• Like
Biomassa energética, plantações florestais, biocombustíveis, segurança alimentar e novas tecnologias a partir da biomassa florestal, por Daltro Pinatti, Consultor da Geradora de Energia Elétrica Alegrete
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×

Thanks for flagging this SlideShare!

Oops! An error has occurred.

Biomassa energética, plantações florestais, biocombustíveis, segurança alimentar e novas tecnologias a partir da biomassa florestal, por Daltro Pinatti, Consultor da Geradora de Energia Elétrica Alegrete

  • 645 views
Published

MADEIRA 2008 - Congresso Internacional de Desenvolvimento Econômico Sustentável da Indústria de Base Florestal e de Geração de Energia, 10 e 11 de Dezembro, Hotel Plaza São Rafael, Porto Alegre, RS.

MADEIRA 2008 - Congresso Internacional de Desenvolvimento Econômico Sustentável da Indústria de Base Florestal e de Geração de Energia, 10 e 11 de Dezembro, Hotel Plaza São Rafael, Porto Alegre, RS.

Published in Technology , Business
  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Be the first to comment
    Be the first to like this
No Downloads

Views

Total Views
645
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
0

Actions

Shares
Downloads
12
Comments
0
Likes
0

Embeds 0

No embeds

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
    No notes for slide

Transcript

  • 1. Daltro G. Pinatti 1 , Álvaro G. Soares 2 , Rosa A. Conte 1 , Érica L. Romão 2 , Isaías de Oliveira 2 , João C. Ferreira 2 , Maria L. G. Pereira 1 , Rosângela L. Resende 2 1- Departamento de Engenharia de Materiais, DEMAR/EEL-USP - Cx.Postal 116 CEP12600-970 - Lorena/SP-Tel. (12) 3159.9902– Fax (12) 3153.3006 e-mail: [email_address] 2 - R.M. Materiais Refratários Ltda. - Av. Dr. Léo de Affonseca Netto, 750 CEP12605-720 - Lorena/SP – Tel/Fax. (12) 3157-4244 e-mail: [email_address] PROBEM Programa Biomassa – Energia – Materiais Refinaria de Biomassa Av. Dr. Léo de Affonseca Netto n°750 Jd. Novo Horizonte – Lorena / SP CEP: 12605-720 Fone/Fax: (12)3157-4244 E-mail: [email_address] 02-12-08 4º Congresso Internacional de Desenvolvimento Econômico Sustentável da Indústria de Base Florestal e de Geração de Energia Hotel Plaza São Rafael – Porto Alegre/RS 10 e 11 de Dezembro de 2008
  • 2. Alimento/Etanol Casca Coleta e Transporte de Biomassa Dispersa Madeira, Resíduo de Reflorestamento Palha Cana/Arroz/Milho 2–ETPh/AL* Líquidos Água Sólidos Celulignina 4 - CBT-Conversão de Baixa Temperatura Lodos 8 - Caldeira de Leito Fluidizado (Ciclo Vapor) 10 – CC-Ciclo Combinado Motogerador - Óleo CBT + Syngas ou Turbina Syngas 7 - Calcinação VIA - Sílica pura: Borrachas e Pneus; Tintas; Vários usos da Sílica; VII- Silício Grau Metalúrgico, Solar e Eletrônico; Energia Fotovoltaica; 3- Furfural: Reator + Destilaria 5 - Hidrólise, Esterificação e Hidrogenação de Óleos 11-Tecnologia GTL-Gas to Liquid (Fischer Tropsch) Pneu Lodos Graxarias Dejetos Vinhaça Seca Tortas, Farelos
    • VIB - Sílica Fly Ash; Cinza Nonamétrica:
      • CAD-Concreto de Alto Desempenho;
      • Cerâmicas.
    Óleo CBT VB - Biodiesel. IVA-Carvão Vegetal; Peneiras moleculares. IVB - Negro de Fumo Recuperado. VA - Óleos (alifáticos, Aromáticos). VIII - Energia Elétrica. IX - Combustíveis: Metanol; Diesel Verde; DME; Querosene; Óleos; Lubrifican- tes; H 2 X - Produtos . Químicos: Amônia e Uréia. III - Gesso Agrícola com Fertilizante NPK e micronutrientes Mo, B, S, Zn e outros.
