Produção e utilização de Bioenergia em PortugalProdução e utilização de Bioenergia em Portugal Doutor Santino Eugénio Di Berardino Unidade de Bioenergia, Laboratório Nacional

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  • Produo e utilizao de Bioenergia em Portugal

    Doutor Santino Eugnio Di BerardinoUnidade de Bioenergia, Laboratrio Nacional de Energia e

    Geologia I. P., LNEG [email protected]

    Lisboa 26-03-2010 Seminrio Bioenergia 1

    A vida na terra depende do SolMas um sistema praticamente fechado, em

    termos de matria

    Lisboa 26-03-20102

    Seminrio Bioenergia

  • Evoluo da Populao

    Evoluo da Populao Mundial

    0

    1000

    2000

    3000

    4000

    5000

    6000

    7000

    0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 1900 1950 1980 2000

    Ano

    Popu

    la

    o (m

    ilhe

    s) Populao

    Do ano O atDo ano O at ao 1800 evolui gradualmenteao 1800 evolui gradualmenteDepois ocorre um crescimento exponencialDepois ocorre um crescimento exponencial

    Lisboa 26-03-2010 3Seminrio Bioenergia

    Evoluo da Populao Mundial

    0

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    4000

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    8000

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    0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 1900 1950 1980 2000 2010 2040 2050 2060 2070 2070 2080 2100

    Ano

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    Populao (milies)

    Evoluo da Populao Mundial

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    0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 1900 1950 1980 2000 2010 2040 2050 2060 2070 2070 2080 2100

    Ano

    Popu

    la

    o (m

    ilhe

    s)

    Hiptese 2

    Lisboa 26-03-2010 4Seminrio Bioenergia

  • Desenvolvimento Futuro

    O desenvolvimento do homem depende dos recursos naturais e da energia, sendo necessrio diversificar as fontes e torn-las sustentveis.

    O desenvolvimento futuro est ligado s novas fontes

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    Seminrio Bioenergia

    PROBLEMAS NO MUNDO

    Fome Resduos Poluio gua Agricultura Energia

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    Seminrio Bioenergia

  • O futuro na nossa mo

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    Seminrio Bioenergia

    O BIOGAS PODE SER UMA RESPOSTA PARA

    - Crise Econmica Global- Mudana do Clima- Segurana energtica local- Agricultura sustentvel

    Classificao dos principais recursos naturais

    RECURSOS NATURAIS E CICLOS

    Lisboa 26-03-2010 8Seminrio Bioenergia

  • Matria orgnica e Biomassa

    MATRIA ORGNICAe BIOMASSA Onde est a diferena?

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    Seminrio Bioenergia

    Biomassa - Conceito Conjunto heterogneo de matrias orgnicas, quer

    pela origem quer pela natureza, que tem energia armazenada sob forma de energia qumica.

    Biomassa Primria: toda a biomassa formada pelos seres autotrficos (Algas, plantas, Resduos agrculos e florestais).

    Biomassa secundria: produzida pelos seres heterotrficos (Dejeces,

    Biomassa terciaria; produzida pelos que se alimentam da secundria.

    Lisboa 26-03-201010

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  • Sistema ecolgico

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    Seminrio Bioenergia

    Energia da biomassa a energia solar fixada pelo processo fotossinttico e

    acumulada nas molculas orgnicas derivadas. Esta energia se liberta em processos de oxidao,

    dando como produtos finais CO2 e H2O. A energia pode ser obtida por processos directos ou

    atravs de compostos derivados (combustveis) que cedem a sua energia em processos de oxidao.

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    Seminrio Bioenergia

  • Biocombustvel - Conceito Produto energtico de origem biolgica Pode ser Slido, lquido ou gasoso Aplicam-se para gerar calor, energia elctrica ou no

    transporte (biocarburante) Tem origem na matria viva Tm diferente escala de tempo e velocidade de

    reposio em relao aos combustveis fsseis. O combustvel derivado da biomassa renovvel

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    Desenvolvimento sustentado

    - O desenvolvimento sustentado est em directa correlao com os recursos renovveis e os recursos limitados. Ocorre quando a velocidade de utilizao dos recursos inferior ou igual velocidade de regenerao ou produo dos mesmos recursos.

    - A reciclagem e a reutilizao, so uma forma artificial para renovar os recursos esgotveis, aumentam a sua vida til: uma soluo chave para manter o desenvolvimento da humanidade.

    Lisboa 26-03-201014

    Seminrio Bioenergia

  • Lisboa 26-03-2010

    Aterro sanitrio

    15Seminrio Bioenergia

    Resduos - energia renovvel ? A produo dos resduos est ligada

    actividade humana. Por isso so sempre produzidos e inesgotveis (enquanto existir o homem).

