Geração de energia elétrica a partir de biogás proveniente do tratamento de esgoto utilizando microturbina a gás

Documentos relacionados
Tratamento de Esgoto

Desenvolvidos pelo CENBIO

Projetos Aproveitamento Energético do Biogás

Geração de Energia a partir do Biogás gerado por Resíduos Urbanos e Rurais. Potencial e Viabilidade Econômica

MSc. Vanessa Pecora Garcilasso

[Atlas de Bioenergia para o Brasil e perspectivas para outras regiões] Javier Farago Escobar M Sc. Pesquisador do CENBIO Doutorando em Energia

TERCEIRO ENCONTRO TÉCNICO LATINO AMERICANO DE ALTO NIVEL SOBRE GESTÃO DE RESIDUOS SÓLIDOS. "Aproveitamento Energético de Resíduos Sólidos"

BIOGÁS de ETE PARA GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA. CASE da ETE RIBEIRÃO PRETO

APROVEITAMENTO DO BIOGÁS GERADO EM ATERROS SANITÁRIOS

XI DESENVOLVIMENTO DE UM SISTEMA PARA AVALIAÇÕES E MEDIÇÕES DO BIOGÁS GERADO EM UMA ETE COM REATOR UASB

SEWER BIOGAS CONVERSION INTO ELECTRICITY. Este artigo apresenta o projeto ENERG-BIOG, geração de eletricidade com

ICTR 2004 CONGRESSO BRASILEIRO DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA EM RESÍDUOS E DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL Costão do Santinho Florianópolis Santa Catarina

5.Equipamentos utilizados para extração do gás de aterro para fins energético

Cogeração na indústria: os benefícios e os ganhos energéticos

Aproveitamento Energético do Biogás Aspectos Construtivos de Reatores UASB e Digestores Anaeróbios

No mundo, o Grupo Kirin produz bebidas alcóolicas, não alcóolicas, funcionais, produtos farmacêuticos e bioquímicos.

GRUPO II GRUPO DE ESTUDO DE PRODUÇÃO TÉRMICA E FONTES NÃO CONVENCIONAIS GPT

COMO DIMENSIONAR BIODIGESTORES PARA GERAÇÃO DE. Projeto Metodologia de estimativa de reduções de GEE provenientes da biodigestão de resíduos animais

Principais fontes e combustíveis utilizados na geração de energia elétrica

A utilização do biogás em ETE no Brasil é viável? O potencial de aproveitamento na realidade brasileira. Christoph Platzer

Geração Termelétrica

ASPECTOS ECONÔMICOS E AMBIENTAIS DA APLICAÇÃO DE MICROTURBINAS A GÁS NATURAL NA GERAÇÃO DISTRIBUÍDA

Potencialidade do mercado de créditos de carbono para o Estado de São Paulo

Energia a partir de resíduos provenientes de biomassa

Máquinas Térmicas Turbinas a Gas. Jurandir Itizo Yanagihara

ANÁLISE DE VIABILIDADE TÉCNICO ECONÔMICA DA IMPLANTAÇÃO DE UMA USINA DE PROCESSAMENTO DE RESÍDUOS SÓLIDOS DE IJUI PARA PRODUÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA 1

Processamento da Energia de Biocombustíveis

Biogás e biodigestores para a geração de energia sustentável. 04 de dezembro de de 49. João Wagner Silva Alves

Aproveitamento Energético do Biogás Aspectos Construtivos de Reatores UASB e Digestores Anaeróbios

30 REVISTA BRASILEIRA DE ENERGIA

USINA TERMOELÉTRICA...

AVALIAÇÃO DA TÉCNICA DO USO DO ÓXIDO DE FERRO PARA REMOÇÃO DE SULFETO DE HIDROGÊNIO DO BIOGAS

Máquinas Térmicas: Cogeração

Máquinas Térmica Introdução. Jurandir Itizo Yanagihara

Biogás e combustíveis derivados de resíduos:

GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA A PARTIR DO BIOGÁS PROVENIENTE DO TRATAMENTO DE ESGOTO.

