O documento analisa a viabilidade técnica e econômica da utilização de bio-óleo produzido a partir de biomassa residual na geração descentralizada de energia elétrica como alternativa aos combustíveis fósseis. O trabalho propõe a utilização de pirólise rápida para converter a biomassa em bio-óleo e analisa o fluxo de caixa de uma central termoelétrica movida a bio-óleo, concluindo que há viabilidade econômica com retorno do investimento após 4 anos e Taxa Interna de Retorno
Mercado de Energia e Novos Negócios - Sr. Paulo Cezar Coelho Tavares
Análise da viabilidade técnico-econômica da utilização de bio-óleo na geração descentralizada de energia elétrica
1. Universidade Federal do Rio Grande do Sul
Escola de Engenharia
Pós-Graduação em Gestão de Energia - Edição 2011-2012
Análise da viabilidade técnico-econômica da
utilização de bio-óleo na geração descentralizada de
energia elétrica como alternativa à utilização de
combustíveis fósseis
Autor : Eng. Alexandre Otto Schwieder
Orientador: Prof. Dr. Jorge Otávio Trierweiler
Coorientação : M.Sc. Eng.a Fernanda Cabral Borges
3. Tema do trabalho
O trabalho propõem a utilização de biomassa residual como fonte
energética para a geração de energia de forma descentralizada.
Pesquisas que abordam esse tema vem sendo desenvolvidas em muitos
países em varias localidades ( Comunidade Europeia, América do Norte e
China), os quais sinalizam que há viabilidade técnica nessa nova abordagem
para a biomassa residual.
A metodologia vem a apresentar como alternativa adequada para esse fim, a
tecnologia da pirólise rápida para a transformação da biomassa residual
sólida em bio-óleo, que posteriormente servirá com combustível alternativo
ao óleo diesel em uma central termoelétrica.
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4. Motivação do trabalho
Aproveitamento energético de resíduos de biomassa para a geração de
energia elétrica de forma descentralizada.
Proposição de uma alternativa para a ampliação da geração de energia de
baixo impacto e com baixos índices de GEE ( com possibilidade de redução
de 70 a 99% dos GEE).
A Lei Nacional de Resíduos Sólidos (Lei n. 12.305/2010) estipula que, a
partir de 2014, apenas os resíduos sem viabilidade econômica para a
recuperação devem ser depositados em aterros sanitários. A lei determina
ainda que lixões a céu aberto e aterros controlados sejam fechados.
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5. Metodologia
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7. O bio-óleo
O bio-óleo tem aproximadamente 40% do conteúdo energético do
óleo diesel por peso, porém em base volumétrica contém 60% do
conteúdo energético do óleo diesel.
Matéria-prima Densidade por Poder calorífico Densidade
volume[kg/m3] base seca[GJ/t] energética[GJ/
m3]
Palha 100 20 2
Serragem 400 20 8
Bio-óleo 1200 25 30
Carvão vegetal 300 30 9
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8. Avaliação econômica - Dados
Dados do
Dados entrada :
processamento :
Biomassa residual
Planta de pirólise rápida
Natureza: serragem Investimento inicial: R$ 400.000,00
Quantidade 1382,4 Vida útil[anos]: 10
disponível [t/ano] : Custos de Operação e 6,00%
Manutenção:
Teor de umidade : 10 a 12%
Potência instalada [kW] 20
Consumo energético[kWh/ano]: 138240
Capacidade de 200
processamento[kg / hora]:
Eficiência para bio-óleo[%]: 60,00%
Produção de Bio- óleo [kg/h]: 120
Jornada operacional [h/dia] : 24
Jornada operacional [h/ano] : 3456
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Produção UFRGS óleo
Energia de Bio- [kg/ano]: 829440
9. Avaliação econômica - Dados
Dados da Central Termoelétrica
Investimento inicial por kW 650,00
instalado[R$/kW]:
Capacidade Instalada [kW] 202,1
Vida útil: 10
Investimento inicial da R$
instalação[R$] 131.368,42
Custo de operação e 12,00%
manutenção[%/ano] :
Consumo bio-óleo 0,5
[kg/kWh] :
Disponibilidade[%] : 95,00%
Jornada operacional [h/dia] : 24
Produção de Energia
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Elétrica [kWh/ano]: Energia UFRGS
10. Resultados e avaliação
econômica
O resultado da avaliação econômica apresentado é que o
investimento seria pago após o 4° ano de operação do
empreendimento, e a TIR conseguida nesse fluxo chegou a
27,1%
VPL
Investimento inicial
R$ 600.000,00
Capital próprio R$ 531.368,42
R$ 400.000,00
TMA= 8,5% a.a. R$ 200.000,00
Prazo de 10 anos, R$ 0,00
R$
-R$ 200.000,00
Venda de energia
-R$ 400.000,00
no ACL a R$160,00/MWh
-R$ 600.000,00
. Anos
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11. Oportunidades de melhorias no
fluxo de caixa
Alteração do valor do custo da biomassa residual
Simulação com valor diferenciado da energia elétrica no
horário de pico
Redução do valor de investimento inicial na planta de
pirólise rápida
Aumento do rendimento de produção de bio-óleo da
planta de pirólise rápida
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12. Resultados avaliação econômica
Elevando o rendimento da planta de pirólise de 60% para
70% ...
O retorno do investimento é deslocado para após o 3° ano de
operação do empreendimento, e a TIR sobe para 31,9%
VPL
Investimento inicial R$ 800.000,00
R$ 600.000,00
Capital próprio R$ 553.263,16 R$ 400.000,00
R$ 200.000,00
TMA= 8,5% a.a.
R$ 0,00
R$
Prazo de 10 anos, -R$ 200.000,00
-R$ 400.000,00
Venda de energia -R$ 600.000,00
-R$ 800.000,00
no ACL a R$160,00/MWh Anos
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13. Conclusões
O trabalho demonstra que há viabilidade técnica e
econômica para o aproveitamento de resíduos de biomassa
na geração de energia elétrica.
Foram considerados como vantagens a geração de energia
com baixas emissões de GEE , além do destino nobre dado
aos resíduos que normalmente configuram um passivo
ambiental para as empresas que os geram.
A possibilidade de geração descentralizada em zonas com
baixa qualidade de energia elétrica, uma vez que traz a
geração de energia elétrica para o local próximo ao consumo.
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14. Agradecimentos
Agradeço pela atenção,
Alexandre Otto Schwieder
Email : alexandreotto@gmail.com
Fone: 51 9644-6976
Jorge Otávio Trierweiler
Email: jorge@enq.ufrgs.br
Fone: 51 3308-4072
Fernanda Cabral Borges
Email: feborges@enq.ufrgs.br
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