Departamento de Engenharia Elétrica Disciplina: Geração, Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica. Biomassa

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1 Universidade Federal do Ceará Departamento de Engenharia Elétrica Disciplina: Geração, Transmissão e Distribuição de Energia Elétrica Universidade Federal do Ceará Biomassa Professora: Ruth Pastôra Saraiva Leão Alunos: Patrick de Alencar Souza Matrícula: João Victor Cavalcante Barros Matrícula: Gilberto Ferreira e Silva Filho Matrícula: Tópicos da Apresentação Conceito Fontes primárias Utilização, conversão e processamento Principais combustíveis e derivados Princípio de geração Biomassa no Brasil e no mundo Potencial brasileiro de geração de energia Conclusões

2 Biomassa Conceito: É todo recurso renovável que tem como origem a matéria orgânica, tanto vegetal como animal. Exemplos de Fontes Primárias Casca de arroz Pó de serra

3 Exemplos de Fontes Primárias Lenha Cana-de-açúcar Exemplos de Fontes Primárias Resíduos florestais Casca de coco

4 Exemplos de Fontes Primárias Casca de castanha de caju Mamona Utilização da Biomassa Produção de Energia Elétrica Produção de Combustíveis Para Automotivos Produção de Combustíveis em Geral

5 Processamento Primário Combustão A combustão é a transformação da energia química dos combustíveis em calor, por meio das reações dos elementos constituintes com o oxigênio fornecido. Processamento Primário Gaseificação A gaseificação é um processo de conversão de combustíveis sólidos em gasosos, por meio de reações termoquímicas, envolvendo vapor quente e oxigênio, em quantidades inferiores à combustão

6 Processamento Primário Fermentação A fermentação é um processo biológico anaeróbio em que os açúcares de plantas como a batata, o milho, a beterraba e, principalmente,a cana de açúcar são convertidos em álcool, por meio da ação de microrganismos Processamento Primário Pirólise Consiste em aquecer o material original (normalmente entre 300 C e 500 C), na quase-ausência de ar, até que o material volátil seja retirado. O principal produto final é o carvão.

7 Processamento Primário Biodigestão Anaeróbia Ocorre na ausência de ar Consiste na decomposição do material pela ação de bactérias Trata-se de um processo simples, que ocorre naturalmente Principais combustíveis e derivados Etanol Biodiesel Biogás Carvão vegetal

8 Etanol É produzido em grande escala, utilizando como matéria-prima a cana-de-açúcar, ou ainda milho e a beterraba Utilização do bagaço da cana, sobra do processo, para a geração de eletricidade O Brasil é o segundo maior produtor de etanol do mundo, e o maior exportador mundial Biodiesel As terras cultiváveis podem produzir uma enorme variedade de oleaginosas como fonte de matéria-prima para o biodiesel É constituído por carbono neutro. Desta forma, sua obtenção e queima não contribuem para o aumento das emissões de dióxido de carbono na atmosfera Nenhuma modificação nos atuais motores do tipo ciclo diesel faz-se necessária para misturas de biodiesel

9 Biogás Pode ser usado como combustível em substituição do gás natural ou do Gás Liquefeito de Petróleo (GLP) Pode ser usado também na geração de energia elétrica, através de geradores elétricos acoplados a motores de explosão adaptados ao consumo de gás Um metro cúbico de biogás equivale energeticamente a : 0,7 m³ de metano 1,5 m³ de gás de cidade 0,8 l de gasolina 1,3 l de álcool 2 kg de carboneto de cálcio 7 kw/h de eletricidade 2,7 kg de madeira 1,4 kg de carvão de madeira 0,2 m³ de butano 0,25 m³ de propano 1 m³ de biogás é equivalente a um botijão de 13 Kg de GLP (gás liquefeito do petróleo ou gás de cozinha

10 Conversão da Biomassa Principio de Geração: Energia Térmica Tecnologia de combustão de sólidos: Leito fixo Leito fluidizado circulante

11 Combustão em Leito Fixo Caldeiras que possuem uma grelha onde o combustível posiciona-se e o ar entra na parte inferior e superior. Combustão em Leito Fluidizado Circulante A tecnologia de combustão em leito fluidizado é baseada no sistema no qual, ao invés dos resíduos serem queimados sobre uma grade, o leito de chamas é composto por partículas inertes como areia ou cinzas.

12 Produção de Energia Elétrica Co-geração Tecnologia BIG Derivados da cana-de-açúcar Geração em aterros sanitários Co-geração

13 BIG Biomass Integrated Gasification BIG Biomass Integrated Gasification

14 Animação em Flash Derivados da cana-de-açúcar Em termos energéticos: 49,5% bagaço 43,2% etanol 7,3% vinhoto O vapor de baixa pressão (20kgf/cm 2 ) é utilizado em turbinas, onde: 63% equipamentos de extração 37% geração de eletricidade Etanol: Geração de eletricidade por intermédio da combustão em geradores

15 Geração de energia elétrica em aterro sanitário Aterros Bandeirantes e São João É gerado no aterro Bandeirantes cerca de MWh/ano e no aterro São João cerca de MWh/ano. 7% da energia elétrica consumida nas residências da Cidade. Os dois aterros estão entre os cinco maiores projetos mundiais de controle de gases do efeito estufa emitidos por lixo urbano.

16 Biomassa no Mundo Devido a parte de seu uso não comercial, a biomassa é de difícil contabilização, mas estima-se que atualmente ela possa representar até 10% de todo consumo mundial de energia primária. Biomassa no Mundo * toneladas equivalentes de petróleo

17 Oferta de energia Brasil e Mundo Biomassa no Brasil O país é quase todo localizado em regiões tropicais e chuvosas, oferecendo excelentes condições para a produção e o uso energético da biomassa em larga escala.

18 Oferta de energia no Brasil Matriz de energia elétrica no Brasil

19 Matriz de energia elétrica no Brasil

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23 Conclusões Vantagens da biomassa na produção de energia Desafios tecnológicos para o desenvolvimento da biomassa Vantagens da biomassa na produção de energia Ser uma fonte de energia limpa e renovável. Reduzir a dependência de petróleo. Diminuir o lixo industrial. Ter baixo custo de implantação e manutenção. Reduzir impacto ambientais.

24 Desafios tecnológicos para o desenvolvimento da biomassa Principais dificuldades Baixa densidade e produção dispersa Estado físico sólido Umidade Desenvolvimento tecnológico Tecnologias de colheita e logística Aprimorar tecnologias de conversão energética Aumentar eficiência de processos de produção de energia e de combustíveis líquidos Referências Bibliográficas Ministério de Minas e Energia Tecnologias da Biomassa para Conversão de Energia Prof. Dr.Waldir A. Bizzo AGÊNCIA NACIONAL DE ENERGIA ELÉTRICA ANEEL. CENBIO Centro Nacional de Referência em Biomassa