QUANTIFICAÇÃO DO BIOGÁS DA SUINOCULTURA E DA ENERGIA TÉRMICA OBTIDA VIA COMBUSTÃO NA REGIÃO CENTRO-OESTE DO BRASIL

Resumen

Este artigo tem como objetivo determinar, para as unidades da federação que compõem a região Centro-Oeste do Brasil, a quantidade anual de biogás que pode ser obtido da suinocultura, e o potencial para conversão em energia térmica (calor). A energia térmica resultante possui aplicações diversas em áreas rurais e atividades agroindustriais, nas quais ocorre uso intensivo da energia na agricultura e pecuária. O uso do biogás na suinocultura é motivado principalmente pela necessidade de destinação ambiental adequada para os dejetos e a disponibilidade de um combustível que pode ser utilizado para obtenção de energia térmica e/ou elétrica, bem como outras questões atuais relacionadas ao aquecimento global. No Brasil e na região Centro-Oeste, existe grande disponibilidade de biomassa residual, de origem vegetal e animal. Em se tratando de dejetos animais, a suinocultura nos estados de Mato Grosso do Sul, Mato Grosso, Goiás e Distrito Federal é uma atividade que pode resultar em receita financeira adicional pela comercialização de créditos de carbonos e do biogás em si, ou uso deste como fonte renovável de energia. A etapa final de transformação da biomassa em bioenergia ocorre com a conversão da energia contida no biogás combustível (J/kg) via processo de combustão, em energia térmica (J). A metodologia utilizada é adaptada do Centro Nacional de Referência em Biomassa - CENBIO, e considera a base de dados brutos disponibilizada pelo IBGE. O tratamento e consolidação de dados considera uma série histórica de oito anos (2002-2008). Biodigestores são considerados para estimar o volume anual de biogás produzido. Por fim, processo de combustão em queimadores industriais é assumido com eficiência de conversão ideal da energia química (biogás) em energia térmica (calor). Os resultados obtidos permitem concluir que quantidades significativas de energia térmica podem ser obtidas, podendo alcançar anualmente 15 mil TEP (~~640.000 GJ) no estado de Mato Grosso do Sul, quase o dobro destes valores no estado de Goiás e 20% superior no estado de Mato Grosso.

PALAVRAS-CHAVE: Biomassa residual; Biocombustíveis; Fontes renováveis de energia.

BIOGAS QUANTIFICATION FROM PIG FARMING AND THERMAL ENERGY OBTAINED BY ITS COMBUSTION IN BRAZIL´S CENTRAL WESTERN REGION

ABSTRACT:This article aims to determine, in Brazil´s Central Western region and its states, the annual amount of biogas that can be obtained from pig farming, and its potential for conversion into thermal energy (heat). The resulting thermal energy has several applications in rural areas and agro-industrial activities, in which there is intensive use of energy in agriculture and animal breeding. The use biogas in pig farming is motivated primarily by the need for proper environmental disposal for manure and fuel availability that can be used to obtain thermal and/or electrical energy, and other current issues related to global warming. In Brazil and in its Central Western Region, there is a great availability of residual biomass from plant and animal origin. When it comes to animal manure, pig farming in Mato Grosso do Sul, Mato Grosso, Goiás and at Federal District is an activity that may result in additional financial income regarding carbon credits and biogas itself, or its use as renewable energy source. The final step of transforming biomass into biofuel occurs when there is a conversion of its energy content in the fuel (J/kg)via combustion process, into thermal energy (J). The methodology is adapted from National Reference Center on Biomass – CENBIO, and considers the raw data base provided by the IBGE. The data processing and consolidation considers a historical series of eight years (2002-2008). Biodigesters were considered to estimate the annual volume of biogas produced. Finally, the combustion process in industrial burners was assumed to occur at optimal conversion efficiency of the chemical energy (biogas) into thermal energy (heat). The results showed that significant amounts of thermal energy can be obtained, reaching annually 15,000 TEP (~~640,000 GJ) in Mato Grosso do Sul, almost the double of these values in Goiás and around 20% higher in Mato Grosso.

