Análise econômica da geração de energia elétrica a partir do biogás na suinocultura

A demanda por fontes alternativas de energia tem crescido nos últimos anos em função das variações do preço do petróleo aliadas à recente crise energética. Por meio da digestão anaeróbia é possível transformar os dejetos de suínos em biogás. No presente trabalho, estudou-se a viabilidade econômica do uso do biogás como fonte alternativa para a geração de energia elétrica para diferentes períodos de geração. O método utilizado para a avaliação econômica foi o Valor Presente Líquido. O tempo de retorno do capital investido também foi calculado levando em consideração o desconto da taxa de juros nos fluxos de caixa. O estudo demonstrou ser economicamente viável a utilização do biogás da suinocultura, como fonte para geração de energia elétrica. O aumento da demanda de energia elétrica na propriedade aumenta o Valor Presente Líquido e diminui o tempo de retorno do investimento.

Avaliação dos custos de implantação de biodigestores e da energia produzida pelo biogás

RESUMO Este trabalho objetivou avaliar os custos envolvidos na construção de modelos de biodigestores (indiano, chinês e canadense) no município de Cascavel – PR. Determinaram-se os custos de produção de energia a partir do biogás produzido por dejetos de caprinos, bovinos e suínos, para sistemas de semiconfinamento. Foram utilizadas propriedades rurais com 20; 40; 60; 80 e 100 animais de cada um dos três grupos avaliados. A partir do volume de dejetos produzidos por animal, foram dimensionados os biodigestores e calculados os custos para a construção e a implantação de cada modelo, e o custo total da produção anual de energia em função do número de animais. O biodigestor modelo canadense apresentou o menor custo de construção e de implantação, variando de R$ 2.104,00 a R$ 7.266,00. A geração de energia com dejetos de suínos apresentou o menor custo, variando de 0,015 a 0,050 R$/KWh em biodigestor modelo canadense. A maior produção anual de energia foi verificada para bovinos, variando de 24.090 kWh/ano a 120.450 kWh/ano, para os três modelos de biodigestor em estudo.

Fem biogàs : una experiència de tractament dels residus orgànics. 'Hagamos biogás : una experiencia de tratamiento de los residuos orgánicos'.

Describe el proceso de metanización y propone un pequeño experimento práctico a base de construir y hacer funcionar un pequeño digestor. Se pretende familiarizar a los ciudadanos con el proceso y la tecnología de la metanización así como predisponerlos a colaborar en una gestión más racional y sostenible de los residuos.

Desarrollo de catalizadores en sistemas de reacción avanzados para la producción de hidrógeno a partir de biogás

[ES]En el presente documento se expone el estudio experimental que consiste en la comparación de diferentes catalizadores en sistemas de reacción avanzados, microrreactores, para la producción de hidrógeno a partir de biogás. El hidrógeno es un vector energético que puede emplearse como combustible, y por tanto, un candidato perfecto para sustituir aquellos combustibles provenientes de fuentes fósiles. Este Proyecto de Fin de Grado se ha basado en desarrollar el proceso conocido como tri-reformado de biogás. Esta técnica, al contrario que las técnicas convencionales de producción, presenta numerosas ventajas ya que la materia prima empleada, el biogás, es una fuente de origen renovable. Para llevar a cabo este estudio se han preparado distintos catalizadores, basados todos ellos en platino. La elección de este metal noble es debido a su alto grado de reactividad, especialmente en sistemas de reacción micro-estructurados. Con el objetivo de reducir los costes asociados al propio catalizador, se añadieron, junto con el platino, otros metales más baratos a fin de analizar su idoneidad en el proceso del tri-reformado. Por tanto, partiendo de un catalizador de referencia que contiene un 5% de platino, se prepararon otros catalizadores mantenido constante, en un 5%, la composición de metal total. Estos catalizadores se han denominado de la siguiente manera: 2.5(Pt-Me), siendo Me cada especie metálica diferente. Tras preparar los catalizadores, se llevaron a cabo diferentes experimentos con un reactor convencional de lecho fijo. El objetivo fue establecer unas condiciones de operación tal que asegurasen una adecuada comparación entre catalizadores. De este modo, se realizaron ensayos de actividad catalítica a diferentes temperaturas y velocidades espaciales para someter a los catalizadores a condiciones de operación extremas, bajo las cuales, las diferencias entre catalizadores fueran más notorias. Una vez detalladas las condiciones de operación adecuadas para la comparación de catalizadores, se llevaron a cabo los correspondientes ensayos con los catalizadores impregnados en los sistemas de reacción avanzados, denominados micorreactores. Estos ensayos se basaron en operar a una velocidad espacial constante para estudiar la influencia de la temperatura. Además, se llevaron a cabo ensayos de estabilidad de hasta 110 horas en las condiciones de operación más desfavorables. Por último se compararon las conversiones de CH4 y CO2 y el rendimiento de H2 de todas las formulaciones catalíticas preparadas, y se concluyó que el mejor candidato para el proceso del tri-reformado es el catalizador 2.5(Pt-Pd).