1 Introdução. 1.1 Considerações iniciais

USO DE RESÍDUOS AGROINDUSTRIAIS NA GERAÇÃO DE BIOGÁS PARA FINS DE APROVEITAMENTO ENERGÉTICO

ENGENHARIA ECOLÓGICAMICROBIANA PARA O DESENVOLVIMENTO AGRO ENERGIA INDUS Dr. Pagandai V. Pannir Selvam GPEC - UFRN DEQ-PPGEQ-NT-CT-UFRN

17 a 20 de agosto de 2010, Rio de Janeiro. Aproveitamento Energético com Biogás Beatriz Blauth Schlobach

Potencial energético das Estações de Tratamento de Esgoto. Potencial energético das Estações de Tratamento de Esgoto

MÁQUINAS TÉRMICAS AT-101

Sessão Pública Apresentação da Agenda Regional para a Energia. Resíduos do Nordeste, EIM

CENBIO Centro Nacional de Referência em Biomassa

III German-Brazilian Renewable Energy Dialogues Biogás

Seminário Internacional de Eficiência Energética - SIEFE

TECNOLOGIAS PARA O APROVEITAMENTO ENERGÉTICO DO BIOGÁS

SUMÁRIO I LISTA DE FIGURAS V LISTA DE TABELAS VII SIMBOLOGIA VIII LETRAS LATINAS VIII LETRAS GREGAS IIX ABREVIATURAS X SIGLAS XI

Disciplina: Resíduos Sólidos. 9 Decomposição Anaeróbia. Professor: Sandro Donnini Mancini. Sorocaba, Abril de 2018.

PROTOCOLO DE KYOTO E REDUÇÕES CERTIFICADAS DE EMISSÕES - OPORTUNIDADES ECONÔMICAS PARA OS SUINOCULTORES

SEWAGE BIOGAS CONVERTION INTO ELETRICITY

Descrição do sistema experimental

Sistema de Purificação de Biogás de Esgoto para utilização em Microturbinas

Reciclar, Transformar, Valorizar Lixo Urbano

PROJETO DE SUBSTITUIÇÃO DA COBERTURA DOS REATORES ANAERÓBIOS DA ETE POTECAS S.I.E. CONTINENTAL GRANDE FLORIANÓPOLIS

TECNOLOGIA E EFICIÊNCIA EM SANEAMENTO AMBIENTAL PODEMOS DIZER: SANEAMENTO SUSTENTÁVEL? Eduardo Pacheco Jordão, Dr. Eng.

OPORTUNIDADES DA BIOMASSA PARA GERAÇÃO DE ENERGIA NO NORDESTE

CREA-PR SEMINÁRIO GERAÇÃO DISTRIBUÍDA

Eficiência energética ambiental. Sistemas de ar comprimido. 2 º. semestre, 2017

Grupos Geradores a Gás da Série

Abrisntal. Eficiência Energética

ANALISADORES DE GASES para as industrias de; Biogas Aterros AGORA MONTADOS NO BRASIL

PRINCÍPIOS BÁSICOS DA TERMODINÂMICA


Geração de Renda a Partir dos Dejetos da Pecuária

Sabesp. Apresentação de casos práticos de biogás: Produção e uso de biometano na ETE Franca da Sabesp. Rosane Ebert Miki - Sabesp

A Digestão Anaeróbia em ETAR / Conceitos. Leonor Amaral

COGERAÇÃO REDUÇÃO DE CUSTOS NAS INDÚSTRIAIS

DC Modular Otimizado para consumo mínimo de água

PME 3344 Termodinâmica Aplicada

APROVEITAMENTO ENERGÉTICO DO BIOGÁS GERADO EM UMA ETE ANAERÓBIA EM ITAJUBÁ (MG): UMA AVALIAÇÃO TEÓRICA DE POTENCIAL E CUSTOS

Solução para reduzir gastos de energia. recursos gerados com a economia obtida.