    • II - Furfural:
    • - Refinaria de Petróleo:
      • Extratante de Óleo;
    • - Álcool Furfurílico:
      • Resinas, Polímeros, Solventes.
    • - Nematocidas.
    Gás quente Esmagamento 6-Secagem Lixo 9 - Reforma Autotérmica Syngas * – ETPh/AL: Estação de Tratamento de Pré-hidrolisado e Água de Lavagem Óleo Vegetal Sementes XI - Álcool de Hemicelulose, Celulose e Lignina. Cru Sintético IA – Celulignina (granel, pó e peletas). 1B-Hidrólise Enzi- mática (ou ácida) 12- Fermentação Alcoólica Bactéria anaeróbica sacaromice IB - Ração animal. Complemento p/ Ração Animal 58% de Digestibilidade (NDT) Matriz do PROBEM ® -Programa Biomassa - Energia - Materiais Refinaria de Biomassa-RB: XII - Silicato de Sódio (Detergente); Zeolitas. Síntese Hidrotérmica Bactéria Engenheirada 1A-Reator de Pré-hidrólise e Reuso do Pré-hidrolisado Sílica Fly Ash CC Óleo CBT Tecnologias Clientes e Outros Fornecedores Tecnologias RM – Materiais Refratários XII - CLASSES DE PRODUTOS BÁSICOS 12 - TECNOLOGIAS BIOMASSAS
  • 3. Vista Geral da GEEA - Geradora de Energia Elétrica Alegrete Ltda e SBS - Sílica Brasil Sul Ltda. – Alegrete-RS 1 - Moega de Descarga Casca Externa 2 - Casca da Pilecco Nobre & Cia 3 – Silo CAZ (futuro) 4 – Silo CAZT 5 – Calcinação 6 – Caldeira HBFS-12t/h – 10kgf/cm² 7 – Termoelétrica (em instalação) 8 – Pré-Hidrólise 9 - Desague; Casa da Química. 10 - ETPh/AL 11 -Desmineralizadora 12 - Reuso Ph 9 2 1 3 4 5 6 7 8 10 11 12
  • 4. Posição Horizontal de Processamento Posição Inclinada de Descarga da Celulignina REATOR DE PRÉ-HIDRÓLISE 30m³; 90TBS/dia; 170°C ; 8 kgf/cm² (c) – Maçarico de Celulignina (b) – Microvulcões na parede interna da fibra de celulose (a) – Estrutura da Parede Celular das Biomassas S 3 Lignina Celulose 0,8 %m Hemicelulose 5,2 %m S 1 Lignina 10,5 %m Celulose 6,1 %m Hemicelulose 3,7 %m S 2 Lignina 9,1 %m Celulose 32,7 %m Hemicelulose 18,4 %m P e ML Lignina 8,4 %m Celulose 0,7 %m Hemicelulose 1,4 %m
  • 5.
    • Lodo Típico: 30% Proteína, 30% lipídios, 30% carboidratos e 10% de cinzas;
    • Biomassa: 71% carboidratos, 20% lignina, 2% proteínas, 3% lipídios, 4% cinzas;
    • Processo termo-catalítico: 280ºC a 450ºC;
    • Meio reacional hermético: ausência de O 2 ;
    • Manutenção das ligações homogêneas: C—C;
    • Ruptura das ligações heterogêneas: C—S,
    • C—N, C—P, C—O, C—Cl, Cl—O, N—O, S—O;
    • Proteínas e lipídios formam : óleo e carvão;
    • Carboidratos formam: carvão;
    • Injeção de H 2 aumenta o teor de óleo e diminui o teor de carvão
    Conversão em Baixa Temperatura-CBT
    • ( CO 2 , H 2 O, NH 3
    • H 2 S, HCl )
    Lodos ou Biomassa (1t) Lodo, tortas, excrementos e pneus Óleo Carvão Óleo Graxo + Carvão (0,20t ou 0,10t) (0,55t) - (Gases Não Condensáveis: 0,25t ou 0,35t) C a H b O c N d S e Cl f C m H n + C x H y O z
  • 6. Caldeira de Leito Fluidizado
  • 7. Caldeira Leito Fluidizado da Geradora de Energia Elétrica Alegrete Ltda e SBS - Sílica Brasil Sul Ltda. – Alegrete-RS Vista Frontal Vista Traseira
