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Biogás no planejamento energético nacional
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Biogás no planejamento energético nacional

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Apresentação no 5º biogas brazil congress

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  • Sem cana
  • Biometano conservador no ciclo diesel, sem considerar ciclo otto
  • Transcript

    • 1. BIOGÁS NO CONTEXTO DO PLANEJAMENTO ENERGÉTICO NACIONAL Empresa de Pesquisa Energética Uma Empresa do Ministério de Minas e Energia Ministério de Minas e Energia GOVERNO FEDERAL Superintendência de Estudos Econômico-Energéticos POTENCIAL, ECONOMICIDADE E MERCADO DE MÉDIO E LONGO PRAZO Rio de Janeiro, junho de 2014
    • 2. Biogás no Planejamento Energético Nacional Estudos de Bioenergia Residual Portfólio dePortfólio de ações custoações custo efetivas deefetivas de bioenergiabioenergia para o Brasilpara o Brasil PRÓXIMO PASSO
    • 3. Biogás no Planejamento Energético Nacional Bioenergia na Matriz Brasileira Fonte: BEN 2013 Fonte: PDE 2022 Matriz Energética 2012 26,6% de participação de bioenergia na oferta primária de energia Matriz Energética 2022 26,5% de participação de bioenergia na oferta primária de energia Participação da bioenergia permanece praticamente constante apesar do crescimento de mais de 60% Somente a biomassa de cana apresenta potencial? Quais outros tipos de biomassa poderiam entrar na matriz? Tem relevância? Há biomassa potencial que possa substituir a lenha? São competitivos? 120 Mtep 120 Mtep 75 Mtep 75 Mtep
    • 4. Biogás no Planejamento Energético Nacional Contexto para Análises de Bioenergia Motivadores da Bioenergia no Brasil  O Brasil sempre foi e continuará uma potência de biomassa • Agropecuária • Cana-de-açúcar • Florestas • Resíduos Urbanos  Cadeia Industrial de Bioenergia Estruturada • Experiência nacional da indústria para a bioenergia • Experiência em desenvolvimento de negócios de bioenergia  Políticas de resíduos regulamentadas recentemente • Além de grande produtor de biomassa residual políticas de resíduos regulamentadas recentemente obrigam o aproveitamento dos resíduos quando viável técnica e economicamente (PNSB e PNRS) • Isso tem como consequência a realização de necessárias análises de viabilidade técnica e econômica do aproveitamento energético de resíduos  Potência na biotecnologia • Além de grande produtor de biomassa residual políticas de resíduos regulamentadas recentemente obrigam o aproveitamento dos resíduos quando viável técnica e economicamente (PNSB e PNRS)
    • 5. Biogás no Planejamento Energético Nacional Oferta de Biomassas no Brasil Possibilidades de Biomassas mais Adequadas  Biomassa Dedicada ( Culturas Energéticas, óleos vegetais) • Necessita de novas áreas de plantio • Competição com a produção de alimentos  Biomassa Residual (Lixo, Esgoto, Resíduos Agrícolas, pecuários, agroindustrial, resíduos vegetais oleaginosos ) • Necessitam de tratamento • Já apresentam custos de tratamento ou destinação • Não necessitam de área exclusiva de plantio • Grande produção no Brasil • Diversas políticas regulamentadoras
