Biomassa

Bioenergia

O mercado da bioenergia está crecendo rápido em todo o mundo. Bioenergia é a energia gerada apartir de material vegetal (biomassa). Podemos pensar então em:

biomass arborícola;

sobra de madeira da indústria (serragem por exemplo);

vegetais e frutas;

resíduos agrículas, como o bagaço da cana;

certos tipos de esgotos industriais e residenciais;

Lixo de natureza biológica.


A Biomassa pode ser transformada em energia através de combustão, gaseificação, fermentação, ou produção de substâncias líquidas.


Energia durável e renovável

A energia advinda da biomass é considerada durável a partir do momento que em que pode-se através do manejo correto garantir seu ciclo, por exemplo garantindo o reflorestamento ou replantio. E é renovável no sentido de que toda a energia obtida da biomassa veio de processos biológicos que aproveitaram a energia solar, essa energia se não aproveitada pelos humanos acaba retornando ao ambiente através da digestão e da putrefação das plantas.



A Importância da bioenergia

Garantir a disponibilidade de energia nos próximos séculos

A bioenergia pode contribuir para a redução do CO2 na atmosfera e consequentemente a redução do efeito estufa.

O lixo que é inevitável, pode se tornar útil;

Do ponto de vista econômico, a bioenergia se revela mais interessante do que outra fontes renováveis de energia;

A bioenergia pode se tornar prática muito rapidamente por poder gerar combustíveis tanto sólidos quanto líquidos, e por poder usar parte da tecnologia criada para os combustíveis fósseis;

Redução da importação de energia já que a biomassa geralmente é local.


Técnicas de conversão

Dependendo da tácnica de conversão, a bionergia pode ser transformada nos seguintes produtos: eletricidade, calor e combustíveis. As técnicas são as seguintes:

Combustão

Gaseificação

Fermentação

Produção de substâncias líquidas


O emprego da biomassa e do lixo para gerar energia está passando por várias modificações. Atualmente está focada principalmente no aproveitamento de sobras de produção e lixo, na tentativa de recuperar o máximo de energia possível. Pensa-se que num futuro próximo a usinas de carvão começarão a operar também com biomassa, para que gradualmente possa ir substituindo o carvão como produto principal. E mais para frente com o avanço das tecnologias usinas de biomassa com alto rendimento e geração de energia e gas, deixarão de ser um sonho.



Combustão
Combustão da biomassa libera calor que pode gerar eletricidade. Então podemos ter:

Coprodução de de eletricidade através de combustão de biomassa em usinas de carvão;

Combustão de restos de madeira para geração simultânea de de eletricidade e calor, ambos aproveitáveis nas indústrias de madeira;


Combustão é a técnica mais desenvolvida, a biomassa já é co-consumida em muitas usinas de carvão no EUA, onde as usinas de calor tamém estão partindo para a biomassa.



Gaseificação
Gaseificação é a conversão de biomassa em combustível gasoso. Os principais produtos são hidrogênio e monóxido de carbono. São usados tanto na geração de energia quanto na indústria química. A maioria das técnicas ainda está em estágio de desenvolvimento.



Fermentação
Fermentação é a desintegração da biomassa po uma bactéria anaeróbica para formar uma mistura de metano e dióxido de carbono. Esse biogás é usado para a geração de eletricidade A fermentação é muito útil em indústrias, elas aplicam esse processo no seu lixo e esgoto para purifica-lo. Pode se conseguir que esse gás atinja a qualidade do gás natural, podendo então ser usado numa infinidade de outras coisas.



Produção de substâncias líquidas
Há muitas maneiras de produzir substâncias líquidas a partir de matéria vegetal.

Conversão Biológica: Açucares de cana e de beterraba são convertidos em etanol pela ação de bactérias;

Extração: pressionando sementes, pode se obter produtos com muita energia, como o biodiesel;

Conversão térmica: O material vegetal é decomposto na alsencia de oxigênio e cdom temperatura elevada. Dependendo das condições do processo, uma mistura de combustíveis líquidos e gasosos são produzidos.

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Tecnologias

Biomassa Sólida

Na recolha e transporte da biomassa são utilizadas diversas tecnologias mecanizadas dependendo da idade das árvores (2,5 ou 10 anos) ou do tamanho dos resíduos.

O seu armazenamento pode ser feito em pilhas curtas, pilhas longas, paletes, postes, montes de estilhas ou serrilha.

A tecnologia de estilhagem da madeira proporciona redução de custos tanto na recolha como no transporte.

As tecnologias de aproveitamento do potencial da biomassa solida passam essencialmente pela queima em centrais térmicas com tecnologias como: de grelha fixa, móvel ou inclinada e de leito fluidizado (Liquefacção), ou centrais de cogeração para a produção de energia eléctrica e de água quente, ou ainda a queima directa (Combustão) em lareiras (lenha) para a produção directa de calor.

