USINAS TERMELÉTRICAS / PETRÓLEO E GÁS NATURAL BIODIGESTORES / BIOGÁS

USINAS TERMELÉTICAS Histórico Funcionamento A Termelétrica no Novo Modelo do Setor Elétrico Legislação (ambiental) Análise Econômico-financeira Comparativo entre os diferentes tipos

BIODIGESTORES Histórico Funcionamento Legislação Análise Econômico-financeira Conclusões

USINAS TERMELÉTICAS Descrição básica (componentes): Gerador Elétrico: fornece energia elétrica para o sistema; Turbina: através da incidência do vapor em suas pás movimenta o gerador; Caldeira: através da queima de um combustível aquece a água para produzir vapor para movimentar a turbina.

USINAS TERMELÉTICAS - HISTÓRICO Caldeiras a) 1700 - Único tambor b) 1740 - Tubos de fogo c) 1740 - Gases quentes d) 1788 - Água e vapor no interior dos tubos e) 1846 - Maior superfície de troca de calor f) Dias atuais 1) Tambor; 2) Fornalha; 3) Feixe de tubos; 4) Cabeçote; 5) Coletores; 6) Tubos alimentadores; 7)Superaquecedor; 8) Economizador; 9) Preaquecedor de ar

USINAS TERMELÉTICAS - HISTÓRICO Turbinas a vapor 150 a.C. - aeolipyle de Hero 1629 - “Roda de vapor” de Giovanni de Branca 1780 - Watt: construiu a primeira máquina a vapor com aplicação prática; 1895 - G. Westinghouse desenvolveu e implementou a primeira turbina comercial de 400kW, acionando um gerador elétrico; Últimos 85 anos - desenvolvimentos contínuos fizeram das turbinas o principal equipamento em centrais de geração.

USINAS TERMELÉTICAS - HISTÓRICO Turbinas a gás 1791 - J. Barber obteve a primeira patente, mas nada resultou disso; 1892 - Dr. J. F. Stolze projetou uma turbina de ar quente, construída de 1900 a 1904, mas não conseguiu produzir potência útil; 1903 - A. Elling projetou uma turbina que conseguiu produzir um trabalho de eixo de 11hp; 1939 - A Brown Boveri vendeu a primeira turbina a gás comercial, que foi colocada em uma locomotiva.

USINAS TERMELÉTICAS - HISTÓRICO Centrais Termelétricas 1883 - Primeira termelétrica no Brasil, com capacidade de 25kW, a fornecer energia elétrica para suprir a iluminação pública de 39 lâmpadas na cidade Campos - RJ; 1887 - Termelétrica de 160kW em Porto Alegre; 1900 - 12MW: 6,5MW por 6 termelétricas e 5,5MW por 5 hidrelétricas; 1950 - A parcela hidrelétrica representava 82% da capacidade instalada; 2004 - Hidrelétricas 92%, considerando a importação de Itaipu. 1987 - Primeira Termelétrica a gás: Camaçari I - 290kW funcionou por apenas 01 ano.

USINAS TERMELÉTICAS - TEORIA Classificação das Termelétricas

USINAS TERMELÉTICAS - TEORIA Principais tipos de Termelétricas

USINAS TERMELÉTICAS - TEORIA Elementos Principais de uma Central Termelétrica com Ciclo a Vapor

NOVO MODELO DO SETOR ELÉTRICO USINAS TERMELÉTICAS NOVO MODELO DO SETOR ELÉTRICO A segurança do suprimento de energia elétrica no Brasil passa, necessariamente, pela diversificação das suas fontes primárias de geração. Essa diversificação deve acontecer: Mínimo de impacto na tarifa do consumidor final; Priorizar tecnologias já maduras; Utilizar recursos energéticos disponíveis no país. Centrais termelétricas são as que melhor atendem estas especificações.

USINAS TERMELÉTICAS - LEGISLAÇÃO Segundo o Conselho Nacional do Meio Ambiente - IBAMA, através da Resolução CONAMA N.o 001, de 23 de janeiro de 1986, conside- ra-se impacto ambiental qualquer alteração das propriedades físicas, químicas e biológicas do meio ambiente, causada por qualquer forma de matéria ou energia resultante das atividades humanas que, direta ou indiretamente, afetam: a saúde, a segurança e o bem-estar da população; as atividades sociais e econômicas; a biota; as condições estéticas e sanitárias do meio ambiente; a qualidade dos recursos ambientais.

