maximização da produção de biogás, optimização da …

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Maximização da produção de biogás, Case study: bio4gas optimização da produção de energia Março 25, 2011 / Lisboa, Portugal Benchmarking Lounge de Ambiente (OE, Lisboa) Pablo Kroff, Eng. PhD /CTO Simbiente –Engenharia e Gestão Ambiental

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Page 1: Maximização da produção de biogás, optimização da …

Maximização da produção de biogás,

Case study: bio4gasoptimização da produção de energia

Março 25, 2011 / Lisboa, Portugal

Benchmarking Lounge de Ambiente (OE, Lisboa)

Pablo Kroff, Eng. PhD /CTO Simbiente – Engenharia e Gestão Ambiental

Page 2: Maximização da produção de biogás, optimização da …

The world isa complex system.

Page 3: Maximização da produção de biogás, optimização da …

Natural system.

Page 4: Maximização da produção de biogás, optimização da …

Basis for creativity.

Page 5: Maximização da produção de biogás, optimização da …

Challenge on complexity.

Page 6: Maximização da produção de biogás, optimização da …

Spark of innovation.

Page 7: Maximização da produção de biogás, optimização da …

Simbiente – Environmental Engineering and ManagementCompany profile

Page 8: Maximização da produção de biogás, optimização da …

A changing complex systemListening and asking questions

Page 9: Maximização da produção de biogás, optimização da …

A changing complex systemListening and asking questions

Page 10: Maximização da produção de biogás, optimização da …

A changing complex systemListening and asking questions

Page 11: Maximização da produção de biogás, optimização da …

A changing complex systemListening and asking questions

Page 12: Maximização da produção de biogás, optimização da …

A changing complex systemListening and asking questions

Page 13: Maximização da produção de biogás, optimização da …

A changing complex systemListening and asking questions

Page 14: Maximização da produção de biogás, optimização da …

A changing complex systemListening and asking questions

Page 15: Maximização da produção de biogás, optimização da …

A changing complex systemListening and asking questions

Page 16: Maximização da produção de biogás, optimização da …

How can we do more with our existing assets?

What is the one of the most asked questions today?In the 5 continents, at many C-levels

How can we do more with our existing assets?

Page 17: Maximização da produção de biogás, optimização da …

For new outcomes, things cannot be done in the same way, any longer.

What have we learned from our experience?In the 5 continents

For new outcomes, things cannot be done in the same way, any longer.

Page 18: Maximização da produção de biogás, optimização da …

The right tools for the job.

What have we learned from our experience?In the 5 continents

The right tools for the job.

Page 19: Maximização da produção de biogás, optimização da …

Biogas (production).

The bio4gas projectContextualization

Biogas (production).

Page 20: Maximização da produção de biogás, optimização da …

• Biogas can be produced from a wide variety of available organic materials and

wastes, including sewage sludge, animal manure, municipal/industrial organic

waste, stillage from ethanol production, crop residues, and specially grown

energy crops.

Not just a fuel, a sustainable fuelWhy biogas?

• Technologies to purify biogas to natural gas standards (97% methane) are

now readily available, which allow for upgraded biogas to be directly fed into

natural gas grids for distribution and used as a fuel for vehicles, heating or

electricity generation.

Page 21: Maximização da produção de biogás, optimização da …

• The efficient production of biogas has a positive impact not only on energy

security but also the economic development of both urban and rural

communities.

• Overall, the adoption of gaseous fuels such as biogas is a natural step

Not just a fuel, a sustainable fuelWhy biogas?

• Overall, the adoption of gaseous fuels such as biogas is a natural step

towards a hydrogen based society and key for sustainable waste (water)

treatment systems.

Page 22: Maximização da produção de biogás, optimização da …

+ A tool.+ It has to present a low cost.+ It has to be invisible.+ It has to be reliable.

The bio4gas projectWhat does the customer want?

+ It has to be reliable.+ It has to work with what they already have.

