Utilização da Biomassa para fins Energéticos

Faculdade de Ciências Agronômicas

Introdução Crise combustíveis década 70. Estimulo governamental bem aquém do

necessário (Wehr el at, 1992). Crescente custos dos insumos energéticos Busca da uma forma econômica de

utilização de energia.

Introdução Brasil grande potencial do emprego da

biomassa para a geração de energia.

Apenas o bagaço de cana poderiam ser gerados mais de 4 mil MW/ano quase um terço do programa das termoelétricas.

Entidades Governamentais e Centros de Pesquisas

COGEN-SP - Associação Paulista de Cogeração de Energia (www.cogen.org)

Ministério de Minas e Energia (MME), Sistema Interligado Nacional (SIN)

Centro Nacional de Referência em Biomassa (CENBIO), grupo de biomassa sediado na Universidade de São Paulo (USP);

Instituto de Tecnologia do Paraná www.tecpar.br

Entidades Governamentais e Centros de Pesquisas

INEE - Instituto Nacional de Eficiência Energética

Centro de Pesquisa Energia Inteligente

CEFET/MG

CERBIO: Centro Brasileiro de Referência em Biocombustíveis www.tecpar.br/cerbio/info.htm

Setor Energético – Breve Revisão

Reforma do Setor Elétrico

Criação da ANEEL ( Lei 1699/96)

Criação da ANEEL ( Lei 1699/96)

Divisão da Indústria Elétrica

Criação do MAE ( Lei 9648/98)

Criação do Sistema Nacional de Gerenciamento de Recursos Hídricos ( Lei 9433/97)

ANEEL Agência Nacional de Energia Elétrica - ANEEL, vinculada ao Ministério de Minas e Energia - MME ,

criada pela Lei 9.427 de 26 de Dezembro de 1996.

A missão da ANEEL proporcionar condições favoráveis para que o mercado de

energia elétrica se desenvolva com equilíbrio entre os agentes e em benefício da sociedade.

Classificação ANEEL:

Autoprodutor de energia elétrica: - Pessoa física ou jurídica ou empresas reunidas

em consórcio, interessadas em produzir energia elétrica destinada ao seu uso exclusivo, podendo comercializar, em caráter eventual ou temporário, porém limitado aos seus excedentes de energia elétrica.

Classificação ANEEL:

Produtor Independente: - Pessoa jurídica ou empresas reunidas em

consórcio, interessadas em produzir e comercializar energia elétrica em caráter permanente e ilimitado.

Registro na ANEEL:

Até 5.000 KW Registro

Acima de 5.000 KW Autorização

Fundamentação Teórica e Científica Tipos de Biomassa

Biomassa Sólida

Biocombustíveis gasosos: biogás

Biocombustíveis líquidos

Biomassa lenha e resíduos de serrarias movelarias produtos da cana, álcool etílico, bagaço resíduos agro-pecuários, florestais,

industriais, casca de arroz, esterco carvão vegetal e briquetes, óleos vegetais;

palma, mamona, buriti resíduos urbano, Lixivia, licor negro, casca

de madeira, etc.

Produção de Energia a partir da Biomassa

A partir da Combustão Direta;

Tecnologias que fazem uso de Combustíveis derivados da Biomassa (Gases ou Líquidos).

Sistemas a Vapor

Produção de Eletricidade a partir da Biomassa (Centrais Termelétricas);

Baixa eficiência das Centrais Convencionais a Vapor alimentadas por Biomassa.

Biomassa Caldeira

~

Vapor

TurbinaGerador Energia Elétrica

Vapor Exausto

Gaseificação Uso da Biomassa de forma indireta;

Turbinas a Gás e Motores de Combustão Interna;

Emprego da Biomassa: Insumo inicialmente submetido a um processo de Gaseificação ou de Liquefação.

Turbinas a Gás para aplicações da Biomassa Gaseificada – Williams & Larson (1996)

Ciclo simples de Turbina a Gás; Turbina a Gás com Injeção de Vapor; Turbina a Gás com Injeção de Vapor e

Resfriamento Intermediário; Ciclo combinado com Turbina a Gás e

Vapor.

Ciclo Simples de Turbina a Gás

Mais simples de todos os Ciclos.

Biomassa

Caldeira de Recuperação

~

TurbinaGerador Energia Elétrica

ProcessoGaseificação

CâmaraCombustão

Gás

Compressor

Ar Comprimido

Gases de Combustão

(Temperatura Elevada)Processo

Vapor

Turbina a Gás com Injeção de VaporBiomassa

Caldeira de Recuperação

~

TurbinaGerador Energia Elétrica

ProcessoGaseificação

CâmaraCombustão

Gás

Compressor

Ar Comprimido

Gases de Combustão

(Temperatura Elevada)

Vapor

Vapor: - Aumento do Fluxo de Massa através da Turbina;- Aumento do Calor Especifico dos Gases dos Produtos da Combustão;- Mistura Ar – Vapor > Ar somente.

Turbina a Gás com Injeção de Vapor e

Resfriamento Intermediário Versão avançada da Turbina a Gás com

Injeção de Vapor (Fluxograma anterior); Incorpora um Resfriador no Compressor

reduzindo a Potência consumida pelo Compressor com aumento da Potência Elétrica e a eficiência do sistema de Co-Geração de Energia Elétrica.

Ciclo Combinado – Turbina a Gás e Turbina a Vapor

Biomassa

Caldeira de Recuperação

~

TurbinaGerador Energia Elétrica

ProcessoGaseificação

CâmaraCombustão

Gás

Compressor

Ar Comprimido

Gases de Combustão

(Temperatura Elevada)

Vapor

~

Processo

Vapor Exausto

Turbina

Gerador Energia Elétrica (Potência Adicional)

Aplicações Técnicas

Processo de Cogeração de energia elétrica com Bagaço de Cana de Açucar

Resultados e Discussão

Exemplo:

Uma usina processando 325 t/h de cana de açúcar no período de 4.500 horas (safra), o custo anual evitado com energia elétrica seria:

Custo evitado = 2,44 x 325 x 4.500

= 3.568.500 R$/ano

 

A viabilidade econômica da implantação das instalações de co-geração utilizando-se o bagaço de cana como combustível depende da capacidade de processamento de cana, da carga horária (safra) anual da usina e do investimento necessário para implantação do projeto.

Quanto maior for a capacidade produtiva e o período disponível da safra, maior será a taxa interna do retorno do investimento ( TIR ).

Conclusão “Futuramente, todas as fontes

alternativas de energia deverão conviver em parceria, pois a sociedade não deverá desprezar qualquer forma de geração de energia que seja renovável e não poluente” (Da Silva, M. e Ruggero P.)