USINAS TERMELÉTICAS - LEGISLAÇÃO A Resolução CONAMA N.o 003, de 28 de junho de 1990, define po- luente atmosférico com qualquer forma de matéria ou energia com intensidade e em quantidade, concentração, tempo ou características em desacordo com os níveis estabelecidos, e que tornem ou possam tornar o ar: impróprio, nocivo ou ofensivo à saúde; inconveniente ao bem-estar público; danoso aos materiais, à fauna e flora; prejudicial à segurança, ao uso e gozo da propriedade e às atividades normais da comunidade, considerando a necessidade de ampliar o nú- mero de poluentes atmosféricos passíveis de monitoramento e contro- le no país.

USINAS TERMELÉTICAS - LEGISLAÇÃO Impactos Ambientais da Geração Termelétrica

ANÁLISE ECONÔMICO-FINANCEIRA USINAS TERMELÉTICAS ANÁLISE ECONÔMICO-FINANCEIRA Tributos e Encargos Incidentes sobre a Geração Termelétrica: ISS - Imposto sobre Serviços de Qualquer Natureza COFINS - Contribuição para Financiamento da Seguridade Social PIS - Contribuição para o Programa de Integração Social TFSEE - Taxa de Fiscalização de Serviços de Energia Elétrica RGR - Reserva Global de Reversão CCC - Conta de Consumo de Combustíveis CPMF - Contribuição Provisória sobre Movimentação Financeira IRPJ - Imposto de Renda Pessoa Jurídica CSLL - Contribuição Social sobre o Lucro Líquido

ANÁLISE ECONÔMICO-FINANCEIRA USINAS TERMELÉTICAS ANÁLISE ECONÔMICO-FINANCEIRA Fatores que podem influir nos custos de investimento e operação de uma Usina Termelétrica: Configuração da Usina; Localização da Usina; Regime de Operação.

ANÁLISE ECONÔMICO-FINANCEIRA USINAS TERMELÉTICAS ANÁLISE ECONÔMICO-FINANCEIRA A composição dos custos para as plantas termelétricas podem classificar-se em: 1 - Custos de Investimento; 2 - Custos de geração.

ANÁLISE ECONÔMICO-FINANCEIRA USINAS TERMELÉTICAS ANÁLISE ECONÔMICO-FINANCEIRA Composição dos custos típicos de uma central em ciclo a vapor:

USINAS TERMELÉTICAS - CONCLUSÕES Os investimentos realizados nos últimos anos, da ordem de 4,5 a 5,0 bilhões de dólares ao ano, dos quais cerca de 50% foram destinados à geração, não têm sido suficientes para garantir acréscimos anuais em torno de 3.500 MW á capacidade instalada de geração, potência necessária para atender ao crescimento verificado da demanda. Para o futuro, algumas alterações devem ocorrer na estrutura dos investimentos em energia, incluindo a instalação de térmicas a gás natural, que exigem investimentos menores que as hidrelétricas, visando uma redução relativa nos investimentos em geração. De outro lado, deverão ser fortalecidas as interligações elétricas com a Argentina e do Sul com o Norte do Brasil, o que passará a exigir maiores investimentos em transmissão.

USINAS TERMELÉTICAS - CONCLUSÕES Projeções do consumo de eletricidade para os próximos 20-25 anos: Óleos combustíveis, hidreletricidade e energia nuclear devem cair; Gás natural e fontes renováveis (exceto hidreletricidade) tendem a crescer; Carvão mineral mantém-se aproximadamente constante.

USINAS TERMELÉTICAS - CONCLUSÕES Comparação de custos de investimentos de CTEs (US$/kW)

USINAS TERMELÉTICAS - CONCLUSÕES Competitividade dos carvões CE 3300 e CE 4500, com o gás natural, na geração de energia elétrica:

USINAS TERMELÉTICAS - CONCLUSÕES Comparação qualitativa da utilização do GN, OC e CM

BIODIGESTORES / BIOGÁS

INTRODUÇÃO / HISTÓRICO O Biogás foi descoberto em 1667. Aluno de Louis Pasteur em 1884. Na Índia o gás de metano produzido por digestão anaeróbia remonta dos anos de 1859. Na Inglaterra a primeira experiência com a utilização do Biogás para iluminação de algumas ruas foi em 1895. Foi apenas nos anos de 1940, voltou-se a falar em Biogás devido a II Guerra Mundial. No Brasil o interesse pelo Biogás intensificou-se nas décadas de 70 e 80