Prof. Delly Oliveira Filho Departamento de Engenharia Agrícola

PURIFICAÇÃO DE BIOGÁS E IDENTIFICAÇÃO DE EQUIPAMENTOS PARA GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA, TÉRMICA E VEICULAR. Rio de Janeiro 2015

PROPOSTA PARA PRODUÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA A PARTIR DOS RESÍDUOS DO RESTAURANTE UNIVERSITÁRIO DA UFCG

USINA TERMOELÉTRICA DO NORTE FLUMINENSE,MACAE, RIO DE JANEIRO

Biodigestão Anaeróbia de Resíduos Animais

Pesquisa desenvolvida no Grupo de Instrumentação e Processamento de Energias (GIPE). 2

Geração Elétrica Centrais Termoelétricas

Deutsche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ) GmbH

Sumário. Capítulo 1 Introdução... 1 Referências... 8

Recursos Energéticos e Ambiente. Aula 4. Organização da Aula. Energia Solar. Contextualização Parte 1. Instrumentalização. 1.

Geração de Energia a partir do Biogás 22/11/18

Companhia de Gás do Estado do Rio Grande do Sul

Webinar - Eficiência Energética em Sistemas de Ar Comprimido

Centrais de cogeração em edifícios: o caso da Sonae Sierra

SISTEMA DE COGERAÇÃO. Figura 1 Diagrama de um sistema de cogeração

Aproveitamento da Biomassa para a Geração de Energia Elétrica

48 CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA CURITIBA PR 29/06/04

Energia da Biomassa Células a combustível

Facilidade de instalação. Ligações localizadas apenas na unidade interior. Redução até 80% do tempo de instalação. Conforto térmico elevado

Geração de Renda a Partir dos Dejetos da Suinocultura: Biofertilizante, Biogás e Energia Elétrica

COGERAÇAO. Professor: José R. Simões-Moreira ESPECIALIZAÇÃO EM ENERGIAS RENOVÁVEIS, GERAÇÃO DISTRIBUÍDA E EFICIÊNCIA ENERGÉTICA

PEA 2597 Uso racional da energia. Biomassa Células a Combustível Geotérmica e outras

Cogeração de energia na cadeia do carvão vegetal

Estratégia nacional do Brasil para perceber a diminuição dos gases de efeito estufa Marcelo Cupolo

INTRODUÇÃO AO NOVO MÉTODO DE AVALIAÇÃO DO PBE EDIFICA

AIRMED OIL FREE. Módulo de Ar Medicinal Isento de Óleo

Brasil: consumo de energia elétrica (TWh( TWh) Crescimento Médio AA (1991 a 2000)

Transcrição:

4º Congresso de Cogeração de Energia Geração de energia elétrica a partir de biogás proveniente do tratamento de esgoto utilizando microturbina a gás Vanessa Pecora Garcilasso Edgardo Vescovo São Paulo, 29 de Março de 2012

Biogás Conjunto de gases formado na degradação da matéria orgânica em meio anaeróbio Digestão Anaeróbia: Processo fermentativo, sem a presença de oxigênio, em que a matéria orgânica é degradada a compostos mais simples, formando, basicamente, metano e gás carbônico.

