APROVEITAMENTO ENERGÉTICO DO BIOGÁS

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1 APROVEITAMENTO ENERGÉTICO DO BIOGÁS A energia é de suma importância aos seres humanos e está intrinsecamente relacionada ao desenvolvimento econômico e social dos países. Ao longo dos anos, podese perceber a evolução das fontes predominantes de energia: em 1850, após a Revolução Industrial, a madeira era a maior fonte de energia utilizada pelos países. Já em 1900, com a evolução da mineração, o carvão passou a predominar e a impulsionar as recém industrializadas nações. Na década de 1950, o petróleo ganhou destaque, uma vez que o aumento na aquisição de veículos e o surgimento de companhias aéreas comerciais geraram novas necessidades por combustíveis para transporte. A energia hidrelétrica passou a ser utilizada e o gás natural, considerado praticamente sem valor há uma geração antes, ajudou a atender às necessidades industriais e de aquecimento das nações prósperas. Em 1960, vê-se a introdução da energia nuclear e o gás natural passou a alimentar geradores de energia. No início da década de 1970, a crise energética, provocada pela crise do petróleo, impactou as estruturas energéticas vigentes do mundo economicamente desenvolvido, sem a mesma relevância para todos. Para uns, era considerada uma crise conjuntural superável, com o tempo afetando os hábitos de gastos energéticos das sociedades de consumo; para outros, era a dúvida da disponibilidade de energia para o crescimento econômico. Desde então, a energia passou a ser vista como um bem escasso ou pelo menos não inesgotável, principalmente nos países de economia mais avançada, estimulando a investigação em torno das potencialidades da energia renovável. Os avanços tecnológicos ajudaram a fazer com que a produção e o uso de energia fossem mais limpos e mais eficientes. O uso de energias renováveis ganhou destaque, sendo dedicados recursos e meios de investigação para o desenvolvimento de sua utilização, como a expansão do uso de biocombustíveis, principalmente o etanol obtido da cana e do milho. O pesquisador inglês Robert Hefner III, na publicação A Era dos Gases, demonstra esta evolução da matriz energética mundial. Figura 1: Evolução histórica das fontes de energia no planeta (HEFNER, 2007).

2 Em suma, pode-se perceber que, no século XIX vivemos a era da energia oriunda da madeira (combustíveis sólidos curva marrom), que perdurou até meados do século XX. A curva verde apresenta os combustíveis de origem do petróleo (combustíveis líquidos) e que tiveram seu auge no final do século passado e que doravante tendem a ter aplicações mais nobres. A curva azul é a curva do metano (combustível gasoso), que estamos vivendo seu início neste século e que deve ser um combustível que fará a transição para o hidrogênio, o mais puro vetor de energia conhecido. A substituição das fontes não renováveis na oferta mundial de energia constitui um grande desafio para a sociedade ocasionando uma busca intensa por fontes energéticas de origem renovável. Isso não pode demorar a ocorrer, sob o risco de o mundo, entrar em colapso com o atual modelo de desenvolvimento, em que o petróleo, o carvão mineral e os recursos hídricos ainda têm uma importância vital. Outro desafio de igual importância é busca por soluções ambientalmente viáveis para se eliminar os resíduos produzidos pelas atividades humanas, sólidos ou líquidos, e que ainda não podem ser reciclados. Nestes cenários apresentados, podemos destacar a utilização de gases combustíveis de origem renovável ou não como fonte alternativa de energia, com o objetivo de se reduzir significativamente os resíduos gerados e a utilização de fontes energéticas convencionais com alto potencial de danos ambientais. A seguir destacamos os gases combustíveis, economicamente viáveis, cuja utilização reduz significativamente os danos ambientais: 1) O Gás Natural são gases de origem fóssil, obtidos através da exploração do petróleo; 2) O Biogás e Biometano são obtidos através da biodigestão de resíduos orgânicos; 3) Gás de Síntese (Syngas): obtido através dos processos de incineração ou gaseificação de resíduos/rejeitos. O aproveitamento energético (elétrico, térmico e veicular) destes compostos gasosos exige um alto padrão de qualidade, onde a retirada de todos os elementos considerados nocivos é compulsória e regulamentada por legislação específica. BIOGÁS Atualmente os centros de pesquisa para o aproveitamento energético de biomassas, têm voltado as suas atividades para descoberta de novas combinações de biomassas que proporcionem um aumento significativo na produção e na qualidade de biogás. Os resultados destas combinações são obtidos através das simulações de vários processos que promovam adequadamente a ação dos microrganismos envolvidos com a biodigestão. A produção de biogás, em maior ou menor quantidade, depende diretamente do tipo de biomassa a ser utilizada e de outros fatores associados, tais como: manejo da biomassa, processo/equipamento para biodigestão, temperatura, ph, relação Carbono/Nitrogênio, presença ou não de oxigênio, nível de umidade, quantidade de microrganismos por volume de biomassa, entre outros. Pode-se, resumidamente, dizer que a biodigestão anaeróbia de resíduos orgânicos é um processo bioquímico de utilização microbiana para racionar compostos complexos e produzir um gás combustível, denominado BIOGÁS, composto em maior proporção de metano (CH4) e dióxido de carbono (CO2).

