesel (torta, glicerina) Resíduos do matadouro Outros resíduos orgânicos Unidade produtora de energia Linha de gás Armazenagem de gás Misturador Esterco Lagoa Esterco líquido Esterco líquido Armazenamento Separação de materiais sólidos Biofermentador Adubo líquido Compostagem Separação das nutrientes (nas granjas com grandes problemas ambientais) Ultra - Filtro Osmose reversa Água limpa Separação de materiais sólidos Adubo (P) Adubo (N/K)

16 Energia a partir de Biogás: Conceitos, Tendências e Oportunidades 16 Co-fermentaçao com osmose reversa Dados técnicos Estrume/Esterco: t/a Resíduos orgânicos: t/a Produção de eletricidade: MWh

17 Energia a partir de Biogás: Conceitos, Tendências e Oportunidades 17 Combinação com a produção de álcool Combinação com outros residuos orgânicos (da agripecuária) Combinação com a produção de biodiesel

18 Energia a partir de Biogás: Conceitos, Tendências e Oportunidades 18 Tendências

19 Energia a partir de Biogás: Conceitos, Tendências e Oportunidades 19 Biogás de lenha: methanisação H CO 0.4 CO CH C 2 H N Fluidized Catalyst Bed H CO 25.3 CO CH C 2 H N Güssing (Austria): 8 MW th, 2 MW el

20 Energia a partir de Biogás: Conceitos, Tendências e Oportunidades 20 Injeção de biogás na rede Unidade produtora de energía (CHP) Central elétrica Biomassa 100% 60% Aquecimento de gas CNG Biocombustível valorização efficiente até o usário final nenhum risco para os usários finais a rede pode ser utilisada como um estoque a valorização da biomasse pode ser efetuada em plantas otimizadas

21 Energia a partir de Biogás: Conceitos, Tendências e Oportunidades 21 Co-fermentaçao com injecção na rede de gás Dados técnicos Estrume/Esterco: t Resíduos orgânicos : t Biometano: m3/a

22 Energia a partir de Biogás: Conceitos, Tendências e Oportunidades 22 Desenvolvimento na Suiça Energieme menge [GWh] Genutzte Heizwärme Autogas u. Netzeinspeisung Elektrizitätsproduktion Anzahl Anlagen Introdução do sistema Genesys Anzahl Anlagen Plantas com fermentação seca, procedimento contínuo (Plugflow) 2007 Biocombustivel: Calor: Eletricidade: 19.3 Mio. carro km 640 casas casas Energiemen enge [GWh] Genutzte Heizwärme Elektrizitätsproduktion Anzahl Anlagen Anzahl Anlagen Fermentação líquida (Sistema Ecogenesys) 2007 Calor: 619 casas Eletricidade: casas

23 Energia a partir de Biogás: Conceitos, Tendências e Oportunidades 23 Potenciais i de biomassa na Suiça Tipos de usinas fermentação seca fermentação liquida (agricultura) atividades de futuro atividades atuais grandes quantidades de dejeitos animais alta densidade agropecuária resíduos orgânicos

24 Energia a partir de Biogás: Conceitos, Tendências e Oportunidades 24 Conhecimentos dos potenciais: i a base Lixo orgânico Estrume/Esterco

25 Energia a partir de Biogás: Conceitos, Tendências e Oportunidades 25 Combinação e planejamento das plantas Fermentação seca Co-Fermentação na agropecuária grande média pequena Plantas existentes Indústria Agropecuária Lixo orgânico muito pouco Estrume/Esterco muito pouco

26 Energia a partir de Biogás: Conceitos, Tendências e Oportunidades 26 Produção de Biogás na Europa 2006 aus: Biogas Barometer EurObserv ER

27 Energia a partir de Biogás: Conceitos, Tendências e Oportunidades 27 Desenvolvimento na Alemanha Quelle:

28 Energia a partir de Biogás: Conceitos, Tendências e Oportunidades 28 EU: Potencial da produção de energía elétrica aus: E-Control Marktbericht 2007

29 Energia a partir de Biogás: Conceitos, Tendências e Oportunidades 29 Potenciais i em differentes estados da Europa Quelle: Ballerman (2007)

30 Energia a partir de Biogás: Conceitos, Tendências e Oportunidades 30 Apreciação do mercado de biogás em Europa elétrica (M MW) 800 energía el 600 dução de e 400 ial da produ 200 Potencial NL DK S IR GR Frankreich Polen Belgien P Spanien AU Deutschland IT 0 ct./kwh 10 ct./kwh 20 ct./kwh remuneração que cobra as despesas