    • 6. Biogás no Planejamento Energético Nacional Oferta de Bioenergias a partir da Biomassa Residual Possibilidades de Energéticos mais Adequados  Biocombustíveis líquidos • Diversas possibilidades de energéticos (etanol de 1ª e 2ª geração, biodiesel, bioquerosene, butanol, etc) e diversas possibilidades de rotas de conversão (fermentação, esterificação, hidrólise, gasificação, pirólise, etc) • Usos como combustíveis veiculares na maioria dos casos • Em geral apresentam a vantagem de serem “drop-in”  Biocombustíveis gasosos • Possibilidades mais limitadas de energéticos (biogás, biometano, gás de síntese) e de rotas de conversão (digestão anaeróbica e gasificação) • Em geral como substitutos do gás natural (necessidade de tratamento) ou de combustíveis líquidos (necessidade de adequação tecnológica) em diversos usos (combustíveis veiculares, geração elétrica, combustíveis térmicos, etc)  Biocombustíveis sólidos • Possibilidades mais limitadas de energéticos (biomassa crua, densificada ou processada) e diversas rotas de conversão/densificação (peletização, briquetagem, torrefação, pirólise, etc) • Uso em geral como combustíveis térmicos (em substituição a fósseis) com alguima necessidade de adequação tecnológica e para geração de eletricidade
    • 7. Biogás no Planejamento Energético Nacional O que e os porquês de priorizar Critérios de Decisão da Análise de Potencial  A biomassa residual apresenta grande produção • O Brasil é grande produtor agropecuário e com grande população urbana (consequente grande produção de resíduos urbanos) isso leva a uma grande produção de biomassa residual que não necessita de área de plantio nova e que precisa ser tratada  Necessidade de atendimento às políticas de resíduos regulamentadas recentemente • O atendimento das políticas de resíduos cria diversas oportunidades para a biomassa residual  Os energéticos derivados da bioenergia devem ser flexíveis e “drop-in” • Os energéticos de biomassa devem ser de aplicáveis aos sistemas e infraestruturas já existentes ou apresentar pequeno grau de modificação em relação aos mesmos  As tecnologias de conversão devem apresentar tecnologia já dominada e comercialmente viável • A utilização de tecnologias já comerciais ajuda a alavancar o uso da bioenergia  Análises alinhadas às ações já em andamento • Diversos programas de bioenergia em andamento: Estratégico 14 da ANEEL, programa de Itaipu de biogás, Programa Paulista de Biogás, Política de Gás Natural renovável no Rio de Janeiro, entre outros.
    • 8. PONTOS FORTES PONTOS FRACOS AMEAÇASOPORTUNIDADES Biogás no Planejamento Energético Nacional Análise SWOT da Bioenergia Residual Todos esses pontos devem ser avaliados de maneira integrada, através da metodologia de Avaliação de Impacto, para uma melhor decisão sobre alternativas de incentivo
    • 9. Biogás no Planejamento Energético Nacional Contexto do Setor de Resíduos X Contexto do Setor Energético Consumo de Energia Produção de Resíduos Destinação final Produção de Energia Transmissão e Distribuição de Energia Recursos Energéticos Coleta de ResíduosTransporte Transbordo/ Triagem Aproveitamento Energético de Resíduos Oferta Descentralizada de Energia
    • 10. Biogás no Planejamento Energético Nacional Processo de Avaliação
    • 11. Biogás no Planejamento Energético Nacional Análises de Potencial - ano base 2012 Tipos de Resíduos Analisados Resíduos Sólidos Urbanos Fonte: IBGE QUANTIDADEQUANTIDADE COMPOSIÇÃOCOMPOSIÇÃO 67 milhões de toneladas 56% Matéria orgânica 36% Recicláveis 8% Outros POTENCIAL ENERGÉTICO 1.350 mil tep – 4,3 milhões de m³/dia Concentrado em áreas de grande população