3 LINHA DO TEMPO: UMA EMPRESA SEM HISTÓRIA MAIS DO QUE UMA EMPRESA SEM PASSADO É UMA EMPRESA SEM FUTURO CONSIDERAÇÕES GERAIS A ER-BR é uma empresa 100% brasileira, fundada em 2008 a partir do spin-off da divisão de energias renováveis da empresa GET Global Energy and Telecomunication Ltda (fundada em 1999), desta forma podemos afirmar que ela conta com mais de 17 anos de experiência no desenvolvimento de soluções para o aproveitamento energético (elétrico, térmico, veicular, químico) das mais variadas biomassas disponíveis geradas pelas atividades humanas. Foi a primeira empresa brasileira a industrializar e a fabricar em escala comercial grupos geradores de energia elétrica tendo o Gás Natural e o GLP a 100% como combustível com tecnologias disponíveis no mercado nacional; Foi a primeira empresa na América Latina a industrializar e a fornecer grupos geradores de energia elétrica tendo o BIOGÁS IN NATURA a 100% como combustível para operar em base load (carga total) em regime contínuo (24 horas diárias) parando somente para manutenções preventivas sendo a empresa líder neste mercado; Foi empresa que implantou a primeira fábrica brasileira para industrialização de motores 100% a gás com destaque para o biogás; Foi a primeira empresa a desenvolver junto com a PETROBRAS um projeto de gaseificação de resíduos para aproveitamento energético do gás de síntese a 100% como combustível; Foi a primeira empresa a desenvolver pesquisa e industrialização de motores a combustão para utilizar o Gás Hidrogênio em baixa pressão a 100% como combustível; Foi a primeira empresa a desenvolver e a implantar projetos para geração distribuída de energia em pequenas fontes geradoras, sendo atualmente a empresa líder de mercado neste segmento É a empresa brasileira que detém mais patentes verdes de processos e equipamentos exclusivos para produção de biogás, tratamento de gases ácidos, produção de biometano e remoção de siloxanos de gases combustíveis.

4 PATENTES PROPRIEDADE INTELECTUAL: A ER-BR tem como vocação o desenvolvimento de projetos inovadores e busca protege-los através do registro de patentes junto ao INPI Instituto Nacional de Propriedade Intelectual. Os processos e equipamentos exclusivos são: Pedido de patente verde com registro PI BR : apresenta uma alta eficiência com a retirada total do CO2 Dióxido de Carbono, sendo sua aplicação focada na produção de BIOMETANO e no tratamento de gases ácidos presentes na extração de petróleo do pré-sal gás natural com alta concentração de CO2; Pedido de patente verde com registro MU BR : apresenta uma nova tecnologia na construção de tanques para armazenamento fluídos e para construção de biorreatores para biodigestão de biomassas e produção de biogás; Existem mais 3 (três) pedidos de patente verde em andamento em sigilo, sendo 2 de processos e 1 de equipamento; MOTORES A GÁS / GRUPOS GERADORES A GÁS Operação em base load (carga total em operação contínua regime 24x7) destaque para utilização do BIOGÁS como combustível 2001: desenvolvimento do 1º GRUPO GERADOR nacional a gás GLP e GÁS NATURAL em escala comercial Motor FORD ZETEC ROCAM 1.6 para grupo gerador com 35 kva de potência; 2002: desenvolvimento e industrialização do 1º motor a BIOGÁS nacional em escala comercial Motor VW AP2000 para grupo gerador com 50 kva de potência; 2006: Iniciou no Brasil a 1ª fase de desenvolvimento e industrialização de motores CICLO DIESEL para CICLO OTTO para utilização de gás (Biogás, Gás Natural, GLP, Gás de Síntese e Hidrogênio) a 100% como combustível homologação de toda linha de motores MWM fabricados no Brasil, para grupos geradores com potencias de 30 kva, 50 kva, 80 kva e 120 kva Destaque para o BIOGÁS; 2006: Início do desenvolvimento de tecnologias para os motores operarem utilizando gás de síntese com combustível - fornecimento de um grupo gerador de 13 kva para

