COMUNICAÇÃO TÉCNICA Nº Tecnologias de biodigestão para geração de energia a partir de resíduos da agroindústria. Cláudia Echevenguá Teixeira

Transcrição

1 COMUNICAÇÃO TÉCNICA Nº Tecnologias de biodigestão para geração de energia a partir de resíduos da agroindústria Cláudia Echevenguá Teixeira Palestra apresentada na Congresso Brasileiro da Mandioca, 17., Congresso Latino-Americano e Caribeno de Mandioca, 2., Belém, A série Comunicação Técnica compreende trabalhos elaborados por técnicos do IPT, apresentados em eventos, publicados em revistas especializadas ou quando seu conteúdo apresentar relevância pública. Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo S/A - IPT Av. Prof. Almeida Prado, 532 Cidade Universitária ou Caixa Postal 0141 CEP São Paulo SP Brasil CEP Tel /4000 Fax

2 Tecnologias de biodigestão para geração de energia a partir de resíduos da agroindústria Cláudia Echevenguá Teixeira 15/03/2018

3 Sumário Parte 1. Motivadores do convite Parte 2. Tecnologias de biodigestão para geração de energia Parte 3. O caso: aproveitamento de biogás em fecularias e farinheira no Paraná

4 Parte 1. Motivadores

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12 Parte 2. Tecnologias de biodigestão para geração de energia

13 Digestão Anaeróbia e Produção de Biogás - Hidrólise - Fermentação - Acetogênese - Mentanogênese Fonte de energia Gases de efeito estufa Protocolo de Kioto MDL Créditos de carbono Tecnologias de baixo carbono

14 Tecnologias de Biodigestão depende do substrato e do tipo de alimentação/processo

15 A biodigestão como tecnologia

16 Reator anaeróbio Biodigestão anaeróbia Operação via seca

17 Tuneis de metanização Biodigestão anaeróbia Operação via extra-seca ahukewjtwv6905ruahxjvzakhzfida4qmwh8kfiwug&iact=mrc&uact=8

18 Biodigestão Anaeróbia no Mundo Biodigestão anaeróbia Implantação crescente Principais fornecedores/ tecnologias Unidades (2016) DRANCO (OWS)/via seca 31 Valorga/via seca 31 Laran Linde/via seca 21 Kompogas/ via seca 75 BIOferm/extraseca 15 Kompoferm/extraseca 7 Bekon/extraseca 28 Methanum/extraseca 1 em instalação Total 209 BAERE, L.; MATTHEEUWS, B., 2014

19 Biodigestão Anaeróbia como Fonte de Energia Biodigestão anaeróbia Sistema integrado Ministério de Minas e Energia, em 2016 a biomassa foi responsável por 8,8% da energia gerada no país.

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21 Parte 3. Aproveitamento de biogás em fecularias e farinheira no Paraná

22 Localização das empresas Projeto de pesquisa com apoio CAPES- Uninove- IPT- Planotec (2015 e 2016)

23 Método Estudo de Casos Múltiplos Seleção de Casos 3 empresas (2 fecularias e 1 farinheira) Empresas selecionadas pela desenvolvedora do sistema de biodigestor com aproveitamento energético do biogás 1 empresa (fecularia) de grande porte com forte estrutura produtiva/organizacional 1 empresa (fecularia) de estrutura político/administrativa familiar com processos bem organizados 1 empresa (farinheira) de estrutura mais próxima de uma administração familiar tradicional dentro do segmento de produção de farinha de mandioca brasileiro

24 Matsuura, Folegatti e Sarmento (2003) ; ABAM (2013) Recepção da mandioca Procedimentos metodológicos Escopo do estudo Lavagem Descascamento Sistema de biodigestor que trata os efluentes, capta o biogás e o conduz às caldeiras para geração de energia térmica Macro processos para produção de fécula de mandioca Ralação Extração da fécula Secagem Acondicionamento Armazenamento

25 A tecnologia lagoas de estabilização cobertas

26 Aproveitamento do Biogás O gás é captado na lagoa e canalizado até a caldeira Exaustor que aspira o gás para a caldeira É instalada uma válvula na entrada da caldeira para controlar a vazão do gás Na caldeira ainda se utiliza um mínimo de lenha para manter o fogo no bico do biogás. Fonte: Fotos da pesquisa de campo Fonte: Fotos da pesquisa de campo em visita a uma das fecularias paranaenses.

