transformar resíduos em energia

Tecnologias verdes a
partir da Alemanha
Fornecedor Independente de Serviços Globais
Fundação em 1994
Sede em Dresden, Alemanha
250 Funcionários
TRANSFORMAR RESÍDUOS EM ENERGIA
www.gicon.com
Localizações e Projetos Internacionais
Organização do Grupo GICON
Projetos Internacionais
4
© GICON
Inovação - Base para o desenvolvimento contínuo
30 projetos de I&D a decorrer em todos os departamentos de negócio
Desenvolvimento de Tecnologias, Transferência de Tecnologias
Programas de Serviço IT
Gestão Ambiental e Gestão da Segurança
Ex.: Aumento da produção de metano e da concentração de metano no biogás,
investigação microbiológica em centrais de biogás, uso de canhamo para a construção
de vias rodoviárias, fermentação anaeróbica de glicerina, etc.
Parceiros de Cooperação Nacionais e Internacionais
Resíduos: Potencial de Energia
para o futuro
Geral
Desenvolvimento de um Projeto de Energia Verde
Aterro moderno
A produção de resíduos possui a nível mundial o
mais elevado potencial de crescimento para a
conservação / produção consciente de energia
Depósito em aterro ou incineração não podem ser a
única resposta para este tema
Frações orgânicas
Desenvolvimento de um Projeto de Energia Verde
X
X
Matéria em aterro
Emissão de Metano
100 %
100 %
Matéria em aterro
Emissão de Metano
60%
100 %
Matéria em aterro
Emissão de Metano
35 %
5%
Teoria da Digestão em 4 etapas
Nova Solução para resíduos orgânicos
e restos residuais
->FERMENTAÇÃO via SECA-HÚMIDA
PROCESSO GICON
Etapa 1: Hidrólise / Percolação
Etapa 2: Metanogénese
Processo de Biogás GICON: Princípio
Vantagens do Processo GICON
Patente DE 10 2004 053 615.5; PCT/DE2005/001990
aspersão
Muito robusto contra impurezas
Recirculação de
percolado
biogás
70-80 % CH4
válvula de controlo
da produção de
biogás
Elevada estabilidade de processo
Controlabilidade da produção de biogás
Aplicação flexível a diferentes tipos de substratos
hidrolisado
aspersão
material de
enchimento
Reduzido consumo de energia (devido à inexistência de equipamento de
mistura/agitação)
reactor de
metano
Concentração de metano 15-20 % superior aos processos convencionais
Diversos percoladores
Sólidos residuais para
compostagem ou
aplicação como fertilizante
percolado = hidrolisado
recirculação de água
de processo
tanque de
armazenamento de
hidrolisado
Elevada fiabilidade e modo de operação seguro
fluídos
residuais
Tamanho de instalação compacto
Tanque de arejamento
e clarificaç
clarificação
Água residual, líquido fertilizante
Centro de Produção e Serviço em Cottbus
Processo GICON – Central de Biogás em Schöllnitz
lamas
Centro de Produção e Serviço em Cottbus
Resíduos orgânicos / Restos residuais
(elevado poder calorífico)
Input „Resíduo 1“(resíduo orgânico com
elevado valor calorífico sem trituração prévia)
para ensaios na instalação de investigação de
biogás de grande escala em Cottbus
Input „Resíduo 1“
Material
61,8 %
55,3 %
Orgânico não digerível
7,0 %
4,6 %
Papel, cartão
7,0 %
4,2 %
3,4 %
Plásticos
16,6 %
24,0 %
25,2 %
Vidro
2,5 %
0,6 %
Metais
2,4 %
3,2 %
Restos
Abastecimento de um percolador em Schöllnitz
Análises de triagem
Orgânico digerível
54,5 %
4,5 %
1,2%
4,9 %
2,7 %
8,0 %
6,3 %
Total
100,0 %
100,0 %
100,0 %
Sacos de plástico fechados
11,4 %
0,7 %
1,59 %
Sólidos totais (TS)
30,8 %
31,8 %
30,0 %
Sólidos orgânicos totais (OTS)
81,6 %
74,4 %
85,0 %
Fração orgânica digerível
Resíduo output
Instalação de investigação de biogás
de grande escala – Cottbus
Instalação de investigação de biogás
de grande escala – Cottbus
Vista do percolador, reator de
metano e tanques de
armazenamento
Instalaç
Instalação da GICON para a investigaç
investigação de biogá
biogás
de grande escala em Cottbus: carregamento de percolador
Tecnologias de produção de biogás
Soluções para diversos
Resíduos sólidos
biogénicos,
resíduos verdes, etc.
