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Estimativa da produção de energia elétrica na Bahia usando resíduos agrícolas
Arthur O. Uchoa e Paulo R. F. de M. Bastos
UFBA – Universidade Federal da [email protected]
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TÓPICOS1. INTRODUÇÃO
2. OBJETIVO E ESTRUTURAÇÃO
3. VANTAGENS DO USO DA BIOMASSA E TECNOLOGIAS ASSOCIADAS
4. PRODUÇÃO AGRÍCOLA DA BAHIA E RESÍDUOS
5. METODOLOGIA
6. ESTIMATIVA DA ENERGIA E CAPACIDADE INSTALADA
7. ESTUDOS DE CASO
8. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES
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1- INTRODUÇÃONo mundo, 80,9% da energia vem de fontes não renováveis (International Energy Agency, 2011)
No Brasil 43% são de origem hidráulica e renováveis (cana, bagaço e lenha) (EPE, BEN 2011).
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Mundo
Brasil
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1- INTRODUÇÃO
ENERGIA ELÉTRICA: Mundo 80,5% não renovávelBrasil: hidráulica é 74%, a biomassa 4,7%, eólica é 0,4% Na Bahia:há 33MW de energia elétrica
oriunda do capim elefante20MW origem é o lixo
urbano, 0,4 MW solar fotovoltaica
(PV)O Estado tem alta produção
agrícola, podendo-se usar os resíduos
Fig.: Geração da energia elétrica, no mundo (IEA, 2011)
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2- OBJETIVO
Estimar o potencial para geração de eletricidade na Bahia a partir da biomassa proveniente dos resíduos agrícolas;
Analisar de modo preliminar três “estudos de caso”, determinando-se o custo da energia anual produzida
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3- VANTAGENS DO USO DA BIOMASSA E TECNOLOGIAS ASSOCIADAS
Biomassa: embora sendo a fonte mais antiga usada pela humanidade, só após 1970 há pesquisas mais profundas
Vantagens para gerar eletricidade:Emissões de gases efeito estufa nula;Geração de postos de trabalho (sobretudo na
produção)Diversificação da matriz de geração de
eletricidade
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3- VANTAGENS DO USO DA BIOMASSA E TECNOLOGIAS ASSOCIADAS
Biomassa, definição: “Todo recurso renovável oriundo de
matéria orgânica (animal ou vegetal) que pode ser utilizado para produção de energia”
A geração de eletricidade necessita uma etapa de transformação da biomassa em produto intermediário que vai ser usado na máquina motriz
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• Turbinas a vapor (TV), a Contrapressão– Muito utilizado em co-geração no setor sucroalcooleiro
– Domínio da indústria nacional
– Aumento da eficiência: Caldeiras com alta pressão (6 ~ 8 Mpa)
• TV de Condensação e Extração– Não opera necessariamente na condição de co-geração
– Domínio parcial da indústria nacional
– Maior eficiência: Uso de trocadores de calor e expansão do vapor a menor pressão possível
• Gaseificação (BIG–GT/ STIG/GTCC)
3- TECNOLOGIAS PARA GERAR ENERGIA ELÉTRICA A PARTIR DE BIOMASSA
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4- PRODUÇÃO AGRÍCOLA DA BAHIA E RESÍDUOS
• Optou-se pelos resíduos das culturas com grandes safras, ainda sem finalidade energética
• São aqui analisados resíduos de:– Algodão
– Arroz
– Café
– Côco-da-baía
– Milho
– Soja
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Produção anual dos principais cultivos no Estado da Bahia,
relativa aos anos de 2007 e 2008, toneladas (SEAGRI, 2011)
4- PRODUÇÃO AGRÍCOLA DA BAHIA
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• Destaque para a região Oeste: as cidades de Barreiras, Luís E. Magalhães e São Desidério
Produção (toneladas) de Soja na Bahia em 2008
Produção (toneladas) de Algodão na Bahia em 2008
4- PRODUÇÃO AGRÍCOLA DA BAHIA
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5- METODOLOGIAMetodologia semelhante à Usada no “Panorama do
Potencial de Biomassa no Brasil” (ANEEL,2002)
EG = Energia Gerada (MWh) Qres = Quantidade resíduos (t)PCI = Poder Calorífico Inferior kCal/kg) ᵑ = Rendimento global do ciclo
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6- ESTIMATIVA DA ENERGIA NA BAHIAAlternativas avaliadas:
