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© Ministro de Recursos Naturais Canada 2001 – 2006. Curso Análise de Projeto de Energia Limpa Foto cedida por: Bioenerginovator Calor a partir da Biomassa.

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1 © Ministro de Recursos Naturais Canada 2001 – Curso Análise de Projeto de Energia Limpa Foto cedida por: Bioenerginovator Calor a partir da Biomassa Análise de Projeto Planta Aquecimento Distrital por Biomassa, Suécia

2 © Ministro de Recursos Naturais Canada 2001 – Objetivos Revisar conceitos básicos do Sistemas de Calor a partir da Biomassa Revisar conceitos básicos do Sistemas de Calor a partir da Biomassa Ilustrar considerações a respeito da Análise de Calor a partir da Biomassa Ilustrar considerações a respeito da Análise de Calor a partir da Biomassa Introduzir o Modelo RETScreen ® de Projeto de Calor a partir da Biomassa Introduzir o Modelo RETScreen ® de Projeto de Calor a partir da Biomassa

3 © Ministro de Recursos Naturais Canada 2001 – Aquecimento para Aquecimento para Edificios Comunidades Processos Industriais …porém também… Criação de empregos Utilização para materiais residuais Uma oportunidade para utilizar aquecimento distrital e recuperação de calor residual O que fornece um sistema de calor a partir da Biomassa? Foto cedida por : Centrales Agrar-Rohstoff-Marketing- und Entwicklungs-Netzwork Planta de Aquecimento Distrital, Calor oriundo de semente de girasol, Alemanha

4 © Ministro de Recursos Naturais Canada 2001 – Descrição do Sistema de Calor a partir da Biomassa Planta de Aquecimento Planta de Aquecimento Sistema de recuperação de calor residual Sistema de combustão à Biomassa para carga de base Systema de aquecimento para carga de Pico Sistema redundante opcional Sistema Distribuição de Calor Sistema Distribuição de Calor Fornecimento de água quente, retorno de água fria Para edificios individuais ou aquecimento distrital Operação de fornecimento de combustível Operação de fornecimento de combustível Recepção, armazenagem e transporte de combustíveis Automatismo típico para transfêrencia do combustível do tanque diário para a combustão Foto cedida por : Bioenergia Suomessa Pequeno pacote de resíduo de madeira em Bales, Finlandia

5 © Ministro de Recursos Naturais Canada 2001 – Descrição do Sistema de Calor a partir da Biomassa(Cont.) Diagrama: Guia do Comprador de Pequenos Sistemas Comerciais de Combustão de Biomassa NRCan Transporte de combustível Biomassa (alimentador) Armazenamento de combustível Biomassa (alimentador) Recepção de combustível Biomassa (alimentador) Fornecimento de água quente Sistema de exaustão e chaminé Remoção e armazenamento de cinzas Caldeira de apoio e pico Transferência Câmara de combustão Coletor de partículas Trocador de calor

6 © Ministro de Recursos Naturais Canada 2001 – Sistemas de Carga de Base vs. de Pico Os sistemas de Biomassa podem ser dimensionados por: Carga de Pico Carga de Pico Uso de bio-combustível maximizado e de combustível fóssil minimizado Sistemas maiores e mais caros Operação em carga parcial reduz eficiência caso carga variável Carga de Base Carga de Base Opera próximo a capacidade de projeto, portanto eficiência alta Investimento muito menor Sistema convencional requerido para carga de pico Gráfico de Projeto do Sistema RCRBiomassaPico Carga (Potência) Demanda (Energia) Gráfico de Projeto do Sistema RCRBiomassaPico Carga (Potência) Demanda (Energia)

7 © Ministro de Recursos Naturais Canada 2001 – Sistemas de Aquecimento Distrital Calor de uma planta central pode ser distribuído para outros edifícios próximos para aquecimento de água para calefação e serviço Calor de uma planta central pode ser distribuído para outros edifícios próximos para aquecimento de água para calefação e serviço Tubos de aço isolados são enterrados entre 0,6 e 0,8 m no solo Vantagens comparativas a cada edifício tendo sua própria planta: Vantagens comparativas a cada edifício tendo sua própria planta: Maior Eficiência Menores emissões Segurança Conforto Conveniência Operacional Altos custos iniciais Altos custos iniciais Requer mais atenção do que plantas de combustível fóssil Requer mais atenção do que plantas de combustível fóssil Foto cedida por : SweHeat Planta Aquecimento DistritalRede Água p/ aquec. Distrital

