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Trabalho de Introdução à Engenharia Ambiental

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Catherine Novacovski

on 13 November 2014

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Transcript of Trabalho de Introdução à Engenharia Ambiental

Trabalho de Introdução à Engenharia Ambiental
Trabalho de Introdução à Engenharia Ambiental
Biomassa
e
Biogás
Biomassa
e
Biogás
x
x
Gás
Natural
Gás
Natural
Alunos:
CAROLINE ARRUDA DE MELO
CATHERINE NOVACOVSKI
CLAUDIA AUGUSTA A. M. GEMBA
CRISTIANE DE AZEVEDO
DANILO DE OLIVEIRA SANT ANA
Alunos:
CAROLINE ARRUDA DE MELO
CATHERINE NOVACOVSKI
CLAUDIA AUGUSTA A. M. GEMBA
CRISTIANE DE AZEVEDO
DANILO DE OLIVEIRA SANT ANA
Professor:
EMÍLIO G. F. MERCURI
Professor:
EMÍLIO G. F. MERCURI
Fonte de energia limpa, renovável;

Provém de matéria orgânica;

Forma indireta de aproveitamento da luz solar: ocorre a conversão da radiação solar em energia química por meio da fotossíntese, para então ser convertida em outra forma de energia a partir de diversos processos.

Fonte de energia limpa, renovável;

Provém de matéria orgânica;

Forma indireta de aproveitamento da luz solar: ocorre a conversão da radiação solar em energia química por meio da fotossíntese, para então ser convertida em outra forma de energia a partir de diversos processos.
Lenha;
Carvão Vegetal;
Óleos Vegetais;
Cana-de-açúcar;
Resíduos Sólidos e Líquidos Urbanos;
Resíduos Agrícolas.

Lenha;
Carvão Vegetal;
Óleos Vegetais;
Cana-de-açúcar;
Resíduos Sólidos e Líquidos Urbanos;
Resíduos Agrícolas.

Utilização:

Fonte primária de energia;
Geração de eletricidade;
Produção de outras formas de energia sólidas (carvão vegetal);
Na produção de combustível renovável (etanol e biodiesel);
Produção de biogás.

Utilização:

Fonte primária de energia;
Geração de eletricidade;
Produção de outras formas de energia sólidas (carvão vegetal);
Na produção de combustível renovável (etanol e biodiesel);
Produção de biogás.

A viabilidade econômica da Biomassa depende muito de sua composição, do contexto como é utilizada e diversos outros fatores.
Vantagens:
Baixo custo de obtenção
Proporciona o reaproveitamento dos resíduos;
Cinzas são menos agressivas ao meio ambiente do que as de origem fóssil;
Emite menos gases poluentes.

Biomassa
Biomassa
Desvantagens:
Sua obtenção pode provocar desmatamento;
Maior custo de investimentos para caldeira e equipamentos de remoção de material particulado lançado no meio-ambiente;
Dificuldade de estoque e armazenamento.
Viabilidade econômica da obtenção de energia a partir da cana-de-açúcar* :
Viabilidade econômica da obtenção de energia a partir da cana-de-açúcar* :
O investimento inicial é bastante alto, giram em torno de R$ 1,4 milhão por Megawatt (MW) produzido. Mesmo assim trata-se de um investimento bastante viável uma vez que o tempo de retorno do capital aplicado está entre 5 e 7 anos.
O investimento inicial é bastante alto, giram em torno de R$ 1,4 milhão por Megawatt (MW) produzido. Mesmo assim trata-se de um investimento bastante viável uma vez que o tempo de retorno do capital aplicado está entre 5 e 7 anos.
*Segundo pesquisa do contador Paulo Lucas Dantas Filho, do Instituto de Eletrotécnica e Energia (IEE) da USP.
*Segundo pesquisa do contador Paulo Lucas Dantas Filho, do Instituto de Eletrotécnica e Energia (IEE) da USP.
Tipos de biomassa
Tipos de biomassa
Biomassa sólida
Biomassa sólida
Exemplos: resíduos das florestas e resíduos biodegradáveis industriais e urbanos.
Exemplos: resíduos das florestas e resíduos biodegradáveis industriais e urbanos.
Biomassa líquida
Biomassa líquida
Exemplos: biodiesel, etanol, metanol.
Exemplos: biodiesel, etanol, metanol.
Biomassa gasosa
Biomassa gasosa
Também chamada de biogás, é encontrada nos efluentes agropecuários provenientes da agroindústria e do meio urbano, e também nos aterros de RSU (Resíduos Sólidos Urbanos).
Também chamada de biogás, é encontrada nos efluentes agropecuários provenientes da agroindústria e do meio urbano, e também nos aterros de RSU (Resíduos Sólidos Urbanos).
Eficiência:
A eficiência varia conforme o material e o processo de obtenção de energia.
Combustão direta:


Gaseificação:


Pirólise:
Baixa eficiência (Lenha: 20% - 25%)
Alta eficiência (Lenha: 60% - 70%)
Alta eficiência (Cana-de-açúcar: 61% - 73%)
Biogás
Biogás
• Fonte de energia limpa, renovável;

• Gerado da decomposição de matéria orgânica (BIOMASSA) na ausência de oxigênio;

• Essa decomposição gera, além do biogás, biofertilizantes.

• Fonte de energia limpa, renovável;

• Gerado da decomposição de matéria orgânica (BIOMASSA) na ausência de oxigênio;

• Essa decomposição gera, além do biogás, biofertilizantes.
Biogás
Biogás
UTILIZAÇÃO:

Pode gerar energia térmica, mecânica ou luminosa;
Pode ser utilizado para fonte de de calor de fogões, aquecedores;
Pode ser utilizado em substituição à gases de origem mineral, como o GLP e o gás natural.
UTILIZAÇÃO:

Pode gerar energia térmica, mecânica ou luminosa;
Pode ser utilizado para fonte de de calor de fogões, aquecedores;
Pode ser utilizado em substituição à gases de origem mineral, como o GLP e o gás natural.
Biogás
Biogás
Vantagens:
Vantagens:
Polui menos que os combustíveis derivados de petróleo .
Pode ser usado para geração de energia elétrica.
Instalado em propriedades rurais, pode ser uma fonte de renda para agricultores que podem vender o biogás.
Dá uma finalidade útil aos aterros sanitários.
Possibilita a geração de fertilizantes.
É uma alternativa ao uso do GLP (gás de cozinha).

Polui menos que os combustíveis derivados de petróleo .
Pode ser usado para geração de energia elétrica.
Instalado em propriedades rurais, pode ser uma fonte de renda para agricultores que podem vender o biogás.
Dá uma finalidade útil aos aterros sanitários.
Possibilita a geração de fertilizantes.
É uma alternativa ao uso do GLP (gás de cozinha).
Biogás
Biogás
Desvantagens:
O sistema de armazenamento é complexo e de valor elevado;

O sistema de produção também de alto custo no Brasil;

Ocupa um volume maior que o gás natural.

Biogás
Biogás
Viabilidade econômica da utilização do biogás proveniente da bovinocultura para geração de elétrica:
Viabilidade econômica da utilização do biogás proveniente da bovinocultura para geração de elétrica:
Quando maior for o tempo de operação do gerador menor será o custo de produção de energia elétrica.
Operando na capacidade máxima (44MWh) por 12h diárias e com o custo da energia elétrica em R$300,00/MWh, o tempo de retorno é de 1,4 anos. Portanto esse investimento torna-se economicamente viável para muitas horas de funcionamento diárias.
Quando maior for o tempo de operação do gerador menor será o custo de produção de energia elétrica.
Operando na capacidade máxima (44MWh) por 12h diárias e com o custo da energia elétrica em R$300,00/MWh, o tempo de retorno é de 1,4 anos. Portanto esse investimento torna-se economicamente viável para muitas horas de funcionamento diárias.
Eficiência:
Para esse sistema a eficiência é muito baixa. No conjunto motor-bomba é em média 11,7% e no conjunto motor-gerador é 4,14%.