Biogás no estado de São Paulo: novo potencial em um mercado restringido

O trabalho tem como objetivo apresentar o aproveitamento de biogás de aterros como uma alternativa potencial à utilização de gás natural no Estado de São Paulo. O trabalho descreve a produção de biogás e os principais desafios para levar o produto final ao mercado. São descritos os benefícios, tanto econômicos e energéticos quanto ambientais, do aproveitamento de um recurso que é geralmente esquecido. O trabalho analisará o perfil da produção de biogás de aterros no Brasil e como a regulação interage com uma indústria que em grande parte é nova. O trabalho propõe umas ideias a respeito de fontes de verbas para novos projetos, além de analisar algumas experiências internacionais. Utilizando teoria econômica, o trabalho tentará mostrar como esta fonte de energia poderia ser introduzida no mercado, mesmo sob condições econômicas desafiadoras.

Desempenho de um aquecedor de água a biogás

Estudos foram desenvolvidos para dimensionar e adaptar o injetor do queimador principal de um aquecedor de água tipo acumulação de 75 L. O diâmetro do injetor foi redimensionado em função da pressão de serviço de 100 mm H2O e poder calorífico inferior do biogás de 21.600 kJ m-3 n, garantindo a manutenção da potência calorífica do equipamento de 20.900 kJ h-1. Os resultados demonstraram que o queimador adaptado operou com biogás adequadamente, com chama estável. A eficiência média do aquecedor foi de 68%, para ganho térmico de 36,7 ºC, correspondendo à temperatura final da água igual a 62,7 ºC, sendo consumido 0,796 m³n de biogás, aquecendo 75 L de água em 72 minutos.

Viabilidade técnica e econômica da substituição de fontes convencionais de energia por biogás em assentamento rural do Estado de São Paulo

O objetivo deste estudo foi avaliar a viabilidade econômica da implantação de dois biodigestores com uso de dejetos animais em área do Assentamento de Trabalhadores Rurais no município de Itaberá - SP, no ano de 2005; um deles para o fornecimento de energia para os domicílios e outro para as atividades produtivas. Foram avaliados os benefícios referentes ao fornecimento de energia elétrica e térmica, a partir do biogás, para cinco domicílios da agrovila do assentamento e para as atividades produtivas, comparativamente aos custos de construção e operação para produção de biogás. Os resultados mostraram a viabilidade econômica da produção de gás em ambos os biodigestores. Foram gerados benefícios no valor de R$ 3.698,00 por ano e R$ 9.080,57 por ano, nos biodigestores para os domicílios e produção, respectivamente; bem como o equivalente a R$ 1.478,28 por ano referentes à produção de biofertilizante. O custo anual do processo é de R$ 1.218,50 em cada biodigestor. O prazo de recuperação do investimento é de 2,5 anos e 11 meses, para a produção de biogás nos domicílios e na produção, respectivamente. Os resultados podem ser utilizados para subsidiar políticas públicas direcionadas ao aproveitamento de biomassa para a produção de energia a baixos custos no segmento da agricultura familiar.