8 © Ministro de Recursos Naturais Canada 2001 – Combustíveis Biomassa (alimentadores) incluem Combustíveis Biomassa (alimentadores) incluem Madeiras & resíduos (cavaco, serragem, peletes, pedaços) Resíduos agrícolas (palha, chaff, cascas, estercos e urina animais) Cementes Energéticas (choupos híbridos, grama alteradas, salgueiros) Resíduo Sólido Municipal (RSM) Considerações importantes sobre estocagem Considerações importantes sobre estocagem Poder calorífico e teor de umidade Confiabilidade, segurança e estabilidade de preços Condições de Transporte e Armazenamento Combustíveis Biomassa Foto cedida por : Warren Gretz/ NREL Pix Foto cedida por : ECOMatters Inc Madeira para Combustão por Biomassa Casca de castanha para Combustão

9 © Ministro de Recursos Naturais Canada 2001 – Se cultivados de maneira sustentável: Se cultivados de maneira sustentável: Produção líquida de gases de efeito estufa Zero Baixo teor de enxofre reduz chuva ácida Baixo teor de enxofre reduz chuva ácida Emissões de poluidores locais do ar Emissões de poluidores locais do ar Particulados (grãos) Poluição gasosa Traços carcinogênicos Pode estar sujeito à regulação Atributos Ambientais dos Combustíveis Biomassa Foto cedida por : Warren Gretz/NREL Pix Foto cedida por : Bioenerginovator Bagaço Cavaco de madeira

10 © Ministro de Recursos Naturais Canada 2001 – Exemplos de Custos de Sistemas de Calor a partir da Biomassa Para um sistema de 150 kW para aquecer edificio de 800 m 2 : Para um sistema de 150 kW para aquecer edificio de 800 m 2 : $ $ Combustível anual $ $ O&M anual $ $ Custo inicial CavacoÓleo 6,7040$/tonne Cavaco árvore 1,7010$/tonne Resíduo moinho 5,80 0,20$/m 3 Gas 8,500,30$/L Óleo combustível 15,600,40$/LPropano 22,500,08$/kWhEletricidade Custo do calor ($/GJ) Preço Altos custos iniciais, potencialmente baixo custo de combustível: Altos custos iniciais, potencialmente baixo custo de combustível:

11 © Ministro de Recursos Naturais Canada 2001 – Projeto de Calor a partir da Biomassa Considerações Disponibilidade, qualidade e preço do suprimento de Biomassa contra o de combustível fóssil Disponibilidade, qualidade e preço do suprimento de Biomassa contra o de combustível fóssil Futuro uso não energético da biomassa (p.ex., celulose) Contratos de longo prazo Área disponível para recepção, armazenamento de combustível e grande caldeira Área disponível para recepção, armazenamento de combustível e grande caldeira Necessidade de operadores dedicados e confiáveis Necessidade de operadores dedicados e confiáveis Compra de combustível e manuseio da retirada de cinzas Regulamento ambiental da qualidade do ar e despejo de cinzas Regulamento ambiental da qualidade do ar e despejo de cinzas Considerações de seguros e de segurança Considerações de seguros e de segurança

12 © Ministro de Recursos Naturais Canada 2001 – Exemplos: Áustria, Alemanha e Eslovênia Sistemas de Energia Comunitários Conjuntos de edifícios incluindo escolas, hospitais e condomínios residenciais Conjuntos de edifícios incluindo escolas, hospitais e condomínios residenciais Foto cedida por : Ken Sheinkopf/ Solstice CREST Foto cedida por : Centrales Agrar-Rohstoff-Marketing-und Entwicklungs-Netzwerk Manuseio Alimentador Automático Caldeira à Lenha AD Convertido de Comb. Fóssil p/ Biomassa, Slovenia

13 © Ministro de Recursos Naturais Canada 2001 – Exemplo: Canadá Edifícios Comerciais e Institucionais Prédios individuais podem prover seu aquecimento a partir da Biomassa Prédios individuais podem prover seu aquecimento a partir da Biomassa Institucionais: escolas, hospitais, edifícios municipais Comerciais: lojas, estacionamentos, etc. Foto cedida por : ECOMatters Inc. Pequeno Sist. Aquec. Comercial por Biomassa, Canada Foto cedida por : Grove Wood Heat

