MERCADO DE BIOMASSA COMERCIALIZAÇÃO E TRANSPORTE. Eng. MSc. VINICIUS CASSELLI

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1 MERCADO DE BIOMASSA COMERCIALIZAÇÃO E TRANSPORTE Eng. MSc. VINICIUS CASSELLI

2 BIOMASSA BIOMASSA e todo recurso renova vel originado de mate ria orga nica (de origem "animal" ou vegetal) que pode ser utilizada na produc a o de ENERGIA. VEGETAIS LENHOSOS Madeiras Eucaliptus FONTES DE BIOMASSA VEGETAIS NÃO LENHOSOS Sacarídeos Celulósicos Cana de Açucar Capim Elefante RESÍDUOS ORGÂNICOS Agrícolas Urbanos Industriais Resíduos de Colheita Podas Vegetais, Lixo Doméstico Resíduos, Embalagens

3 TRANSFORMAÇÃO Combustão Direta: A combusta o direta ocorre essencialmente em fornos e caldeiras (gerac a o de vapor). Embora muito pra tico e, a s vezes, conveniente, o processo de combusta o direta e normalmente muito ineficiente. Outro problema da combusta o direta e a alta umidade (20% ou mais no caso da lenha) e a baixa densidade energe tica do combusti vel (lenha, palha, resi duos etc.), o que dificulta o seu armazenamento e transporte. Pirólise: Ou carbonizac a o e o mais simples e mais antigo processo de conversa o de um combusti vel em outro de melhor qualidade e conteu do energe tico (carva o, essencialmente). O processo consiste em aquecer o material original ate que o material vola til seja retirado (entre 300 e 500 C). Nos processos de piro lise ra pida, sob temperaturas entre 800 C e 900 C, cerca de 60% do material se transforma num ga s rico em hidroge nio e mono xido de carbono (apenas 10% de carva o so lido). Digestão Anaeróbica: O processo consiste na decomposic a o do material, na ausência de ar, pela ac a o de bacte rias (microrganismos acidoge nicos e metanoge nicos). Em termos energe ticos, o produto final e o bioga s, composto essencialmente por metano (50% a 75%) e dio xido de carbono. Gaseificação: e um processo de conversa o de combusti veis so lidos em gasosos, por meio de reac o es termoqui micas.

4 TRANSFORMAÇÃO Cogeração: O processo de cogeração é a geração simultânea de energia térmica e mecânica, a partir de uma mesma fonte primária de energia. As formas de energia útil mais frequente são a energia mecânica (movimentar máquinas, equipamentos e turbinas de geração de energia elétrica) e a térmica (geração de vapor, frio ou calor). Ciclo Combinado: É a utilização de turbinas a gás e a vapor associadas em uma única planta, ambas gerando energia elétrica a partir da queima do mesmo combustível (Biomassa). Para isto, o calor existente nos gases de exaustão das turbinas a gás é recuperado, produzindo o vapor necessário ao acionamento da turbina a vapor. As Plantas de cogeração podem produzir energia através da gaseificação da Biomassa, combinando ciclos de turbina a gás e gerador de vapor.

5 PODER CALORÍFICO Poder Calorífico Superior: P.C.S. é dado pela soma da energia liberada na forma de calor e a energia gasta na vaporização da água que se forma numa reação de oxidação. Poder Calorífico Inferior: O P.C.I. é dado apenas pela primeira fase, isto é, a energia liberada na forma de calor. Poder Calorífico é a quantidade de energia por unidade de massa. KCal/Kg

6 DENSIDADE A densidade básica da madeira está diretamente relacionada com a produção de energia, ou seja, quanto maior a densidade, maior a quantidade de energia estocada por metro cúbico. Tora de E. Urograndis Comprimento: 100 cm Diâmetro: 20 cm Tora de E. Citriodora Comprimento: 100 cm Diâmetro: 20 cm PCS E. Urograndis Kcal/Kg E. Citriodora Kcal/kg Densidade (base seca) 520 Kg/m3 700 Kg/m3 Poder Calorífico da Biomassa é expresso em Kcal/Kg, logo, sua comercialização deve ser realizada em R$/Kg

