Potencial da utilização do biogás na gestão dos efluentes agro-pecuários Madalena Alves. Universidade do Minho 31/10/2012

Transcrição

1 Potencial da utilização do biogás na gestão dos efluentes agro-pecuários Madalena Alves Universidade do Minho 31/10/2012

2 sumário Sustentabilidade do Biogás Benchmarking Europeu exemplos Modelos de negócio Usos do biogás Limitações políticas

3 Digestão anaeróbia ENERGIA Efluentes com mat. org. Industrias e domésticos biogás Água Lamas e efluentes agro-pecuários Digestão Anaeróbia Efluentes líquidos Pós- -tratamento para reutilizar Resíduos sólidos água para descarga Culturas energéticas Lama estabilizada Irrigação fertilização Recuperação de fertilizantes NH 4+, PO 3-4 recuperação de elementos S alim solo alim alim matéria prima

4 Usos do biogás Heat power: Kcal /m % CH % CO2 1-5% other gases (H 2 S, H 2, H 2 O, NH 3 ) Raw biogas Biogas cleaning Biogas storage transports Biogas use Upgrade and injection in the natural gas grid heater Co-generation engines When in excess is better to burn it Greenhouse effect of methane is 21X higher than CO 2 4

5 Sector agropecuário Ameaças Regime do Exercício da Actividade Pecuária (REAP) Política Agrícola Política Ambiental

6 Legislação O Decreto -Lei n.º 214/2008, de 10 de novembro, com a redação que lhe foi dada pelo Decreto -Lei n.º 316/2009, de 29 de outubro, pelo Decreto -Lei n.º 78/2010, de 25 de junho, pelo Decreto -Lei n.º 45/2011, de 25 de março, e pelo Decreto -Lei n.º 107/2011, de 16 de novembro, aprovou o regime do exercício da atividade pecuária (REAP). Atendendo a que têm sido diversas as dificuldades de implementação... É criado o Grupo de Trabalho, adiante designado GT SIMREAP, ao qual caberá a simplificação e agilização do processo de licenciamento e a harmonização dos critérios de aplicação do REAP.

7 Benchmarking Europeu

8 Energia produzida a partir de biogás Portugal Eslováquia Estónia Hungria Polónia França Suécia Eslovénia República Itália Grécia Holanda Espanha Bélgica Irlanda Finlândia Áustria Dinamarca Luxemburgo Alemanha Reino Unido Refere-se apenas a Biogás produzido actualmente com valorização TOTAL EUROPEU 5.35 Mtep de biogás valorizado Adaptado de Biogas: Barometre tep/1000 habitantes

9 Alemanha Objectivos Uso do biogás Incentivos Digestão anaeróbia descentralizada Produção de energia renovável Sustentabilidade da agricultura local Diminuição da dependência energética Electricidade Calor Preço por kwh em escalões

10 ALEMANHA

11 ALEMANHA - Estação centralizada de Breese in der Marsch Gasómetro Co-geração Electricidade Chorume - fracção sólida Câmaras de digestão Calor Breese in der Marsch Culturas energéticas Digerido seco Agricultores

12 ALEMANHA - Estação centralizada de Breese in der Marsch Modelo de Negócio Estação Centralizada Produção energia Fracção sólida de chorume + culturas energéticas (milho silagem) RECEITAS: Venda de energia eléctrica à rede (800 casas) Venda de calor à povoação de Breese/ Marsch (40 apartamentos) Venda de fertilizante

13 ALEMANHA - Bioenergy Village, Jühnde Produção de energia e calor com recursos da região. A população teve de aderir através de contratos de compra de calor sistema de district heating (água quente para aquecimento) Adesão da população: informação, visitas, demonstração de viabilidade. 75% de adesão. 4 anos de trabalho. Caso exemplar que serve de base a outros projectos em todo o Mundo. Foi criado um livro guia. Pegada Carbónica de um habitante de Jühnde: 2 ton CO 2 /ano. Média de uma habitante alemão: 10 ton CO 2 /ano.

14 DINAMARCA Digestão anaeróbia centralizada Objectivos Produção de energia renovável Sustentabilidade ambiental Tratamento e redistribuição de chorume como fertilizante orgânico Diminuição de dependência energética Uso do biogás Incentivos Electricidade Calor Investimento (fundo perdido) Tarifa de venda de kwh electricos Venda de calor (15% dos proveitos) Incentivos fiscais Custos associados ao armazenamento de chorume

15 DINAMARCA - Conceito Centralizado e co-digestão (mistura de resíduos) Chorume Bovino Suino aves Entradas Resíduos orgânicos De indústrias de processamento alimentar restauração Doméstico, seperação na fonte Homegenização Pasteurização Digestão e produção de gás Estação de biogás Redução de odores Separação de líquido e fibra Produto definido nutricionalmente Biofertilizante Agrícola Redução de fertilizantes químicos Redução de poluição da água Redução de patogénios Condicionador de solo (fibra) Saídas Produção combinada de calor e electricidade Fonte de energia renovável Substituição de combustíveis fósseis Redução de emissões Utilização efectiva de energia

16 DINAMARCA - Estação centralizada de co-digestão anaeróbia de Blaabjerg Gasómetros Co-geração Electricidade Chorume Biogás Calor Recepção Digestão anaeróbia Fertilizante Resíduos orgânicos

17 DINAMARCA - Estação centralizada de co-digestão anaeróbia de Blaabjerg Modelo de Negócio Estação Centralizada Tratamento de chorume e produção energia 70% Chorume + 30% Resíduos Orgânicos (industria alimentar peixe e lacticínios) Agricultores são os Donos da Unidade e fornecem o chorume RECEITAS: Venda de fertilizante c/ qualidade controlada (aos agricultores) Venda de energia eléctrica à rede Venda de calor para povoação mais próxima

