Sistemas híbridos solar térmico/biomassa como alternativa para a produção de calor de processo

Abstract

O sector industrial possui elevadas necessidades de calor para os mais diversos tipos de processos. As fontes para a obtenção deste tipo de calor provém, na sua grande maioria, de recursos não renováveis, como o petróleo ou o gás natural, recursos que deveriam ter, numa política de futuro sustentável, uma quota de utilização cada vez mais reduzida no futuro. A utilização de energia proveniente de recursos renováveis para a obtenção de calor na indústria ainda é actualmente muito escassa, estando practicamente circunscrita à utilização de biomassa, através da combustão de resíduos. Nesta dissertação avalia-se qual o impacto, tanto do ponto de vista energético como do ponto de vista económico, da introdução de um sistema solar térmico para obtenção de calor, através da hibridização com um sistema de biomassa, para o processo de cozedura das pranchas de cortiça natural. Foi realizado o dimensionamento do sistema, tendo sido definido um diagrama esquemático do sistema híbrido. Os resultados da análise energética mostram que a implementação do sistema solar térmico é viável do ponto de vista energético, e que a instalação deste tipo de tecnologia no que toca à produção de calor para processos que requeiram temperaturas baixas apresenta potencial para ser explorado. Foi analisado o impacto ambiental da implementação do sistema solar térmico, através de duas perspectivas de análise diferentes: a das emissões de GEE do pó de cortiça evitadas pela introdução do sistema solar térmico e as emissões de GEE evitadas pelo sistema híbrido solar térmico/biomassa, comparativamente a se o sistema tivesse como fonte de combustível o gás natural. Foi realizada também uma análise económica do sistema, através do SolTerm, sendo que o método usado para fazer a análise económica do sistema foi o Discounted cash flow method. Verificou-se que a introdução do sistema solar não é compensatória do ponto de vista económico, pois o pó de cortiça, um subproduto da própria indústria da cortiça que na grande maioria das vezes é utilizado como fonte energética, possui um valor de mercado bastante baixo. Foram apresentadas algumas soluções e que incentivos económicos seriam necessários para tornar viável a instalação de sistemas solares para produção de calor na indústria da cortiça no futuro; Abstract: “Hybrid solar thermal/biomass systems as an alternative for process heat produc-tion” The industrial sector has high heat requirements for the most diverse types of processes. Most of the sources of this type of heat come from non-renewable resources, such as oil or natural gas, which should have an increasingly shrinking share in the future. . The use of energy from renewable sources for obtaining heat in industry is still very scarce at the moment, being practically circumscribed to the use of biomass, through the com-bustion of residues. In this dissertation it is evaluated the impact, both from an energy and economic point of view, of the introduction of a solar thermal system to obtain heat, through hybridization with a biomass system, for the baking process of the boards of natural cork. The sizing of the system was performed, and a schematic diagram of the hybrid system was defined. The results of the energy analysis show that the implementation of the solar thermal system is feasible from the energy point of view, and that the installation of this type of technology in the production of heat for processes that require low temperatures presents the potential to be explored. The environmental impact of the implementation of the solar thermal system was analyzed through two different perspectives: the GHG emission of cork dust avoided by the introduction of the solar thermal system and the GHG emissions avoided by the hybrid solar thermal / biomass system, compared to if the system had natural gas as fuel. An economic analysis of the system was also performed through SolTerm, and the method used to make the economic analysis of the system was the Discounted cash flow method. It has been found that the introduction of the solar system is not economically compensatory, since cork dust, a byproduct of the cork industry itself, which in most cases is used as an energy source, has a fairly low market value . Some solutions were presented and economic incentives would be required to make feasible the installation of solar systems for the production of heat in the cork industry in the future.