Viabilidade econômica da utilização do biogás produzido em granja suínícola para geração de energia elétrica

A produção de biogás por meio de biodigestão anaeróbia representa um avanço para equacionar o problema dos dejetos produzidos pela suinocultura e disponibilidade de energia no meio rural. Este trabalho teve como objetivo estimar a viabilidade econômica de um sistema biointegrado para geração de eletricidade a partir do aproveitamento de dejetos de suínos. Os dados para este estudo foram coletados em uma agroindústria, onde são realizadas diversas atividades agrícolas; entretanto, a suinocultura foi selecionada para o processo de análise de biodigestão anaeróbia, pelo fato de gerar uma grande quantidade de dejetos, com dificuldade de disposição no meio ambiente, configurando um estudo de caso. O biodigestor analisado é um modelo tubular contínuo, com calha de água em alvenaria e com uma manta plástica como gasômetro, onde são depositados diariamente os dejetos de 2.300 suínos em fase de terminação. O investimento inicial para implantação foi estimado em R$ 51.537,17, e os custos anuais do sistema foram de R$ 5.708,20 com manutenção, R$ 4.390,40 com depreciação e R$ 1.366,77 com juros. Concluiu-se que o sistema de produção de biogás é viável do ponto de vista econômico, se o consumo de energia elétrica for de 35 kWh por dia, em média, onde o valor presente líquido (VLP) é de R$ 9.494,90, e a taxa interna de retorno (TIR) é de 9,34% ao ano.

Bio-óleo e biogás da degradação termoquímica de lodo de esgoto doméstico em cilindro rotativo

The objective of this study was to produce biofuels (bio-oil and gas) from the thermal treatment of sewage sludge in rotating cylinder, aiming industrial applications. The biomass was characterized by immediate and instrumental analysis (elemental analysis, scanning electron microscopy - SEM, X-ray diffraction, infrared spectroscopy and ICP-OES). A kinetic study on non-stationary regime was done to calculate the activation energy by Thermal Gravimetric Analysis evaluating thermochemical and thermocatalytic process of sludge, the latter being in the presence of USY zeolite. As expected, the activation energy evaluated by the mathematical model "Model-free kinetics" applying techniques isoconversionais was lowest for the catalytic tests (57.9 to 108.9 kJ/mol in the range of biomass conversion of 40 to 80%). The pyrolytic plant at a laboratory scale reactor consists of a rotating cylinder whose length is 100 cm with capable of processing up to 1 kg biomass/h. In the process of pyrolysis thermochemical were studied following parameters: temperature of reaction (500 to 600 ° C), flow rate of carrier gas (50 to 200 mL/min), frequency of rotation of centrifugation for condensation of bio-oil (20 to 30 Hz) and flow of biomass (4 and 22 g/min). Products obtained during the process (pyrolytic liquid, coal and gas) were characterized by classical and instrumental analytical techniques. The maximum yield of liquid pyrolytic was approximately 10.5% obtained in the conditions of temperature of 500 °C, centrifugation speed of 20 Hz, an inert gas flow of 200 mL/min and feeding of biomass 22 g/min. The highest yield obtained for the gas phase was 23.3% for the temperature of 600 °C, flow rate of 200 mL/min inert, frequency of rotation of the column of vapor condensation 30 Hz and flow of biomass of 22 g/min. The non-oxygenated aliphatic hydrocarbons were found in greater proportion in the bio-oil (55%) followed by aliphatic oxygenated (27%). The bio-oil had the following characteristics: pH 6.81, density between 1.05 and 1.09 g/mL, viscosity between 2.5 and 3.1 cSt and highest heating value between 16.91 and 17.85 MJ/ kg. The main components in the gas phase were: H2, CO, CO2 and CH4. Hydrogen was the main constituent of the gas mixture, with a yield of about 46.2% for a temperature of 600 ° C. Among the hydrocarbons formed, methane was found in higher yield (16.6%) for the temperature 520 oC. The solid phase obtained showed a high ash content (70%) due to the abundant presence of metals in coal, in particular iron, which was also present in bio-oil with a rate of 0.068% in the test performed at a temperature of 500 oC.