Page 23: Maximização da produção de biogás, optimização da …

The bio4gas project

The project started in 2009 in the scope of the bio4 R&D team (QREN)

Result of a sectorial analysis carried out by Simbiente during 2008

Strong need for optimization of operation

Technological innovation as a driver for creation of value

Building capacity: international, cross-sector, multidisciplinay team

Contextualization

Building capacity: international, cross-sector, multidisciplinay team

Connections with relevant national and international players

Knowledge about performance of some AdP AD units

Page 24: Maximização da produção de biogás, optimização da …

The bio4gas project

Low cost system for biogas production optimization

Reliable existing technology applied in new fields (crosstalking)

Integration of Portuguese knowledge (R&D) and market experience

It should work almost w/o human intervention

Easy to integrate with existing monitoring/control/information systems

Objectives

Easy to integrate with existing monitoring/control/information systems

It has to deliver increased value to existing infrastructures

“It has to be like a car, without thinking that you are driving.”

Page 25: Maximização da produção de biogás, optimização da …

AD expertise

(process/systems)

Optoelectronics I&D

expertise

Fiber optics systems

development expertise

Support and promotion

among business partners;

Opportunities for

development;

Project partnersRelevant business partners to get relevant results

development;

Main player in the market

Page 26: Maximização da produção de biogás, optimização da …

2008

Idea

2008

Simbiente/

2010

CH4 sensor

2011

T sensor

2009

EUREKA label

2009

INNOSENSOR

TimelineDevelopment of the project

Idea

development

Simbiente/

INESC Porto/

partnership

CH4 sensor

Lab tests

T sensor

VFA research

Integration tests

Industrial tests

EUREKA label

Portugal/Sweden

INNOSENSOR

project

Page 27: Maximização da produção de biogás, optimização da …

The need of a better performanceBusiness as usual in many AD plants

Operation

Page 28: Maximização da produção de biogás, optimização da …

AD system Optimization

Integrationplatform

software

TemperatureChemical Operation

bio4gas: One step closer to higher performanceKey concept: System integration

Monitoring

Temperaturesensor

Chemicalsensors

Max. biogasMin. Costs

Min risks

Energyconversion

Operation

Page 29: Maximização da produção de biogás, optimização da …

Preliminary

asessment

SCADA platform (Co-digestion) Tailor made

OPT system

bio4gas: Modular configuration for maximal flexibilityStatus of the modules

1. 2. (3.) 4.

Model

Software

Hardware

New sensors

READY to market

ON development/integration

Page 30: Maximização da produção de biogás, optimização da …

The bio4gas system

Deacrease in start-up time and costs of AD units

Increase in both specific and total biogas production (single/co-D, 15-40%)

Maximization of digester capacity and management of co-digestion regimes

Reduction of uncertainty in AD unit operation

Reduction of unstable operation and warning about future events

What we expect from the final application

Reduction of unstable operation and warning about future events

Reduction of failure costs

Integration with global information management systems

Page 31: Maximização da produção de biogás, optimização da …

INNOSENSORNew sensing capabilities for bio4gas

Methane sensor

Temperature sensor

CO2 sensor

VFA sensor

• Based on telecom technology

• Fiber optics application

• Specific lasers

• Specific chemicaly active surfaces

• Portuguese technologyVFA sensor

Hydrogen sensor

• Portuguese technology

Page 32: Maximização da produção de biogás, optimização da …

INNOSENSORNew sensing capabilities for bio4gas

Page 33: Maximização da produção de biogás, optimização da …

INNOSENSORNew sensing capabilities for bio4gas

Page 34: Maximização da produção de biogás, optimização da …

INNOSENSORNew sensing capabilities for bio4gas

Page 35: Maximização da produção de biogás, optimização da …

Activities plan

Industrial sensor’s test

April June September December

2011

Idea development

Market assessment

Partnership agreement

Laboratory experiences

Preliminary test units

2009/10

Industrial sensor’s test

Laboratory activities

Co-digestion feasibility

Optimization assessment

Optimization activities

Integration

Performance milestones

Pre-market units

VFA/Hydrogen sensor

Final integration

2011/12

Page 36: Maximização da produção de biogás, optimização da …

Final remarksConclusions about the system

There is a strong need/increasing demand for creative solutions towards

value generation and facilitating tools;

The need for collaborative efforts: By working together we create

useful/focused/relevant capacity;useful/focused/relevant capacity;

It is not about big data, it is about smart data;

In the past: We knew what happened;

Now and in the future: We need to know what is happening now, what is

likely to happen next, and what actions should be taken.

Page 37: Maximização da produção de biogás, optimização da …

Creatively applied knowledge is a market competitiveness factor.

Pablo Kroff

Tel +351 932 610 010

[email protected]