Avaliação da auto-suficiência energética na indústria nacional arrozeira

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia mecânica

A presente dissertação tem como objectivo o estudo das opções de utilização de um sub-produto gerado na indústria nacional arrozeira: a casca de arroz. A disponibilidade deste tipo de biomassa neste sector industrial e a reconhecida urgência de medidas que reduzam a elevada dependência de fontes não endógenas justificam o estudo das diversas possibilidades de exploração deste biocombustível para geração de calor e energia eléctrica. Analisaram-se, assim, diversas soluções: centrais termoeléctricas convencionais ou de cogeração (TV, TG e MCI) com capacidades entre 1,5 e 3 MW para produção isolada ou combinada de electricidade e calor; queimadores a pellets, gás de síntese ou bio óleo, com potências da ordem dos 1,5 MW para produção isolada de calor. Os resultados evidenciam que as soluções apresentadas para produção isolada e combinada de energia eléctrica e calor apenas são exequíveis nas fábricas correspondentes a uma das tipologias estudadas. A produção isolada de energia eléctrica é rentável para sistemas com MCI, permitindo alcançar uma redução dos encargos com electricidade na ordem dos 1,3 M€. A produção combinada de energia eléctrica e calor é rentável para sistemas de cogeração com MCI e TV, resultando numa redução dos custos com energia na ordem dos 7,2 M€ e 4,4 M€, respectivamente. Como alternativa a estas soluções de produção combinada de energia constatou-se que a implementação de um sistema com MCI e um queimador a pellets para produção de electricidade e calor, respectivamente, permitem alcançar uma redução dos encargos com energia na ordem dos 6,4 M€. Das soluções apresentadas para produção isolada de calor constatou-se que a combustão directa de pellets é rentável em qualquer fábrica que recorra a calor, resultando numa redução dos encargos com gasóleo e gás natural na ordem dos 1,8 M€.

Abstract: This work aims to study the options for the use of a byproduct generated in Portuguese rice industry: rice husk. The availability of this type of biomass in this industrial sector and the recognized urgency of measures to reduce the high dependence on non-indigenous sources justify the study of different strategies for exploiting this biofuel to generate heat and electricity. Thus several solutions were analyzed: conventional or CHP plants (ST, GT and RE) with capacities between 1,5 and 3 MW for single or combined heat and power production; pellets, bio oil or syngas burners with capacities around 1,5MW for single heat production. The results show that the presented solutions for single and combined production of heat and electricity are only feasible in a group of plants studied. The single electricity production is profitable for systems with RE, resulting in decreased of electricity costs around 1,3 M€. Combined heat and electricity production is profitable for systems with RE and ST, resulting in decreased of energy costs around 7,2 M€ and 4,4 M€, respectively. As an alternative to these solutions for combined energy production, it was found that the implementation of a system with RE and pellets burner for electricity and heat production, respectively, allow achieving a decreasing in energy costs around 6,4 M€. Of the presented solutions for single heat production, it is verified that the direct combustion of pellets is profitable in any factory that requires heat to the process, resulting in decreased of diesel and natural gas costs around 1.8 M €.