31 Energia a partir de Biogás: Conceitos, Tendências e Oportunidades 31 Oportunidades

32 Energia a partir de Biogás: Conceitos, Tendências e Oportunidades 32 Produção atual: pouco eficiente i

33 Energia a partir de Biogás: Conceitos, Tendências e Oportunidades 33 Grandes Potenciais: i Exemplo Sul do Brasil Number of Pigs in Southern Brazil (in 1'000) Year 45 % dos suinos no Brasil vivem nos tres estados do Sul 60% destes suinos vivem em fazendas com mais que 500 cabeças

34 Energia a partir de Biogás: Conceitos, Tendências e Oportunidades 34 Sul do Brasil: apreciação do potencial Hipótesis 50% das fazendas com mais que 500 cabeças produzem biogás 30% dos dejetos liquidos destes fazendas serão utilisados Dejeitos liquidos da suinocultura 11.6 Million m 3 outros recursos: frigoríficos resíduos da lavoura produção de biodiesel Energía elétrica para 5%d das casas domesticas no Sul do Brasil Potencial biogás Produção de energía eletrica 173 Million m Million kwh

35 Energia a partir de Biogás: Conceitos, Tendências e Oportunidades 35 Resíduos da lavoura Quantidade Produzida (tons) e Quantidade de Resíduos Gerados (tons) no Sul Produção em 2007* Área plantada (ha)* Área colhida (ha)* Produção total de resíduos*** Arroz 7'552'832 1'151'160 1'145'022 2'146'515 Café 135' ' '319 91'519 Milho 24'020'568 4'850'976 4'808'867 31'824'850 Soja 22'917'251 8'283'922 8'283'002 35'641'671 Mandioca 5'749' ' '779 1'712'702 Hipótesis 5% dos resíduos serão usados energeticamente 60 m 3 biogás/t Resultado A produção de energia elétrica poderia ser duplicada d (+ 385 Mio KWh)

36 Energia a partir de Biogás: Conceitos, Tendências e Oportunidades 36 Resíduos dos abatedouros Quantidade de resíduos gerados (tons) em abatedouros (bovinos) considerando o peso de 500kg (peso vivo) Material não Conteúdo comestível para estomacal e Estados Esterco graxaria intestinal Sangue (abate) Total de (currais/pocilg (ossos, (bucharia e litros cabeças 1 as) 9,0kg por gordura, triparia) 40 - média para Semestre 2008 bovino cabeça, partes 50kg, média cálculo 35 litros condenadas, etc) 190 kg para cálculo 45kg Paraná 607'172 5' '363 27'323 21'251 Santa Catarina 169'850 1'529 32'272 7'643 5'945 Rio Grande do Sul 699'647 6' '933 31'484 24' total 2'953'338 26' ' ' '367 Quantidade de resíduos gerados (tons) em abatedouros (suínos) considerando o peso de 90kg (peso vivo) Material não comestível para Conteúdo Esterco Pelos/partícula graxaria Sangue (abate) Total de estomacal e Brasil e Unidade da (currais/pocilg s de couro (ossos, litros cabeças intestinal Federação as) 1,6kg por (depilação) gordura, média para Semestre 2008 (bucharia e bovino 1,0kg cabeça, partes cálculo 3,0litros triparia) 2,7kg condenadas, etc) 18kg Paraná 2'240'762 3'585 2'241 40'334 6'050 6'722 Santa Catarina 4'146'717 6' '147 74'641 11' '440 Rio Grande do Sul 2'858'802 4'574 2'859 51'458 7'719 8' total 18'492'562 29'588 18' '866 49'930 55'478

37 Energia a partir de Biogás: Conceitos, Tendências e Oportunidades 37 Resíduos dos abatedouros: energía elétrica Hipótesis 5% dos resíduos serão usados energeticamente 200 m 3 biogás/t Resultado produção de energia elétrica: 47 Mio KWh Total: 797 KWh energia eletricá

38 Energia a partir de Biogás: Conceitos, Tendências e Oportunidades 38 Conclusões A indústria produz hoje uma variedade de soluções técnicas muito eficientes para produzir biogás através dos diferentes tipos de biomassa. Tendencias do futuro são a tratamento de biogás para combustível, a injeção na rede de gas e a methanisação de lenha. Na Europa a produção de biogás é promovido pelos governos. A maioria dos estados usa uma remuneraçõ que cobre as despesas. No Brasil a potencial para produzir energía (elétrica) através de biogás é enorme. Só nu Sul do Brasil será possível de fornecer mais que 20% das casas domesticas

39 Energia a partir de Biogás: Conceitos, Tendências e Oportunidades 39 Muito obrigada pela sua atenção! Hans-Christian Angele Ernst Basler + Partner Ltd. Zollikerstr. 65 CH-8702 Zollikon Tel

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