Gás Natural
Gás Natural

Fonte de Energia limpa, não renovável;

Formado por hidrocarbonetos gasosos originados da decomposição de matéria orgânica ao longo de milhões de anos.
Fonte de Energia limpa, não renovável;

Formado por hidrocarbonetos gasosos originados da decomposição de matéria orgânica ao longo de milhões de anos.
Fonte de geração de Energia Elétrica;

Combustível automotivo – GNV;

Usos domésticos;

Uso em indústrias.
Fonte de geração de Energia Elétrica;

Combustível automotivo – GNV;

Usos domésticos;

Uso em indústrias.
UTILIZAÇÃO:
UTILIZAÇÃO:
Gás Natural
Gás Natural
Gás Natural
Gás Natural
Combustão mais limpa (gera 20 a 23% menos CO2 que o óleo combustível e 40 a 50% menos que combustíveis sólidos ex: carvão);

Maior facilidade de transporte;

Maior segurança (densidade);

É inflamável apenas a temperatura acima de 620ºC, reduzindo a possibilidade de acidente;

Localização das termelétricas.

Combustão mais limpa (gera 20 a 23% menos CO2 que o óleo combustível e 40 a 50% menos que combustíveis sólidos ex: carvão);

Maior facilidade de transporte;

Maior segurança (densidade);

É inflamável apenas a temperatura acima de 620ºC, reduzindo a possibilidade de acidente;

Localização das termelétricas.
Vantagens:
Vantagens:
As usinas termelétricas, geralmente, utilizam água como sumidouro de calor nos sistemas de resfriamento:
As usinas que operam no ciclo à vapor simples precisam de 94m³ por MWh.
As usinas que operam no ciclo à vapor precisam de 40m³ por MWh.
As termelétricas também emitem: Dióxido de Carbono (CO2), Óxidos de Nitrogênio (NOx) - como dióxido de Nitrogênio (NO2)* e óxido Nitroso (N2O)** - e, em menor escala, Metano que não foi queimado, Monóxido de Carbono.
*O dióxido de Nitrogênio é um dos principais componentes do
smog
**O óxido de Nitrogênio é um dos gases causadores do efeito estufa e contribui para a redução da camada de ozônio
Desvantagens:
Gás Natural
Gás Natural
Gás Natural
Gás Natural
Viabilidade econômica:
Gás Natural como subtituição ao GLP é econômicamente viável, pois para 1kg temos o GLP à R$2,83 e o GN à R$1,89, ou seja, uma economia de 33,2%.
O preço que viabiliza as usinas térmicas à gás natural é de cerca de US$34,00/MWh.

Gás Natural
Gás Natural
Ciclo simples: o grau de eficiência é de 38,7%
Ciclo combinado: eficiência fica em torno de 50%
Ciclo simples: o grau de eficiência é de 38,7%
Ciclo combinado: eficiência fica em torno de 50%
Eficiência:
SMOG
Comparação entre Biomassa, Biogás e Gás Natural
Comparação entre Biomassa, Biogás e Gás Natural
Biomassa
Biomassa
Exemplos de fontes:
Exemplos de fontes:
Biomassa
Biomassa
Biomassa
Biomassa
Biomassa
Biomassa
Biomassa
Biomassa
Equivalência Energética Aritimética
O Gás Natural se mostrou energéticamente mais vantajoso.
O Gás Natural se mostrou energéticamente mais vantajoso.
Mas e quanto aos impactos ambientais? Ele continua sendo o mais vantajoso?
Mas e quanto aos impactos ambientais? Ele continua sendo o mais vantajoso?
Portanto o uso da biomassa para produção de biogás, com a finalidadede obtenção de energia, é um sistema muito mais interessante do ponto de vista sustentável, pois há uma outra finalidade para um material que seria apenas descartado para retornar à natureza. Diferentemente do gás natural, que é uma fonte que apenas libera poluentes para o meio, não beneficiando ambiente, mesmo que não seja tão poluente quanto outros combustíveis fósseis.
Portanto o uso da biomassa para produção de biogás, com a finalidadede obtenção de energia, é um sistema muito mais interessante do ponto de vista sustentável, pois há uma outra finalidade para um material que seria apenas descartado para retornar à natureza. Diferentemente do gás natural, que é uma fonte que apenas libera poluentes para o meio, não beneficiando ambiente, mesmo que não seja tão poluente quanto outros combustíveis fósseis.
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*Madeira seca PC=20MJ/kg *PC médio=21,5MJ/kg *PC=50,4MJ/kg
*Madeira seca PC=20MJ/kg
*PC médio=21,5MJ/kg
*PC=50,4MJ/kg
O Gás Natural Associado (GA) está misturado ao petróleo ou sob forma de capa de gás – Brasil 73%;
O Gás natural não associado (GNA) está livre do óleo e da água.