    O seu ciclo de vida acaba nos aterros com a sua reserva no utilizada de matria prima e energia.

    Trata-se dum enorme desperdcio. Existe pouca conscincia. H abundncia

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  • Necessidades Energticas

    Energia elctrica Gs natural Combustveis lquidos

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    Seminrio Bioenergia

    Resduos e Energias Renovveis Desenvolvimento Sustentvel

    A biomassa e Resduos: uma oportunidade para o crescimento sustentvel;

    O seu uso neutro ou isente de emisses; Reduzem o uso de combustveis fsseis

    Contribui para a resoluo de problemas ambientais (incndios, resduos, leos);

    Novas oportunidades para o meio rural e novas Indstrias (painis, fibras, prod. qumicos, etc.);

    Desenvolvimento de competncias ao nvel do conhecimento cientfico;

    Contributo para o cumprimento das medidas do PNAC (Protocolo de Quioto.

    Lisboa 26-03-2010 18Seminrio Bioenergia

  • Resduos e biomassa Disponibilidade em portugal

    Resduos florestais Resduos agrcolas Resduos urbanos Resduos industriais banais Lamas de depuradoras Efluentes Industriais Resduos da Agropecuria Colheitas energticasLisboa 26-03-2010

    19Seminrio Bioenergia

    Tecnologias para o aproveitamento da biomassa e dos Resduos

    Trmicas Biolgicas Fsico-qumicasA escolha e utilizao destas tecnologias

    depende da biodegradabilidade dos resduos, do seu estado qumico e do seu teor em humidade

    Lisboa 26-03-201020

    Seminrio Bioenergia

  • Tecnologias trmicas no estado da arte: Termovalorizao

    Nome actual da incinerao (transformar em cinzas).

    Tecnologias de termo-valorizao Aproveita a energia da biomassa para

    produo de calor ou de vapor ou de electricidade

    Maior exigncia em termos de emisses

    Lisboa 26-03-201021

    Seminrio Bioenergia

    Tecnologias trmicas emergentes

    Gasificao-Forma combustvel gasoso Pirlise-Forma combustvel lquido ou

    gasoso Plasma: Vitrifica a altissima temperatura Wet oxidation- Decompe a matria no

    biodegradvel Steam explosion- Decompe a matrial

    no biodegradvelLisboa 26-03-2010

    22Seminrio Bioenergia

  • Centrais em Portugal

    3 Centrais para o tratamento dos RSU de Lisboa Porto e Funchal

    1 Central para a Biomassa florestal em Mortagua

    12 das 15 Centrais para a biomassa florestal praticamente adjudicadas, para um total de 100 MW.

    Existe atraso neste processo

    Lisboa 26-03-201023

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    Centrais da Valorsul e Mortagua

    Lisboa 26-03-2010 24Seminrio Bioenergia

  • Tecnologias Biolgicas no estado da arte

    Digesto anaerbia Fermentao alcolica

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    Tecnologias Biolgicas emergentes

    Produo de Hidrognio Bio Fotlise da gua Fermentao de matria orgnica (Dark

    fermentation) Fotodecomposio da matria orgnica Sistemas mistos.

    Lisboa 26-03-201026

    Seminrio Bioenergia

  • Figura - Esquema da digesto anaerbia

    Digesto anaerbia

    Lisboa 26-03-2010 27Seminrio Bioenergia

    ELEMENTOS CONSTITUINTESDO BIOGS

    %

    Metano (CH4) 55 a 80Gs Carbnico (CO2) 20 a 40Hidrognio (H2) 1 a 3Azoto (N2) 0,5 a 2,5Oxignio (O2) 0,1 a 1Sulfureto de Hidrognio (H2S) 0,1 a 0,5Amonaco (NH3) 0,1 a 0,5Monxido de Carbono (CO) 0 a 0,1

    Composio do biogs

    Lisboa 26-03-2010 28Seminrio Bioenergia

  • Biocombustvel composto sobretudo por metano, com utilizao verstil

    um gs incolorNo txico, resultante do reduzido teor em

    monxido de carbono e sulfdricoTem um poder calorfico varivel, normalmente

    de 5000 a 7000 kcal/m3Apresenta menores riscos de exploso que o

    propano ou o butano, quando em caso de acidente se verifiquem fugas de gs para o ar

    Caractersticas do biogs

    Lisboa 26-03-2010 29Seminrio Bioenergia

    Substratos principais para a co-digesto

    Resduos da agropecuria, Lamas das ETAR, Fraco orgnica dos RSU, Resduos industriais eventualmente

    disponveis localmente (resduos da curtimenta, por exemplo).

    Culturas energticas

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    Seminrio Bioenergia

  • Digesto Centralizada de Resduos

    Condies favorveis para a aplicao e a reutilizao dos principais produtos.

