MINI-COG: Caldeira a biomassa com mini-cogeração

Enquadramento

O mercado alvo abrangente do projeto Mini-Cog é constituído por clientes com necessidades térmicas que podem ser satisfeitas por um sistema de aquecimento central, e.g., de água quente, baseado numa caldeira, queimando um combustível substancialmente mais barato que a energia elétrica da rede pública, como seja, biomassa (e.g., estilha florestal ou pellets) ou gás natural. Estes clientes consomem também alguma energia elétrica, no mínimo, para alimentar alguns equipamentos auxiliares do sistema de aquecimento central. Podem tratar-se, por exemplo, de aviários, serrações, estufas, hotéis ou condomínios habitacionais, no país ou no estrangeiro.

O problema principal que motiva o este projeto é a fatura elétrica que estes clientes pagam: pretende-se baixá-la e mesmo, no limite, transformá-la num crédito, convertendo-os em mini produtores (excedentários) para a rede elétrica pública. Secundariamente, também se tem presente o problema público (global) da produção de energia elétrica de forma ecológica e economicamente mais sustentável que a atual.

Nos últimos anos muito esforço tem sido feito a nível mundial para combater as alterações climáticas. Segundo a Comissão Europeia a maior parte do combustível biomassa reduz a emissão de carbono entre 55 e 98% comparativamente com os combustíveis fosseis. As medidas adotadas pela União Europeia conhecidas como 20-20-20 tem como um dos objetivos subir para 20% a fração das fontes de energia renovável na produção total de energia. Dentro deste objetivo, o uso da biomassa pode ter um contributo muito importante para reduzir o consumo de combustíveis fosseis.

Outro incentivo do projeto passa pela vontade de transferir tecnologia, do Sistema Científico e Tecnológico, de maneira a criar riqueza para a sociedade por incorporação de engenharia em produtos de alto valor acrescentado, contribuindo assim para o reconhecimento de Portugal como país inovador.

O Projeto

O Mini-Cog baseia-se na tecnologia de ciclo orgânico de Rankine (um ciclo termodinâmico que funciona convertendo calor em trabalho) para satisfazer as necessidades de águas quentes e produzir eletricidade que pode ser consumida no local ou vendida à rede pública.

A solução proposta consiste em substituir a caldeira simples (solução atual), neste caso, uma caldeira de água quente queimando estilha, por um sistema integrado de mini cogeração.

Pretende-se assim, com este projeto, desenvolver uma estratégia, e as respetivas ferramentas de implementação, de plano de um sistema de mini cogeração otimizado na ótica do cliente, cuja fonte fria do circuito de potência é a rede de água quente do cliente, e cuja fonte quente está embebida numa caldeira de água quente modificada para o efeito.

Pretende-se ainda, apoiar o desenvolvimento e fazer uma primeira validação desta estratégia, construindo e testando em fábrica (do copromotor Ventil, Lda.), o modelo laboratorial (à escala real) de um sistema de mini cogeração piloto, baseado numa caldeira com potência térmica nominal, queimando biomassa, e servindo uma unidade cliente (simulado) versátil de dissipação térmica e elétrica, construída para o efeito.

Finalmente a estratégia será validada, construindo, a partir do modelo laboratorial, um protótipo pré-comercial do sistema piloto, e testando-o (Testeβ), na parte final do projeto Mini-Cog, num parceiro/cliente de referência (por exemplo, um pavilhão de aviário).

O Consórcio

O projeto Mini-Cog nasce da parceria e experiência consolidadas pela Sciven Lda. e o Departamento de Engenharia Mecânica da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra num projeto anterior, e da oportunidade de mercado que se revela a valorização energética da biomassa. Ambas contam com um parceiro estratégico empresarial, a Ventil, Lda., detendo larga experiência na construção de caldeiras a biomassa de média potência, com parcerias de complementaridade já estabelecidas com outras indústrias, e com fácil acesso a mercados nacionais e alguns mercados internacionais.

O Apoio do COMPETE 2020

O projeto conta com o apoio do COMPETE 2020 no âmbito do Sistema de Incentivos à Investigação e Desenvolvimento Tecnológico em Copromoção, envolvendo um investimento elegível de 828 mil euros o que resultou num incentivo FEDER de cerca de 601 mil euros.