MSc. Felipe Augusto Pereira Dias Gás e Energia Petrobras. Prof. Dr. Sérgio Machado Corrêa Faculdade de Tecnologia da UERJ

Transcrição

1 Avaliação técnico-econômica da implementação de um sistema de cultivo de microalgas na usina termelétrica Barbosa Lima Sobrinho com vista à biofixação de CO 2 MSc. Felipe Augusto Pereira Dias Gás e Energia Petrobras Prof. Dr. Sérgio Machado Corrêa Faculdade de Tecnologia da UERJ Dr a. Claudia Maria Luz Lapa Teixeira Instituto Nacional de Tecnologia - INT 20/05/2011

2 Minha missão... Minha missão neste mundo é o crescimento contínuo como pessoa e espírito, através da busca do autoconhecimento e do estudo das coisas de Deus e do mundo que ele criou, sempre preservando minha integridade física, mental, espiritual e de caráter. Também pretendo ser o melhor profissional de química do país, além de fazer a diferença, de maneira positiva, na vida das pessoas ao meu redor.

3 OBJETIVO O estudo teve como finalidade levantar dados para uma avaliação das alternativas tecnológicas (cultivos de microalgas e reflorestamento) para a biofixação de CO 2 da atmosfera próxima à usina termelétrica; tendo sido utilizada como referência a Usina Barbosa Lima Sobrinho

4 INTRODUÇÃO X Aumento dos gases do efeito estufa na atmosfera e mudanças acentuadas no clima do planeta Modificação no perfil da matriz energética brasileira e crescimento econômico do país

5 INTRODUÇÃO Capacidade Instalada de Geração elétrica no Brasil (reproduzido de EPE, 2010)

6 INTRODUÇÃO Matéria do jornal Valor Econômico (12/10/2009)

7 UTE-BLS Seropédica, RJ (385,9 MW) Em 2008: t de CO 2 eq para uma produção líquida de ,41 MWh

8 O QUE FAZER? DESENVOLVIMENTO X MEIO AMBENTE ENCONTRAR SOLUÇÕES

9 Reflorestamento

10 Microalgas

11 OU

12 METODOLOGIA

13 METODOLOGIA Escolha do terreno para implementar uma cultura de microalgas na UTE-BLS

14 Espécie de microalga para cultivo Chlorella sp. Grande disponibilidade de informações técnicas sobre esta espécie de microalga; A Chlorella sp. sobrevive em água doce, fato importante pois a água a ser empregada no cultivo das microalgas seria originária do Rio Guandu; Chlorella sp. possui taxa de crescimento apreciável e um elevado conteúdo lipídico; Gênero bastante promissor para a produção de compostos de alto valor comercial, como fármacos e nutracêuticos.

15 Fornecimento de carbono CO 2 do ar atmosférico do entorno da UTE-BLS (sem injeção) Fornecimento de nitrogênio N (g/l)??? 250 L/h

16 Premissas do projeto Taxa de crescimento microalgas = 15 g/m 2 /dia (adaptado de VASWANI, 2010) Concentração lipídica nas microalgas = 28,8% (PHUKAN et al, 2011) Concentração de microalgas na cultura = 0,875 g/l (VASWANI, 2010) Tipo de cultura = Tanques abertos Condições de operação da unidade = 24 horas por dia, 365 dias ao ano (visão otimista de operação). Água de reposição = Estação de tratamento de água da UTE-BLS

17 Premissas do projeto Taxa de perda de água por evaporação = 11,5 kg/m 2 /dia (WALSSMENT e GOEBEL, 1987) Taxa de precipitação média diária = 3,4 kg/m 2 /dia Fonte de nitrogênio = Sal de amônio Composição química da Chlorella sp. = C 8,25 H 14,79 NO 5,02 (PHUKAN et al, 2011) Operação do sistema por 3 operadores em turnos de 8 horas. Foi considerada a presença de um técnico químico para fazer o controle de processo durante um turno de 8 horas.

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19 Condições de contorno Base de dados econômicos utilizado no projeto Condição de contorno Referência Observação Tempo de vida econômica do projeto 10 anos Taxa de câmbio R$ 1,664 / US$ Valor do cambio em 01/01/2011 (VALOR ONLINE, 2011) Taxa mínima requerida 11,75 % Rendimento médio da renda fixa (VALOR ONLINE, 2011) Imposto de renda / Contribuição Social sobre o Lucro Líquido Capacidade instalada 34% 6,08 t/mês de biomassa desidratada Nível de utilização (%) 100% 10 anos (Máquinas e Depreciação Preço do sal de amônio Preço da água de serviço Preço da energia elétrica Capital de giro Inflação equipamentos) 25 anos (Edificações) Segundo o memorial de cálculo (apêndice) Depreciação autorizada pela Receita Federal R$ 0,5/kg Preço em US$ convertido em R$ (VASWANI, 2010) R$ 1,33 / m 3 Preço em US$ convertido em R$ R$ 159,67 / MWh 15 % invest. Fixo 5% ao ano (PETERS; TIMMERHAUS, 1991) Obtido junto à equipe técnica da UTE-BLS Foi elaborada uma planilha contendo os principais custos fixos e variáveis associados ao processo.

20 RESULTADOS

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22 Corrente ,7 kg/h) Componente Alga (biomassa seca) Água (contida no interior das algas) Vazão (kg/h) 64,2 241,5 A unidade teria condição de fornecer até 18,5 kg/h (162,1 t/ano) de lipídeos para a produção de biodiesel.

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25 Indicadores econômicos do projeto

26 Microalgas x Reflorestamento

27 CONCLUSÕES Os resultados obtidos através da modelagem do processo permitiram afirmar que a aplicação da tecnologia de cultivo de microalgas na usina é promissora do ponto de vista econômica, pois haverá retorno financeiro caso existam compradores para a biomassa de microalgas produzida; Com a taxa calculada de retirada de carbono da atmosfera seriam necessários 163,1 anos para que o sistema de cultivo de microalgas conseguisse biofixar todo o carbono emitido, na forma de CO 2, pela UTE-BLS no ano de 2008;

28 CONCLUSÕES Seria possível produzir até 184,1 m 3 de biodiesel por ano. Este montante é irrelevante em comparação com o volume de biodiesel produzido anualmente por grandes empresas do ramo de biocombustíveis. Somente no ano de 2009 a Petrobras Biocombustíveis produziu um total de 325,8 mil m 3 de biodiesel; Projeto interessante frente ao reflorestamento; Melhoria da imagem da empresa junto à sociedade.

29 Algumas oportunidades de melhoria do sistema A injeção direta de uma pequena parcela dos gases de exaustão da chaminé; Emprego de mão-de-obra não especializada; Utilização do efluente tratado de áreas do entorno da UTE.

30 OBRIGADO! Tel.: (21) Celular: (21)