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Tecnologia e informação a serviço da sociedade

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Tecnologia e informação a serviço da sociedade. WORKSHOP SOBRE PRODUÇÃO SUSTENTÁVEL DE FERRO-GUSA FÓRUM DE COMPETIVIDADE DE SIDERURGIA SECRETARIA DE TECNOLOGIA INDUSTRIAL MDIC 12/SETEMBRO/2006 – OURO PRETO, MG. WORKSHOP SOBRE PRODUÇÃO SUSTENTÁVEL DE FERRO-GUSA

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Tecnologia e informação

a serviço da sociedade

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WORKSHOP SOBRE PRODUÇÃO SUSTENTÁVEL DE FERRO-GUSA

FÓRUM DE COMPETIVIDADE DE SIDERURGIA

SECRETARIA DE TECNOLOGIA INDUSTRIAL

MDIC

12/SETEMBRO/2006 – OURO PRETO, MG

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WORKSHOP SOBRE PRODUÇÃO SUSTENTÁVEL DE FERRO-GUSA

CAPIM-ELEFANTE COMO FONTE DE BIOMASSA

PARA A SIDERURGIA

VICENTE MAZZARELLA - IPT

SEGUNDO URQUIAGA - EMBRAPA

12/SETEMBRO/2006 – OURO PRETO, MG

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EVOLUÇÃO DO USO DE ENERGIA NO MUNDO

Solar

Solar

Fonte: Nakícenovic, Grübler and MaConald, 1998

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BIOMASSA COMO FONTE DE ENERGIA

NOMUNDO

2003

2000

11,2%

13,6%

NO BRASIL

NO BRASIL - 2005

Produtos da cana-de-açúcar__13,9%

Lenha e carvão vegetal_____ 13,1%

Outras fontes______________ 2,7%

2001

2005

24,8%

29,7%

Fonte: MME – Balanço Energético Nacional (BEN – 2002 e 2006)

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PRODUTIVIDADE DE ALGUMAS BIOMASSAS

- SRC: Short Rotation Coppice

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VANTAGENS DO CAPIM-ELEFANTE
  • Maior produtividade de massa seca/ha/ano
  • Menor extensão de áreas para uma dada produção
  • Menor ciclo produtivo (duas colheitas por ano)
  • Melhor fluxo de caixa
  • Possibilidade de mecanização
  • Energético renovável, ambiente amigável
  • Maior assimilação de C – melhor retorno nos projetos de MDL
fbn fixa o biol gica do nitrog nio a linha de trabalho da embrapa
FBN – FIXAÇÃO BIOLÓGICA DO NITROGÊNIOA linha de trabalho da Embrapa
  • Substituição do N2 sintético pelo N2 fixado por bactérias
  • Identificação dos tipos de bactérias e espécies de capim com interação ótima
  • Experimentos do CNPAB com 14 variedades de capim, por cinco anos
  • Economia de fertilizantes
  • Não-contaminação de aqüíferos e da atmosfera
  • Ambiente compatível
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RESULTADOS DE PRODUTIVIDADE COM BNF - FIXAÇÃO BIOLÓGICA DE NITROGÊNIO

(TUBULÕES DE Ø 50 X 60 cm)

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RESULTADOS RECENTES DE PRODUTIVIDADECOM VARIEDADES DE CAPIM-ELEFANTE
  • LOCAL: SEROPÉDICA, RJ (t massa seca/ha/a; 0 kg N/ha
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PROBLEMAS PARA DISPONIBILIZAÇÃO

DO CAPIM-ELEFANTE

  • Elevada umidade (até 80%)
  • Baixa densidade aparente
  • Necessidade de secagem no campo ou por
  • processamento
  • Necessidade de compactação para viabilizar transporte
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FORMAS DE USO DA ENERGIA DO CAPIM-ELEFANTE
  • Combustão direta
  • Gaseificação
  • Carvoejamento
  • Hidrólise do bagaço álcool
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BALANÇO ENERGÉTICO COMPARATIVO

Pelet de capim elefante(Samson 1999) (GJ/t) (30 t m.s./ha/a)

Energia na produção agro __________0,791/0,668

Energia na peletização _____________0,480/0,480

Energia gasta total ________________1,271/1,148

Energia produzida ________________18,500/18,500

Balanço energético _______________ 14,6:1/16,1:1

Etanol (Macedo et al., 2004) (kCal/tCana)

Energia na produção agro __________48.208/45.861

Energia na industrialização _________11.800/9.510

Energia total gasta ________________60.008/55.371

Energia produzida ________________499.400/565.700

Balanço energético ______________8,3:1/10,2:1

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CUSTO DO HECTARE E DA TONELADA

DE CAPIM-ELEFANTE

Produção estimada: 90 t massa verde/ha/a

30 t massa seca/ha/a

Custo de formação (reforma a cada 10 anos

Serviços/insumos: 1.981,77/ha/10 anos ou 198,18/ha

Manutenção: 617,91/ha/a

TOTAL 816,09/ha/a

Colheita (dois cortes/ano)

Mecanizada: 1.207,40/ha/a

Custo total 2.023,49/ha/a

Custo por t verde 22,48/t

Custo por t seca* 67,45/t

(*) não considerada a secagem residual de aproximadamente 30% para 0%

Fonte: Urquiaga, S. & Dias, P. – 2006.