Combustão ou queima directa: Transformação da energia química do combustível em calor por meio das reacções dos elementos constituintes dos combustíveis com oxigénio (o ar ou o oxigénio são fornecidos além da quantidade estequiométrica).

Liquefacção: Processo de produção de combustíveis líquidos por meio da reacção da biomassa triturada em um meio líquido com monóxido de carbono em presença de um catalisador alcalino. (P=150-250 atm, T=300-350 oC , t=10-30 min ; obtém-se um líquido viscoso que pode ser utilizado como combustível em fornos).

Biocombustíveis gasosos: biogás

Para o aproveitamento do biogás, dependendo da sua fonte (suiniculturas, RSU, lamas) são aplicadas diversas tecnologias de aproveitamento deste potencial energético, finalizando quase todos na queima do biogás para obtenção de calor ou para transformação em energia eléctrica.

Digestão Anaeróbia-biogás: Conversão anaeróbia de compostos orgânicos pela acção de microorganismos. Para a produção de biogás ( metano e gás carbónico ) serve-se de microorganismos acidogênicos e etanogênicos.

Biocombustíveis líquidos

-biodiesel
transesterificação: é um processo químico que consiste na separação da glicerina dos óleos vegetais para a obtenção do biodiesel (éster metílico). O processo inicia-se juntando o óleo vegetal (éster de glicerina) com álcool metílico (ou metanol) e ainda um catalisador (Sódio ou Hidróxido de Potássio) para acelerar o processo. Após a reacção obtém-se a glicerina (sub-produto muito utilizado na industria farmacêutica, cosmética e alimentar) e o éster metílico ou Biodiesel.

-etanol
fermentação: Conversão anaeróbia de compostos orgânicos pela acção de microorganismos, em grande parte dos casos, da levedura Saccharonyos cereviscae. No caso da fermentação alcoólica o substrato orgânico é a sacarose e os produtos são fundamentalmente o etanol e o gás carbónico.

-metanol
gaseificação: Aquecimento da biomassa em presença de oxidante (ar ou O2) em quantidades menores do que a estequiométrica, obtendo-se um gás combustível composto de CO, H2 ,CH4 e outros. Deste gás, utilizando-se catalisadores, pode-se obter o metanol.

Nos biocombustíveis líquidos as tecnologias para conversão em energia final são essencialmente as convencionais da industria automóveis: motores de ciclo de Otto ou diesel onde é queimado directamente o biocombustível.

Actualidade em Portugal

Biomassa Sólida

A floresta cobre cerca de 38% do território Português, estando distribuída essencialmente por:
Pinhal e resinosas 1136,3 Montados 1196,4 Soutos e Carvalhais 174,9 Eucalipto 695,1 Total 3306,1
No entanto estes números não revelam o panorama actual do aproveitamento do potencial da biomassa florestal, que se traduz pelo quase "abandono" da floresta, sendo difícil quantificar o verdadeiro potencial energético deste recurso.

Outros entraves como a falta de equipamentos para sistemas de recolha apropriado, falta de uma estrutura do sector, falta de tratamento fiscal adequado (a biomassa, por ex., a lenha está sujeita a uma taxa de I.V.A. de 19%, ao contrário de outras fontes: gás natural 5%), receio dos proprietários e industriais da indústria da madeira, uma grande agressividade de sectores concorrentes como o do gás, têm originado uma estagnação do aproveitamento deste potencial.

Actualmente o potencial quantificável passa sobretudo pela biomassa florestal não havendo números para o sector agrícola, onde os resíduos da vinha, indústria do vinho, podas de olivais e árvores de frutos, do bagaço da azeitona, etc., poderão ter um interesse exploratório considerável.

Os quadros seguintes sintetizam quantidades indicativas de biomassa florestal de acordo com a proveniência, distinguindo a produção de biomassa florestal e a efectiva disponibilidade deste recurso energético, valores estes obtidos com base na informação disponível, cujos valores reais se pensa são algo superiores.

Produção de biomassa florestal:

Matos (incultos)
4,0 Matos (sob-coberto) 1,0 Produção de Lenhas 0,5 Ramos e Bicadas 1,0 Total 6,5

Potencial disponível de biomassa florestal:


Matos 0,6 Biomassa proveniente de áreas ardidas 0,4 Ramos e Bicadas 1,0 Indústria Transformadora da Madeira 0,2 Total 2,2 Fonte: http://w*w.igm.ineti.pt/edicoes_online/diversos/energias_renov/texto2.htm

Já foram desenvolvidos alguns projectos nesta área, ente os quais o único exemplo de produção de energia eléctrica a partir da biomassa sólida é a Central Térmica de Mortágua (ver Projectos).
Biocombustíveis gasosos: biogás

Actualmente existe em Portugal cerca de uma centena de sistemas de produção de biogás, na sua maior parte proveniente do tratamento de efluentes agro-pecuários (cerca de 85%) e destas cerca de 85% são suiniculturas.