    • 12. Biogás no Planejamento Energético Nacional Análises de Potencial - ano base 2012 Tipos de Resíduos Analisados  Resíduos Agrícolas Legenda Limite_UF Energia Primária Disponível GJ 0,000000 - 125000,000000 125000,000001 - 350000,000000 350000,000001 - 650000,000000 650000,000001 - 1000000,000000 1000000,000001 - 1750000,000000 1750000,000001 - 2500000,000000 2500000,000001 - 4000000,000000 4000000,000001 - 6000000,000000 6000000,000001 - 9000000,000000 9000000,000001 - 30630871,126152 DISPONIBILIDADEDISPONIBILIDADE QUANTIDADEQUANTIDADE 40% da biomassa, 60% da biomassa fica no campo 120 milhões de toneladas em base seca POTENCIAL ENERGÉTICO 15.500 mil tep – 47,8 milhões de m³/dia Mais de 80% do potencial está nos resíduos de milho e soja as duas maiores culturas de grãos PCIPCI Fator de metanização médio de 150 m³/t
    • 13. Biogás no Planejamento Energético Nacional Análises de Potencial - ano base 2012 Tipos de Resíduos Analisados Resíduos da Pecuária Legenda Limite_UF Potencial de Biogás Pecuário GJ 0,000000 - 43407,101635 43407,101636 - 97545,777355 97545,777356 - 173287,378215 173287,378216 - 286759,126784 286759,126785 - 445165,598427 445165,598428 - 652845,133622 652845,133623 - 970793,103653 970793,103654 - 1486808,795972 1486808,795973 - 2476443,456950 2476443,456951 - 4012577,724252 QUANTIDADEQUANTIDADE 320 milhões de toneladas POTENCIAL ENERGÉTICO 11.100 mil tep – 35,4 milhões de m³/dia 62,5% do potencial está nos resíduos de aves. Só foram considerados rebanhos confinados. FATOR DE METANIZAÇÃO FATOR DE METANIZAÇÃO Fator de metanização médio de 50 m³ de CH4/t
    • 14. Biogás no Planejamento Energético Nacional Análises de Potencial - ano base 2012 Tipos de Resíduos Analisados Resíduos da Sucroalcooleiros QUANTIDADEQUANTIDADE 350 milhões de m³ de vinhaça e 115 milhões de toneladas de palhiço POTENCIAL ENERGÉTICO 4.350 mil tep – 13,8 milhões de m³/dia 62,5% do potencial está nos resíduos de aves. Só foram considerados rebanhos confinados. FATOR DE METANIZAÇÃO FATOR DE METANIZAÇÃO Fator de metanização médio de 4 m³ de CH4/m³ e de 150 m³/t
    • 15. Biogás no Planejamento Energético Nacional Análises de Potencial - ano base 2012
    • 16. Biogás no Planejamento Energético Nacional Alternativas Tecnológicas Cadeias do Biogás Biogás ELETRICIDAD E CALOR BIOMETAN O
    • 17. Biogás no Planejamento Energético Nacional Análises de Potencial - ano base 2012 Legenda limite_uf Potencial Econômico de Biogás mil m³ 0,000000 0,000001 - 10672,560000 10672,560001 - 21345,120000 21345,120001 - 28460,160000 28460,160001 - 39132,720000 39132,720001 - 49805,280000 49805,280001 - 64035,360000 64035,360001 - 85380,480000 85380,480001 - 120955,680000 120955,680001 - 188548,560000 Potencial Econômico 26282628 232232
    • 18. Biogás no Planejamento Energético Nacional Modelos de Negócios e Competitividade Condicionantes Disponibilização dos Resíduos  Propriedade e disponibilização da Biomassa • A questão da propriedade da biomassa e disponibilização é fundamental para o desenvolvimento do potencial.  Logística • A cadeia logística, com respectivo custo, também é de fundamental importância para qualquer empreendimento de bioenergia. No caso dos resíduos agrícolas foi considerada uma distância máxima de 50km.  Biofertilizantes  Rural • Para os empreendimentos rurais é natural a consideração do tratamento do composto para utilização como biofertilizante.  Urbano • A consideração do uso do biofertilizante a partir da biodigestão de RSU não é tão óbvia, pois os resíduos são mais heterogêneos, necessitam de maior tratamento e maior custo logisticopara a disponibilização dos mesmos em zonas rurais. • É necessário que esse composto quando não utilizados seja destinado a aterros.