7 BIOMASSA DEDICADA É a biomassa produzida à partir de culturas cultivadas com finalidade exclusiva para a produção de energia, visando maior quantidade de Matéria Seca por ha/ano. Na impossibilidade de armazenar vento, podemos armazenar a energia solar na forma de Biomassa através da fotossíntese. Exemplos de Biomassa Dedicada: - Sorgo Biomassa - Capim Elefante - Bambu - Florestas Energéticas - Reflorestamento Convencional

8 BIOMASSA SORGO BIOMASSA (EMBRAPA): Podendo produzir em torno de 50 ton de M.S. por ha/ano. Maior porcentagem de Matéria Seca em períodos mais secos (Abril a Junho). Plantio e Colheita mecanizada Plantio em áreas de reforma. Poder calorífico em torno de kcal/kg. (base seca) Baixa Densidade Umidade na conheita em trono de 50 %, equivalente ao bagaço de cana de açúcar.

9 BIOMASSA CAPIM ELEFANTE: Produção em torno de 40 ton de M.S. por ha/ano. Podendo realizar dois cortes por ano Plantio e Colheita Mecanizada Poder Calorífico em torno de Kcal/Kg (base seca) Umidade na conheita em torno de 50 %, equivalente ao bagaço de cana de açúcar. Umidade na colheita em torno de 80% Baixa Densidade Necessidade de Secagem a campo

10 BIOMASSA BAMBU: Rápido crescimento, perene, facilidade de estabelecimento, manutenção Rusticidade Poder Calorífico: Kcal/Kg Crescimento: 22 ton. De M.S. ha/ano Colheita: Dificuldade em realizar a colheita mecanizada. Dificuldade de colheita

11 Floresta Energética x Reflorestamento Convencional Plantio Adensado de Eucaliptus: Plantio de mais árvores por metro quadrado, visando um aumento na produção de madeira nos primeiros anos de crescimento. Abate entre 24 e 36 meses, com dois ciclos de rebrota, abatidos aos 36 meses cada ciclo. Espaçamentos Utilizados: 3,00m x 0,5m: árvores/ha Linha Simples 3,00m x 1,00m: árvores/ha Linha Simples 3,00 x 1,00 x 1,00: árvores/ha - Linha Dupla 3,00 x 1,00 x 0,50: árvores/ha Linha Dupla Plantio Convencional de Eucaliptus: Plantio visando a produção de fibra para indústria de celulose, construção, produção de chapas, embalagens, energia (carvão vegetal), entre outras aplicações. Espaçamentos Utilizados: 3,00m x 2,00m: árvores/ha Linha Simples 3,00m x 2,50m: árvores/ha Linha Simples 4,00m x 2,00m: árvores/ha Linha Simples

12 PLANTIO ADENSADO DE EUCALIPTOS Plantio com espaçamento 3,00m x 0,50m Colheita mecanizada Processamento integral das árvores, deixando muito pouco resíduo no campo Concentração de cloro em partes jovens (folhas e ponteiras) Baixo índice de rebrota Desgaste excessivo de ferramentas de corte Dificuldade em colher rebrotas Maior índice de casca nas rebrotas Restrição da colheita mecanizada em áreas inclinadas

13 PLANTIO ADENSADO DE EUCALIPTOS Rebrotas após o corte - Grande Número de hastes - Vai haver condução? - Como colher? - Como estimar a produção? - E o corte seguinte? Cepa destruída Não produzirá rebrotas Sequência de 7 cepas sem rebrota

14 PLANTIO CONVENCIONAL DE EUCALIPTOS Sistema Full Tree Corte e remoção das árvores inteiras para a beira do talhão Aproveitamento máximo da Biomassa Poucos resíduos a campo Mecanizção em áreas inclinadas Sistema Cut to Length Corte das árvores e remoção das toras apenas Permanência de resíduos a campo Mecanizção em áreas inclinadas

15 PLANTIO CONVENCIONAL DE EUCALIPTOS Picagem de árvores inteiras Aumento do Volume Distâncias Curtas Impossibilidade de Picagem no local de consumo Consumo Rápido do cavaco Umidade Elevada Picagem de ponteiras Redução do Volume Facilidade no transporte