Este aproveitamento que, para além de resolver os problemas de poluição dos efluentes, pode tornar uma exploração agro-pecuária auto-suficiente em termos energéticos. Os efluentes sólidos resultantes podem ser ainda aproveitados como adubo.

O biogás representa actualmente cerca de 3% do consumo energético nacional.

Existe no entanto um potencial muito maior por explorar, o qual está estimado em:

Agro-pecuário 120 ETAR's 157 RSU (aterros) 383
Existem porém alguns constrangimentos que passam essencialmente por:

- Uma fraca aceitação do processo de digestão anaeróbia, com excepção do tratamento das lamas das ETAR's.

- Pouca relevância dada à valia energética dos projectos ambientais, avaliados essencialmente pela capacidade de tratamento.

- Baixa retribuição da energia eléctrica produzida a partir da digestão anaeróbia, prejudicando assim a amortização dos investimentos.

Alterações recentes ao tarifários poderão levar a uma maior implementação de projectos de aproveitamento de biogás (ver futuro).

Biocombustíveis líquidos

No que respeita a utilização dos biocombustíveis líquidos em Portugal, apenas existem alguns projectos de utilização do Biodiesel em marcha, como o de alguns autocarros públicos em Lisboa, no entanto a percentagem de Biodiesel utilizada não vai além dos conservadores 10%.

Esta fraca produção e utilização deve-se a uma série de constrangimentos de caris não tecnológico:

- Escassez de terra disponível para a produção das culturas fonte, criando uma falta de matéria-prima, apesar de por vezes as culturas estarem condenadas a ficar na terra ou a irem para o lixo por falta de qualidade, quando o potencial energético poderia significar um lucro considerável.

- A baixa produtividade agrícola Portuguesa.

- Custo elevado da matéria-prima e do processamento industrial devido a baixa produtividade.

- Custo elevado na recolha e transporte da matéria-prima nos casos do aproveitamento dos resíduos florestais para a produção de etanol.

- Instabilidade dos preços.

- Acordos internacionais e europeus que limitam a produção e utilização dos subprodutos da cadeia de produção dos biocombustíveis.

- Custos elevados dos biocombustíveis, devido aos factores já enumerados, face aos combustíveis convencionais.

No entanto estão a ser tomadas medidas legislativas com vista ao cumprimento das Directivas Comunitárias sobre o Biodiesel (ver Futuro)

Futuro

Biomassa Sólida

Apesar da dificuldades em estimar com precisão o recurso biomassa, este poderá representar mais de 230 MWe de potência eléctrica até 2010, o que representaria cerca de 1,4 TWh/ano de energia eléctrica injectada na rede.

A meta do Governo situa-se actualmente na atribuição de 150 MW até 2010, tendo no inicio de 2005 aumentado o tarifário tarifa para a biomassa florestal em quase 39 por cento, ao passar de 72 Euros para 100 a 105 Euros por MWh, com objectivo de contribuir para alcançar os 39% de produção eléctrica com fontes renováveis e contribuir para a limpeza das florestas e reduzir o risco e incêndios.
Biocombustíveis gasosos: biogás

A aplicação de uma série de medidas específicas para as várias fontes de biogás (Agro-pecuário, ETAR's, e RSU), como tarifa verde, incentivos para o tratamento e utilização dos resíduos sólidos como fertilizantes, poderá fazer com que esta tecnologia represente um contributo importante na área do ambiente e na área energética, sendo possível atingir uma potência de 100 MWe em termos de potência eléctrica injectável na rede.

A potência atribuída pelo Governo é de 50 MW e a tarifa aumentou no início de 2005 em cerca de 28 por cento de 72 Euros por MWh para 100 Euros por MWh. Estas medidas, aliadas à construção de novos sistemas de ETAR’s e tratamentos de RSU, integrados em estratégias ambientais e conservação dos recursos hidrólogos, poderá potenciar novos empreendimentos de aproveitamento energético do Biogás.
Biocombustíveis líquidos

Dos vários biocombustíveis o biodiesel e o etanol poderão constituir uma alternativa aos combustíveis tradicionais. Para isto será necessária a aplicação de uma série de medidas de regulamentação da utilização, incentivos fiscais e financeiros, promoção da utilização destes biocombustíveis com misturas de combustíveis convencionais (etanol+gasolina, biodiesel+diesel), estratégia de produção da matéria prima e de futuros nichos consumidores.

No início do ano de 2005 o Governo aprovou em Conselho de Ministros a isenção de imposto sobre os produtos petrolíferos (ISP) para os biocombustíveis, como medida de desenvolver este combustível verde e reduzir a dependência de Portugal face ao petróleo.

Esta medida foi impulsionada pela directiva comunitária sobre os biocombustíveis 2003/30/CE, estabelece que cada Estado membro da União Europeia deve assegurar que, até 31 de Dezembro de 2005, toda a gasolina e gasóleo utilizados nos transportes públicos incorpore 2% de biocombustível, devendo essa percentagem atingir os 5,75% em 2010.