Opção A: Ciclo a vapor com turbinas de condensação e extração, em média ɳ = 25%
Opção B: Ciclo usando gaseificação, ɳ = 35%
Estimativas por cultivo: energia (MWh/ano), potência (MW)Cultivo Energia Produzida (MWh/ano) Potência Instalada (MW)
Opção A Opção B Opção A Opção B
Algodão 183.341 256.677 34,9 48,8Arroz 12.532 17.545 2,4 3,3Café 36.006 50.409 6,9 9,6Côco-da-baía 484.430 678.203 92,2 129,0Milho 2.049.443 2.869.221 389,9 545,9Soja 26.358 36.901 5,0 7,0Total 2.792.111 3.908.955 531,2 743,7
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6- ESTIMATIVA DA ENERGIA NA BAHIA
Apenas com estes seis cultivos considerados pode-se ter 531,2 MW usando turbina a vapor (ɳ=25%), ou 743,7 MW com gaseificação
Por região há duas áreas promissoras:Oeste do Estado: Formosa do Rio Preto pode
produzir 318.147 MWh/ano, ou 3 municípios próximos que com algodão, soja e arroz produziriam 204.172 MWh/ano;
Litoral Norte: resíduos do côco-da-baía, 313.172 MWh/ano
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7- ESTUDOS DE CASO
• Oeste do Estado da Bahia, duas usinas, e uso de 60% dos resíduos agrícolas:uma de 36,0 MW usando resíduos de milho,outra de 17,0 MW com resíduos do algodão
• Litoral Norte, 12,0 MW, uso de 73% dos resíduos da safra de côco-da-baía do município de Conde
• Viabilidade econômicaVida útil de 25 anos Investimento R$3.156,00/kW ou Juros 9,0% ao ano
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7- ESTUDOS DE CASOFormosa Rio
PretoSão
DesidérioConde
Resíduo de Milho Algodão Côco-da-baía
Qtde Resíduo (t/ano) 125.345 74.836 34.164
Potência (MW) 36,0 17,0 12,0
Fator Capacidade 0,6 0,6 0,65
Energia (MWh/ano) 189.216 89.352 68.328
Investimento (R$) 102.254.400 53.652.000 37.872.000
Inv. Infraestrut. (R$) 20.450.880 10.730.400 7.574.400
Custo biomassa (R$/t) 10,00 10,00 15,00
Custo anual capital 12.492.164 6.554.530 4.626.727
Outros custos (R$/ano) 6.263.920 3.377.310 2.368.188
Custo Energia (R$/MWh)
99,13 111,15 102,37
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7- ESTUDOS DE CASO
• O custo do investimento ficou em US$1.532/kW (para as usinas abaixo de 20 MW), e em US$1.379/kW para a usina de 36 MW (milho)
• Menores custos para milho e côco, ~R$100/MWh (ou R$0,10/kWh). Deve-se adicionar os impostos, taxas e margem de lucro
• O governo pode incentivar com subsídios pois resulta em maior oferta de postos de trabalho em regiões do interior do Estado da Bahia
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8- CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES
• Geração sustentável com biomassa: captura de CO2 e postos de trabalho
• Bahia tem alta produção agrícola com ênfase no milho, côco, algodão e soja. A geração pode chegar a 743,7 MW e a energia a 3.909 GWh/ano
• Destaque: região Oeste da Bahia e Litoral Norte• Três estudos de caso: dois no Oeste com milho e
algodão, um no Litoral Norte com côco-da-baía. Menores custos de energia com milho e côco
• Recomendam-se estes estudos futuros:Verificação do Poder Calorífico dos resíduos com amostrasPara as Centrais mais viáveis: aprofundar estudos
(interligação) Avaliação de outras fontes de biomassa
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REFERÊNCIAS PRINCIPAIS
• International Energy Agency, 2011. Key World Energy Statistics 2011. Disponível em <www.iea.org>. Acesso em 10.10.12.
• Secretaria de Agricultura, Irrigação e Reforma Agrária do Estado da Bahia (SEAGRI). Disponível em www.seagri.ba.gov.br. Em 19.07.11.
• Empresa de Pesquisa Energética (EPE), 2011. Balanço Energético Nacional 2011. Disponível em www: ben.epe.gov.br . Em 25.11.11.
• TOLMASQUIM, M. T. (Organizador). Fontes Renováveis de Energia no Brasil – Rio de Janeiro. Interciência: CENERGIA, 2003.
• CORTEZ, L. A. B.; LORA, E. S.; GÓMEZ, E. O. (Organizadores) Biomassa para Energia. Campinas. Editora da Unicamp, 2008.
• ANEEL, Agência Nacional de Energia Elétrica. Panorama do potencial de biomassa no Brasil, Brasília, 2002. Disponível em www.aneel.gov.br, acesso em 27.05.12
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