Planta Aquecimento Distrital por Biomassa, Suécia Calor a partir da Biomassa Análise de Projeto Curso Análise de Projeto de Energia Limpa Planta Aquecimento Distrital por Biomassa, Suécia Foto cedida por: Bioenerginovator

Objetivos Revisar conceitos básicos do Sistemas 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

O que fornece um sistema de calor a partir da Biomassa? 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 Planta de Aquecimento Distrital, Calor oriundo de semente de girasol, Alemanha Foto cedida por : Centrales Agrar-Rohstoff-Marketing- und Entwicklungs-Netzwork

Descrição do Sistema de Calor a partir da Biomassa 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 Fornecimento de água quente, retorno de água fria Para edificios individuais ou aquecimento distrital Operação de fornecimento de combustível Recepção, armazenagem e transporte de combustíveis Automatismo típico para transfêrencia do combustível do tanque diário para a combustão Pequeno pacote de resíduo de madeira em Bales, Finlandia Foto cedida por : Bioenergia Suomessa

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

Sistemas de Carga de Base vs. de Pico Os sistemas de Biomassa podem ser dimensionados por: 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 Opera próximo a capacidade de projeto, portanto eficiência alta Investimento muito menor Sistema convencional requerido para carga de pico Gráfico de Projeto do Sistema RCR Biomassa Pico Carga (Potência) Demanda (Energia) Gráfico de Projeto do Sistema RCR Biomassa Pico Carga (Potência) Demanda (Energia)

Sistemas de Aquecimento Distrital 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: Maior Eficiência Menores emissões Segurança Conforto Conveniência Operacional Planta Aquecimento Distrital Rede Água p/ aquec. Distrital Altos custos iniciais Requer mais atenção do que plantas de combustível fóssil Foto cedida por : SweHeat Foto cedida por : SweHeat

Combustíveis Biomassa 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 Poder calorífico e teor de umidade Confiabilidade, segurança e estabilidade de preços Condições de Transporte e Armazenamento Madeira para Combustão por Biomassa Foto cedida por : ECOMatters Inc Casca de castanha para Combustão Foto cedida por : Warren Gretz/ NREL Pix

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

Exemplos de Custos de Sistemas de Calor a partir da Biomassa Óleo Cavaco Custo inicial 21.000 $ 80.000 $ Para um sistema de 150 kW para aquecer edificio de 800 m2: O&M anual 1.000 $ 8.000 $ Combustível anual 18.000 $ 1.700 $ Preço Custo do calor ($/GJ) Altos custos iniciais, potencialmente baixo custo de combustível: Eletricidade 0,08$/kWh 22,50 Propano 0,40$/L 15,60 Óleo combustível 0,30$/L 8,50 Gas 0,20$/m3 5,80 Resíduo moinho 10$/tonne 1,70 Cavaco árvore 40$/tonne 6,70

Projeto de Calor a partir da Biomassa Considerações 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 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 Considerações de seguros e de segurança

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

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

Exemplos: Brasil e EUA Aquecimento de Processo 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 Cana de Açúcar para Aquec. de Processo, Hawaii Bagaço para Aquec. de Processo em Moinho, Brazil Interior de Câmara de Combustão Foto cedida por : Warren Gretz/ NREL Pix Foto cedida por : Ralph Overend/ NREL Pix Foto cedida por : Ken Sheinkopf/ Solstice CREST

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 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: Aquecimento distrital de grande escala (> 2,5 MW) Usar alternativamente o modelo de Co-geração

RETScreen® Cálculo da Energia de Calor a partir da Biomassa Calcular equiv. Graus-dias para aquecimento de água quente domiciliar Calcular pico da carga de aquecimento Calcular curvas duração da carga e de energia e equiv. horas plena carga Calcular demanda total de energia Determinar Mix de energia Determinar dimensão das linhas da rede 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 necessidade de combustível

Exemplo Validação do RETScreen® Modelo de Projeto de Calor a partir da Biomassa 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 Comparado com o programa R22 da ABB – Bons resultados Curva duração da carga para Uppsala, Suécia 100 80 RETScreen 60 DD-IL Porcentagem da Carga de Pico 40 20 2.000 4.000 6.000 8.000 Número de Horas 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

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 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

Perguntas? www.retscreen.net 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 www.retscreen.net