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Normalização e Certificação
de Biocombustíveis Sólidos
Cláudia Mendes
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ENORME DIVERSIDADE DE
BIOCOMBUSTÍVEIS SÓLIDOS
- Origens
- Características físico-química...
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Lenha
Produzida a partir de Sobro, Azinho
Oliveira, Pinho/ Eucalipto
Tradicionalmente ut...
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Sentiu-se a necessidade de
o Conhecer a or...
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Atualmente, a ISO/TC 238 está a preparar 60 nova...
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Terminologia, definições e descrições
ISO 16559:2014 Solid Biofuels – Terminology, defin...
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Especificações e classes
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Consumo de biomassa para calor no setor doméstico
O uso de biomassa para o aquecimento e...
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Empresas portuguesas produtoras de peletes
Fonte: ANPEB
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Produção nacionalde peletes
Fonte: ANPEB
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Utilizaçãoda produção nacionalde peletes
Fonte: ANPEB
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Porquê a Certificaçãode Biocombustíveis Sólidos?
• Maus biocombustíveis sólidos (BS) des...
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As análises efetuadas a um lote são apenas representativas para esse lote.
A certificaçã...
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Três níveis de qualidade para os peletes:
o A1, de qualidade excelente
o A2
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• O produtor seleciona um Organismo de Inspeção reconhecido pelo EPC e listado em
www.pe...
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Produtores nacionaiscom certificaçãoENplus
Fonte: ANPEB
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Selo de qualidade para biocombustíveis sólidos
desenvolvido no âmbito de um projeto INTE...
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Preparação da amostra
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Teor de humidade
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Densidade aparente
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Poder calorífico
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Granulometria
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Durabilidade mecânica (e Teor de finos)
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Teor de carbono, hidrogénio e azoto
EN 15104:2011 Solid Biofuels – Determination of tota...
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Teor de enxofre e cloro
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Elementos minoritários e maioritários
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Fusibilidade das cinzas
EN 15370-1:2006 Solid biofuels - Method for the determination of...
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Possíveis causas de desvios nos níveis das
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Normalização e certificação de Biocombustíveis sólidos - Cláudia Mendes

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VI Jornadas do Ambiente, Energias e Alterações Climáticas & III Encontro Regional de Educação para o Desenvolvimento Sustentável, alusivo ao tema "A Ética e a Justiça entre Gerações: Sustentabilidade social e ambiental nas práticas agrícolas"

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Normalização e certificação de Biocombustíveis sólidos - Cláudia Mendes

  1. 1. Centro da Biomassa para a Energia Normalização e Certificação de Biocombustíveis Sólidos Cláudia Mendes LEBS.CBE - Laboratório Especializado em Biocombustíveis Sólidos do Centro da Biomassa para a Energia VI Jornadas do Ambiente, Energias e Alterações Climáticas CBE, 20 de Novembro de 2014
  2. 2. Centro da Biomassa para a Energia
  3. 3. Centro da Biomassa para a Energia ENORME DIVERSIDADE DE BIOCOMBUSTÍVEIS SÓLIDOS - Origens - Características físico-químicas - Aplicações para produção energética
  4. 4. Centro da Biomassa para a Energia Lenha Produzida a partir de Sobro, Azinho Oliveira, Pinho/ Eucalipto Tradicionalmente utilizada em lareiras abertas e recuperadores de calor Estilha Produzida a partir de Podas de formação, Limpezas, Pinho, Eucalipto Vocacionada para uma utilização em caldeiras com alimentação automática Briquetes Produzidos a partir da compactação do material lenhoso previamente triturado e seco Vocacionados para uma utilização em salamandras, recuperadores de calor, fogões tradicionais Peletes Produzidos a partir da compactação do material lenhoso por um processo de extrusão, previamente triturado e seco Vocacionada para uma utilização em salamandras e caldeiras com alimentação automática Sub-Produtos agrícolas e agroindustriais Obtidos, por ex., no processo industrial de descasque e processamento de frutos secos. Casca de amêndoa, casca de pinhão, caroço de azeitona, escamas de pinha, etc. Vocacionada para uma utilização em caldeiras automáticas Biomassa florestal Obtido nas diversas operações florestais, inclui bicadas, ramos, casca, matos, árvores inteiras, cepos, etc. Vocacionada para grandes sistemas de queima como as centrais dedicadas e de cogeração a biomassa.