Avaliação do desempenho de um aquecedor para aves adaptado para utilizar biogás como combustível

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Potencial de produção de biogás remanescente nos efluentes de biodigestores abastecidos com dejetos de suínos, com e sem separação da fração sólida, e conduzidos sob diferentes tempos de retenção hidráulica

O objetivo foi avaliar o potencial poluidor remanescente dos efluentes de biodigestores abastecidos com dejetos de suínos com separação da fração sólida (CSFS) e sem separação da fração sólida (SSFS), e conduzidos sob diferentes tempos de retenção hidráulica (TRH). Os efluentes utilizados eram de biodigestores semicontínuos manejados com TRH de 15; 22; 29 e 36 dias, com e sem separação da fração sólida. Foram utilizados biodigestores batelada, que permaneceram em operação por todo o tempo em que houve produção de biogás (60 dias). Foram avaliadas a produção e a qualidade do biogás, bem como os potenciais de produção por kg de sólidos totais e sólidos voláteis, e as demandas química e bioquímica de oxigênio. Utilizou-se do delineamento inteiramente casualisado, em esquema fatorial 2x4, com três repetições por tratamento. Foram encontrados potenciais de produção de 385 e 117 litros de CH4kg-1 de SV adicionados no material SSFS e CSFS, respectivamente, no menor TRH (15 dias), e potenciais de produção de 74 e 18 litros de CH4kg-1 de SV adicionados no material SSFS e CSFS, respectivamente, no maior TRH (36 dias).

Estudo qualiquantitativo do biogás produzido por substratos em biodigestores tipo batelada

Aiming to study the biogas produced by 5 substrates from both quality and quantity point of view, this research was conducted at the Rural Engineering Department of FCAV/UNESP - Brazil, State of São Paulo. The substractes that were used in the anaerobic digestion were characterized as: 1 - Slaughter fowls' manure with napier grass bed (MFNG); 2 - Slaughter fowls' manure with triturate napier grass bed (MFNGT); 3 - Suine manure (SM); 4 - Bovine manure (BM) and 5 - Bovine manure mixed with 50% of sugarcane bagasse (BM50S). From the data collected it was concluded that: the substract (MFNG) and the substract containing SM produced higher and lower volumes of biogas respectively, when compared to the others; the mixture of sugarcane bagasse in the substract containing Bovine manure damages the accumulated biogas production and its quality; 57 days after filling the biodigestors, all substrates produced biogas with a methane level higher than 48% except for the substrates containing Suine manure; the triturate substrates (MFNGT) did not present such distinct characteristics from the non-triturate substrates (MFNG); the quality of biogas at the maximum production stage was similar, for all the studied substrates; the biogas which presented higher quantity of methane in its composition was the one produced with BM, overcoming the value up to 17.7% over the MFNGT production.

Viabilidad económica de la utilización de biogás para la conversión en energía eléctrica

The economic viability of the electrical power generation using biogas from swine wastes, was determined. The analyzed biodigester is a continuous tubular model with brick concrete duct and plastic covering with a gasometer, in which the waste of 2.300 fattening pigs are deposited daily. The initial investment estimate for the installation was R$ 51.537, the system annual costs were R$ 5.700, for maintenance, R$ 4.400 for depreciation and R$ 1.370 for interests. It was found that an average consumption of 28 kW-hour-1 is the minimum that the system must reach to be economically feasible.