Bioenergia Portugal 2015 Portalegre, 29/05/2015. Biocombustíveis Sólidos Nacionais: Características e Aspectos Críticos

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Sílvia Espírito Santo Marroquim
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1 Biocombustíveis Sólidos Nacionais: Características e Aspectos Críticos Paula Teixeira, Helena Lopes, Luís Tarelho 29 Maio Com o intuito de Reduzir a emissão de gases com efeito de estufa Diversificar as fontes de energia Reduzir a dependência de fontes externas Produção de energia elétrica: - Centrais termoelétricas dedicadas - Centrais cogeração/ trigeração Produção de calor Aumento da utilização de biomassa sólida 2 1

fontes de energia Reduzir a dependência de fontes externas Produção de energia elétrica: - Centrais

2 Fonte: Piedade Roberto, CBE, A biomassa uma oportunidade de negócio, 2013, Forum Portugal Energy Power: Aproveitamento de biomassa na Região Centro (adaptado) Importante avaliar a potencial utilização de outros tipos de biomassa disponíveis em Portugal: Biomassa agrícola Biomassa agroindustrial Biomassa lenhosa (diversificação de espécies) e arbustiva 3 As biomassas alternativas possuem características diferentes das biomassas lenhosas que podem influenciar: a cadeia de fornecimento e pré-tratamento os processos de combustão o comportamento das cinzas (slagging, fouling, corrosão) a emissão de poluentes Fonte: Projeto COPOWER: Synergy effects of co-processing of biomass with coal and non-toxic wastes for heat and power generation (adaptado) 4 2

alternativas possuem características diferentes das biomassas lenhosas que podem influenciar: a cadeia de fornecimento e pré-tratamento os processos de combustão o comportamento das cinzas

3 Projeto BiomAshTech Impactos da cinza durante a conversão termoquímica de biomassa Avaliar o uso de biomassas alternativas à biomassa florestal Avaliar a influência da matéria mineral presente nos combustíveis e suas interações nos sistemas de conversão termoquímica, quer ao nível das emissões quer de problemas operacionais relacionados com a formação de cinzas problemáticas: slagging e fouling. 5 Diversidade de Biomassas Estudadas no âmbito do Projecto BiomAshTech 6 3

nos sistemas de conversão termoquímica, quer ao nível das emissões quer de problemas operacionais relacionados com a

4 Diversidade da Composição de Cinzas de Biomassa Espécies Autóctones em Portugal: Resíduos de Frutos 7 Diversidade da Composição de Cinzas de Biomassa Espécies Autóctones em Portugal: Pinheiro Bravo Espécies Autóctones em Portugal: Tojo e Giesta 8 4

Portugal: Pinheiro Bravo Espécies Autóctones em Portugal:

5 Diversidade da Composição de Cinzas de Biomassa Espécies Invasoras em Portugal: Eucalipto Espécies Invasoras em Portugal: Canas e Acácia 9 Diversidade da Composição de Cinzas de Biomassa Espécies Autóctones/Invasoras em Portugal: Resíduos Florestais Espécies Cultivadas : Casca de Arroz A biomassa frutícola apresenta elevados teores de K e o Ca, Mg e P são constituintes representativos da cinza (excepto a casca de pinhão) A fracção de Ca, Mg e Al nas biomassas de pinheiro é significativa (excepto a casca de pinhão) Das biomassas estudadas o tojo é o que apresenta maiores teores de Na e a giesta é constituída maioritariamente por K e Ca Elevados teores de Ca na casca e tronco do eucalipto Elevado teor de Si e K nas canas Os resíduos florestais apresentam um elevado teor de Si comparativamente com o pinheiro e eucalipto 10 5

$cinza (excepto a casca de pinhão) A fracção de Ca, Mg e Al nas biomassas de pinheiro é significativa (excepto a casca de pinhão) Das biomassas estudadas o tojo é o que apresenta maiores teores de Na$

6 1) Reactividade dos Minerais dos Biocombustíveis Análise Fraccionada 2) Cálculos de Equilíbrio Químico 3) Utilização de Índices de Previsão Teóricos Com base na composição da biomassa Com base na fusibilidade das cinzas 11 Fracção mássica de Cl e S Espécies Autóctones em Portugal 12 6