A isenção de ISP foi um dos principais incentivos aguardados pelos agentes económicos interessados em desenvolver a fileira dos biocombustíveis em Portugal, uma vez que têm um custo adicional de produção mais elevado do que os combustíveis fósseis que os torna menos competitivos.

Está prevista para 2005 a entrada em laboração da primeira fábrica de biodiesel do país, num investimento de 25 milhões de euros, vai ser construída pela Iberol, Grupo Nutasa. A fábrica deverá ter uma capacidade de produção anual de cem mil toneladas de combustível e oito mil toneladas de glicerina para exportação.

No entanto actualmente a produção portuguesa de oleaginosas é insuficiente para a demanda prevista, devendo ser necessário recorrer, nesta primeira fase, à importação da matéria prima, o que leva a uma nova dependência exterior. Para colmatar isto deverão ser tomadas medidas estratégias para o aumento da produção deste tipo de cultivos.

Projectos em Portugal

Central Termoeléctrica de Mortágua (em funcionamento) Introdução

O único exemplo em Portugal de produção de electricidade utilizando como principal combustível a biomassa é a Central Termoeléctrica de Mortágua, localizada na zona Centro do País, na margem direita da albufeira da Aguieira.
A Central Termoeléctrica de Mortágua começou a operar em Agosto de 1999, estando projectada para o escoamento de cerca de 80.000 toneladas ano resíduos florestais queimados numa caldeira de 33MWth. Em 2002 esta central consumiu cerca de 70.000 toneladas de Biomassa e em 2003 o consumo foi superior a 80.000 toneladas.
A Central tem uma potência instalada de 10 MVA – 9 MW e foi projectada para entregar à rede de distribuição de energia eléctrica cerca de 60 GWh por Ano, permitindo abastecer uma população na ordem dos 35 mil habitantes.
Características técnicas
- Potência instalada: 9 MW (10 MVA)
- Tensão de geração: 6 KV
- Tensão de emissão: 60 KV
- Produção anual a plena carga: 63 GW/h
- Consumo de Biomassa (para o grau de humidade de 30%) consumo horário (plena carga): 8,7 T/h
- Poder calorífico inferior: 13.800 KJ/Kg
- Capacidade do parque de combustível: 55.000 m3
Característica do vapor sobreaquecido:
- Pressão: 42 bar
- Temperatura: 420 ºC
- Caudal: 40 T/h
- Consumo de água: 60 m3/h

Valores de emissão garantidos na central/ Valores limite de aplicação geral
- Partículas: 100/300
- Dióxido de Enxofre (SO2): 300/2700
- Óxido de Azoto (Nox) como NO2: 340/1500
- Monóxido de Carbono (CO): 200/1000

Tecnologia

A instalação dispõe de uma área de armazenamento de resíduos florestais com aproximadamente três hectares e está equipada com meios de pesagem, de medição de humidade e de destroçamento de resíduos. Estes para serem queimados devem ter uma dimensão de 10,5cm por 2,5 cm, dimensões máximas com um formato de paralelepípedo.

Depois da pesagem, os resíduos florestais estilhados são transportados para um fosso de descarga, sempre que exista espaço disponível no mesmo. O passo seguinte efectua-se através de um sistema de garra mecânica que permite manejar a biomassa dentro do fosso e passá-la para alimentar a tremonha (espécie de tanque) que está estrategicamente colocada na extremidade frontal da caldeira. É então que o combustível é parcialmente queimado em suspensão, completando-se a combustão numa grelha vibratória arrefecida a água. A caldeira foi projectada para queimar resíduos com um poder calorífico inferior igual a 13.800 KJ/Kg (humidade de 30%) consumindo nessas condições e a plena carga 8,7 toneladas por hora de resíduos florestais. A caldeira tem possibilidade de operar em condições normais com combustíveis com poder calorífico que podem variar entre os 9.610 KJ/Kg e os 16.969 KJ/Kg, não sendo necessária a secagem prévia do combustível. A caldeira está igualmente preparada para uma combustão controlada por forma a minimizar as emissões de CO e Nox, reciclando 20% dos gases de combustão e também para queimar gás natural como combustível de arranque e regulação.

Quanto ao vapor produzido na caldeira, este é admitido numa turbina a vapor de condensação, com duas extracções de vapor, concebida para instalação interior e com exaustão axial. A turbina está acoplada directamente ao alternador do tipo trifásico, quatro pólos, síncrono, refrigerado ar-água, com sistema de excitação brushless. Os aspectos ambientais forma devidamente cuidados, sendo prova disso os valores garantidos para as emissões da Central que, possuindo um electrofiltro de elevado rendimento, permite trabalhar dentro de amplos limites de segurança ambiental. Assim, do ponto de vista das emissões atmosféricas, a Central foi projectada para garantir determinados valores de emissão.