    Assegura ptimas condies operao e gesto Pode incluir efluentes sazonais, Rene condies para o controlo da qualidade do

    biogs e o resduo digerido, Assegura um baixo custo e flexibilidade de

    armazenamento.

    Lisboa 26-03-201031

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    Valorizao dos Resduos na Agricultura

    Lisboa 26-03-2010 32Seminrio Bioenergia

  • Conceito da biorefinaria

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    Seminrio Bioenergia

    Digesto anaerbia de culturas energticas

    O milho foi a cultura mais utilizada na UE Os pastos maior productividade energtica. A maioria dos digestores europeus que utilizam

    culturas energticas efectuam a codigesto. Agricultura sustentvel

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  • D.A: Biocombustveis/Sustentabilidade

    Produo de biocombustveis: impacto significativo Consumo de Energia produo de Resduos, gua e subprodutos uso de gua e solo emisses no ar

    A DA assegura a reciclagem na agricultura, com economia de

    fertilizantes qumicos, Produo de energia adicional

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    Culturas energticas Vantagens

    Recurso renovvel que armazena a energia Contribui para a autosuficincia energtica. Diversifica as fontes de energia A energia proveniente da agricultura poder

    contribuir com 50 a 240 EJ/ano (Bernes et al. 2003)

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  • Lisboa 26-03-2010 37Seminrio Bioenergia

    Tratamento e Valorizao integrada de Resduos

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    Seminrio Bioenergia

  • Lisboa 26-03-2010

    SistemasIntegrados

    39Seminrio Bioenergia

    FERMENTAO

    Alclica

    DESTILAO

    BIOGAS

    Borras

    DIGESTO

    BIOETANOL

    19%

    12 %

    A PRODUO DE ALCOOL PERMITE PRODUZIR 220 MW COM O BIOGS ASSOCIADO

    Lisboa 26-03-2010 40Seminrio Bioenergia

  • TRANSESTERIFICAO

    Bolo Prensa

    do

    BIODIESEL

    Prensagem do leo

    GLiCEROL

    Lavagem

    leo Residual

    LEO VRGEM

    BIODIESEL

    gua de lavagem

    METANOL + KOH

    DigestoAnaerbia

    BIOGAS

    PLANTAS OLEAGINOSAS

    ALGAS

    Lisboa 26-03-2010 41Seminrio Bioenergia

    Lisboa 26-03-2010

    Biorefinaria - esquemas

    42Seminrio Bioenergia

  • Sistema sustentvel

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    Seminrio Bioenergia

    Produo de Biogs na Europa

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    Seminrio Bioenergia

  • Digesto em fase hmida-agropecuria

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    Seminrio Bioenergia

    Digestor tipo Garage

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    Seminrio Bioenergia

  • Seminrio Bioenergia

    Poucas centrais de Biogas, relacionadas com RSU e ETAR Domsticas e algumas indstriais. A tarifa de cerca 117 /MWh /MWh.

    Algumas experincias piloto com frotas de autocarros abastecidos co biocombustveis.

    Foram criadas algumas Industrias para a produo de biodiesel, a partir de colheitas agrcolas e leos alimentares usados .

    Situao actual

    Energia da Biomassa Em Portugal

    Lisboa 26-03-2010 47

    Lisboa 26-03-2010 48Seminrio Bioenergia

  • Situao Biogs-impasse

    Ainda o Biogs no rene condies para ampla aplicao.

    Tarifa insuficiente e inadequada Falta de combinao com actividades

    agrcolas. Dificuldades na obteno do ponto de

    venda da E.E.

    Lisboa 26-03-2010 Seminrio Bioenergia49

    Digestores com bactrias dispersasLisboa 26-03-2010 50Seminrio Bioenergia

  • Sistemas anaerbios com bactrias em biofilme.

    Lisboa 26-03-2010 51Seminrio Bioenergia

    Digesto em Fase hmida

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    Seminrio Bioenergia

  • Lisboa 26-03-2010 53Seminrio Bioenergia

    Lisboa 26-03-2010 54Seminrio Bioenergia

  • Lisboa 26-03-201055

    Seminrio Bioenergia

    Gasmetros pressurizados com ar

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    Seminrio Bioenergia

  • Lisboa 26-03-2010 57Seminrio Bioenergia

    Gasmetros Reforados de Presso Constante

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    Seminrio Bioenergia

  • Lisboa 26-03-2010

    Tratamento do Biogs e Cogerao

    59Seminrio Bioenergia

    Aproveitamento de Biogs de aterro

    AmarsulLisboa 26-03-2010

    60Seminrio Bioenergia

  • as

    Lisboa 26-03-201061

    Seminrio Bioenergia