5 o projeto liderado pela UNIFEI Universidade Federal de Itajubá MG - O Instituto de Engenharia Mecânica em 2014 a ER-BR forneceu um grupo gerador de 50 kva para continuidade do projeto em uma escala maior; 2007: participação ativa no projeto de Gaseificação de Resíduos na UEL Universidade Estadual de Londrina PR Centro de Tecnologia e Urbanismo, trazendo recursos da FINEP P&D nº 3304/07, onde a demandadora de tecnologias era a PETROBRAS - a ER-BR forneceu um grupo gerador de 50 Kva desenvolvendo as tecnologias e configurações necessárias para um rendimento positivo na geração de energia; 2009: Iniciou no Brasil a 2ª fase de industrialização de motores CICLO DIESEL para CICLO OTTO para utilização de gás (Biogás, Gás Natural, GLP, Gás de Síntese) a 100% como combustível homologação do motor SCANIA DIESEL DC-12 para industrialização e do LONG BLOCK a gás da SCANIA modelo SGI-12A (atualmente motores DC13 diesel e longblock OC13 gás), para grupos geradores com potencias de 250 kva, 330 kva e 420 Kva destaque para o BIOGÁS; 2010: implantação da primeira fábrica de para industrialização em linha de motores a gás; 2010: Assinatura de contrato com empresa STEMAC grupos geradores, para o fornecimento exclusivo de motores a GÁS NATURAL das marcas MWM e SCANIA para equipar os seus grupos geradores comercializados no Brasil e no Exterior; 2016: desenvolvimento dos motores a combustão para utilizarem o GÁS HIDROGÊNIO a baixa pressão 100% como combustível. APROVEITAMENTO ENERGÉTICO EM GRUPOS GERADORES Motores gás possuem um regime de funcionamento muito diferente dos motores a diesel, desta forma não basta alterar o motor para funcionamento no regime ciclo Otto... usinando os cabeçotes para instalação de velas e rebaixamento dos pistões para redução da pressão de combustão; Esta conversão exige uma industrialização total do motor com redimensionamento do sistema de arrefecimento, turbina, ignição e injeção eletrônica e para cada tipo de gás (biogás com alto, médio e baixo metano / GNV / GLP / Gás de Síntese) existe uma calibração diferente para o correto funcionamento e durabilidade do motor e em função disto que na ER-BR cada motor é industrializado de acordo com o tipo de gás que será utilizado como combustível, pois cada gás possui características Configuração das tecnologias exclusivas para os Kits de injeção e controle: 1) Biogás: Alto, Médio e Baixo Metano - principal combustível é o Metano (45% a 75% do volume de gás); 2) Gás Natural e Biometano: Alto Metano principal combustível é Metano (acima de 90% do volume de gás); 3) GLP principais combustíveis e Butano e Propano;

