Geração de Energia a partir do Biogás gerado por Resíduos Urbanos e Rurais. Potencial e Viabilidade Econômica
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- Otávio Mirandela
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1 5º Congresso Brasileiro sobre Eficiência Energética e Cogeração de Energia Geração de Energia a partir do Biogás gerado por Resíduos Urbanos e Rurais. Potencial e Viabilidade Econômica Profª Drª Suani Teixeira Coelho São Paulo, 12 de Junho de 2008.
2 Resíduos Urbanos e Agrícolas Briquetes Óleos Vegetais Cana-de-açúcar Carvão Vegetal e Lenha MISSÃO: Promover o desenvolvimento e o uso eficiente da biomassa como fonte de energia no Brasil. cenbio@iee.usp.br Homepage: Tel:
3 Formação do Biogás Conjunto de gases formado na degradação da matéria orgânica em meio anaeróbio Digestão Anaeróbia: Processo fermentativo, sem a presença de oxigênio, em que a matéria orgânica é degradada a compostos mais simples, formando, basicamente, metano e gás carbônico.
4 Aplicações Aterros Sanitários ETE s Zona Rural
5 VANTAGENS DA UTILIZAÇÃO DO Ambiental BIOGÁS Redução significativa de emissão de gases efeito estufa. O metano é cerca de 21 vezes mais prejudicial ao meio ambiente que o CO 2. Social Aumento da oferta de energia elétrica; Saneamento básico. Econômico Redução na quantidade de eletricidade comprada; Possibilidade de venda de eletricidade à rede; Possibilidade de venda dos créditos de carbono.
6 Composição Média do Biogás Poder calorífico: a kcal/m³ Metano COMPONENTES Dióxido de Carbono Outros Gases Hidrogênio, Nitrogênio, Oxigênio, Amônia, Ácido Sulfídrico, Aminas Voláteis e Monóxido de Carbono QUANTIDADE 60% 35% 5% Fonte: WEREKO-BROBBY; HAGEN, 2000
7 Tecnologias Aplicadas na Conversão em Energia Elétrica Microturbinas a Gás Custo elevado; Potência: 20 a 250 kw; Elevadas velocidades de rotação; Combustíveis: gás natural, biogás, GLP; Possui alta eficiência de queima e baixos níveis de emissão.
8 Tecnologias Aplicadas na Conversão em Energia Elétrica Motores Ciclo Otto Potência: 20 kw a 1MW; Aplicados para geração de energia elétrica quando acoplados a geradores; Possui alta eficiência de queima e maiores níveis de emissões (quando comparados com as microturbinas).
9 Potencial (Brasil) Resíduos Rurais Emissão de CH 4 (t/ano): ,70 Fonte: Adaptado de IBGE Pesquisa Agropecuária Municipal, 2005 Potencial de Geração de Energia Elétrica: ~ 77 MW Resíduos Sólidos Urbanos Emissão de CH 4 (t/ano): ,37 Fonte: Adaptado de IBGE Pesquisa Nacional de Saneamento Básico, 2000 Potencial de Geração de Energia Elétrica: ~ 350 MW Efluente Líquido Emissão de CH 4 (t/ano): ,54 Fonte: Adaptado de IBGE Pesquisa Nacional de Saneamento Básico, 2000 Potencial de Geração de Energia Elétrica: ~ 20 MW
10 Viabilidade Econômica Utilização de Biogás Utilização de energia nos processos (diminuição da energia proveniente da concessionária local); Venda de excedente de energia; Obtenção e comercialização de créditos de carbono; Apesar do elevado custo inicial, tem-se amortização desse investimento a curto prazo (elevada tarifa energética).
11 Resíduos Urbanos Tratamento de Esgoto Geração de Energia Elétrica a partir do Biogás de Tratamento de Esgoto da ETE da SABESP em Barueri Projeto Energ-Biog
12 Investimentos Geração de Energia Geração com Microturbina de 30 kw: Energia elétrica (média) gerada : 25 kwh Energia elétrica líquida entregue à rede (perdas compressor e secadores): 19,5 kwh Equipamentos: ,40 (R$) Custo de O&M para h (vida útil): ,00 (R$) Relação custo por kw instalado: 0,32 R$/kWh Geração com Grupo Gerador de 30 kw: Energia elétrica (média) gerada : 25 kwh Energia elétrica líquida entregue à rede: 25 kwh Equipamentos: ,00 (R$) Custo de O&M para h (vida útil): ,00 (R$) Relação custo por kw instalado: 0,10 R$/kWh
13
14 Grupo Gerador (Motor Ciclo Otto)
15 Resíduos Urbanos Tratamento de Esgoto Geração de energia elétrica a partir do biogás proveniente do tratamento de esgoto do conjunto residencial da USP Projeto PUREFA Programa de Uso Racional de Energia e Fontes Alternativas
16 Investimentos Geração de Energia Geração com Grupo Gerador de 18 kw: Energia elétrica (média) gerada : 14 kwh Energia elétrica líquida entregue à rede: 14 kwh Equipamentos: ,00 (R$) Custo de O&M para h (vida útil): ,00 (R$) Relação custo por kw instalado: 0,50 R$/kWh
17 Gasômetro Biodigestor modelo RAFA: Reator Anaeróbio de Fluxo Ascendente Grupo Gerador de 18 kw e Painel de Testes
18 Resíduos Rurais Tratamento de Dejetos Suínos FAZENDA PONTE ALTA - ITARARÉ / SP
19 Investimentos Geração de Energia Geração com Grupo Gerador de 85 kw (Fazenda Ponte Alta Itararé / SP): Energia elétrica (média) gerada : 74 kwh Energia elétrica líquida entregue à rede: 74 kwh Equipamentos: ,00 (R$) Estimativa de custo de O&M para h (vida útil): ,00 (R$) Relação custo por kw instalado: 0,09 R$/kWh
20 Fluxograma do Projeto Captação do esterco Esterco Acumulador Esterco Biodigestor Fertirrigação Efluente Lagoa de acumulação Efluente Biogás Grupo-gerador Secagem de grãos Aquecimento direto dos leitões
21 Resíduos Sólidos Urbanos Aproveitamento do Biogás Proveniente do Tratamento de Resíduos Sólidos Urbanos para Geração de Energia Elétrica e Iluminação a Gás
22 Investimentos Geração de Energia Geração com Grupo Gerador de 230 kw: Energia elétrica (média) gerada : 200 kwh Energia elétrica líquida entregue à rede: 200 kwh Equipamentos: ,00 (R$) Estimativa de custo de O&M para h (vida útil): ,00 (R$) Relação custo por kw instalado: 0,056 R$/kWh
23 Recuperação do Biogás
24 Dreno Captação e Queima do Biogás Captação e Transporte do Biogás Dreno Captação do Biogás Transporte do Biogás
25 Container Planta de biogás Local a ser instalado o sistema de geração de energia elétrica e iluminação a biogás Grupo Gerador Painel de Comando Poste de Iluminação
26 Aterro Bandeirantes Potência instalada: ~ 22 MW Aterro encerrado em maio de 2007 (não recebe mais lixo) Previsão de geração de biogás: + 25 anos Sistema de geração de energia elétrica 24 motores ciclo otto Controle do sistema de geração de energia elétrica
27 OBRIGADA! / cenbio@iee.usp.br Profª Drª Suani Teixeira Coelho suani@iee.usp.br / Tel:
Tratamento de Esgoto
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