PRODUÇÃO DE ENERGIA ATRAVÉS DA BIOMASSA: PROCESSOS E PANORAMA NACIONAL E MUNDIAL

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1 1º SEMINÁRIO PARANAENSE DE ENERGIA DE BIOMASSA RESIDUAL AGRÍCOLA 06 DE DEZEMBRO DE 2013 LOCAL: SETOR DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS PRODUÇÃO DE ENERGIA ATRAVÉS DA BIOMASSA: PROCESSOS E PANORAMA NACIONAL E MUNDIAL

2 ENERGIA E EVOLUÇÃO DEMANDA HUMANA: TEMPO: MILHÕES DE ANOS ENERGIA SOLAR ENERGIA SOMÁTICA ORGÂNICOS/TERRA SERES LIBERAÇÃO DE ENERGIA ENERGIA EXTRASSOMÁTICA: PROGRAMABILIDADE HUMANA

3

4 1882 Thomas Edison primeiro sistema gerador de eletricidade, levando energia para lugares distantes 1800 Alesssandro Volta - pilha 1879 Thomas Edison lâmpada elétrica incandescente 1831 Michael Faraday - gerador 1752 Benjamin Franklin para-raios 1712 Vapor Revolução Industrial Aproximadamente ac 13,7 bilhões de anos atrás

5 Biomassa é a matéria orgânica (origem animal ou vegetal) que pode ser utilizada como fonte de energia. Bioenergia é a energia obtida a partir da matéria orgânica, ou seja, a bioenergia é o resultado da conversão da radiação solar em energia química, realizada pela biomassa vegetal no seu processo de fotossíntese.

6 Fonte: BEN (MME, 2010)

7 1- Síntese Fischer-Tropsch: combustíveis líquidos de biomassa energética

8

9 CRAQUEAMENTO, ESTERIFICAÇÃO OU TRANSESTERIFICAÇÃO

10 5 - PIRÓLISE: Rendimentos (% b.s.) Fonte: WRE, 4(1) 2001 Líquido (%) Sólido (%) Gás (%) Pirólise Rápida Temperatura moderada, curto tempo de residência dos vapores Carbonização Baixa temperatura, tempo de residência longo Gaseificação Alta temperatura, tempo de residência longo

11 MUFLA ELETRÔNICA COM DISPOSITIVO PARA PIRÓLISE 450 C 5 C/min.

12 PIRÓLISE: FRACIONAMENTO BIOÓLEO: Licor pirolenhoso Fração leve Fração densa

13 6 - CARBONIZAÇÃO: PROCESSO BRASIL

14 Movimentação nas UPCs Facilidade de penetração em fornos grandes. Capacidade de receber diversos acessórios.

15 7 - COMBUSTÃO: ETAPAS DO PROCESSO FONTE: Nogueira & Lora, 2003

16 Fração mineral não combustível da BIOMASSA. REAÇÃO DE COMBUSTÃO EM BIOMASSA BIOMASSA + AR = CO 2 + SO 2 + H 2 O + Produtos da oxidação completa. Porcentagem de SO 2 é desprezível. N 2 + O 2 + Ar em excesso e eventualmente a umidade do combustível e do ar. CO + H 2 + CH 2 + fuligem + Produtos gasosos e sólidos de combustão incompleta. cinzas

17 8 - GASEIFICADOR IPT

18 INICIO DA GASEIFICAÇÃO PARA WOODMOBILE

19 VEÍCULO A GÁS DE BIOMASSA

20 GASEIFICAÇÃO VEICULAR MÓVEL PESQUISA RECENTE NA SUÉCIA

21

22 50KG BIOMASSA PARA 100KM

23 WOODMOBILE, VOLVO - SUÉCIA

24

25 QUEIMA DO GÁS DE MADEIRA

26 8 - ADENSAMENTO PELLETS BRIQUETES BRIPELLETES CHIPPELLETS

27

28 9 - BIORREFINÁRIA

29 Potencial econômico das cadeias de valor dos produtos da biorrefinaria

30 BALANÇO DE CARBONO EM FLORESTA ENERGÉTICA: EXEMPLO Crescimento da Biomassa Ano de Crescimento 7 Colheita da biomassa Dados da Colheita 1 ton de madeira seca colhida Biomassa em Crescimento 3,00 tons de madeira seca 2,99 tons de raízes secas 0,48 tons de galhos secos 0,33 tons de folhas secas Biomassa para decomposição natural 0,41 tons de folhas e galhos no 7 th year Goulart, 2011 PLANTAR/MG

