Parte 01 - Biomassa UFJF

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Aproveitamento Energético de Biomassa
Universidade Federal de Juiz de Fora – UFJF
Faculdade de Engenharia
Departamento de Energia Elétrica
Aproveitamento Energético de Biomassa
ENE105
Parte 1
Professor: Leonardo Willer de Oliveira
E-mail: leonardo.willer@engenharia.ufjf.br
Aproveitamento Energético de Biomassa
Prof. Leonardo Willer de Oliveira
Ementa / Conteúdo
1. Introdução
2. Potencial de agro energia e dos resíduos
3. Características físico-químicas da biomassa
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3. Características físico-químicas da biomassa
4. Processos de transformação da Biomassa
5. Conversão energética da biomassa
6. Avaliação do Impacto Ambiental
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Bibliografia
 LORA, E. E. S.; CORTEZ, L. A. B.; GOMES, E. O. Biomassa Para Energia,
Editora Unicamp, 1a Edição, 2008, ISBN: 978-8-5268-0783-9.
 BRIDGWATER, A. V. Progress in Thermochemical Biomass Conversion,
Blackwell Science, 1st Edition, 2001, 1759 pp., ISBN: 978-0-6320-5533-3.
3
Blackwell Science, 1st Edition, 2001, 1759 pp., ISBN: 978-0-6320-5533-3.
 QUAAK, P.; STASSEN H. E.; KNOEF, H. Energy from Biomass: A Review
of Combustion and Gasification Technologies, World Bank Publications, 3rd
Edition, 1999, ISBN: 978-0-8213-4335-7.
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Bibliografia
Complementar
 Klass, D. L. Biomass for Renewable Energy, Fuels, and Chemicals, Elsevier,
1st Edition, 1998, ISBN: 978-0-1241-0950-6.
 Heywood, J. B. Internal Combustion Engine Fundamentals, Mc-Graw Hill, 1ª
Edição, 1988.
4
Edição, 1988.
 Schmidt, F. W.; Henderson, R. E. Introdução às Ciências Térmicas, Edgard
Blucher, 2ª Edição, 1996.
 Thibau, C. E. Produção Sustentada em Florestas: Conceitos e Tecnologias,
Biomassa Energética, Pesquisas e Constatações, C. E. Thibau, 1a Edição,
2000, ISBN: 978-8-5901-2441-2.
 Rosillo-Calle, F.; Bajay, S. V.; Rothman H. Uso da Biomassa para Produção
de Energia na Indústria Brasileira, Editora Unicamp, 1st Edition, 2005, ISBN:
978-8-5268-0685-8
 Notas de Aula - Moodle.
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Bibliografia
Outras
 Balanço Energético Nacional 2018 - Relatório Síntese / ano base 2017
https://ben.epe.gov.br
 Anuário Estatístico de Energia Elétrica 2018 / ano base 2017
http://www.epe.gov.br
5
http://www.epe.gov.br
 Energia Renovável – Hidráulica, Biomassa, Eólica, Solar, Oceânica
EPE, Maurício T. Tolmasquim, 2016
 World Energy Council, World Energy Resources 2016
https://www.worldenergy.org/.
