Utilização do biogás para produção de energia elétrica : um estudo comparativo

Abstract

A produção do biogás por meio do tratamento dos despejos industriais, urbanos e rurais, tornou-se uma importante alternativa para a produção de energia renovável. Sua utilização na produção de energia térmica, elétrica e veicular, além de mitigar os impactos ambientais dos processos produtivos, impulsiona a economia em busca de inovações tecnológicas, com maior eficiência energética. Neste trabalho apresenta-se um estudo comparativo dos pontos de vista energético e econômico para o uso do biogás para a geração de energia elétrica em relação a queima com lenha em uma caldeira de um processo industrial real, de uma indústria de biotecnologia, localizada na região de Maringá, Paraná, Brasil. O biogás utilizado é composto de 73,93 % de metano. O poder calorífico foi calculado e o valor obtido foi 6.777 kcal/m3. Com os dados de carga orgânica do efluente industrial, do consumo de lenha com a utilização e sem a utilização do biogás, foi possível determinar a quantidade de biogás produzido e consumido no processo. Da mesma forma, com o levantamento de dados anuais dos custos de lenha, do consumo e tarifas de energia elétrica, calculou-se o potencial de produção e a potência elétrica da planta. Os resultados mostraram a economia relativa ao consumo de lenha em 26% do valor atualmente utilizado, o que equivale a 812 t/ano. O potencial de geração de energia elétrica é de 5 %, o que equivale a 152.000 kWh/ano. Contudo, ainda com as correções em termos de conversão energética em kWh/m3, para cada parte de geração de energia elétrica apresentou um resultado econômico três vezes maior em relação a produção de vapor. Com os valores apresentados, obteve-se um tempo para o retorno do investimento de 12 meses, considerando a infra estrutura necessária para o sistema de filtragem, painel de controle, monitoramento, proteção e os custos de manutenção operacional para a instalação de um motor estacionário - um grupo motogerador de 330 kvA

The biogas production from wastewater treatment of industrial, urban and farm process with different residual biomass become an important alternative to produce renewable energy. Its use in the production of thermal, electric and vehicular energy, besides mitigating the environmental impacts of the productive processes, boosts the economy in search of technological innovations, with higher energy efficiency. This work presents a comparative study of the energy and economic points of view for the use of biogas for electric generation power in relation to burning of wood in a boiler of a real industrial process of a biotechnology industry located in the region of Maringa, Parana, Brazil. The biogas used is composed of 73,93 % of methane. The heating value was calculated and the value obtained was 6.777 kcal/m3. With the values of the wastwater organic load, the consumption of firewood with and without use of biogas in a boiler, it was possible to obtain the amount of biogas produced and consumed in the process. Similary, with the anual costs values of firewood, consumpition and electric energy tariffs, the potencial production and the electrical power plant were calcullated. The results using the biogas for electric power, provides an economy related to the consumption of firewood in 26 % of the value currently used, which is equivalent to 812 t/year. The potential for electricity generation is 5 %, equivalent to 152.000 kWh/year. However, still with the corrections in terms of energy conversion kWh/m3, for each part of electric power generation, was obtained three parts as an economic result in relation to the steam production. With the present results, a return on investment of 22 months was obtained, considering the necessary infrastructure for the biogás filtration system, control, monitoring, protection and operational maintenance costs for the installation of a stationary engine - motogenerator capacity of 330 kvA