BioCH4. Seminário Técnico
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- Inês Brezinski Monteiro
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1 BioCH4. Seminário Técnico Isabel Cabrita, Luís Silva, Isabel Paula M arques Santino Di Berardino & Francisco Gírio LNEG, Alfragide, 2 de julho 2015
2 POTENCIAL DE PRODUÇÃO NACIONAL EM BIOMETANO áreas tradicionais como fonte de recursos biomássicos produção de biogás Setor agropecuário Indústria agroalimentar Resíduos sólidos urbanos (RSU) ETAR s municipais Soluções coletivas
3 Processos de conversão/tecnologia Digestão anaeróbia MO Bactérias Archaea Hidrólise Acidogénese Acetogénese Metanogénese Biogás CH 4 + CO 2 Liquído Sólido Gaseificação MO biomassa - Gaseificador - secagem, pirólise redução, oxidação Gás de síntese H 2, CO CO 2, CH 4
4 Composição dos gases combustíveis obtidos a partir de biomassa Gases constituintes Biogás Syngas Gás Símbolo (% volúmica) Metano CH Dióxido de carbono CO Vapor de água H 2 O 1-2 Monóxido de carbono CO 0-0, Azoto N Hidrogénio H Sulfídrico H 2 S 0,1-0,5 0 Oxigénio O 2 vestígios
5 Fontes de biomassa/efluentes Digestão anaeróbia efluentes orgânicos líquidos agropecuário, indústrial e municipal Gaseificação Materiais celulósicos / lenho celulósicos com baixo teor de humidade (< 70%) (são de difícil e longa decomposição por via biológica)
6 Considerandos: Digestão anaeróbia biogás quantidades geradas - efluentes e resíduos orgânicos setores de produção processo tecnológico volume estimado. valorizado por via bio/termoquímica fatores de conversão - tipo de matéria prima [literatura, investigação INETI/LNEG] águas residuais tratadas ETAR lamas DA Gaseificação gás de síntese tipos de gaseificadores [informação estatística 2012, know-how em leito fluidizado INETI/LNEG] Processo de Gaseificação Volume de gás produzido (m 3 /kg de biomassa sólida) com Ar 1,8-2,5 com Oxigénio 0,75-0,9
7 Considerando: gás/ch 4 (% v/v) Digestão anaeróbia - biogás - 65% valor médio 50% (gás de aterro) BIOMETANO Gaseificação - gás de síntese - 10% (5-20% v/v são vulgares) 95% CH4
8 Considerando: CH 4 (% v/v) Gaseificação gás de síntese Metanação: enriquecimento do gás de síntese em metano Processo catalítico presença de catalisadores (usualmente à base de níquel ), temperatura na ordem de C CO + 3H 2 CH 4 + H 2 O 2CO CO 2 + C 2CO + 2H 2 CH 4 + CO 2 CO 2 + 4H 2 CH 4 + 2H 2 O produção de biometano = mínimo de 95% CH4
9 Considerando: CH4 (% v/v) [88-95% CH 4 ] Digestão anaeróbia biogás/biometano 65% valor médio 50% (gás de aterro) BIOMETANO Gaseificação gás de síntese 10% (5-20% v/v são vulgares) metanação: 95% CH4 95% CH4
10 Valorização do biogás para biometano limpeza de gases com água (WATS) adsorção com variação de pressão (PSA) lavagem química (CHEMS) lavagem física (PHYS) separação por membranas (MEMS) mais usado > 40% conjunto = 25% 4% instalações existentes na Europa
11 Produção anual em biometano biogás (digestão anaeróbia) + gás de síntese (gaseificação, sem metanação) 900 Mm 3 /ano (*1) Madeira e cortiça, Madeira RSU, Madeiras de Operadores de Gestão de Resíduos, Madeiras de construção Com o e apoio de demolição; do (*2) Triagem de papel e cartão; (*3) inclui: Tecidos vegetais, resíduos silvícolas e cascas rijas LNEG de frutos Alfragide, 2 Julho 2015
12 Produção anual em biometano biogás (digestão anaeróbia) + gás de síntese (gaseificação, com metanação) 1700 Mm3/ano 1º (*1) Madeira e cortiça, Madeira RSU, Madeiras de OGR, Madeiras de construção e de demolição; (*2) Triagem de papel e cartão; (*3) inclui: Tecidos vegetais, resíduos silvícolas e cascas rijas de frutos 2º