6 4) Syngas Gás de Síntese: Alto, Médio e Baixo Poder Calorífico (PCI Poder Calorífico Inferior) principal combustível é o Hidrogênio (24% a 50% do volume de gás). Os grupos geradores podem ser configurados para funcionamento em paralelo sem limites na quantidade de equipamentos. Os grupos geradores estarão configurados para funcionarem em paralelo de maneira independente, ou seja, a parada por qualquer motivo de um ou mais equipamentos não impede a continuidade do funcionamento dos outros equipamentos e isto ocorre de forma automática; Para as manutenções preventivas não é necessário desligar todos os geradores, para isto basta desligar o equipamento que será feita a manutenção e se reduzir as cargas atendidas para a potência gerada pelos geradores em funcionamento; GERAÇÃO DE ENERGIA RENOVÁVEL COM BIOGÁS LIDERANÇA CONSOLIDADA 2017: Ao longo dos anos a ER-BR implantou mais de 700 projetos com grupos geradores a BIOGÁS com destaque para o segmento agropecuário (suinocultura, gado de corte e leite), onde a potência instalada equivale aproximadamente o consumo de (um milhão e duzentos mil) casas do projeto minha casa minha vida. Os maiores atores do agronegócio no segmento de proteína animal com projetos de aproveitamento energético do biogás são clientes da ER-BR com destaque para vários estados: Ceará Distrito Federal Plano Agrícola Goiás Mato Grosso Mato Grosso do Sul Minas Gerais Paraná Pernambuco Santa Catarina São Paulo

7 GERAÇÃO DISTRIBUÍDA DE ENERGIA 2006: A ER-BR participou ativamente no desenvolvimento e implantação do primeiro projeto de geração distribuída de energia em pequenas fontes, liderado pela COPEL PR e ITAIPU Binacional, o que possibilitou a publicação em 2009 da 1º resolução da ANEEL Nº 390/2009 normatizando a modalidade de venda de energia até 1 MW. O desempenho dos equipamentos desenvolvidos e fornecidos pela ER-BR (grupos geradores, painéis de operação e painéis de proteção) foram fundamentais para sucesso deste projeto; 2012: Publicada a normativa ANEEL nº 482/2012 na modalidade de compensação de energia até 1MW entre unidades consumidoras pertencentes ao um mesmo CPF ou CNPJ da unidade geradora de energia; 2015: Publicada a normativa ANEEL nº 681/2015 na modalidade de compensação de energia até 5 MW entre unidades consumidoras e geradoras de energia organizadas em consórcios ou cooperativas; 2017: A ER-BR é a empresa que detém a maior quantidade grupos geradores com projetos aprovados e em aprovação utilizando o BIOGÁS como combustível. Geração Distribuída de Energia por Compensação: Compensação de Energia: É sistema no qual a energia elétrica é gerada por uma unidade consumidora e injetada na rede comercial (geração distribuída) com potencial de geração menor ou igual a 5 MW. A unidade consumidora deve utilizar uma fonte renovável de energia. No Sistema de Compensação de Energia, a energia elétrica gerada que supere o consumo dos equipamentos elétricos da unidade consumidora gera créditos computados em kwh em favor do cliente. Esses créditos poderão ser utilizados pela própria unidade em épocas de alto consumo (acima da geração) ou em outras unidades consumidoras organizadas em Consórcios ou Cooperativas configurando um grupo econômico e que consumam energia da mesma concessionária dentro do mesmo estado. Esses créditos devem ser consumidos ou transferidos em no máximo 60 meses da data em que foram gerados.

8 BIOCOMBUSTÍVEIS E BIOPROCESSOS 2010: A ER-BR inicia os seus projetos voltados para o mercado de filtragem e purificação de gases combustíveis é criada a área de BIOCOMBUSTÍVEIS 2011: Produção em escala comercial do filtro para retirada de Gás Sulfeto de Hidrogênio (H2S) com uso exclusivo nos equipamentos fabricados pela ER-BR; 2012: Fornecimento dos equipamentos necessários para implantação da 1ª biorrefinaria para produção de biometano na América Latina projeto liderado pelo consórcio Naturovos e Ecocitrus no estado do Rio Grande do Sul; 2014: Obtenção do registro da primeira patente verde de tecnologia para filtragem e purificação do biogás para produção de biometano 2015: Foi emitida a Resolução ANP Nº 8 de 30/01/2015, estabelecendo as condições qualitativas e as possíveis aplicações do Biometano os resultados obtidos com os equipamentos tecnologias desenvolvidas pela ER-BR foram utilizadas para elaboração da resolução; 2015: A ER-BR inicia os seus projetos voltados para o mercado de produção de biogás, é criada a área de BIOPROCESSOS o desenvolvimento de equipamentos e processos inovadores; 2016: Projeto liderado pelo CIBiogás (Centro Internacional de Energias Renováveis) tendo como cliente a Usina Hidroelétrica ITAIPU Binacional: Fornecimento dos equipamentos para implantação da 1º unidade de demonstração de produção e de purificação de biogás para produção de biometano para o abastecimento da frota de veículo da ITAIPU; 2017: Obtenção do registro da segunda patente verde de tecnologia construtiva de tanques em PRFV (plástico reforçado em fibra de vidro) que podem ser utilizados na construção BIORREATORES anaeróbios para produção de biogás e para o armazenamento dos mais variados tipos de fluídos (combustíveis, efluentes, gases, etc). 2017: São protocolados mais pedidos de patentes verdes de processo junto ao INPI sendo: processo para tratamento de gases ácidos com alta concentração de contaminantes ácidos, processo para retirada total de siloxanos de gases combustíveis e a unidade de refino de biogás e abastecimento de biometano