Composição Média do Biogás COMPONENTE QUANTIDADE Metano 60% Dióxido de Carbono 35% Outros Gases Hidrogênio, Nitrogênio, Oxigênio, Amônia, Ácido Sulfídrico, Aminas Voláteis e Monóxido de Carbono 5% Fonte: WEREKO-BROBBY; HAGEN, 2000 Metano: cerca de 21 vezes mais impactante que o CO 2

Geração de energia com biogás de tratamento de efluentes Tecnologia disponível comercialmente Turbinas a gás para biogás: Microturbinas (30 kw 100 kw): Rendimento: 27% Emissões de N0x : máx de 9 ppm (Capstone) Microturbinas para biogás Capstone Turbines

Microturbinas a Gás Exaustão Painel de controle Microturbina Entrada de ar Entrada de combustível 0-30; 0-60 kw 400-480 VAC/DC Controlador de potência

Microturbinas a Gás no Mundo Burnbanks Landfill (Burbanks Department of Water and Power) 10 turbinas de 30 kw = 300 kw (gás de aterro) Venda de energia para a rede US$ 550.000 US$ 1.800/kW US$ 250.000 doado pela California Energy Comission Foto CENBIO 2001

Microturbinas a Gás no Mundo ETE San Diego - San Elijo Joint Powers Authority 3 turbinas de 30 kw (demanda de até 550 kw pico) Biogás = 2.150 m3/dia Esgoto = 140 l/s Custo total =US$ 240.000 (2.666 US$/kW) Doações = US$ 105.000: Califórnia Energy Comission = US$ 25.000 Public Utility Comission = US$ 80.000

Comparação das Emissões Comparação das emissões entre as tecnologias de conversão pequeno porte Dados levantados projeto Enerbiog-Finep Potência Rendimento Emissões de NOx Motores ciclo Otto 4 kw 1,54 MW 30% 40% 250 ppm 3.000 ppm Microturbinas 30 kw 1 MW 24% - 28% < 9 ppm Fonte: CENBIO, 2003

Microturbinas a Gás Vantagens As microturbinas apresentam os seguintes benefícios: - Baixos níveis de ruídos e vibrações - Flexibilidade de combustível, dentre eles o biogás - Dimensões reduzidas e simplicidade de instalação, podendo ser instalada em locais cobertos ou ao ar livre -Emissões de NOx são menores que 9 ppm nas microturbinas de baixa potência (30 a 100 kw) e podem chegar a 100 ppm nas de maior potência - Baixo custo de operação e manutenção: 3 a 10 US$/MWh / Comparação: motor ciclo Otto: 7 a 20 US$/MWh

Microturbinas a Gás Desvantagens - Equipamentos importados: investimento inicial elevado. As potências hoje disponíveis no mercado variam de 30 kw a 1,0 MW - Baixo rendimento: aproximadamente 27%. Porém, quando utilizadas em instalações de cogeração, sua eficiência pode chegar a mais de 80% - Alto custo de instalação (valores não incluem sistema de tratamento e compressão do biogás): 1.000 1.500 US$/kW / Comparação: motor ciclo Otto: 7 a 20 US$/MWh - Necessidade de um rígido sistema de limpeza do biogás e remodelação da microturbina para sua queima, já que o biogás possui baixo poder calorífico

Microturbinas a Gás Custo do equipamento (30 kw) para utilização com biogás: ~ R$ 140.000,00 Custo mensal de manutenção: ~ R$ 5.000,00 (incluindo os serviços e as peças de reposição para 10 anos de operação do equipamento) Custo do sistema de tratamento do biogás: ~ R$ 70.000,00 Custo médio da energia elétrica: 0,40 R$/kWh Considerando o custo acima para produção de energia de 219.000 kwh e economia anual de R$ 91.104,00, tem-se retorno de investimento em aproximadamente 6 anos (considerando os custos de manutenção) Dados enviados pela Capstone em Agosto de 2011

Geração de Energia Elétrica a partir do Biogás de Tratamento de Esgoto da ETE da SABESP em Barueri

ETE da Sabesp de Barueri Dados Técnicos (2005): Quantidade de Esgoto Tratado = 7,0 m 3 /s Produção Média de Biogás = 24.000 m 3 /dia Demanda energética da ETE = 9 MW Consumo de Energia Elétrica = 5.584 MWh/mês (2005) Projeto FINEP - Testes comparativos das tecnologias adaptações dos sistemas de limpeza do gás levantamento dos dados técnicos levantamento de custos operacionais e de manutenção Equipamentos instalados (projeto) Microturbina: 30 kw Motor ciclo Otto: 30 kw