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PROCESSOS DE SECAGEM DO CAPIM-ELEFANTE
  • De pé (como pé de milho)1
  • Cortado e deitado em leiras2
  • Colhido, picado e extraído o caldo3
  • – aproximadamente 20% H2O; requer mais energia para colheita e picagem
  • - aproximadamente 30% H2O; requer mais energia e cuidados para não apodrecer
  • - aproximadamente 50% H2O; requer menos energia; secagem ulterior via térmica
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PROCESSOS DE COMPACTAÇÃO E VARIÁVEIS DO PROCESSO
  • Cubing (~ 500 kg/m3)
  • Briquetagem (~ 580 kg/m3)
  • Peletização (~ 650 kg/m3)
  • Variáveis
  • Pressão
  • Temperatura
  • Velocidade de compactação
  • Umidade residual
  • Aglomerantes
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PROCESSOS DE CARVOEJAMENTO
  • Lambiotte (c) (caro)
  • Carvonbras (c) (África do Sul)
  • NNT (b) (piloto)
  • DPC (b) (piloto)
  • Pyro 7 (b) (piloto)
  • Úmido (b) (bancada – 230ºC; 60 atm)
  • (carvão e pré-carvão)
  • (c) Contínuo
  • (b) batelada
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MERCADO DE CARVÃO PARA SIDERURGIA - BRASIL
  • Produção brasileira – 2005 (Fe-Gusa de carvão vegetal (1)
    • Usinas integradas – 1.650.000 t
    • Produtores independentes – 9.773.000 t
  • Consumo específico de carvão vegetal
    • 2,9 m3/t gusa (2)
    • 0,25 t/m3 (densidade aparente)
    • 0,725 t c.v./t gusa (3)
  • Sindifer/IBS – 2006
  • Sindifer/FIEMG – 1995; Anuários Abracave
  • Campos Ferreira/ECEN - 2005
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MERCADO DE CARVÃO VEGETAL NA EUROPA
  • Possibilidades de mixagem com coque
  • Experimentos laboratoriais com carvão e alcatrão de capim-elefante
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MERCADO LOCAL E EUROPEU DE

BIOMASSA COMPACTADA

  • Brasil: usos em churrascaria, pizzarias,
  • restaurantes, lareiras, caldeiras industriais,
  • geração termoelétrica.
  • Consumo ainda incipiente.
  • Europa: usos em aquecimento domiciliar,
  • institucional, industrial, geração termoelétrica
  • Consumo atual estimado: 10.000.000 t/ano
  • (comunicação verbal ex-diretor Abracave)
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PREÇOS DE BIOMASSA NA EUROPA
  • No consumidor domiciliar
  • R$ 1.000,00/t aproximadamente US$ 450,00/t (Quirino)
  • € 230,00/t aproximadamente US$ 300,00/t

(comunicação verbal)

investimento para plantio
INVESTIMENTO PARA PLANTIO
  • 10.000.000 t massa seca/ano (capim-elefante)
    • Produtividade estimada – 40 t m.s./ha/a
    • Área necessária – 250.000 ha
    • Custo de formação/ha – R$ 1.981,77
    • Custo de formação total – R$ 495.442.500,00/250.000 ha
investimento para plantio25
INVESTIMENTO PARA PLANTIO
  • 2.570.000 t carvão/ano de capim-elefante
  • Sindifer/Fieng – 2005
  • Campos Ferreira/ECEN - 2005
investimento para transforma o do capim elefante
INVESTIMENTO PARA TRANSFORMAÇÃO DO CAPIM-ELEFANTE
  • Hipótese – unidade de 60.000 t m.s./a
    • Equipamento de secagem ...... € 700.000 (estimativa - forno rotativo
    • Equipamento de peletização .. € 3.000.000 (orçamento - importado)
    • Equipamento de briquetagem € 1.300.000 (estimativa - nacional)
  • Hipótese – 10.000.000 t m.s./a
    • processo peletização ............... € 617.000.000
    • processo briquetagem ............. € 333.000.000
  • Hipótese – unidade de 20.000 t carvão
    • equipamento de carvoejamento .... € 660.000 (estimativa - nacional)
    • O carvoejamento precisa de secagem e compactação prévias.
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Tecnologia e informação

a serviço da sociedade

Obrigado!

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