    • 19. Biogás no Planejamento Energético Nacional Modelos de Negócios e Competitividade Condicionantes Financiamento  Condições da linha de renováveis do BNDES • 16 anos, 4,5% de juros ao ano e 90% de financiamento  Necessário para remoção da barreira de capital • Financiamento atrativo, além da evidente remoção da barreira de capital, torna-se importante principalmente para o biogás urbano uma vez que a opção padrão para os RSU é o aterro que tem somente 40% do investimento no início.  Custos de tratamento das biomassas  Taxa de tratamento do lixo e custos de tratamento de resíduos da pecuária • A taxa de tratamento dos resíduos deve ser considerada como receita para os empreendimentos. O mesmo ocorre com os resíduos da pecuária.  Valoração dos recicláveis • Para o caso específico dos resíduos urbanos a valoração dos materiais recicláveis ou da energia conservada através da reciclagem pode ser uma fontes de receita no empreendimento em um determinado modelo de negócio.
    • 20. Biogás no Planejamento Energético Nacional Análises de Potencial Premissas para as análises econômicas FINANCEIRASFINANCEIRAS TMA – 10% Juros – 4,5% Financiamento – 16 anos Equity – 10% RURAISRURAIS Biomassa Agrícola – R$/t 125 Biomassa Pecuária – R$/t -50 URBANOSURBANOS Taxa de Tratamento de RSU - R$/t – 50 Energia Conservada – R$/MWh 113 Biodigestão elétrica – 1MW, 35% de eficiência, FC de 90%, investimento de MR$ 16 Redução da TUST e TUSD – 50% Biodigestão elétrica – 1MW, 35% de eficiência, FC de 90%, investimento de MR$ 45 Redução TUSD e TUST – 100% Biodigestão para biometano – 190m³/h de bio-CH4, 70% de eficiência de purificação, investimento de MR$ 16 Biodigestão para biometano – 190m³/h de bio-CH4, 70% de eficiência de purificação, investimento de MR$ 45 GERAÇÃO DE ELETRICIDADE PRODUÇÃO DE BIOMETANO Investimentos alemães 15% dos utilizados (http://web- resol.org/cartilhas/giz_- _guia_pratico_do_biogas_final.pdf) Foi considerada uma sensibilidade de 50% Investimentos alemães 15% dos utilizados (http://web- resol.org/cartilhas/giz_- _guia_pratico_do_biogas_final.pdf) Foi considerada uma sensibilidade de 50%
    • 21. Biogás no Planejamento Energético Nacional Modelos de Negócios e Competitividade Rural – biogás para geração elétrica ELETRICIDADE X TARIFA MÉDIA R$/MWh
    • 22. Biogás no Planejamento Energético Nacional Modelos de Negócios e Competitividade Rural – biogás para produção de biometano BIOMETA NO X DIESEL BIOMETA NO X GNV R$/l e R$/m³ R$/m³
    • 23. Biogás no Planejamento Energético Nacional Modelos de Negócios e Competitividade Urbano – biogás para geração elétrica ELETRICIDADE X TARIFA MÉDIA R$/MWh
    • 24. Biogás no Planejamento Energético Nacional Modelos de Negócios e Competitividade Urbano – biogás para produção de biometano BIOMETA NO X DIESEL BIOMETA NO X GNV R$/l e R$/m³ R$/m³
    • 25. Biogás no Planejamento Energético Nacional Modelos de Negócios e Competitividade Principais Modelos de Negócios  Garante fluxo de caixa, diminui aversão ao risco e facilita financiamentos • Na eletricidade em geral são entendidos somente através dos leilões centralizados (PPA). Mas podem ser realizados através de contratos bilaterais e mesmo em esquemas de autoprodução ou compensação de energia. • Para o biometano a principal modalidade e a injeção na rede de gás natural, para isso é preciso competitividade e acesso à rede. Outra opção que deve ser considerada é a utilização como combustível veicular em frotas, principalmente no caso urbano, além dos esquemas de autoconsumo. Compra Garantida  Esses arranjos devem buscar a redução dos custos para prefeituras e ajudar no cumprimento da PNRS • O melhor arranjo é o de uso de biometano na frota de coleta de lixo. Com condições de financiamento como as do Fundo Clima e com o desenvolvimento de projetos (e consequente redução dos custos) haverá redução de gastos com tratamento de lixo nas cidades. • Para a eletricidade a compensação seria o melhor arranjo. Arranjos com prefeituras