Teóricos Com base na composição da biomassa Com base na fusibilidade

7 Fracção mássica de Cl e S Espécies Invasoras em Portugal Espécies Cultivadas Valores de S 0,1%: bagaço de azeitona, tojo <5mm e canas Valores de Cl 0,1%: bagaço de azeitona, casca de pinhão, tojo, resíduos florestais, canas, acácia, folhas e casca de eucalipto 13 Fracção mássica de Ca e K na cinza da biomassa Espécies Autóctones em Portugal 14 7

azeitona, casca de pinhão, tojo, resíduos florestais, canas, acácia, folhas e casca de

8 Fracção mássica de Ca e K na cinza da biomassa Espécies Invasoras em Portugal Espécies Cultivadas O K é associado à formação de compostos com baixo ponto de fusão, (ex. silicatos de potássio) O Ca é associado à formação de silicatos de cálcio que apresentam temperaturas de fusão mais elevadas do que os silicatos de potássio 15 Sinterização de Cinzas Espécies Autóctones em Portugal 16 8

silicatos de potássio) O Ca é associado à formação de silicatos de cálcio que apresentam

9 Sinterização de Cinzas Espécies Invasoras em Portugal Espécies Cultivadas Estes índices apresentam algumas limitações (ex. casca de arroz) Aparentemente a biomassa de pinheiro (excepto fruto), de eucalipto e acácia são as espécies com menor tendência para a sinterização 17 Tendência para corrosão por Cl a alta temperatura Espécies Autóctones em Portugal 18 9

casca de arroz) Aparentemente a biomassa de pinheiro (excepto fruto), de eucalipto e

10 Tendência para corrosão por Cl a alta temperatura Espécies Invasoras em Portugal Espécies Cultivadas A casca de avelã, casca e miolo de amêndoa, casca de amêndoa, casca de pinheiro e pinheiro triturado são as biomassas que apresentam uma probabilidade mais baixa de corrosão a alta temperatura 19 Avaliação da formação de partículas PM1 e fouling Espécies Autóctones em Portugal Baixo PM1 para (Na+K+Zn+Pb) < 1000 mg/kg Médio PM1 para > 1000 mg/kg (Na+K+Zn+Pb) < mg/kg Alto PM1 para (Na+K+Zn+Pb) > mg/kg 20 10

baixa de corrosão a alta temperatura 19 Avaliação da formação de partículas PM1 e fouling Espécies Autóctones em Portugal Baixo

11 Avaliação da formação de partículas PM1 e fouling Espécies Invasoras em Portugal Espécies Cultivadas O bagaço de azeitona e as canas são as espécies que apresentam uma tendência mais elevada para a formação de partículas PM1 Baixo PM1 para (Na+K+Zn+Pb) < 1000 mg/kg Médio PM1 para > 1000 mg/kg (Na+K+Zn+Pb) < mg/kg Alto PM1 para (Na+K+Zn+Pb) > mg/kg 21 Certificação de peletes para uso doméstico 22 11

de partículas PM1 Baixo PM1 para (Na+K+Zn+Pb) < 1000 mg/kg Médio PM1 para > 1000 mg/kg (Na+K+Zn+Pb) <

12 Avaliação das Classes de Qualidade: Selo BIOMASUD 23 Avaliação das Classes de Qualidade: Selo BIOMASUD e Certificação ENplus 24 12

13 CONSIDERAÇÕES FINAIS As diferentes fracções de uma mesma espécie podem apresentar características bastante distintas: as misturas devem ser efectuadas de forma criteriosa É expectável que a utilização de tojo, giesta e acácia, juntamente com as espécies já usadas habitualmente em instalações termoeléctricas (resíduos de pinheiro e eucalipto) não afecte de forma significativa a combustão, em termos operacionais e ambientais As fracções das biomassas lenhosas nacionais estudadas não cumprem os critérios de certificação da Enplus ou Selo da Qualidade BIOMASUD O processamento industrial da biomassa frutícola pode afectar consideravelmente a sua qualidade, o que se traduz no cumprimento/não cumprimento dos critérios de qualidade do Selo da Qualidade BIOMASUD 25 Agradecimentos O projecto BiomAshTech (FCOMP FEDER ) é financiado pela FCT Fundação para a Ciência e Tecnologia e EU-FEDER - Fundo Europeu de Desenvolvimento Regional através do COMPETE Programa Operacional Factores de Competitividade (POFC)

$combustão, em termos operacionais e ambientais As fracções das biomassas lenhosas nacionais estudadas não cumprem os critérios de certificação da Enplus ou Selo da Qualidade BIOMASUD O processamento$

14 Obrigada! Contactos:

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