9 PARCERIAS ESTRATÉGICAS Para alcançar os resultados desejados, a ER-BR sempre se apoiou no desenvolvimento de parcerias técnicas e comercias (formais ou informais) nas mais variadas áreas do conhecimento com universidades, instituições de pesquisa, concessionárias de energia, empresas, associações, órgãos governamentais, etc. Dentre as principais podemos destacar: 2012: Formalizou um Termo de Cooperação e Trabalho com a FPTI Fundação Parque Tecnológico de Itaipu para o desenvolvimento e execução conjunta de ações, programas e projetos em bioenergia tendo como foco principal a utilização de gases renováveis com fonte energética (elétrica, térmica, veicular), este termo deverá ser renovado em 2017 ampliando o seu escopo; 2013: Sócia fundadora da ABIOGAS Associação Brasileira de Biogás e Biometano, participou ativamente na criação/fundação da associação; 2013: Parceria informal entre algumas áreas de engenharia da PETROBRAS e a engenharia de Bioprocessos da ER-BR, com objetivo de se discutir e avaliar as tecnologias desenvolvidas pela ER-BR com potencial real de aplicação em demandas tecnológicas pontuais da PETROBRAS. Esta informalidade dá celeridade nas validações necessárias nas tecnologias apresentadas pela ER-BR e nas discussões das demandas tecnológicas da PETROBRAS. Ela funciona sem problemas pois não implica no envolvimento de informações confidenciais das empresas. 2013: Parceria técnica com a empresa GENETICA GROUP, especializada em tecnologias biológicas, químicas, ambientais e analíticas, com o objetivo de avaliar e validar em seus laboratórios (certificados) o potencial energético de todas as biomassas apresentadas pela ER-BR, provendo projeções quantitativas e qualitativas dos gases gerados pelas aplicações dos processos desenvolvidos pela ER-BR; 2015: MAPA Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento. A ER-BR participou da criação e aplicação projeto Suinocultura de Baixa Emissão de Carbono cujo o objetivo é difundir as tecnologias disponíveis para mitigar os efeitos nocivos dos gases de efeito estufa foram realizados 10 seminários nas principais regiões produtoras de suínos atingindo um público de mais de 1000 suinocultores e atores deste segmento - a ER-BR proferiu todas as palestras relacionadas com aproveitamento energético do biogás; 2016: ABCS Associação Brasileira dos Criadores de Suínos a ER-BR é colaborada ativa apoiando as ações relacionadas com o aproveitamento energético do Biogás, proferindo palestras nos principais eventos organizados pela associação; 2017: MAPA Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento. A ER-BR participa da criação e aplicação projeto Pecuária de Baixa Emissão de Carbono direcionada aos produtores de gado de corte e de gado de leite, fornecendo todas as informações necessárias (técnicas e financeiras) cujo o objetivo é difundir as

10 tecnologias disponíveis para mitigar os efeitos nocivos dos gases de efeito estufa. Está previsto para 2018 o projeto para o segmento de avicultura de corte e ovos; 2017: Formalizou acordo (SIGILO) estratégico, técnico e comercial, com uma empresa detentora da patente verde registrada de uma tecnologia que viabiliza a utilização de GÁS HIDROGÊNIO a baixa pressão como combustível em motores a combustão (100% ou bicombustível); 2017: Formalizou acordo estratégico, técnico e comercial, com a empresa BLEY ENERGIA para o desenvolvimento e aplicação de tecnologias de mobilidade rural tendo o biometano como combustível para abastecimento veicular. O conceito de microposto viabilizará a produção de biometano a partir do biogás produzido dentro da propriedade rural.