O tratamento de gases tem lugar no precipitador electroestático com dois campos em série, dimensionado para tratar os gases com um rendimento de 96,3%, garantindo à saída um teor máximo de partículas de 100mg/Nm3. O precipitador é dotado de tremonha de cinzas, as quais, depois de escoadas, podem ser utilizadas.
De referir ainda que a opção por um sistema de água de refrigeração funcionando em circuito fechado com uma torre de refrigeração, o que permitiu reduzir significativamente a quantidade de água captada na albufeira e minimizar o impacte térmico associado.
Ainda em relação aos resíduos florestais, estes são essencialmente ramos e bicadas de árvores, bem como árvores sem valor comercial, matos e casca que têm um poder calorífico de referência de 13.800KJ/Kg com humidade relativa.
A central tem uma potência instalada de 10 MVA e uma potência eléctrica de 9MVA e emitirá por ano cerca de 63 GWh de energia eléctrica, que será vendida à Rede Eléctrica Nacional. Com uma disponibilidade próxima dos 90%, a Central está projectada para trabalhar 7.800h/ano, com um rendimento bruto de 26,5%.
Resta ainda salientar que a Central Termoeléctrica de Mortágua queimará cerca de 80 mil toneladas por ano de resíduos florestais (peso verde), o que representa cerca de 10% do total de resíduos gerados anualmente nessa extensa região.

Barreiras
Problemas que se prendem com o tipo de combustível que se está a queimar e que origina dificuldades na remoção das cinzas.

Conclusão
Este projecto desenvolvido nos anos noventa pela EDP – Electricidade de Portugal em consórcio com o Centro da Biomassa para a Energia (CBE), permitiu a utilização dos resíduos florestais, muito abundantes naquela zona, para produzir electricidade, criando condições para a limpeza das matas e florestas, por parte dos seus proprietários, contribuindo assim para a redução dos riscos de incêndio, para o ordenamento florestal da zona Centro do País e para a redução da dependência energética externa e aumenta a penetração das energias renováveis em Portugal.

Sistema Híbrido da Piscina do Torrão (Biomassa/Solar) (em funcionamento)

Introdução

A localidade do Torrão fica a 70 km do mar e a construção de uma piscina foi a única forma de permitir à população acesso à natação. Neste projecto, houve a preocupação de reduzir ao máximo os custos de exploração da piscina. Deste modo, foi projectado um sistema solar térmico para aquecer a água usando como sistema de apoio uma caldeira a biomassa.


Este caso de estudo tem como base o projecto térmico elaborado pelo Engº Pedro Oliveira disponível na página web do programa Água Quente Solar para Portugal - w*w.aguaquentesolar.com.

O Distrito de Setúbal possui a maior mancha de pinheiro manso do país e tem utilizado as escamas de pinha para aquecimento de escolas já desde a década de 80. Aliando a este uso de biomassa como combustível sistemas de aproveitamento da energia solar consegue aquecer não só o ambiente mas também águas de piscinas municipais.

A piscina é convertível, ou seja, possui uma cobertura para o Inverno que é recolhida no Verão.

A opção de energias renováveis foi justificada por:
- Menor poluição;
- Menores custos de exploração;
- Aproveitamento de um subproduto da indústria local do pinhão Características técnicas
- Necessidade energética total (calor): 517.860 kWh/ano
- Área do plano de água: 312,5 m2
- Custo convencional (gás): 34.524 €
- Área de colectores solares: 120 m2 (60 colectores)
- Potência da caldeira de água quente: 300 kW
- Contribuição solar: 124.540 kWh/ano
- Necessidade anual de pinha: 100 ton
- PCI escama de pinha: 4000 kWh/ton

Tecnologia

Utilizou-se para o aquecimento de águas um sistema solar térmico apoiado por uma caldeira de água quente com alimentação automática de escamas de pinha.

Informação Financeira

- Investimento inicial do sistema: 184.000 €
- Custo anual de pinha: 2.500 €
- Período de retorno: 5,8 anos
- Investimento co-financiado em 50 % pelo Programa ENERGIA Barreiras
- Investimento inicial
- Necessidade de protecção dos colectores solares vazios ou sem circulação quando expostos ao sol durante os períodos de manutenção
- Necessidade de vigilância do sistema anti-congelamento para protecção dos colectores

Conclusão
O recurso a energias renováveis encontra-se numa fase crescente, devido não só à eficácia comprovada, mas também aos seus baixos custos de exploração. Apesar do elevado investimento inicial o período de retorno é bastante curto.

A piscina do Torrão é um caso de estudo que poderia ser aplicado em equipamentos desportivos em Vila Nova de Gaia. Piscinas municipais como a Granja poderiam ser perfeitamente adaptadas para implementar um sistema solar térmico. A utilização de biomassa poderá também ser interessante para realizar o aquecimento ambiente em edifícios, em particular nas escolas do concelho.

Aquecimento através de Biomassa das escolas Concelho Vila Real (em funcionamento)

Introdução

No Concelho de Vila Real houve a necessidade de efectuar uma remodelação nos sistemas de aquecimento das escolas do 1º ciclo do Ensino Básico. Foram instaladas 115 salamandras e 4 instalações de aquecimento central que utilizam como combustível Biomassa. No decorrer deste projecto procedeu-se também ao isolamento térmico dos edifícios.