TENDÊNCIAS ATUAIS E FUTURAS A Faculdade de Agronomia e Veterinária da Universidade Estadual de São Paulo, em Jaboticabal, estuda a tecnologia dos biodigestores há 25 anos. Inauguração, na Granja Becker,bFazenda Macaúbas, no município de Patos de Minas (região do Alto Paranaíba) a primeira unidade de biodigestores do Brasil. No dia 5 de março, foi tema de palestra promovida pela Associação Goiana de Suinocultores."A mobilização de todos os setores da agropecuária é importante para difundir a técnica entre os produtores e melhorar as condições do meio ambiente"

TENDÊNCIAS ATUAIS E FUTURAS "Empresas canadenses e o Banco Mundial financiam a instalação do equipamento com linhas de crédito em troca de parte do gás produzido". Convênio entre empresa e Universidade atuando no desenvolvimento comum de biodigestores. A tecnologia dos biodigestores foi desenvolvida pela Sansuy com a Universidade Estadual Paulista (UNESP) – Campus de Jaboticabal. “Conseguimos transferir isso para a prática e o resultado tem sido bastante satisfatório”, explica o Prof. Jorge de Lucas Jr.

TENDÊNCIAS ATUAIS E FUTURAS Uma pesquisa com biodigestores ganha a aprovação de criadores de suínos de Toledo, no Paraná. Estiveram reunidos com o secretário especial de Meio Ambiente, Moacir Pires, na manhã desta terça-feira (10.08), o vice-presidente da AgCert Canadá, George Bolton, e o gerente de operações da empresa, Paulo Furtado.. A empresa canadense negocia crédito de carbono e está investindo no Brasil, já que o país tem grande potencial para produzir tais créditos.

ENTIDADES GOVERNAMENTAIS E CENTROS DE PESQUISAS UNESP - Departamento de Engenharia Rural da Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias de Jaboticabal - UNESP. Prof. Jorge Lucas Júnior e Prof. Fábio Moreira da Silva. Rodovia Carlos Tonanni, KM 5, CEP 14870-000, Jaboticabal - SP. Fone : (016) 323-2500 ramais 243, 244 e 263. UNICAMP - Departamento de construções Rurais - Faculdade de Engenharia Agrícola - L.A.B. Cortez. USP - Disque Tecnologia - Consultor Daniel F. Gambera - Av. Luciano Gualberto, travessa J número 374 - 7º andar, São Paulo - SP. Fone: (011) 211-0801. EMBRAPA - Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária

FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA E CIENTÍFICA Biodigestão: “bios”, vem do grego e significa vida, já “digestione” foi extraído do latim, e quer dizer digestão ou decomposição. Biodigestores produção contínua: aberto após a produção de biogás, o que levara mais ou menos noventa dias. Biodigestores produção descontínua: A produção pode acontecer por um longo período, sem que haja a necessidade de abertura do equipamento.

FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA E CIENTÍFICA Produção Descontínua Tipo Batelada

FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA E CIENTÍFICA Produção Contínua Tipo da Marinha

FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA E CIENTÍFICA Produção Contínua Tipo Chinês 1 - Tubulação de Saída do Gás 2 - Selo Removível 3 - Tampa Móvel 4 - Entrada 5 - Tanque do Biofertilizante 6 - Tubulação de Saída do Biofertilizante 7 - Armazenamento do Gás 8 - Tanque da matéria Orgânica

FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA E CIENTÍFICA Produção Contínua Tipo Indiano

FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA E CIENTÍFICA Produção Contínua Tipo da Marinha Vantagens A sua área sujeita á exposição solar é maior, porque sua cúpula em relação aos outros modelos é maior, facilitando com isto uma maior produção de gás nos dias quentes A limpeza do digestor é mais fácil porque sendo de lona de PVC é mais fácil de ser retirada. Desvantagens Neste modelo, como no indiano, temos o custo da cúpula.

FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA E CIENTÍFICA Produção Contínua Tipo Chinês Vantagens Este modelo tem custo mais barato em relação aos outros, pois a cúpula é feita de alvenaria. O biodigestor chinês é o que ocupa menos espaço na superfície do solo. Desvantagens O sistema de comunicação entre a caixa de carga e o digestor sendo feito de tubos, está sujeita a entupimentos. Tem limitação ao tipo de solo. Sua construção em solos superficiais não é indicada.

FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA E CIENTÍFICA Produção Contínua Tipo Indiano Vantagens Ocupa pouco espaço do terreno ( em relação ao da marinha ), porque sua maior extensão é vertical. Em termos de custos, sendo as paredes de seu digestor construídas dentro do solo, o modelo dispensa o uso de reforços, tais como cintas de concretos, o que barateia as despesas. Desvantagens Sua construção é limitada para áreas de lençol freático alto, ou seja, não é um modelo indicado para terrenos superficiais, pois nestes casos pode ocorrer infiltração.

FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA E CIENTÍFICA O Biogás A Composição média da mistura gasosa é a seguinte: Metano (CH4) 50 a 75 % Dióxido de Carbono (CO2) 25 a 40 % Hidrogênio (H2) 1 a 3 % Azoto (N2) 0.5 a 2.5 % Oxigênio (O2) 0.1 a 1 % Sulfureto de Hidrogênio (H2S) 0.1 a 0.5 % Amoníaco (NH3) 0.1 a 0.5 % Monóxido de Carbono (CO) 0 a 0.1 % Água (H2O) variável

FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA E CIENTÍFICA O Biogás Equivalências Energéticas: 1 m^3 de Biogás = 6000 Kcal - é equivalente a: 1,7 m^3 de Metano 1,5 m^3 de Gás de Cidade 0,8 L de Gasolina 1,3 L de Álcool 2 Kg de Carboneto de Cálcio 0,7 L de Gasóleo 7 Kw h de Eletricidade 2,7 Kg de Madeira 1,4 Kg de Carvão de Madeira 0,2 m^3 de Butano 0,3 m^3 de Propano

FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA E CIENTÍFICA O Biogás Um metro cúbico de biogás equivale a: 0,613 litro de gasolina 0,579 litro de querosene 0,553 litro de óleo diesel 0,454 litro de gás de cozinha 1,536 quilo de lenha 0,790 litro de alcoól hidratado 1,428 Kw de eletricidade

FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA E CIENTÍFICA O Biogás Pode se produzir um metro cúbico de biogás com os seguintes ingredientes: 25 Kg de esterco fresco de vaca ou 5 Kg de esterco seco de galinha ou 12 Kg de esterco de porco ou 25 Kg de plantas ou casca de cereais ou 20 Kg de lixo

FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA E CIENTÍFICA O Biofertilizante Um Adubo Orgânico Diferente, biofertilizante é o afluente dos biogestores, resulta da fermentação anaeróbica da matéria orgânica ao produzir biogás. Pode ser sólido ou líquido. O sólido : utiliza-se como adubação de fundação por ocasião do plantio, bem como adubação periódica por enterramento em torno da copa da planta. Sua assimilação é lenta. O líquido : usado em aspersão como adubo folhear ou diretamente no solo junto as raízes, bem como hidroponia . A assimilação pelas plantas se efetua com muita rapidez, de modo que é muito útil na cultura de ciclo curto.

NORMAS E LEGISLAÇÃO DECISÃO NORMATIVA Nº 046, DE 16 DEZ 1992. Dispõe sobre a fiscalização dos serviços técnicos em Gaseificadores e Biodigestores. As atividades de construção, manutenção e operação de biodigestores rurais dos tipos indiano e chinês destinados à produção de gás para consumo doméstico e/ou fins agrícolas explorados comercialmente são da competência do Engenheiro Mecânico, do Engenheiro Agrônomo e do Engenheiro Agrícola.

APLICAÇÕES TÉCNICAS Biodigestor tipo indiano, para animais em galpões de terminação com capacidade para 500 cabeças; com produção de 216,81 m3 de biogás por dia o que equivale a 7,51 botijões de GLP de 13 kg/dia Preço do Projeto: Para o Brasil      Outros Países R$ 1006,00  US$330.00

APLICAÇÕES TÉCNICAS O projeto na fazenda Cinco Estrelas está hoje com a metade da obra civil (instalações e aterros) realizada. Falta apenas o revestimento e a parte de ancoragem. Dentro de 15 dias o produtor pretende já inaugurar a unidade. O investimento ficou em torno de R$ 150.000,00, mas já existe uma previsão de retorno dentro de 4 anos. “A grande vantagem desse projeto é que ele é custeado por investidores internacionais. O produtor não precisa dispor de recursos próprios”, explica Bartollo.

CONCLUSÃO Tem-se duas fases distintas com relação aos biodigestores no Brasil A primeira em 1970 com a crise do petróleo A segunda em 2001 com a crise da energia elétrica - Apagão, verificamos também maior responsabilidade nas questões ambientais Mesmo assim estes fatores não são e não foram suficientes para se evoluir nas questões de energia renováveis , talvez agora com os programas de pesquisas incentivados pelo governo e o protocolo de Kyoto, que está relacionado com o pagamento dos créditos de carbono devam ser estabelecidos metas e objetivos para a verdadeira evolução das energias renováveis no Brasil.