  • 8. 11 – Grupo Moto Gerador Estacionário Motor Diesel de Dois Tempos Baixa Velocidade MAN B&W Veloc. r/min Tipo Motor 102.9-103.4 107.1-109.1 107.1-109.1 150 176.5-180 187.5-189.5 211.8-214.3 K98MC-S K90MC-S K80MC-S K60MC-S K50MC-S K42MC-S K35MC-S 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Potência do Motor MW Eficiência Térmica % 20 25 30 35 40 45 50 55 ] 1 5 10 50 100 500 Capacidade da Unidade (MW) Uma Comparação da Eficiência da Unidade Típica, baseada na ISO 3046/1986 Turbina a Gás Turbina a Vapor Motor Diesel de Média Velocidade Motor Diesel Baixa Velocidade Ciclo Combinado com Turbina a Gás 50 – 60 Hz
  • 9. Motor Diesel de Dois Tempos Baixa Velocidade Veloc. r/min 50 – 60 Hz Tipo Motor 102.9-103.4 107.1-109.1 107.1-109.1 150 176.5-180 187.5-189.5 211.8-214.3 K98MC-S K90MC-S K80MC-S K60MC-S K50MC-S K42MC-S K35MC-S 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Potência do Motor MW Potências Eletricas no Ciclo Combinado Motogeradores MAN B&W Dois Tempos e Baixa Velocidade + Caldeira com Combustível Suplementar 0 MAN B&W 1 CBT 200 TBS/dia = 12,12MW; 2CBT200TBS/dia = 24,25MW. (Óleo + Carvão) 2 Ph 30m³ (180TBS/dia) = 11,44MWe; 1 Ph 180m³ (540TBS/dia) = 39,31MWe; 2 Ph 180m³ (1080TBS/dia) = 68,63MWe (Celulignina/Syngas) CBT CBT + Pré-hidrólise (Ph) + Syngas Geração dos Combustíveis 68,20-165,26 44,33-107,42 23,87-57,84 116,23-227,20 75,55-147,68 40,68-79,52 17,00-36,69 11,05-23,85 5,95-12,84 53,80-116,23 34,97-75,55 18,83-40,68 10,20-22,11 6,63-14,37 3,57-7,74 22,80-58,00 14,82-37,70 7,98-20,30 35,60-79,20 23,14-51,48 12,46-27,72 Total Ciclo Combinado Caldeira Leito Fluidizado Motogerador
  • 10. Espaçamento Agro ou Silvo-Pastoril
  • 11. 330dias/ano R$250.923.372     80,0% Investimento Financiado ( IF ) R$62.730.843     20,0% Investimento Próprio ( IP )   R$313.654.215   Investimento Total ( IT ) R$6.031.812     2,0% Capital de Giro R$6.031.812     2,0% Contingências   R$301.590.591 100,0% TOTAL /kW $1.337 MWe 132,70   R$16.081.061 5,3% Sub-total Obras Civis Obras Civis: R$16.301.076 5,4% Sub-total Instalações R$169.706 0,1% material e mão de obra Ar comprimido R$5.282.843 1,8% material e mão de obra Hidraúlicas R$141.421 0,0% material e mão de obra Aterramento R$5.282.843 1,8% material e mão de obra Elétricas R$5.424.264 1,8% serviços Transporte / Montagem Instalações: R$ 92.154.181 30,6% Sub-total Ciclo Vapor /kW $908 MWe 59,70 R$ 5.419.853 1,8% Filtro Manga R$ 6.202.721 2,1% Torre de Resfriamento R$32.345.971 10,7% Gerador elétrico R$26.460.926 8,8% Turbina a Vapor de Extração e Condensação + Condensador R$21.724.710 7,2% Caldeira Leito Fluido - 65kgf/cm² - 120tV/h R$147.291.200 48,8% Sub-total Ciclo Syngas /kW $1.187 MWe 73,00 R$92.000.000 30,5% Turbina Syngas GELM6000(AD) / Gerador Elétrico R$3.165.800 1,0% Compressor Syngas R$5.740.000 1,9% Reforma Auto-Térmica Pressurizada R$46.385.400 15,4% Gerador de oxigênio (Pressure Swing Adsorption ou Criogenia) R$29.763.073 9,9% Sub-total Pré-hidrólise         R$1.500.000 0,5% Conjunto de Painéis de acionamento e Automação R$2.030.000 0,7% Conjunto de Movimentação de Biomassa R$1.837.117 0,6% Conjunto de Secadores de Celulignina R$470.400 0,2% Sistema de Tubulação, Válvulas e Bombas R$1.063.472 0,4% Desmineralização da Água R$433.053 0,1% ETPh / AL - Estação de Tratamento de Pré-hidrolisado e Água de Lavagem R$1.654.121 0,5% Conjunto de Tancagem para Reuso do Pré-hidrolisado R$20.774.910 6,9% 2 reatores de 180 m³ - 540 TBS/dia