Este caso de estudo teve como base um projecto da Agência Regional de Energia do Vale do Douro Norte e poderá ser consultado w*w.amvdn.pt.


Situada numa zona particularmente fria Vila Real necessitou de reavaliar as instalações de aquecimento das escolas do 1º Ciclo de maneira a torná-las mais confortáveis e agradáveis. O combustível escolhido para promover esse aquecimento foi Briquetes. Este projecto englobou também a construção de arrecadações para guardar combustível e o isolamento de toda a envolvente das salas de aulas.

Opção por Biomassa quando comparada com as alternativas electricidade ou gás:

Quadro 1 - Comparação quantitativa de sistemas de aquecimento Tipo do sistema Investimento (Euros/sala) Sistema centralizado com caldeira a biomassa (briquetes) Salamandras em cada uma das salas de aula com alimentação automática de biomassa; Sistema centralizado com caldeira a gás natural ligada a uma rede de água quente com radiadores de calor.
Quadro 2 – Comparação qualitativa de sistemas de aquecimento

Características técnicas
- Melhoramento do aquecimento de 540 salas de aula
- Isolamento térmico nos tectos e janelas
- Construção de 38 arrecadações para armazenamento de combustível

Tecnologia

- 115 Salamandras com potência útil de 10 kW
- 4 Sistemas de aquecimento central com potências desde 50 até 60 kW
- Opção por Briquetes relativamente à tradicional lenha: Tem maior poder calorífico; Mais fácil de manusear e transportar.

Informação Financeira

- Investimento inicial total – 785.000 €;
- Investimento co-financiado em 50 % pelos Programas ENERGIA;
- Municípios aderentes financiaram os restantes 50 % – 392.500 €; Barreiras
- O principal obstáculo foi a aceitação desta nova ideia de aquecimento usando Biomassa que à primeira vista poderá parecer antiquada;

Conclusão
Os benefícios deste projecto, promovido pela C.M. de Vila Real e Agência Regional e Energia do Vale do Douro e Norte, têm-se revelado bastante significativos. Os professores, alunos e auxiliares educativos deram “nota 20” à eficiência dos sistemas e aos melhoramentos no conforto.

Os receios iniciais à utilização de biomassa encontram-se já ultrapassados uma vez que actualmente nenhum utilizador questiona as vantagens do uso de Biomassa como combustível.

Valorização do Biogás em Cogeração da ETAR de Abrantes (em funcionamento)

Introdução

Entre o Instituto Nacional de Engenharia e Tecnologia Industrial e a Câmara Municipal de Abrantes foi assinado um protocolo que tem por objecto a prestação de serviços especializados do INETI na execução do Sistema Centralizado de Tratamento e Valorização de lamas. A participação do INETI no âmbito do objecto deste protocolo inclui a elaboração do projecto de financiamento a submeter a candidatura ao Programa Energia, o desenvolvimento e fornecimento da tecnologia necessária à transformação dos órgãos, e o acompanhamento técnico-analítico durante o arranque e início de funcionamento, incluindo monitorização do sistema por um período de 6 meses.

Com este projecto procura-se fazer uma acção de demonstração da possibilidade de codigestão em Portugal. As vantagens derivadas desta solução são as seguintes:
- Melhorar e ampliar a capacidade de tratamento do sistema de digestão existente
- Minimizar o investimento dado que se está a aproveitar uma infra-estrutura existente
- Ajudar as indústrias locais a encontrar uma alternativa para o tratamento dos resíduo
- Ajudar a resolver o problema do tratamento dos resíduos produzidos por indústrias sazonais tais como os provenientes da agricultura, da produção do azeite e do vinho
- Implementar um sistema de gestão de resíduos, com possibilidade de colocação dos resíduos tratados na agricultura
- Produzir biogás, que será transformado em energia eléctrica a utilizar na ETAR ou vendida
- Diminuir os custos de tratamento com a receita derivada da energia eléctrica produzida e do pagamento do serviço prestado aos industrias com o tratamento dos resíduos
- Tratamento conjunto das lamas das outras ETAR’s municipais e minimização dos respectivos custos de funcionamento
O sistema foi inaugurado no dia 27 de Outubro de 2001.
Características técnicas

- Volume Digestor primário: 1.200 m3
- Volume Digestor secundário: 800 m3
- Temperatura de funcionamento: 35°C
- Produção de biogás (2ª fase): 1.250m3/dia
- Energia Disponível: 7,0 x 106 Kcal/dia
- Energia eléctrica produtível: 700.000 Kwh/ano
- Energia térmica disponível: 4,5 x 106 Kcal/ano
- Potência dos motores gerados: 2 x 75 kW

Tecnologia

Tecnologias
A tecnologia utilizada, de tipo experimental e inovadora, estudada pelo Departamento de Energias Renováveis do INETI, procura demonstrar que é possível proceder ao aquecimento do digestor com a implementação do sistema de cogeração, duma forma eficaz económica e flexível.
O sistema concebido apresenta as características seguintes.
· Reactor com fluxo ascensional.
· Entradas e saídas múltiplas para permitir uma eficaz distribuição dos resíduos no fundo do tanque e evitar zonas inactivas, em termos de digestão.
· Pré-aquecimento dos resíduos num permutador colocado no interior do digestor, para simplificar o sistema de aquecimento e evitar a recirculação de lamas.
· Armazenamento do biogás por meio de gasómetro construído com tela flexível de poliester revestido a PVC, colocado como cobertura do digestor secundário.