31

32 PROPRIEDADES PARA QUALIDADE ENERGÉTICA DIVERSIDADE DE ESPÉCIES UMIDADE DURABILIDADE DA BIOMASSA (ESTOQUE)... SAZONALIDADE PREPARO DESEMPENHO DISTINTO NOS PROCESSOS DE CONVERSÃO COMPOSIÇÃO QUÍMICA PODER CALORÍFICO INFLAMABILIDADE EMISSÕES ATMOSFÉRICA RÉSIDUOS MINERAIS (CINZAS)

33 Lodo ETE VARIÁVEL 45,39 4,47 50,14 5,81 BIOMASSA COMPOSIÇÃO ELEMENTAR (%) COMPOSIÇÃO (%) PCI ARACTERIZAÇÃO BIOMASSA ENERGÉTICA (LEB/UFPR) TIPO C H O N S Carb. FIXO Cinza KJ/Kg Bracatinga 47,25 6,49 44,99 1,23 0,051 78,96 20,15 0,891 18,32 Eucaliptos 48,78 6,12 44,69 0,39 0,021 81,44 18,27 0,297 19,49 PINUS 49,01 5,82 45,08 0,06 0,032 81,93 17,74 0,334 20,04 Galho cajueiro 47,32 5,91 46,17 0,39 0,21 77,36 20,69 1,85 17,33 Bagaço Cana 48,19 6,78 44,59 0,42 0,022 73,98 14,99 Voláteis 3,5-11,3 17,63 Casca coco 52,05 5,24 39,75 2,83 0,132 72,59 18,87 8,54 17,96 Casca arroz 48,33 5,29 45,8 0,54 0,124 67,44 16,76 7,1-15,8 16,43 Sabugo milho 46,85 5,23 47,33 0,49 0,013 80,06 18,51 1,43 18,63 Resíd. Cereais 47,88 5,57 45,7 0,55 0,032 74,33 18,23 7,44 18,48

34 PANORAMA ENERGÉTICO NO BRASIL E NO MUNDO

35 Fonte: International Energy Agency (IEA), 2013

36 Fonte: BEN 2012, ano base 2011

37 Fonte: MME-BEN, 2011

38 Fonte: EPE-BEN-2012 BRASIL

39

40 Fonte: EPE-BEN-2012

41 EVOLUÇÃO DA CAPACIDADE INSTALADA POR FONTE DE GERAÇÃO E.E. FONTE 2010 (%) 2015 (%) 2020 (%) BIOMASSA 4,1 (4,496MW) 5,2 (7,353MW) 5,4 (9,163MW) EÓLICA 0,8 5,0 6,7 PCH 3,5 3,5 3,8 HIDRÁULICA PADRÃO 75,7 66,8 67,3 PETROLEO 3,6 7,0 5,8 GÁS NATURAL 8,4 8,3 6,8 OUTRAS 3,9 9, MW ENERGIA ELÉTRICA per capita 2,4MW/HAB ,5MW/HAB. FONTE: EPE: PLANO DECENAL DE EXPANSÃO DE ENERGIA 2020

42 PAISES MAIORES PRODUTORES DE BIOMASSA - ENERGIA PAISES % DO USO MUNDIAL BIOENERGIA 1. BRASIL EUA 9 2. ALEMANHA PAISES 65 (APROXIMADAMENTE 10% MEG)

43 CONSIDERAÇÕES HÁBITOS E COSTUMES CONSERVAÇÃO DE ENERGIA ENERGIA LIMPA???

44 CONSIDERAÇÕES FINAIS PARADÍGMA DA SOCIEDADE DA BIOMASSA

45 RECEITA DOS BIOs MELHOR SERVIÇO AMBIENTAL: MANTER AS RESERVAS FÓSSEIS?

46 MUITO OBRIGADO

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