Reator de Pré-hidrólise Equipamentos: Valor % INVESTIMENTOS: Moeda R$ 160.741 487,09 TBS Biomassa 311.430 943,73 tCL Celulignina Combustível 62.737 190,1 t Açúcar C5+C6 1.140 3,46 t Quantidade: Gesso Agrícola Aplicação Pré-hidrolisado: 285.120 864 t CL da biomassa seca 80%   Celulignina 548.308 1.662 t Úmida: 35% Teor de umidade: 356.400 1.080 TBS Seca: Biomassa: RFR Tipo de Biomassa:   Anual Diário Unidade US$1,00 = R$ 1,70 INFORMAÇÕES TÉCNICAS Pré-hidrólise 2 reatores de 180m³ - 540TBS/dia cada + Termoelétrica de Ciclo Combinado; 2 Turbinas Syngas GELM6000(AD) - 36,5MW cada; 2 Caldeiras / Turbina a Vapor 65kgf/cm²; 120tV/h; 29,85MW cada 3 - ANÁLISE TÉCNICO ECONÔMICA - PRÉ-HIDRÓLISE + TERMOELÉTRICA – (RFR) - 132,70MW
  • 12. Cont. 3 - ANÁLISE TÉCNICO ECONÔMICA - PRÉ-HIDRÓLISE + TERMOELÉTRICA- (RFR) 132,70MW Pré-hidrólise 2 reatores de 180m³ - 540TBS/dia cada + Termoelétrica de Ciclo Combinado; 2 Turbinas Syngas GELM6000(AD) - 36,5MW cada; 2 Caldeiras / Turbina a Vapor 65kgf/cm²; 120tV/h; 29,85MW cada Legenda: TBS - Tonelada de Biomassa Seca 6,6 2,5 Período de Retorno de Investimento - PRI 15,1% 40,2% Taxa Interna de Retorno - TIR R$ 50.422.248 R$ 123.391.305 12% Valor Presente Líquido - VLP a 20% 20% Impostos (ICMS, IPI, etc...) 10% 10% Taxa de Depreciação / ano 34% 34% Imposto de Renda e Contribuição Social R$ 25.092.337 R$ 25.092.337 Grandes Despesas a cada 5 anos - 10 Tempo de Pagamento (anos) - 10,0% Juros do Empréstimo - 2 Tempo de Carência (anos) Fluxo de Caixa em 20 anos 100% IP 20% IP / 80% IF SUMÁRIO FINANCEIRO 13,4% Razão (Sobra / Falta) ¸ Custo Total R$15.814.410 Sobra / falta ( = RT - CT ) R$134.173.259 Receita Total ( RT ) R$106.453.670 R$ 112,00 950.479 120,01 Venda     100.505 12,69 Consumo próprio     1.050.984 132,70 Geração   Preço Unitário (R$/MWh) Energia (MWh) Potência (MW)   Energia elétrica R$12.547.392 R$ 200 62.737 190,1 t Açúcares C5 + C6 contidos no pré-hidrolisado R$456.192 R$ 400 1.140 3,5 t Gesso Agrícola R$0 R$ 0 0 0,0 t Taxa de disposição de Lixo (bruto) Produtos R$14.716.004 =(311.430+160.741) x 2/3 x 44/12 x US$15,00 x R$1,70/US$1,00 x 50% Crédito de Carbono Anual Diária Receita Anual Preço Unitário Quantidade Unidade PRODUÇÃO E RECEITA ANUAL R$118.358.848   Custo Total ( CT ) = ( CC + CO ) R$39.945.295   Custo Operacional Total - CO R$3.631.390   10,0% Custos Eventuais R$36.313.904 100,0% Sub-Total R$535.412 1,5% 5% + 5% + 5% = 15% da mão de obra Treinamento + Viagens + Diárias R$6.273.084 17,3% 1% + 1% = 2% do investimento Serviços de Terceiros + Consultoria R$6.273.084 17,3% 2% do investimento Custo de Manutenção R$9.320.088 25,7% Insumos químicos R$10.342.820 28,5% R$20,00/TBS Valor unitário: Biomassa (RFR) R$3.569.415 9,8% Mão de Obra (4 turnos x 24 horas) Custo Operacional (CO) R$78.413.554 100,0% Custo de Capital Total - CC R$47.048.132 60,0% Retorno ( 15% do investimento total ) R$31.365.421 40,0% Depreciação ( 10% do investimento total ) Custo de Capital Valor % CUSTOS ANUAIS
  • 13. Variação do Preço do RFR e do Custo de Capital (CC) Análise de Sensibilidade Pré-hidrólise + Termoelétrica (Resíduo de Reflorestamento - RFR) Variação do Custo Operacional (CO) e do Investimento (Invest) Preço de Venda da Energia Elétrica (R$/MWh) Variação Percentual do Custo Operacional CO=R$39.945.295,00