Informação Financeira

- Economia anual de E. E.: 35.000 €/ano
- O custo da iniciativa foi de 350.000 € financiados parcialmente pelo programa ENERGIA


Conclusão
O arranque decorreu como se esperava, com uma produção de mais de 300 m3/dia de biogás.
Esta unidade é a primeira unidade de codigestão de resíduos mediterrâneos do país e está a resolver o problema ambiental dos efluentes dos lagares locais, de carácter sazonal e difíceis de serem tratados individualmente, protegendo a economia e o emprego da região.

O projecto está a ser complementado com um estudo regional de integração e valorização dos resíduos tratados, no âmbito de um projecto co-financiado pelo programa comunitário ALTENER.

Valorização energética de Biogás na ETAR da Ribeira de Colares (em estudo)

Introdução

A ETAR de Ribeira de Colares, situada no Concelho de Sintra, está dimensionada para tratar os esgotos de 30.000 habitantes. O processo de tratamento dos esgotos tem como produto final o Biogás, que será utilizado como combustível de uma central de cogeração.

Este caso de estudo tem como base um projecto de valorização energética de biogás efectuado pela Agência Municipal de Energia de Sintra que poderá ser consultado em w*w.ames.pt.

O Biogás produzido na ETAR alimenta um grupo de cogeração. Este cogerador produz energia eléctrica e energia térmica. A energia eléctrica será fornecida ao sistema eléctrico de serviço público, a energia térmica serve para aquecer o digestor e as estufas.

Opção por Biogás:

- Evitam-se anualmente 1.127 toneladas de emissões de CO2.
Características técnicas

- ETAR dimensionada para 30.000 habitantes
- Sistema de digestão anaeróbia sem aquecimento constituído por dois digestores abertos a funcionar em paralelo
- Aquando da instalação de cogeração, a energia produzida irá promover o aquecimento dos digestores que passarão a funcionar em série

Tecnologia

O grupo de cogeração com motor-gerador a Biogás tem uma potência de 60 kW e possui um sistema de recuperação de calor. O cogerador tem as seguintes funções:

- Aquecer o digestor primário
- Fornecer energia eléctrica ao sistema de serviço público
- Fornecer energia térmica para aquecimento do digestor e estufas

Informação Financeira

- Investimento: 238 623,00 €
- Benefício energético anual: 35 775,00 €
- Tempo de retorno do investimento: 6,7 anos
- Taxa interna de rentabilidade (12 anos): 9,3% Barreiras
- Investimento inicial
- Baixa retribuição da energia eléctrica produzida a partir da digestão anaeróbia, prejudicando assim a amortização dos investimentos

Conclusão
Os sistemas de cogeração têm um maior rendimento na utilização de combustível, neste caso biogás, uma vez que, queimando um único combustível consegue-se obter duas fontes de energia, eléctrica e calor. Sendo assim, a cogeração permite reduzir largamente a quantidade de combustível queimado, ou seja, a emissão de poluentes diminui.

A cogeração é uma tecnologia comprovada que já é utilizada em várias indústrias, não só por ser económica mas também menos poluente. Nesta perspectiva, os edifícios e indústrias que tenham grandes necessidades térmicas (frio e/ou calor) devem apostar num sistema destes. Em V. N. de Gaia são várias as hipóteses de implementação de grupos cogeradores, tanto a nível industrial como em piscinas, ETAR´s, etc.

Produção de electricidade e calor através do biogás do aterro de Sermonde (em estudo)

Introdução

O aterro sanitário de Sermonde recebe os resíduos sólidos urbanos dos concelhos de Vila Nova de Gaia e de Santa Maria da Feira. O aterro, gerido pela SULDOURO SA, entrou em exploração em 1999 e está preparado para receber cerca de 1,5 milhões de toneladas de RSU. Durante a exploração do aterro foi avaliada a possibilidade de aproveitamento do biogás gerado naturalmente através da decomposição da matéria orgânica. A ENERGAIA liderou o processo de avaliação do potencial energético e de determinação da viabilidade económica de uma possível valorização. Face aos resultados obtidos, a Administração da SULDOURO decidiu avançar para a concepção e execução de uma central de produção de energia a partir do biogás gerado no aterro. A electricidade produzida é exportada para a rede pública de electricidade e parte do calor gerado é utilizado para o aquecimento de uma nave de separação de resíduos existente nas instalações do aterro sanitário. Este projecto traz enormes benefícios económicos ao operador do aterro e aumenta a qualidade ambiental da instalação, através de uma extracção mais eficiente do biogás e da diminuição das emissões locais de gases de efeito estufa.