KEYWORDS:Residual biomass; Biofuels; Renewable energy sources.

Este artigo tem como objetivo determinar, para as unidades da federação que compõem a região Centro-Oeste do Brasil, a quantidade anual de biogás que pode ser obtido da suinocultura, e o potencial para conversão em energia térmica (calor). A energia térmica resultante possui aplicações diversas em áreas rurais e atividades agroindustriais, nas quais ocorre uso intensivo da energia na agricultura e pecuária. O uso do biogás na suinocultura é motivado principalmente pela necessidade de destinação ambiental adequada para os dejetos e a disponibilidade de um combustível que pode ser utilizado para obtenção de energia térmica e/ou elétrica, bem como outras questões atuais relacionadas ao aquecimento global. No Brasil e na região Centro-Oeste, existe grande disponibilidade de biomassa residual, de origem vegetal e animal. Em se tratando de dejetos animais, a suinocultura nos estados de Mato Grosso do Sul, Mato Grosso, Goiás e Distrito Federal é uma atividade que pode resultar em receita financeira adicional pela comercialização de créditos de carbonos e do biogás em si, ou uso deste como fonte renovável de energia. A etapa final de transformação da biomassa em bioenergia ocorre com a conversão da energia contida no biogás combustível (J/kg) via processo de combustão, em energia térmica (J). A metodologia utilizada é adaptada do Centro Nacional de Referência em Biomassa - CENBIO, e considera a base de dados brutos disponibilizada pelo IBGE. O tratamento e consolidação de dados considera uma série histórica de oito anos (2002-2008). Biodigestores são considerados para estimar o volume anual de biogás produzido. Por fim, processo de combustão em queimadores industriais é assumido com eficiência de conversão ideal da energia química (biogás) em energia térmica (calor). Os resultados obtidos permitem concluir que quantidades significativas de energia térmica podem ser obtidas, podendo alcançar anualmente 15 mil TEP (~~640.000 GJ) no estado de Mato Grosso do Sul, quase o dobro destes valores no estado de Goiás e 20% superior no estado de Mato Grosso.

PALAVRAS-CHAVE: Biomassa residual; Biocombustíveis; Fontes renováveis de energia.

BIOGAS QUANTIFICATION FROM PIG FARMING AND THERMAL ENERGY OBTAINED BY ITS COMBUSTION IN BRAZIL´S CENTRAL WESTERN REGION

ABSTRACT:This article aims to determine, in Brazil´s Central Western region and its states, the annual amount of biogas that can be obtained from pig farming, and its potential for conversion into thermal energy (heat). The resulting thermal energy has several applications in rural areas and agro-industrial activities, in which there is intensive use of energy in agriculture and animal breeding. The use biogas in pig farming is motivated primarily by the need for proper environmental disposal for manure and fuel availability that can be used to obtain thermal and/or electrical energy, and other current issues related to global warming. In Brazil and in its Central Western Region, there is a great availability of residual biomass from plant and animal origin. When it comes to animal manure, pig farming in Mato Grosso do Sul, Mato Grosso, Goiás and at Federal District is an activity that may result in additional financial income regarding carbon credits and biogas itself, or its use as renewable energy source. The final step of transforming biomass into biofuel occurs when there is a conversion of its energy content in the fuel (J/kg)via combustion process, into thermal energy (J). The methodology is adapted from National Reference Center on Biomass – CENBIO, and considers the raw data base provided by the IBGE. The data processing and consolidation considers a historical series of eight years (2002-2008). Biodigesters were considered to estimate the annual volume of biogas produced. Finally, the combustion process in industrial burners was assumed to occur at optimal conversion efficiency of the chemical energy (biogas) into thermal energy (heat). The results showed that significant amounts of thermal energy can be obtained, reaching annually 15,000 TEP (~~640,000 GJ) in Mato Grosso do Sul, almost the double of these values in Goiás and around 20% higher in Mato Grosso.

KEYWORDS:Residual biomass; Biofuels; Renewable energy sources.