16 TRANSPORTE Ponteiras e Galhadas Ponteiras Cavacos Fardo de Ponteiras Toras Aumento da Densidade Redução da Densidade

17 DENSIDADE Casca: 8% Folhas 5% Baixa Densidade de Transporte Distribuição do volume de biomassa nas diferentes partes em uma árvore. (Eucalyptus camadulensis) Galhos 14% Baixa Densidade de Transporte Tronco 56% Alta Densidade de Transporte Raízes 17% Baixa Densidade de Transporte

18 TRANSPORTE Picagem de materiais volumosos para aumento Na densidade de transporte Transporte de Toras para armazenamento e posterior processamento

19 BIOMASSA RESIDUAL BIOMASSA RESIDUAL (CAMPO): É a Biomassa originada por uma atividade principal que gera resíduos em seu processo. Exemplos de Biomassa Residual: - Palha da Cana de Açúcar - Resíduos de Colheita Florestal - Erradicação ou Reforma de Culturas (Pés de Laranja) - Destoca de Reflorestamento BIOMASSA RESIDUAL (INDÚSTRIA): Biomassa gerada em processos de beneficiamento/transformação. Exemplos: - Bagaço de Cana de Açúcar - Beneficiamento de sementes (casca de arroz, café, amendoim) RESÍDUOS INDUSTRIAIS E DOMÉSTICOS: - Podas Vegetais (PNRS) - Madeira de Descarte (embalagens) - * Madeiras com tratamento - Resíduos Domésticos

20 BIOMASSA DE TOCOS E RAÍZES

21 BIOMASSA DE TOCOS E RAÍZES

22 VALOR DA BIOMASSA No processamento de Biomassa dedicada, existe o controle sobre a matéria prima. Todo o custo de implantação, condução, colheita, processamento e transporte é conhecido. No caso de Biomassa residual, deve-se tomar muito cuidado, pois a atividade é mais uma prestação de serviços do que uma comercialização de Biomassa. Exemplo: Biomassa de Tocos de Eucalipto COBRAR PELA EXTRAÇÃO OU RECEBER OS TOCOS DE GRAÇA? EXTRAÇÃO DOS TOCOS BALDEIO PRÉ TRITURAÇÃO PENEIRAMENTO TRITURAÇÃO TRANSPORTE VALOR DA BIOMASSA (em função de seu P.C. e Um.) R$?????????

23 PNRS (Política Nacional de Resíduos Sólidos)» Fechamento de lixo es: ate 2014 na o devem mais existir lixo es a ce u aberto no Brasil. No lugar deles, devem ser criados aterros sanita rios. Os aterros sa o impermeabilizados e seu solo e preparado para evitar a contaminac a o de lenc o is frea ticos.» So rejeitos podera o ser encaminhados aos aterros sanita rios: os rejeitos sa o o material restante apo s esgotadas todas as possibilidades de reuso e reciclagem do resi duo so lido. (fração orgânica e não orgânica).» Elaborac a o de planos de resi duos so lidos nos munici pios: os planos municipais sera o elaborados para ajudar prefeitos e cidada os a descartar seu lixo da maneira correta. Geração de RSU - Brasil

24 Participação dos Materiais GRAVIMETRIA no Total - RSU de RSU Coletado no Brasil Tabela Participação dos Materiais no Total de RSU Coletado no Brasil Material Participação (%) Quantidade (t/ano) Metais 2, Papel, Papelão e TetraPak 13, Plástico 13, Vidro 2, Matéria Orgânica 51, Outros 16, TOTAL 100, Fonte: Umidade: Pesquisa 80 ABRELPE 85% 2011 e Plano Nacional de Resíduos Umidade: Sólidos - Versão 30 pós 35% Audiências e Consulta Pública par Conselhos Poder Calorífico: Nacionais (Fevereiro/2012) Kcal/Kg Poder Calorífico: Kcal/Kg Tratamento de Resíduos Destinação final dos RSU Coletados no Brasil Custo de Aterros Sanitários Gate Fee Plantas de Tratamento Destinação Final em 2011 Destinação Final em 2010 Biomassa de RSU Qunato maior o Gate Fee, maior será o crédito no combustível

25 OBRIGADO