18 DINAMARCA - Estação centralizada de co-digestão anaeróbia de Fangel Modelo de Negócio Investimento: 3.9 M (40% fundo perdido) Cooperativa com 26 agricultores Recolha: 6 a 7 km Input: 65% de resíduos de suinicultura, 17% de resíduos de bovinicultura e 18% de outros resíduos industriais orgânicos Recebe 220 ton/dia Produz 9000 MWh electricidade/ano Abastece 1800 casas c/ electricidade e 600 casas c/ calor. Taxa de deposição de resíduo: depende do potencial de produção de biogas do mesmo. Os resíduos animais não envolvem fluxo financeiro, excepto os custos de separação do fósforo.

19 Projecto Pro-Biogas Benchmarking Europeu O modelo centralizado Dinamarquês foi estudado noutros países Europeus, nomeadamente na Irlanda, França, Bélgica, Grécia, Espanha e Holanda (projecto Probiogas, co-financiado pela União Europeia). Tipo de substrato, custos de transporte, preço de venda de fertilizante e calor, tarifa de venda da energia electrica produzida, redução de emissões e outros factores externos nomeadamente a aceitação/cepticismo social o potencial de criação de emprego, etc decidem sobre a viabilidade de um projecto centralizado. Em geral, não havendo mercado para o calor, se a tarifa de venda da energia electrica fôr baixa e se não houver substrato em quantidade e qualidade, concluiu-se pela não viabilidade económica do projecto.

20 SUÉCIA Injecção de biometano na rede de gás natural Instalação de limpeza de biogás (up grade a biometano 500 m 3 /h) para injecção em rede de gás natural Suécia Biometano substitui 25% do consumo local de gás natural Redução de ton CO 2 /ano

21 SUÉCIA Uso de biogás em transportes

22 SUÉCIA postos de abastecimento de gás

23 SUÉCIA Biogás em transportes 1º combóio a Biogás (2005)

24 Outros Países França Suiça Suécia

25 Portugal?

26 Barreiras à implementação de sistemas de DA no sector agro-pecuário em Portugal falta de informação/divulgação falta divulgação de exemplos de sucesso falta de confiança nos sistemas de DA falta informação e formação técnica credível aplicações inadequadas das opções tecnológicas disponíveis aplicação de materiais e equipamentos menos adequados reduzido conhecimento técnico dos operadores desilusão com a rentabilidade económica elevado custo de investimento e de operação necessidade de racionalizar o dimensionamento dificuldade na implementação de sistemas centralizados resistência ao associativismo produção de efluentes muito diluídos transporte mais dispendioso Legislação carência de incentivos à utilização de fertilizantes orgânicos, tarifa, etc Adaptado de: A Situação Portuguesa dos Resíduos Agro Pecuários:Potencialidades da Valorização Energética do Biogás, Cláudia Mendes. AREAC Agência Regional de Energia e Ambiente do Centro. dos%20residuos%20agro-pecuarios.pdf

27 Planeamento de uma Estação de Biogás 1) Avaliação do Potencial - mapeamento 2) Condições geográficas, uso dos solos, pressões ambientais 3) Decisão sobre modelo de gestão centralizado ou descentralizado. Individual ou cooperativo? Parceiros? 4) Decisão sobre dimensão, tecnologia e localização. 5) Garantia de obtenção de matéria prima: chorume, culturas energéticas, resíduo orgânico (por exemplo glicerina ou óleos usados) 6) Produtos: energia electrica ou biometano

28 Investimento para instalações de co-digestão Estimativas 250 a 400 /m 3 de digestor Investimento por kwel instalado: /kw el, para potências de 400 a 30 kw el, respectivamente. Manutenção de um motor: 0,01-0,015 / kwh

29 Porquê co-digestão? Aumenta a produtividade em Biogás Exemplo: Chorume de bovino 25 m3 biogás/ton (mat. bruta) Chorume de bovino com 5% de óleo de peixe - 50 m3 biogás/ton (mat. bruta) A co-digestão é condicionada pela legislação relativa a licenciamento das instalações e a politicas de uso de digerido no solo

30 Tarifas venda de energia electrica Tarifa de venda da energia eléctrica (proveniente do biogás) na Alemanha, em 2009 (cêntimos/kwhe injectado na rede eléctrica) Base Redução de odores e emissões Culturas energéticas Bónus Manutenção da paisagem Bónus uso de chorume Bónus para tecnologia inovadora Sem injecção de gás Bónus para tecnologia inovadora - Com injecção de gás novas novas Bónus para produção combinada de calor e electricidade Alemanha até max 30 cent/kwh Itália - 28 cent/kwh Portugal 11.7 cent/kwh

31 REAP Renewable Energy Action Plans Em junho de 2010, os estados membros têm de desenvolver os seus REAP Renewable Energy Action Plans, onde se deverão apresentar objectivos para a fracção renovável da energia produzida nas formas de calor, electricidade e combustíveis. Devem definir-se claramente as medidas a adoptar para atingir os objectivos. Nesta perspectiva estima-se que até 2020, 35% dos chorumes animais, 40% do resíduo orgânico disponível e 40% das lamas de ETAR sejam utilizados na produção de biogás Medidas chave: Integração de conceitos de energia renovável nas políticas de resíduos Apoio financeiro para infraestruturas Incentivos para aumentar o número de veículos movidos a gás natural

32 O Biogás é uma mais valia multifuncional Biogás

33 Obrigada pela Atenção