  5. 5. Centro da Biomassa para a Energia Normas europeias para biocombustíveis sólidos Sentiu-se a necessidade de o Conhecer a origem da biomassa e a qualidade final dos biocombustíveis sólidos o Definir parâmetros de qualidade o Normalizar os biocombustíveis sólidos Entre 2009 e 2012 foram emitidas normas europeias EN para biocombustíveis sólidos o Terminologia – EN 14588 (1 norma) o Especificações e classes do combustível – EN 14961 norma multi-partida (6 normas) o Garantia de qualidade – EN 15234 norma multi-partida (6 normas) o Amostragem e preparação de amostras - EN 14778 e EN 14780 o Propriedades físicas e mecânicas - 15 normas o Propriedades químicas - 6 normas
  6. 6. Centro da Biomassa para a Energia Normas ISO para biocombustíveis sólidos Atualmente, a ISO/TC 238 está a preparar 60 novas normas para biocombustíveis sólidos, o que significa que as normas EN serão substituídas brevemente por normas ISO. Normas ISO já publicadas: ISO 16559:2014 - Solid biofuels -- Terminology, definitions and descriptions ISO 17225-1:2014 - Solid biofuels -- Fuel specifications and classes -- Part 1: General requirements ISO 17225-2:2014 - Solid biofuels -- Fuel specifications and classes -- Part 2: Graded wood pellets ISO 17225-3:2014 - Solid biofuels -- Fuel specifications and classes -- Part 3: Graded wood briquettes ISO 17225-4:2014 - Solid biofuels -- Fuel specifications and classes -- Part 4: Graded wood chips ISO 17225-5:2014 - Solid biofuels -- Fuel specifications and classes -- Part 5: Graded firewood ISO 17225-6:2014 - Solid biofuels -- Fuel specifications and classes -- Part 6: Graded non-woody pellets ISO 17225-7:2014 - Solid biofuels -- Fuel specifications and classes -- Part 7: Graded non-woody briquettes
  7. 7. Centro da Biomassa para a Energia Terminologia, definições e descrições ISO 16559:2014 Solid Biofuels – Terminology, definitions and descriptions
  8. 8. Centro da Biomassa para a Energia Especificações e classes EN 17225-1:2014 Solid Biofuels – Fuel, Specifications and classes
  9. 9. Centro da Biomassa para a Energia Consumo de biomassa para calor no setor doméstico O uso de biomassa para o aquecimento e para AQS é uma solução largamente implementada em Portugal. A substituição das lareiras abertas a lenha por outros equipamentos de maior rendimento, como os recuperadores de calor e caldeiras a peletes, será uma evolução natural.
  10. 10. Centro da Biomassa para a Energia Empresas portuguesas produtoras de peletes Fonte: ANPEB
  11. 11. Centro da Biomassa para a Energia Produção nacionalde peletes Fonte: ANPEB
  12. 12. Centro da Biomassa para a Energia Utilizaçãoda produção nacionalde peletes Fonte: ANPEB
  13. 13. Centro da Biomassa para a Energia Porquê a Certificaçãode Biocombustíveis Sólidos? • Maus biocombustíveis sólidos (BS) desacreditam a tecnologia de queima – BS sem a qualidade desejada afetam o rendimento dos equipamentos e podem causar danos graves ao funcionamento (quantidade de cinzas produzidas, deficiente alimentação de combustível, fusão de cinzas, …). – Existem marcas de equipamentos que apenas oferecem garantia mediante a utilização de peletes certificados. • A certificação é a única forma de garantir a qualidade – A existência, no mercado, de BS de má qualidade desacreditam a utilização desta fonte de energia, além de poderem ser nocivos para o ambiente e para a saúde. • A certificação valoriza o produto, constituindo um valor acrescentado para a industria Fotos: Laboratório do CBE
  14. 14. Centro da Biomassa para a Energia As análises efetuadas a um lote são apenas representativas para esse lote. A certificação garante que as exigências são sempre cumpridas (365 dias/ano), para toda a produção, devido ao sistema de garantia da qualidade. A certificação cobre toda a cadeia, desde a matéria prima até ao consumidor final. Os peletes são os primeiros biocombustíveis certificados com reconhecimento em todos os países da União Europeia. Porquê a Certificaçãode biocombustíveis sólidos?