    • 26. Biogás no Planejamento Energético Nacional Modelos de Negócios e Competitividade Principais Modelos de Negócios  A utilização ou venda do biofertilizante é um fator de aumento da rentabilidade dos projetos de biogás rural • A valorização do composto aumenta a competitividade em aproximadamente 20% para plantas rurais. Uso do biofertilizante  As plantas de vinhaça aproveitam a já estruturada cadeia de bioenergia do setor sucroalcooleiro • A integração energética do biogás/biometano na respectiva unidade aumentaria os fluxos excedentes de energia • O uso do biometano na frota de caminhões tende a ser mais rentável. Plantas de Vinhaça  A valorização da energia conservada através da reciclagem de materiais Esquemas de valorização de recicláveis
    • 27. Biogás no Planejamento Energético Nacional Modelos de Negócios e Competitividade Considerações – Pontos de desenvolvimento  Adequação jurídico-regulatória • Esquemas de compensação seriam mais interessantes com o “virtual net metering” (http://www.aneel.gov.br/aplicacoes/consulta_publica/detalhes_consulta.cfm?IdConsultaPublica=256) • O biometano ainda precisa de regulamentação. A regulamentação do biometano mitiga riscos e facilita o desenvolvimento de projetos garantindo a uniformidade do biometano para as diversas realidades do Brasil.  Logística das biomassas • A resolução da logística da biomassa é fundamental. No caso urbano a correta coleta e logística de recicláveis é fundamental. Para o caso rural a coleta de resíduos agrícolas, e decisão de localização das unidades são fatores primeiros na decisão.  Biofertilizante para as zonas rurais • Necessidade de especificação e padronização do biofertilizante para comercialização.  Coordenação dos agentes • Dada a grande diversidade de quantidade e níveis dos agentes envolvidos uma correta coordenação é necessária. Diferentes barreiras impedem ainda a penetração: desconhecimento, custos de transação, objetivos conflitantes de diferentes agentes em diferentes fases da cadeia. • A estruturação da indústria de equipamentos e serviços também é fator importante para um desenvolvimento ótimo deste potencial.  Esquemas de financiamento • Linhas com condições atrativas e de fácil acesso são condições essenciais para o desenvolvimento desse potencial.
    • 28. Biogás no Planejamento Energético Nacional Oferta de Biometano no Longo Prazo Biometano combustível e biometano equivalente para geração de eletricidade
    • 29. Biogás no Planejamento Energético Nacional Considerações Finais Considerações sobre o Aproveitamento Energético de Resíduos  A eletricidade ainda apresenta baixa competitividade, apesar de ter nichos de mercados específicos • A competitividade da eletricidade foi inferior contudo há nichos de viabilidade, dependendo das características locais (disponibilidade e tipo de resíduos e tipo de consumidor)  O biometano para uso veicular é o que apresenta maior competitividade • Apesar da adequação de frotas o biometano para uso como combustível veicular é o modelo que apresenta melhor remuneração do investimento  No setor rural o biofertilizante pode ser fator importante de aumento da competitividade • Dado que há grande demanda por fertilizante no meio rural é importante que sejam criadas condições para o aproveitamento dos biofertilizantes produzidos no processo da biodigestão.  No setor urbano a valoração dos recicláveis e da energia conservada pelos recicláveis é fator fundamental no aumento da rentabilidade • A remuneração possível com a energia conservada pela destinação correta dos recicláveis é fator de grande impacto na viabilidade dos projetos. É preciso que sejam estruturadas as cadeias logísticas e modelos de negócio que viabilizem estes fluxos.  Os benefícios do aproveitamento desse potencial são multidimensionais • O aproveitamento desse potencial apresenta benefícios diretos em diferentes dimensões: econômica (aumento da competitividade e estruturação de uma nova cadeia industrial), ambiental (mitigando os impactos de má destinação de resíduos) social (renda e empregos)
    • 30. OBRIGADO Luiz Gustavo Silva de Oliveira luiz.oliveira@epe.gov.br Empresa de Pesquisa Energética Uma Empresa do Ministério de Minas e Energia

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