MONTAGEM DA PLANTA PILOTO NA ESTAÇÃO DE BARUERI MICROTURBINA CAPSTONE (30 kw)

Inauguração

TECNOLOGIA EMPREGADA Secador por Refrigeração 1 Válvula Esfera 2 Filtro de Carvão Ativado Compressor de Palhetas Válvulas Esfera 3 e 4 Secador por Refrigeração 2 Válvulas Esfera 5 e 6 Filtro Coalescente 1 Separador de Líquido com Dreno Filtro Coalescente 3 Sensor de Temperatura 1 Sensor de Pressão 1 Plug Reserva 3 Plug Reserva 2 Filtro Coalescente 2 Sensor de Pressão 2 Medidor de Vazão Filtro de Gás Plug Reserva 4 e 5 Saída do Gás de Exaustão Plug Reserva 1 Manômetro Sensor de Temperatura 2 Válvula Reguladora de Pressão Sensor de Pressão 3 Sensor de Temperatura 3 Microturbina Capstone Tubulação de Aço Inox Rígida Válvula Esfera 1 Tubulação de Aço Inox Flexível

Equipamentos SECADOR POR REFRIGERAÇÃO COMPRESSOR

OPERAÇÃO DA PLANTA PILOTO NA ESTAÇÃO DE BARUERI MICROTURBINA CAPSTONE (30 kw)

MOTOR CICLO OTTO 30 kw PARA COMPARAÇÃO Grupo Gerador (Motor Ciclo Otto)

Comparação dos resultados das análises do biogás com as especificações definidas pelo fabricante Capstone Variante Unidade Capstone Barueri Observações O 2 % Volume 0 10 0,00-6,30 Aprovado N 2 % Volume 0 50 0,22-23,8 Aprovado CO 2 % Volume 0 50 25,0-33,3 Aprovado CH 4 % Volume 30 100 44,1-69,94 Aprovado H 2 S ppm em vol. 0 70.000 19-230 Aprovado H 2 O (P.O.) % Volume 0 5 0,1-2,8 Aprovado P.C.I. kj/m 3 13.800 27.605 14.715-23.852 Aprovado Fonte: CENBIO, 2003

Investimentos/custos operacionais Dados levantados Geração com Microturbina de 30 kw: > Energia elétrica (média) gerada : 25 kwh > Energia elétrica líquida entregue à rede (perdas compressor e secadores): 19,5 kwh > Equipamentos: 151.046,40 (R$) > Custo de O&M para 40.000 h (vida útil): 96.806,00 (R$) > Relação custo por kw instalado: 0,32 R$/kWh Geração com Motor Ciclo Otto de 30 kw: > Energia elétrica (média) gerada : 25 kwh > Energia elétrica líquida entregue à rede: 25 kwh > Equipamentos: 68.000,00 (R$) > Custo de O&M para 40.000 h (vida útil): 25.816,00 (R$) > Relação custo por kw instalado: 0,10 R$/kWh

Viabilidade Econômica da Utilização de Biogás Geração de parte da energia consumida nos processos (diminuição da energia comprada da concessionária local) Além da geração de energia elétrica, o biogás pode ser utilizado para a geração de energia térmica e o calor gerado pode ser utilizado no aquecimento dos próprios biodigestores (cogeração) Venda de excedente de energia viabilidade depende da tarifa e do preço de venda à concessionária Obtenção e comercialização de créditos de carbono impacto reduzido na economicidade do processo (matriz elétrica brasileira com base em hidroeletricidade)

4º Congresso de Cogeração de Energia Obrigado! Vanessa Pecora Garcilasso Edgardo Vescovo São Paulo, 29 de Março de 2012