Valorização energética de biomassa: contributo energético e ambiental

Abstract

A combustão de biomassa em centrais termoeléctricas é uma forma de aumentar a produção nacional de energia com base em recursos renováveis e reduzir as emissões de CO2,de origem fóssil. A combustão de biomassa é considerada neutra do ponto de vista de balanço ao CO2. O presente trabalho teve como objectivo avaliar o desempenho energético e ambiental de uma central termoeléctrica a biomassa. Para o efeito foi estudada uma central termoeléctrica a biomassa localizada na região centro de Portugal. O objectivo proposto foi atingido, e incluiu a análise dos seguintes itens: 1) disponibilidade de biomassa na zona de influência da central termoeléctrica, 2) caracterização das condições de operação da central, onde se incluiu a análise das propriedades da biomassa utilizada na combustão, conversão energética e eficiência do sistema, 3) contributo energético e ambiental da central. A disponibilidade de biomassa florestal na zona envolvente à central foi estimada em de 212 mil ton·ano-1, representando 62% das necessidades de combustível da central termoeléctrica em estudo. A biomassa analisada durante o período de estudo apresentou um teor de humidade de 30 a 66%, percentagem de inertes de 1 a 24%, e poder calorífico de 17,3 a 17,9 MJ·kg-1. Da análise da conversão energética, para as condições de operação avaliadas, observou-se que entre 7,3 a 8,9% da energia total fornecida é perdida nos produtos de combustão, 85,4 a 91,8% da energia térmica útil produzida é fornecida pela biomassa, sendo a restante proveniente do reaproveitamento de calor disponível no circuito interno água/vapor da central. Relativamente à eficiência térmica da instalação verificaram-se valores na gama 81,3 a 86,3%, e 31 a 32% de eficiência eléctrica, calculada com base na energia fornecida pela biomassa. Quanto ao contributo energético e ambiental da central para o sector electroprodutor português, relativamente às condições de operação analisadas, a central pode produzir anualmente de 183 a 222 GWh, evitando a emissão de 38.241 ton de CO2 de origem fóssil.

Biomass combustion in thermoelectric power plants a one way to increase domestic production of energy based on renewable resources and reduce CO2 emissions. Combustion of biomass is part of a carbon neutral balance. The objective of this study regards the assessment of the energetic and environmental contribution of a thermoelectric biomass power plant. For this purpose, a study performed for a thermoelectric power plant located in the center region of Portugal was taken. The proposed objective was achieved by the following point’s analysis: 1) assessment of biomass availability in the surrounding influence area of the power plant, 2) characterization of the power plant operating conditions, which included the analysis of properties of biomass used in combustion, energy conversion and system efficiency, 3) energetic and environmental contribution of the thermoelectric power plant. The availability of forest biomass in the surrounding area of the thermoelectric power plant was estimated at around 212 thousand ton·year-1, representing 62% of its fuel needs. During the study period, analyzed biomass had a moisture content of 30 to 66%, 1 to 24% of inorganic content and low calorific value from 17.3 to 17.9 MJ·kg-1. The analysis of energy conversion revealed that, for the considered operating conditions, 7,3 to 8,9% of the total supplied energy is lost through combustion products, 85,5 to 91,8% of usable thermal energy comes from biomass, and the rest from reused heat coming from a water/steam internal circuit. As for the overall thermal efficiency, results were comprehended between 81,3 and 86,3%, and regarding electrical efficiency 31 to 32%, with calculations being based on the amount of energy supplied by biomass. Regarding energy and environmental contributions for the Portuguese sector of electricity production, for the analyzed operating conditions, the thermoelectric power plant can annually produce 183 to 222 GWh, avoiding the emission of 38.241 tons of fossil CO2.