Mestrado em Energia e Bioenergia BALANÇO ENERGÉTICO DA UTILIZAÇÃO DE MISCANTHUS NA PRODUÇÃO DE ENERGIA EM PORTUGAL

Transcrição

1 Mestrado em Energia e Bioenergia BALANÇO ENERGÉTICO DA UTILIZAÇÃO DE MISCANTHUS NA PRODUÇÃO DE ENERGIA EM PORTUGAL Paulo Cipriano Orientação: Professora Doutora Ana Luísa Fernando

2 Objectivo Verificar se a energia potencial produzida a partir do Miscanthus, é superior aos gastos energéticos decorrentes da sua produção, transporte e processamento 2

3 Enquadramento Miscanthus x giganteus - Originário do sudoeste asiático - Planta lenhosa perene - De longa duração (10 a 15 anos) - Elevada eficiência no uso de água - Elevada Produtividade - Reduzida susceptibilidade a pragas e infestações - Cultura não alimentar - Capacidade calorífica elevada 3

4 Enquadramento Enshede, Holanda 14.6 t.ha -1 Dublin, Irlanda 10.9 t.ha -1 Ely, Reino Unido 13.9 t.ha -1 Harpenden, Reino Unido 11.6 t.ha -1 Essex, Reino Unido 16.6 t.ha -1 Veitshoecheim, Alemanha 9.0 t.ha -1 Braunshweig, Alemanha 22.0 t.ha -1 Modave, Bélgica 15.6 t.ha -1 Compostela, Espanha 22.5 t.ha -1 Caparica, Portugal 24.5 t.ha -1 Catania, Itália 26.8 t.ha -1 Roma, Itália 17.4 t.ha -1 Atenas, Grécia 26.3 t.ha -1 4

5 Enquadramento Energia Leito para animais Painéis interiores das portas dos automóveis Papel Biopots Cobertura de telhados Painéis de fibra de média densidade Composto 5

6 Enquadramento Humidade (%) 34 ± 14 Cinzas (% ms) 3,4 ± 1,0 Azoto (% ms) 0,13 ± 0,07 Fósforo (% ms) 0,12 ± 0,09 Poder calórico (GJ.t -1 ) 18 Fibra bruta (%) 50 Composição média da Biomassa de Miscanthus, colhida em Dezembro, em Portugal 6

7 Enquadramento Combustão de biomassa herbácea Sistemas de combustão lenhosa 7

8 Cenários Cenário 1 Cenário 2 8

9 Cenário 3 Cenários Cenário 4 9

10 Metodologia Energia produzida = Produtividade x Calor de Combustão Balanço Energético = = Energia Potencial Produzida - Consumo Energético. Consumo energético: - Gastos energéticos utilizados na produção das plântulas - Fertilizantes e Pesticidas - Utilização de maquinaria no cultivo do Miscanthus - Armazenamento, transporte e processamento de biomassa 10

11 [GJ/ha em 15 anos] Resultados: Consumos Energéticos Conversão energética Transporte Rega Máquina de colheita e pelletização Pelletização Maquina de Colheita Trabalho Mecânico Cenário 1 Cenário 2 Cenário 3 Cenário 4 Cenários Plântulas K-Fertilizantes P-Fertilizantes N-Fertilizantes 11

12 Resultados: Eficiência Energética 12

13 Resultados: Análise de sensibilidade Variável: N - Fertilizante O aumento da fertilização origina o aumento da produtividade 13

14 Resultados: Análise de sensibilidade Variável: Rega Não regar significa uma perda de produtividade 14

15 Resultados: Análise de sensibilidade Variável: Produtividade A produção pode cair devido ao aparecimento de pragas e doenças ou aumentar devido a melhoramentos a nível da espécie 15

16 Resultados: Análise de sensibilidade Variável: Data da colheita A colheita em Janeiro tem menos humidade mas a produção também diminui 16

17 Resultados: Análise de sensibilidade Variável: Distância 17

18 Resultados: Análise de sensibilidade Variável: Rendimento Térmico 18

19 Resultados: Análise de sensibilidade Rendimento Central Distância encurtada 20 Actual kgn/ha Sem rega Colheita Janeiro Aumento 20% Produção 19

20 Conclusões Em todos os cenários se verifica que as eficiências são superiores à unidade (1); Cenário mais vantajoso (balanço energético): Utilização da biomassa num sistema doméstico de combustão de pelletes, cuja produção é feita numa unidade de pelletização na fronteira do campo. Cenário mais vantajoso (eficiência energética): Central Termoeléctrica de grande dimensão. Central de grandes dimensões mais eficiente Central de pequenas dimensões. Produzir pelletes numa unidade separada na fronteira da exploração agrícola mais eficiente Máquina que ceifa, estilha e pelletiza. mais eficiente 20

21 Conclusões Não regar a partir do 3º ano é o factor que mais contribui para a melhoria da eficiência dos sistemas Colher em Janeiro é o factor que mais contribui para a diminuição da eficiência dos sistemas É importante avaliar a eficiência energética da utilização do Miscanthus para a Bioenergia havendo, no entanto, outros aspectos a considerar caso se queira perceber a sustentabilidade desta fileira energética: Impacto a nível dos recursos hídricos Biodiversidade Paisagem 21

22 Questões? Questões? Obrigado a todos pela vossa atenção! 22