 IEA Bioenergy, http://www.ieabioenergy.com/
 Associação Mundial de Bioenergia, www.worldbioenergy.org/
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Avaliações
 1º Avaliação (Atividade 1) – 100,0 pontos (N1) –
14/05/2019 a 28/05/2019
 2º Avaliação (TVC) – 100,0 pontos (N2) – 18/06/2019
6
 3º Avaliação (Atividades) – 100,0 pontos (N3) – 02
atividades (50,0 pontos cada) a serem programadas durante
o curso
Nota Final = (N1 + N2 + N3) / 3
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Prof. Leonardo Willer de OliveiraAproveitamento 
Energético de Biomassa
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Aproveitamento de Biomassa
 PNE 2050
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Biomassa no Brasil e no Mundo
 Geração no Mundo
Agência Internacional de Energia (AIE) 
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Fonte: EPE – Energia Renovável, 2016
Agência Internacional de Energia (AIE), 2014
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Biomassa
 Origem:
 Resíduos
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vegetais
sólidos urbanos
animais
industriais
florestais
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Biomassa no Brasil e no Mundo
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Biomassa no Brasil e no Mundo
Fonte: EPE – Balanço Energético Nacional 2018 Matriz Energética
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Tecnologia
Energia
Convencional Alternativa
Renovável Hidreletricidade
Etanol
Lenha
Carvão Vegetal
Solar
Eólica
Biodiesel
Maré Motriz
Não renovável Derivados de Petróleo
(Gasolina, Diesel, QAV, Lubrificantes, 
graxas)
Carvão Mineral
Derivados Sintéticos de Carvão e de 
Gás Natural
(Gasolina, Diesel, QAV, Lubrificantes, 
graxas)
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Biomassa no Brasil e no Mundo
 Matriz Energética
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Biomassa no Brasil e no Mundo
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Fontes Primárias Fontes Secundárias
Petróleo Óleo Diesel
Gás Natural Óleo Combustível
Carvão Vapor Gasolina
Carvão Metalúrgico GLP
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Urânio U3O8 Nafta
Energia Hidráulica Querosene
Lenha Gás de Coqueria
Produtos da Cana Coque de Carvão Mineral
Outras Fontes Primárias Urânio Contido no UO2
Eletricidade
Carvão Vegetal
Álcool Etílico Anidro e Hidratado
Outras Secundárias de Petróleo
Produtos Não-Energéticos de 
Petróleo
Alcatrão
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Biomassa no Brasil e no Mundo
 Matriz Energética
De modo geral, fontes primárias
água, sol, vento, biomassa convencional, elementos
radiativos, petróleo, gás natural, carvão mineral, xisto
Fontes Secundárias
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Fontes Secundárias
derivados de petróleo, de biomassa, combustíveis
químicos processados
Vetor Energético: hidrogênio
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Biomassa no Brasil e no Mundo
Fonte: EPE – Balanço Energético Nacional 2018
 Matriz Elétrica
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 Geração Elétrica por Fonte no Mundo
Biomassa no Brasil e no Mundo
Fonte: EPE – Anuário Estatístico de Energia Elétrica (2018)
1980 (8.027 TWh)
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2015 (23.087 TWh)
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Biomassa no Brasil e no Mundo
 Matriz Elétrica Brasileira
Fonte: EPE – Balanço Energético Nacional 2018
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Biomassa no Brasil e no Mundo
 Geração Termelétrica
29,6% no total de geração de energia elétrica
Fonte: EPE – Balanço Energético Nacional 2018
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29,6% no total de geração de energia elétrica
Biomassa inclui bagaço de cana-de-açúcar, lixívia, lenha
e outras fontes primárias
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Biomassa no Brasil e no Mundo
 Quanto se Usa de Energia no Brasil?
20Fonte: EPE – Balanço Energético Nacional 2018
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Biomassa no Brasil e no Mundo
 Quanto se Usa de Energia Elétrica no Brasil?
21Fonte: EPE – Balanço Energético Nacional 2018
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Biomassa no Brasil e no Mundo
 O Uso da Energia Elétrica no Brasil
Variação da Geração Elétrica 2016 / 2017
GWh
Fonte: EPE – Balanço Energético Nacional 2018
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Biomassa no Brasil e no Mundo
 O Uso da Energia Elétrica no Brasil
Geração (GWh)
Fonte: EPE – Anuário Estatístico de Energia Elétrica (2018)
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Biomassa no Brasil e no Mundo
 Qual Energia se Usa no Brasil?
Fonte: EPE – Balanço Energético Nacional 2018
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Biomassa no Brasil e no Mundo
 Qual Energia se Usa no Brasil?
Fonte: EPE – Balanço Energético Nacional 2018
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Biomassa no Brasil e no Mundo
 Qual Energia se Usa no Brasil?
Variação Oferta Interna de Energia (OIE) 2016 / 2017
Mtep
Fonte: EPE – Balanço Energético Nacional 2018
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Aproveitamento Energético de Biomassa
Prof. Leonardo Willer de OliveiraBiomassa no Brasil e no Mundo
 Quem Usa Energia no Brasil?