Líquidos, restos de
comida e de açougues,
lamas, excedentes da
agricultura
Excedentes da
agricultura, resíduos
líquidos
Digestão Seca usando
Processo GICON,
fermentação em
betão reforçado
Digestão húmida usando
fermentador de elevado
volume com agitador central
Digestão húmida multifase com sistema de
fermentador em betão
reforçado
Materiais de input
Tecnologia de fermentação húmida
clássica / multi-fase
Processo de Fermentação Húmida
Exemplo: Lamas + Restos de comida
ou
Biogás
(venda)
Electricidade
(venda)
Energia
térmica
(venda)
Material input
• Restos de comida
• Resíduos da agricult.
• Chorumes animais
• Lamas
Unidade de
entrega de
lamas
(Tanque de
armazenagem)
flare
Hydrolysis
Recepção/
opção de
armazenamento
Digestor & permutador de calor
Pós-digestor &
armazenamento
de gás
aparas de
madeira
Nível de odores muito
reduzido
Fertilizante (por produto:
venda quando aplicável)
Tanque de
armazenagem de
material digerido,
na Alemanha
Unidade
de
entrega
de restos
de
comida
Abridor
de sacos
para
remoção
de sacos
Remoção
de outras
impurezas
prensa
Material
digerido
sólido
Compostagem
rápida
Electricidade
e calor
decantador
Material
digerido líquido
para ETAR
Compostagem
Produtos da Agricultura
Restos de comida
Input: resíduos de
cozinha/restos de comida sem
pré-tratamento
Materiais de input típicos:
• silagens
Material Input (ver figura à esquerda):
• resíduos de cozinha
• chorumes
•Resíduos de supermercados embalados,
fora de prazo
Input: Silagem
Sólidos
Orgânicos
Totais (%)
Produção
de biogás
(m3/t OTS)
Chorume líquido
(bovinos)
4…8
75…85
250…370
Chorume líquido
(suínos)
3…6
75…80
300…400
Silagem (milho)
30…35
90…95
500…600
Silagem (erva)
30…35
85…88
450…550
Substrato
Os resíduos são triturados e depois
misturados
num
tanque
de
armazenagem . Impurezas tais como
plásticos, metal e vidro são removidos.
O resultado é um material de input
homogéneo (ver imagem à direita).
Input após pré-tratamento
Chorume
Sólidos
Totais
(%)
Output usado como fertilizante
Projeto
Estudo de viabilidade para fermentação anaeróbia de
resíduos de mercado CEASA
Cliente
ELUO
Soluções Ambientais, Ltda
Exemplos de Referências
Periodo
2008 - 2009
Localização
Belo Horizonte, Brasil
TIC
Confidencial
Âmbito de Serviços
Ensaios de fermentação
Estudo de viabilidade
Desenvolvimento de conceito
Preparação de design detalhado para central de biogás
Projeto
Projeto
Projeto de desenvolvimento de uma central de metano
Cliente
Localização
Zittau, Alemanha
Periodo
2008 - 2009
TIC
Confidencial
Âmbito de Serviços
Central de biogás 250 kW (Processo GICON)
Cliente
Agrar GmbH Altdöbern
Periodo
2007-2008
Âmbito de Serviços
Aquisição de substrato
Design e Engenharia
Preparação do Caderno de Encargos
Supervisão de Obra
Procura do local de implantação
Comissionamento
Estudo de viabiilidade
Localização
Schöllnitz, Alemanha
TIC
Confidencial
Projeto
Projeto
Estação de Tratamento e Valorização de Resíduos
Orgânicos em Lisboa
Central de Percolação-Fermentação
Cliente
TUT Thüringer Umwelttechnik GmbH
Localização
Linde KCA Dresden
Erfurt, Alemanha
Periodo
2010 – 2011
Cliente
TIC
Periodo
Confidencial
2007-2008
Âmbito de Serviços
Comissionamento
Projeto
Projeto
Central de biogás Klein Muckrow
Periodo
2006-2007
TIC
Confidencial
Âmbito de Serviços
Supervisão de Obra
Cliente
Lisboa, Portugal
Supervisão de Obra
Comissionamento, periodo de experimental e ensaios de
garantia
Otimização da central
Design e Engenharia
LKL Bioenergie GmbH &
Klein Muckrow Co. KG
Localização
Central de Biogás Biogasyl
Locatlização
Cliente
Klein Muckrow,
Alemanha
Biogasyl, Frankreich
TIC
Periodo
Confidencial
2007-2008
Âmbito de Serviços
Localização
Les Herbiers,
França
TIC
Confidential
Âmbito de Serviços
Engenharia de Base e Engenharia de Detalhe
Fornecimento completo das unidades de processo e
componentes
Design, Engenharia, Construção e Comissionamento
Consultoria incl. ensaios laboratoriais
Supervisão de Obra
Comissionamento, periodo de experimental e ensaios de
garantia
Resumo
Engenharia de Processo
Design de uma central de fornecimento de
Biometano numa rede de distribuição RWE PN16
para a Westfalen-Weser-Ems Netzservice GmbH
A GICON possui uma equipa de profissionais experientes e altamente
qualificados, os quais poderão ainda contar com o apoio de parceiros
de cooperação
A GICON conta com o seu próprio processo em duas fases
A GICON é independente de fornecedores de equipamento para
centrais de biogás
Capacidade de biometano:
250 – 600 Nm3/h
Capacidade mistura de gás:
250 – 750 Nm3/h
Pressão int.: 3.3 – 6.0 bar, ext.: 15.5 bar
90 – 99.5 %
Teor de CH4:
Gases para condicionamento: ar, LPG 95/05
Periodo de concepção:Julho – Nov. 2008
Execução:
Julho – Out. 2009
Comissionamento:
Set. 14, 2009
Entrega:
Out. 29, 2009
A estrutura da GICON no campo do biogás está orientada para o
futuro (pesquisa e desenvolvimento próprios, instalação de
investigação própria, capacidade laboratorial própria)
Vantagens do Processo de Biogás da GICON
Possibilidade de controle da produção de biogás não só num periodo de horas
(armazenamento de Percolado) como também num periodo de vários dias
(armazenamento de substrato)
Obrigado pela vossa atenção!