  15. 15. Centro da Biomassa para a Energia Três níveis de qualidade para os peletes: o A1, de qualidade excelente o A2 o B Existem 3 categorias de qualidade A1, A2 e B, que se vão diferenciar, nas matérias-primas utilizáveis e nos valores-limite permitidos para o teor de cinzas, poder calorífico, teor de azoto, teor de cloro e comportamento de fusão das cinzas. Os requisitos deste sistema de certificação estão descritos num “Handbook”. Sistema de Certificaçãode PeletesENplus
  16. 16. Centro da Biomassa para a Energia • O produtor seleciona um Organismo de Inspeção reconhecido pelo EPC e listado em www.pelletcouncil.eu • O produtor seleciona um Organismo de Testes (Laboratório de Análises) reconhecido pelo EPC e listado em www.pelletcouncil.eu • É realizada a auditoria à fábrica (auditores do Organismo de Inspeção) • O relatório de auditoria é enviado para o Organismo de Certificação e para o produtor • O produtor assina um contrato com a Ass. Nacional de Peletes (ou EPC) para a utilização do selo ENPlus • É assinado um contrato de certificação para emissão do certificado Como está organizadooENPlus
  17. 17. Centro da Biomassa para a Energia Produtores nacionaiscom certificaçãoENplus Fonte: ANPEB
  18. 18. Centro da Biomassa para a Energia Selo de qualidade para biocombustíveis sólidos desenvolvido no âmbito de um projeto INTERREG IVB SUDOE em que o CBE foi parceiro. Pretende o reconhecimento da qualidade de biocombustíveis tipicamente utilizados nos países do Sudoeste Europeu, em aplicações térmicas de pequena e média dimensão. Os requisitos para a implementação do Selo de Qualidade BIOmasud estão definidos no Manual do Selo de Qualidade, disponível no site do CBE. Em Portugal e Espanha o BIOmasud conta já com vários selos atribuídos a empresas. Outrossistemasdecertificaçãodebiocombustíveissólidos Selo de Qualidade BIOmasud
  19. 19. Centro da Biomassa para a Energia
  20. 20. Centro da Biomassa para a Energia Amostragem EN 14778:2011 Solid biofuels - Sampling
  21. 21. Centro da Biomassa para a Energia Preparação da amostra EN 14780:2011 Solid biofuels - Methods for sample preparation Fotos: Laboratório do CBE
  22. 22. Centro da Biomassa para a Energia Preparação da amostra EN 14780:2011 Solid biofuels - Methods for sample preparation Fotos: Laboratório do CBE
  23. 23. Centro da Biomassa para a Energia Teor de humidade EN 14774:2009 Solid biofuels - Determination of moisture content O teor de humidade influencia o poder calorífico do combustível. Parte da energia libertada durante o processo de combustão é gasto na evaporação da água e, consequentemente, não fica disponível para qualquer utilização energética. • Tem influência: – Poder calorífico – Densidade aparente – Auto-ignição da biomassa – Crescimento de fungos e emissões de esporos (riscos para a saúde) – Comportamento da combustão Fotos: Laboratório do CBE
  24. 24. Centro da Biomassa para a Energia Teor de cinzas EN 14775:2009 Solid biofuels - Determination of ash content Entre os biocombustíveis sólidos, a madeira sem casca é o que apresenta o menor teor de cinzas. A casca e as folhas apresentam normalmente teores de cinzas mais elevados. As espécies nórdicas têm normalmente menores teores de cinzas do que as espécies do sul. As impurezas, como areia, terra, etc, estão incluídos no teor de cinzas. • Tem influência: - Operações de eliminação de cinzas - Design da Caldeira - Emissões de partículas - Poder calorífico Fotos: Laboratório do CBE
  25. 25. Centro da Biomassa para a Energia Densidade aparente EN 15103:2009 Solid biofuels - Determination of bulk density •Tem influência: - Transporte - Armazenamento - Comportamento da combustão Fotos: Laboratório do CBE