27Fonte: EPE – Balanço Energético Nacional 2018
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Biomassa no Brasil e no Mundo
 Consumo Final de Energia no Brasil
Fonte: EPE – Balanço Energético Nacional 2018
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Biomassa no Brasil e no Mundo
Fonte: EPE – Balanço Energético Nacional 2018
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Biomassa no Brasil e no Mundo
Fonte: EPE – Balanço Energético Nacional 2018
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Biomassa no Brasil e no Mundo
 Evolução da Oferta de Bioeletricidade
31Fonte: EPE – Energia Renovável, 2016
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Biomassa no Brasil e no Mundo
 Capacidade Instalada
32Fonte: EPE – Energia Renovável, 2016
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Biomassa no Brasil e no Mundo
Fonte: EPE – Energia Renovável, 2016 Energia Contratada em Leilões
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Biomassa no Brasil e no Mundo
 Energia Contratada no Curto Prazo
34Fonte: EPE – Energia Renovável, 2016
ACR : Ambiente de Contratação Regulada
Extracertame: Curto prazo
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Biomassa no Brasil e no Mundo
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Biomassa no Brasil e no Mundo
Fonte: EPE – Balanço Energético Nacional 2018
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Biomassa no Brasil e no Mundo
 Fontes de Biomassa
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Biomassa no Brasil e no Mundo
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Tipos de Biomassa no Brasil
 Bagaço de cana-de-açúcar
 Madeira – lenha
 Resíduos de madeira
 Casca de arroz
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 Bambu
 Casca de Castanha de Caju (1.106t)
 Casca de Castanha de Pará
 Coco da Bahia (0,5.106t)
 Coco babaçu
 Dendê (palma)
 Lixo Urbano + podas Outros:
Milho, fumo, sorgo, café, algodão
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Biomassa no Brasil e no Mundo
 Cadeia energética
Consiste em um conjunto de relações produtivas ao
longo das quais os recursos energéticos são obtidos,
transformados, distribuídos e usados
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 Encadeamento produtivo
 Produção
 Transformação
 Transporte/Distribuição
Consumo
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Biomassa no Brasil e no Mundo
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Biomassa no Brasil e no Mundo
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Biomassa no Brasil e no Mundo
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Biomassa no Brasil e no Mundo
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Biomassa no Brasil
 Resíduos vegetais
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Biomassa no Brasil
 Resíduos sólidos urbanos
Poder Calorífico Inferior (PCI) domiciliar = 1300 kcal / kg = 5,44 MJ / kg
Teor de matéria orgânica (C, H, O, N) em 60%
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 Resíduos industriais
 Bagaço de cana-de-açúcar (18,4 MJ/Kg) base seca
 Carvão vegetal (ferro-gusa e aço)
 Gás de alto-forno
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Biomassa no Brasil
 Resíduos animais
 Resíduos florestais
Poder Calorífico esterco seco gado bovino = 14,6 MJ / kg
 Poder calorífico da madeira = 13,8 MJ / kg
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 Poder calorífico da madeira = 13,8 MJ / kg
 7% casca, 10% serragem, 28% pedaços
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Biomassa no Brasil
 Principais Fontes de Biomassa
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Energia Incentivada
 Resolução Normativa nº 247/06
Empreendimentos cuja fonte primária de geração
seja a biomassa, energia eólica ou solar, de
potência injetada nos sistemas de transmissão ou
distribuição menor ou igual a 30.000 kW
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distribuição menor ou igual a 30.000 kW
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Energia Incentivada
 Participação na Geração Distribuída (2017)
GWh
51Fonte: EPE – Balanço Energético Nacional 2018
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Energia Incentivada
 Geração Distribuída Incentivada
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Planejamento de Geração Distribuída
Investimento e operação 
das unidades térmicas a 
biomassa
Investimento e 
operação das 
unidades eólicas
Custo de perdas, da energia comprada da rede de transmissão e das 
emissões associadas
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bm bm bm em co bmco c T P c e T P      
Planejamento de Geração Distribuída
bm bm bm em co bmco c T P c e T P      
Custo de operação e 
manutenção das unidades a 
biomassa
Custo de emissão das unidades a 
biomassa
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Planejamento de Geração Distribuída
Fonte: K. Zou et al., Distribution System Planning With Incorporating DG Reactive
Capability and System Uncertainties, IEEE Trans. Sust. Energy, 3(1), 2012
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Biomassa no Brasil e no Mundo
Fonte: EPE – Balanço Energético Nacional 2018
 Emissões Totais (MtCO2, 2017)
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Biomassa no Brasil e no Mundo
Fonte: EPE – Balanço Energético Nacional 2018 Evolução (MtCO2-eq)
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