27 Biogás insufaldo direto na câmara de combustão da caldeira Fonte: Fotos da pesquisa de campo

28 Procedimentos metodológicos Seleção de indicadores como ferramenta para avaliação dos casos estudados Utilização do protocolo GRI (EN Environment) Mapeamento dos Base Protocolo de para utilização estabelecer processos produtivos critérios de de indicadores EN da seleção. GRI Critérios para seleção de indicadores Definição do escopo de atuação da pesquisa dentro dos processos produtivos

29 Indicadores GRI Selecionados Código Aspecto ambiental relacionado Título EN1 Consumo de Materiais Materiais usados por massa e volume EN3 EN5 Consumo de Energia Consumo de Energia Consumo de energia direto por fonte de energia primária Energia economizada devido a melhorias em conservação e eficiência EN8 Consumo de água Total de água retirada por fonte EN16 Emissões Atmosféricas Total de emissões diretas e indiretas de gases de efeito estufa, por massa EN18 Emissões Atmosféricas EN20 Emissões Atmosféricas EN21 Efluentes Fonte: adaptado de Diretrizes GRI (2006) Iniciativas para reduzir as emissões de gases de efeito estufa e as reduções obtidas Nox, Sox e outras emissões atmosféricas significativas, por tipo e massa Descarte total de água, por qualidade e destinação

30 Consumo de lenha

31 Emissões Atmosféricas evitadas Empresa Toneladas de mandioca moída por hora na produção de fécula e/ou farinha Produção média de biogás (normal metro cúbico por hora - nm 3 /h) % médio de CH 4 no Biogás Produção média de CH 4 por hora (nm 3 /h) CH 4 produzido por tonelada de mandioca processada (nm 3 /h) C. Vale ,1% Amidos Pasquini Alimentos do Zé ,4% ,5 78,4 59,9% 47 6 Empresa Produção média de CH 4 (normal metro cúbico por hora - nm 3 /h) Produção média de CH 4 por dia (kg) Emissões de CO 2e evitadas com a queima do CH 4 por dia em toneladas Emissões de CO 2e evitadas com a queima do CH 4 por ano em toneladas C. Vale Amidos Pasquini Alimentos do Zé GUIMARAES; TEIXEIRA; CIRANI; SANTOS, 2017.

32 Emissões Atmosféricas Concentração H 2 S Tempo de Exposição Efeitos (ppm) 0,0005-0,13 1 minuto percepção do odor horas irritação ocular horas conjuntivite minutos perda do olfato minutos inconsciência, hipotensão, edema pulmonar, convulsão, tontura e desorientação minuto inconsciência e morte Instantes morte Fonte: (LINS et al., 2005) Empresa H 2 S em partes por milhão (ppm) média C. Vale 123,4 Amidos Pasquini 123,1 Alimentos do Zé 127,8

33 Benefício econômico (10 empresas) Silva, 2015

34 Considerações Finais O sistema utilizado para aproveitamento do biogás é simples, o que possibilitou ser instalado em empresas de estruturas político-administrativas grandes e pequenas. O sistema trouxe benefícios ambientais significativos comprovados pelos indicadores avaliados, com desempenho ambiental positivo principalmente quanto aos aspectos: emissões atmosféricas e consumo de materiais (lenha).

35 Considerações Finais O sistema pode ser potencializado, maximizando os resultados tanto ambientais quanto econômicos. O caso estudado de maior poder de investimento possui equipamentos que calculam em tempo real a necessidade de combustível na caldeira. Com o $$ economizado com a lenha outras empresas poderiam continuar investindo e aumentando os benefícios do sistema. O uso racional do biogás nas caldeiras tem potencial de gerar sobra do gás, possibilitando outros aproveitamentos. Exs.: cozinha industrial, geração de eletricidade (microgerador integrado ao sistema elétrico).

36 Referências Bibliográficas AGÊNCIA NACIONAL DO PETRÓLEO GÁS NATURAL E BIOCOMBUSTÍVEIS. Resolução ANP nº 8, de 30 de janeiro de Estabelece a especificação do Biometano contida no Regulamento Técnico ANP nº 1/2015, parte integrante desta Resolução. Diário Oficial da União, Brasília, 2 fev ESPM; SEBRAE. Estudo de Mercado sobre a mandioca (farinha e fécula). Série Mercado SEBRAE, 08 jan Disponível em: < atorio_mandioca.pdf>. Acesso em: 18 dez FUNDAÇÂO ESTADUAL DO MEIO AMBIENTE. Guia técnico ambiental de biogás na agroindústria, 160p Disponível em < TECNICOS-AMBIENTAIS/Guia_Biog%C3%A1s.pdf > Acesso em: 15/01/2017. GUIMARÃES, C. E. Avaliação do Desempenho Ambiental do Aproveitamento do Biogás em Fecularias de Mandioca no Estado do Paraná: Um Estudo de Casos Múltiplos. Dissertação de mestrado, Uninove, 101p., SILVA, A. R. Viabilidade econômica de tecnologia aplicada a biodigestores para o desenvolvimento sustentável de empresas processadoras de mandioca do Paraná. Dissertação de mestrado, Uninove, GUIMARAES, C. E. ; TEIXEIRA, C. E. ; CIRANI, C. B. S. ; SANTOS, M. R. Avaliação do Desempenho Ambiental do Aproveitamento do Biogás em Fecularias de Mandioca no Estado do Paraná. DESENVOLVIMENTO EM QUESTÃO, v. 15, p. 171, INTERNATIONAL ENERGY AGENCY. Biogas production and utilisation. Aadorf: IEA, p. (IEA Bioenergy).

37 Obrigada!