  26. 26. Centro da Biomassa para a Energia Poder calorífico EN 14918:2009 Solid biofuels - Determination of calorific value O Poder Calorífico (PC) dum combustível, corresponde à energia libertada por unidade de massa do combustível, no processo de combustão. O PCI bs de diferentes espécies de madeira varia dentro de um intervalo muito estreito. As coníferas apresentam normalmente um PCI bs superior às outras espécies devido ao maior teor de lignina. O poder calorífico varia com o teor de cinzas da amostra. O PCI dos combustíveis lenhosos é normalmente superior ao das plantas herbáceas. Fotos: Laboratório do CBE
  27. 27. Centro da Biomassa para a Energia Granulometria EN 15149:2010 Solid biofuels - Determination of particle size distribution Fotos: Laboratório do CBE •Tem Influência: - Fluxos contínuos de alimentação do material - Armazenamento do material (espaços vazios ou pontes) - Densidade Aparente - Resistência ao fluxo de ar nas operações de secagem - Comportamento da combustão - Formação de poeiras
  28. 28. Centro da Biomassa para a Energia Durabilidade mecânica (e Teor de finos) EN 15210:2009 Solid biofuels - Determination of mechanical durability of pellets and briquettes Medida da resistência dos peletes/briquetes na ocorrência de choques e/ou abrasão em consequência de processos de manuseamento e transporte. Fotos: Laboratório do CBE Para garantir que os peletes/briquetes mantêm a sua qualidade, o manuseamento e a armazenagem devem ser apropriados em diferentes fases do fornecimento ou da cadeia de entrega. •Tem influência: - Entupimento ou danos no sistema de abastecimento ou transporte - Comportamento das partículas na queima - Formação de poeira durante o transporte e o armazenamento - Impedimento de um fluxo contínuo de material - Resistência ao fluxo de ar nas operações de secagem
  29. 29. Centro da Biomassa para a Energia Dimensões de peletes EN 16127:2012 Solid biofuels – Determination of length and diameter of pellets Fotos: Laboratório do CBE Os peletes para utilização em aplicações domésticas não devem ter mais que 40 mm de comprimento Os diâmetros mais comuns são: 6 mm e 8 mm •Tem influência: - Bloqueiam o fluxo de material
  30. 30. Centro da Biomassa para a Energia Teor de carbono, hidrogénio e azoto EN 15104:2011 Solid Biofuels – Determination of total content of carbon, hydrogen and nitrogen O teor de azoto nos biocombustíveis lenhosos é relativamente baixo, e é muito mais elevada na biomassa agrícola - o que tem impacto direto sobre a formação de óxidos de azoto (NOx), que, durante a combustão, se libertam na forma gasosa, não permanecendo nas cinzas. • Tem influência: - Poder calorífico - emissões NOx
  31. 31. Centro da Biomassa para a Energia Teor de enxofre e cloro EN 15289:2011 Solid Biofuels – Determination of total content of sulfur and chlorine • Tem influência: - Corrosão - Poluição Fotos: Laboratório do CBE O teor de enxofre e cloro nos biocombustíveis sólidos lenhosos sem casca é muito baixo. O enxofre permanece maioritariamente nas cinzas (40-90%), e o restante liberta-se na forma de emissões de SO2 . O cloro participa na formação de compostos como HCl, dioxinas e furanos. A maior parte do Cl permanece nas cinzas volantes(40-95%), o restante forma HCl, que em processos de condensação, juntamente com outros compostos, provoca efeitos corrosivos nas partes metálicas internas das caldeiras e chaminés. Os biocombustíveis herbáceos normalmente apresentam teores de cloro mais elevados do que os de origem lenhosa.