Resíduos orgânicos / Restos residuais
(elevado valor calorífico)
Restos de comida
Resíduo1 (azul): elevado valor
calorífico, não triturado, aprox. 2 dias
de transporte antes do abastecimento
Resultados de ensaio
Com mistura de resíduos de
cozinha e resíduos de
supermercado embalados
Resíduo2 (vermelho): bem triturado,
aprox. 2 dias de transporte antes do
abastecimento / leito intermédio
Resíduo3 (verde): trituração moderada,
aprox. 5-7 dias de transporte antes do
abastecimento / leito intermédio
Influência do pré-tratamento
de resíduos orgânico na
produção de biogás
Substrate
Tag
Influência do pré-tratamento
Matéria seca virtualmente constante após o
pré-tratamento, resultando em condições
estáveis durante a fermentação
Redução da massa da fração orgânica
digerível em cerca de 70 – 80 %
em 2-3 semanas, dependendo do
material input, 2 semanas para resíduos
de comida, 3 semanas para bio-resíduos
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
Ø
% TS
% oTS
22,6%
20,1%
21,1%
18,9%
*)
*)
87,3%
91,1%
87,6%
87,7%
*)
*)
18,7%
17,4%
22,2%
20,4%
19,7%
*)
*)
88,3%
87,6%
77,7%
98,3%
89,2%
*)
*)
19,3%
20,7%
19,4%
21,3%
20,1%
89,6%
89,8%
89,1%
88,2%
88,6%
Gasprodution
Gas quality
[% CH4]
m³/Mg T S
m³/Mg
170,0
164,1
165,3
170,7
156,0
153,8
145,4
138,5
151,9
149,1
150,7
148,9
157,3
147,6
145,4
149,1
140,8
153,2
752,3
816,5
783,3
903,3
**)
**)
777,5
796,3
684,1
730,9
764,7
**)
**)
764,9
702,2
768,4
661,0
761,9
59,9%
61,0%
60,0%
60,5%
62,0%
61,0%
61,3%
64,3%
61,4%
61,3%
60,9%
61,2%
61,4%
62,1%
61,9%
61,9%
62,4%
61,4%
italic calculated values
*) no measurement
**) calculation not possible
Agricultural Feedstock Data
Ensaios laboratoriais
Silagem de milho: não tratada e
extrudida (gráfico à direita)
Estrume de perú: não tratado,
extrudido (gráfico em baixo)
Integração de uma Central de Biogás conforme Processo GICON
na actual estrutura de deposição e tratamento final de resíduos
Resíduos
orgânicos/Restos
Pré-tratamento
mecânico disponível
•Separação de materiais
•Trituração prévia
•Homogeinização
Influência do pré-tratamento na
produção de gás
Aumento da produção de gás em
aprox. 25% para silagem de milho e
aprox. 20% para estrume de perú
Disposição / Valorização
subsequente
ATÉ AGORA:
Decomposição
intensiva
NOVO: Hidrólise
(como Percolação)
NOVO:
Fase de metano
Disposição / Valorização
subsequente
NOVO:
Valorização do
biogás
Disponível:
•Maturação
•Tratamento do
composto
Composto
Energia eléctrica
Utilização do calor
Visão: Central 24h / Centro para Energia e Gestão de Resíduos
Energia Térmica
Resíduos
verdes
Energias Renováveis
Culturas
energéticas
Vento
Sol
Central de Biogás
controlada pela
GICON
Estação de
Tratamento
de Gás
Gás
(material em
bruto, fuel,
motor fuel)
Energia
Resíduos
Bio-resíduos
EE se necessárion (compensação para falhas de energia
eólica e solar com central de biogás controlada)
Parque de
RE de acordo
energia eólica com a fonte eólica
Parque de
energia solar
RE de acordo
com a fonte solar
Energia eléctrica
24 hours