13 Tecnologia: substratos adequados a cada uma das tecnologias são na sua totalidade convertidos pelas mesmas Digestão anaeróbia biogás substratos aquosos + lamas de ETAR Gaseificação gás de síntese resíduos de baixo teor em humidade materiais celulósicos e lenho-celulósicos
14 Tecnologia Digestão anaeróbia biogás/biometano 56% Municipal 805 milhões m 3
15 Tecnologia Gaseificação gás de síntese/biometano 97 Mm 3 /ano (*1) Madeira e cortiça, Madeira RSU, Madeiras de OGR, Madeiras de construção e de demolição 917 Mm 3 /ano metanação
16 Matéria biomássica Efluentes áreas de atividade setor municipal Digestão anaeróbia Biogás (65% CH4) [Mm 3 /ano] Biometano [Mm 3 /ano] RSU 601,5 411,6 (fração orgânica) Águas residuais 62,3 42,7 (lamas biológicas) Total 663,9 454,2
17 Matéria biomássica áreas de atividade setor agropecuário Efluentes Biogás (65% CH4) [Mm 3 /ano] Biometano [Mm 3 /ano] (66%) Bovinos 249,2 170,5 Suínos 40,7 27,8 33% Aves 85,5 58,5 Ovinos/caprinos 1,4 1,0 Total 376,8 257,8
18 Matéria biomássica áreas de atividade setor alimentar 56% 805 milhões m 3
19 Matéria biomássica áreas de atividade setor alimentar Efluentes Biogás (65% CH4) [Mm 3 ano -1 ] Biometano [Mm 3 ano -1 ] Subproduto animal 91,1 62,3 Matadouros 5,0 3,4 85% Leite 3,0 2,0 Queijo 21,1 14,4 Fermentos/leveduras 8,8 6,0 Produção de azeite 1,9 1,3 Cerveja 3,7 2,5 Vinho 1,4 1,0 Total 136,0 93,0
20 Matéria biomássica áreas de atividade Materiais lenhocelulósicos Resíduos Gás de síntese [Mm 3 ano -1 ] setor Com materiais o apoio do heterogéneos Biometano [Mm 3 ano -1 ] volumes mínimos (sem metanação) volumes máximos (com metanação -95% CH4) Madeira e cortiça 75,17 714,12 Madeira RSU 7,54 71,62 Madeiras OGR 0,81 94% 7,67 Mad. construção e demolição 7,59 72,09 Triagem papel e cartão 1,43 13,62 Outros (tecidos vegetais, cascas rijas e resíduos silvícolas 3,98 37,78 Total 96,52 916,90 BioCH4 LNEG Seminário Alfragide, Técnico 2 Julho 2015
![Conclusão I: tecnologias Biometano/ano - Total [biogás - digestão anaeróbia + gás de síntese - gaseificação] G m 3 /ano (sem metanação) G m 3 /ano (com metanação) 0,902 1,722 Biometano Digestão](/docs-images/76/73983251/images/21-3.jpg "anaeróbia G m 3 /ano (sem metanação) 0,805 Biometano Gaseificação G m 3 /ano (sem metanação) G m 3 /ano (com metanação) 0,097 0,917 Produção na Europa em 2012 0,76 G m 3 /ano Projeção Com o para")
21 Conclusão I: tecnologias Biometano/ano - Total [biogás - digestão anaeróbia + gás de síntese - gaseificação] G m 3 /ano (sem metanação) G m 3 /ano (com metanação) 0,902 1,722 Biometano Digestão anaeróbia G m 3 /ano (sem metanação) 0,805 Biometano Gaseificação G m 3 /ano (sem metanação) G m 3 /ano (com metanação) 0,097 0,917 Produção na Europa em ,76 G m 3 /ano Projeção Com o para apoio do ,10 G m 3 /ano
22 Conclusão II: matérias-primas/sectores Produção de biometano (Mm3/ano) TOTAL Tecidos vegetais*3 Papel e cartão*2 Madeira*1 Ind. alimentar Tecidos vegetais*3 Papel e cartão*2 Madeira*1 Ind. alimentar Produção de biometano (Mm3/ano) - Gaseificação com metanação - TOTAL Agro-pecuária Ef. domésticos RSU Agro-pecuária Ef. domésticos RSU
23 Conclusão III: matérias-primas/setores outros tipos de recursos - não explorados evolução tecnológica e I&D desenvolvido potenciais fontes biomássicas adicionar aos atuais recursos Efluentes líquidos com carga orgânica - diferentes áreas de atividade Resíduos sólidos de proveniência florestal, agricultura, indústria Culturas dedicadas Digestão anaeróbia Gaseificação
24 BioCH4. Seminário Técnico Equipa LN EG Isabel Cabrita, Luís Silva, Isabel Paula M arques Santino Di Berardino & Francisco Gírio agradeço a atenção dispensada
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