14 © Ministro de Recursos Naturais Canada 2001 – Exemplos: Brasil e EUA Aquecimento de Processo Freqüentemente encontrado onde a biomassa é produzida e há necessidade de aquecimento Freqüentemente encontrado onde a biomassa é produzida e há necessidade de aquecimento Serrarias, usinas de açúcar e alcool, fábricas de móveis e sistemas de secagem para processos agrícolas Foto cedida por : Ken Sheinkopf/ Solstice CREST Foto cedida por : Ralph Overend/ NREL PixFoto cedida por : Warren Gretz/ NREL Pix Interior de Câmara de Combustão Bagaço para Aquec. de Processo em Moinho, Brazil Cana de Açúcar para Aquec. de Processo, Hawaii

15 © Ministro de Recursos Naturais Canada 2001 – RETScreen ® Modelo de Projeto de Calor a partir da Biomassa Análise mundial da produção de energia, custo do ciclo de vida e redução de emissões dos gases de efeito estufa Análise mundial da produção de energia, custo do ciclo de vida e redução de emissões dos gases de efeito estufa Edificios individuais até grandes condominios com aquecimento distrital Recuperação de calor residual de pico e de apoio da Biomassa Dimensionamento e custo da rede de distribuição de calor distrital Atualmente não incluidos: Atualmente não incluidos: Aquecimento distrital de grande escala (> 2,5 MW) Usar alternativamente o modelo de Co-geração

16 © Ministro de Recursos Naturais Canada 2001 – RETScreen ® Cálculo da Energia de Calor a partir da Biomassa Ver e-Manual Análise de Projeto de Energia Limpa: RETScreen ® Engenharia e Casos Capítulo de Análise de Projeto de Calor a partir da Biomassa Calcular equiv. Graus- dias para aquecimento de água quente domiciliar Calcular curvas duração da carga e de energia e equiv. horas plena carga Calcular demanda total de energia Determinar Mix de energia Calcular necessidade de combustível Calcular pico da carga de aquecimento Determinar dimensão das linhas da rede

17 © Ministro de Recursos Naturais Canada 2001 – Exemplo Validação do RETScreen ® Modelo de Projeto de Calor a partir da Biomassa Calculo da duração da curva de carga Calculo da duração da curva de carga Comparado com o modelo Sueco DD-IL para 4 cidades da Europa e América do Norte Dimensionamento da tubulação da rede de aquecimeto distrital Dimensionamento da tubulação da rede de aquecimeto distrital Comparado com o programa R22 da ABB – Bons resultados Poder calorífico da Madeira Poder calorífico da Madeira Comparando com 87 amostras de casca de árvore do Leste do Canadá RETScreen ® estima o residuo de madeira em 5% da amostra colhida Curva duração da carga para Uppsala, Suécia Número de Horas Porcentagem da Carga de Pico RETScreen DD-IL

18 © Ministro de Recursos Naturais Canada 2001 – Conclusões O custo do aquecimento por Biomassa pode ser bem menor do que o custo convencional para aquecimento, mesmo considerando um maior investimento inicial do sistema de biomassa O custo do aquecimento por Biomassa pode ser bem menor do que o custo convencional para aquecimento, mesmo considerando um maior investimento inicial do sistema de biomassa RETScreen ® calcula as curvas de duração da carga, biomassa necessária e capacidade de pico da planta, além do diâmetro dos tubos da rede de aquecimento distrital, utilizando entradas de dados mínimas RETScreen ® calcula as curvas de duração da carga, biomassa necessária e capacidade de pico da planta, além do diâmetro dos tubos da rede de aquecimento distrital, utilizando entradas de dados mínimas RETScreen ® proporciona grande economia de custo do estudo preliminar RETScreen ® proporciona grande economia de custo do estudo preliminar

19 © Ministro de Recursos Naturais Canada 2001 – Perguntas? Módulo de Análise de Projeto de Calor a partir da Biomassa RETScreen ® International Curso de Análise de Projeto de Energia Limpa Para informações adicionais consultar a página Web do RETScreen em


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