  32. 32. Centro da Biomassa para a Energia Elementos minoritários e maioritários EN 15297:2011 Solid biofuels - Determination of minor elements - As, Cd, Co, Cr, Cu, Hg, Mn, Mo, Ni, Pb, Sb, V and Zn EN 15290:2011 Solid biofuels - Determination of major elements - Al, Ca, Fe, Mg, P, K, Si, Na and Ti Os componentes que mais afetam o meio ambiente (chumbo, cádmio e zinco) são aquelas que são mais voláteis e, predominantemente, surgem em cinza fina. • Tem influência: - Poluição atmosférica - Utilização subsequente das cinzas produzidas – impacto ambiental - Fusibilidade das cinzas
  33. 33. Centro da Biomassa para a Energia Fusibilidade das cinzas EN 15370-1:2006 Solid biofuels - Method for the determination of ash melting behaviour - Part 1: Characteristic temperatures method • Tem influência: - Combustão - Escórias - Incrustações Durante a combustão, com o aumento da temperatura, podem ocorrer algumas alterações físicas nas cinzas, até à fusão completa das partículas. Este problema é relevante quando a temperatura de fusão das cinzas é muito baixo. Normalmente as espécies lenhosas têm pontos de fusão elevados (1300 - 1400ºC). A biomassa herbácea tem pontos de fusão das cinzas menores que a biomassa lenhosa, pelo que podem ocorrer escórias durante a combustão. Alguns fatores externos podem promover a fusão das cinzas: presença de impurezas, sistemas de combustão não adequados, densidade aparente muito elevada, teor de humidade muito baixo.
  34. 34. Centro da Biomassa para a Energia Possíveis causas de desvios nos níveis das propriedades dos biocombustíveis sólidos ( baseado na EN 14961-1) Propriedade Possíveis causas cinzas contaminação com terra/areia; elevada % de casca/agulhas/folhas; aditivos inorgânicos; tratamentos químicos Poder calorífico Elevado teor de cinzas; colas; resinas; plásticos N elevada % de casca/agulhas/folhas; colas; plásticos S elevada % de casca; aditivos inorgânicos contendo S, tratamentos com químicos contendo S Cl elevada % de casca; madeira exposta à proximidade do mar; químicos para preservação Si Contaminação com terra/areia; elevado teor de casca/agulhas/folhas Ti tintas As químicos para preservação Cr químicos para preservação; Contaminação com terra/areia Cu químicos para preservação; Contaminação com terra/areia Hg contaminação com terra/areia Cd tintas; plásticos; fertilizantes Ni contaminação pela maquinaria; óleos minerais Pb contaminação ambiental (ex. tráfego); tintas; plásticos; fertilizantes Zn contaminação ambiental (ex. tráfego); tintas; plásticos; químicos para preservação
  35. 35. Centro da Biomassa para a Energia o A garantia de fornecimento de BS de qualidade é fundamental para o crescimento do mercado. o Regras transparentes na qualidade dos BS e nas suas especificações são necessárias para conquistar a confiança dos consumidores. o As normas são a ferramenta apropriada para definir a qualidade dos biocombustíveis. As normas permitem que o produtor e o consumidor concordem com a qualidade que necessitam caso a caso. o A certificação dos biocombustíveis sólidos permite ao consumidor conhecer em detalhe as caraterísticas do produto que está a adquirir, contribuído para o aumento da confiança nestes combustíveis. o O LEBS.CBE tem a perceção que desde que o sistema de certificação ENplus começou a ser implementado, os consumidores tornaram-se progressivamente mais exigentes e o aparecimento no mercado de peletes de má qualidade/contaminados tem vindo a diminuir. o O contributo do CBE no controlo de qualidade e sensibilização para a importância da utilização de biocombustíveis sólidos adaptados às diferentes utilizações (calor doméstico, produção de eletricidade, etc.) tem sido muito importante para o desenvolvimento da cadeia de valor da biomassa. Conclusões
  36. 36. Centro da Biomassa para a Energia Obrigada pela vossa atenção! LEBS.CBE – Laboratório Especializado em Biocombustíveis Sólidos do Centro da Biomassa para a Energia Tel: 239532436 – claudia.mendes@centrodabiomassa.pt - http//www.centrodabiomassa.pt

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