Categorias:
Categorias:
O Gás Natural Associado (GA) está misturado ao petróleo ou sob forma de capa de gás – Brasil 73%;
O Gás natural não associado (GNA) está livre do óleo e da água.

Gás Natural
Gás Natural
Referências
Atlas de Energia Elétria - 3ª Edição
Dissertação de mestrado acadêmico - Gás Natural: Perspectivas e Utilização - Autor: Sérgio Ricardo Lourenço
Análise da modelagem econômica de uma usina termelétrica usando modelagem estocástica e teoria de opções reais – Autora: Livia Galdino Mendes
Plano Nacional de Energia 2030
Lourenço, Sérgio Ricardo - Gás natural: perspectivas e utilização
Salomom, Karina Ribeiro - Biomassa
Berton, Rafael Piatto - Análise teórica comparativa de eficiência energética
de sistemas integrados para pirólise rápida de biomassa
http://www.aneel.gov.br/aplicacoes/atlas/pdf/09-Gas_Natural(2).pdf
http://pt.scribd.com/doc/72962392/Viabilidade-de-Usinas-Termeletricas-a-Gas-Natural-no-atual-contexto-do-Setor-Energetico-Nacional
http://www.fogas.com.br/fogas2011/granel/gas-energiaeletrica
http://www.fragmaq.com.br/blog/biomassa-impactos-ambientais/
http://www.mma.gov.br/clima/energia/fontes-convencionais-de-energia/gas-natural
http://www.infoescola.com/combustiveis/biogas/
http://www.aneel.gov.br/aplicacoes/atlas/gas_natural/9_4.htm
http://www.abq.org.br/entequi/2012/trabalhos/50/50-253-13517.html
http://www.brasil.gov.br/infraestrutura/2011/12/gas-natural-tem-diversas-aplicacoes
http://cenbio.iee.usp.br/saibamais/conceituando.htm
http://www.ladebio.org.br/download/bioetanol-2a-geracao-de-biomassa-residual.pdf
http://www.inovacao.unicamp.br/report/inte-biomassa_energia070814.pdf
http://geonowmeandros.blogspot.com.br/2012/09/impactos-ambientais-x-biomassa.html
https://repositorio.ufsc.br/bitstream/handle/123456789/83792/187315.pdf?sequence=1
http://www.infoescola.com/desenvolvimento-sustentavel/aplicacoes-e-vantagens-do-biogas/
https://www.itaipu.gov.br/sala-de-imprensa/itaipunamidia/bovinos-geram-biogas-em-fazendas-do-parana
http://www.mma.gov.br/cidades-sustentaveis/residuos-solidos/politica-nacional-de-residuos-solidos/aproveitamento-energetico-do-biogas-de-aterro-sanitario
http://meioambiente.culturamix.com/gestao-ambiental/tudo-sobre-o-biogas
http://www.portal-energia.com/vantagens-e-desvantagens-da-energia-biomassa/
http://www.brasilescola.com/geografia/biomassa.htm
http://www.mma.gov.br/clima/energia/energias-renovaveis/biomassa
http://www.pensamentoverde.com.br/economia-verde/o-que-e-energia-de-biomassa/
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