Os aterros sanitários de resíduos sólidos urbanos apresentam oportunidades para o aumento das taxas de produção descentralizada de energia renovável e podem contribuir para os objectivos assumidos nas negociações internacionais para a redução de emissão de gases de efeito estufa. Este facto fica-se a dever à produção natural e espontânea de biogás nos aterros que, sob determinadas condições, apresenta condições técnicas e económicas favoráveis ao seu aproveitamento energético. O gás de aterro é no seu essencial uma mistura de metano com dióxido de carbono que resulta da degradação anaeróbia dos resíduos orgânicos. A emissão deste gás para a atmosfera acarreta enormes problemas ambientais tais como o aumento do efeito estufa e a destruição da camada de ozono. As empresas que operam os aterros têm várias alternativas para o tratamento e aproveitamento do biogás:

- Queima sem aproveitamento (obrigatório se não existir aproveitamento)
- Aproveitamento de calor
- Geração de energia eléctrica
- Produção de gás natural
- Produção de combustíveis para veículos

Os aproveitamentos energéticos de gás de aterro são hoje em dia uma das tecnologias de energias renováveis com provas de sucesso em mais de 700 instalações em todo o mundo. Esta forma de energia renovável assume já uma posição relevante nos sistemas energéticos mundiais, contando-se que em 2010 este vector energético represente uma potência instalada de mais de 9.000 MW.

Características técnicas

- Potência eléctrica: 1048 kW
- Electricidade produzida anualmente: 8 GWh
- Emissões de GEE evitadas:5000 toneladas de CO2

Tecnologia

- Extracção de gás
- Grupo motor/alternador
- Produção descentralizada
- Aproveitamento de calor
- Monitorização e controlo

Informação Financeira

- Investimento: 1,3 milhões de euros Barreiras
No desenvolvimento de projectos com esta tipologia são geralmente encontrados os seguintes problemas: as limitações introduzidas pelos atrasos associados aos processos de licenciamento, a existência de algum grau de incerteza e risco associado à tipologia destes projectos, projectos de elevado investimento e a necessidade de dispor de uma equipa com elevada competência e experiência na idealização, construção e operação do sistema de aproveitamento energético.

Para ultrapassar estas barreiras, o projecto de Sermonde teve em consideração os seguintes aspectos:

- ao nível do risco, dotou-se de aconselhamento e de estudos que permitiram avaliar correctamente a viabilidade técnica e económica do projecto, minimizando o grau de incerteza existente
- ao nível financeiro, o projecto de geração de electricidade foi apoiado pelo Fundo de Coesão, o que permitiu diminuir, em grande parte, o esforço de investimento
- ao nível do desenvolvimento do projecto, foi utilizada uma equipa com experiência na construção e operação de centrais em Espanha e Inglaterra, beneficiando de todo o conhecimento acumulado ao longo desses trabalhos

Conclusão
O desenvolvimento de projectos de produção descentralizada de energia renovável facilita a criação de riqueza e o aproveitamento de recursos ao nível local, permitindo ainda o aumento global de eficiência na rede de distribuição e transporte de electricidade e a substituição de energia produzida através de combustíveis fósseis. Ao nível das entidades operadoras dos aterros, o desenvolvimento de projectos de aproveitamento de biogás permite o aumento de eficiência de extracção do biogás de aterro, diminuindo consideravelmente as emissões de metano, e permite a criação de uma fonte adicional de receitas.

Tendo em conta o cenário nacional de aterros sanitários, verifica-se que é possível replicar a experiência e o conhecimento adquiridos neste projecto em outros aterros, desde que estes apresentem condições adequadas de viabilidade. As experiências adquiridas podem ser de igual forma utilizadas em projectos de digestão anaeróbia, dando sequência às restrições introduzidas pela directiva dos aterros, assim como em ETARS e na indústria agro-alimentar.

Para eliminar as barreiras existentes e garantir o sucesso dos projectos torna-se fundamental garantir a colaboração de parceiros especialistas, com experiência comprovada no desenvolvimento de projectos de biogás. No que diz respeito ao financiamento, a consideração de mecanismos como a terceira parte financiadora mostram-se bastante eficazes para o desenvolvimento desta tipologia de projectos.

bom dia.li com muita atenção os vossos artigos sobre biomassa.parabens pela qualidade da informação e explanação.pretendo criar uma empresa de limpeza de floresta e aproveitamento da respectiva biomassa.se me puderem ajudar com alguma informação para o arranque da mesma,a nivel de maquinaria,escoamento dos restos de biomassa,apoios do estado,custos e rentabilidade.desde já muito agradecido.