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Biomassa
O que é?
Através da fotossíntese, as plantas capturam energia do
sol e transformam em energia química. Esta energia pode ser
convertida em eletricidade, combustível ou calor. As
fontes orgânicas que são usadas para produzir
energias usando este processo são chamadas de
biomassa.
 Os
combustíveis mais comuns da biomassa são os
resíduos agrícolas, madeira e plantas como a
cana-de-açúcar, que são colhidos com o
objetivo de produzir energia. O lixo municipal pode ser
convertido em combustível para o transporte, indústrias
e mesmo residências.
Os recursos renováveis representam cerca de 20% do suprimento
total de energia no mundo, sendo 14% proveniente de biomassa e 6% de
fonte hídrica. No Brasil, a proporção da energia
total consumida é cerca de 35% de origem hídrica e 25%
de origem em biomassa, significando que os recursos renováveis
suprem algo em torno de 2/3 dos requisitos energéticos do
País.
Em
condições favoráveis a biomassa pode
contribuir de maneira significante para com a produção
de energia elétrica. O pesquisador Hall, através de seus
trabalhos, estima que com a recuperação de um
terço dos resíduos disponíveis seria
possível o atendimento de 10% do consumo
elétrico mundial e que com um programa de plantio de
100 milhões de hectares de culturas especialmente para esta
atividade seria possível atender 30% do consumo.
A produção de energia elétrica a partir da
biomassa, atualmente, é muito defendida como uma
alternativa importante para países em desenvolvimento
e também outros países. Programas nacionais
começaram a ser desenvolvidos visando o incremento da
eficiência de sistemas para a combustão,
gaseificação e pirólise da biomassa.
Segundo pesquisadores, entre os programas nacionais bem
sucedidos no mundo citam-se:
-
O
PROÁLCOOl, Brasil
- Aproveitamento de biogás
na China
- Aproveitamento de
resíduos agrícolas na Grã - Bretanha
- Aproveitamento do bagaço
de cana nas Ilhas Maurício
- Coque vegetal no Brasil
No
Brasil cerca de 30% das necessidades energéticas são
supridas pela biomassa sob a forma de:
Outra
forma de aproveitamento da biomassa é o Biogás, que é uma fonte
abundante, não poluidora e barata de energia.
Biomassa
e Eletricidade
A
tabela abaixo demonstra a situação de empreendimentos
termelétricos no Brasil, classificando por fonte e
situação. O bagaço de cana e o licor negro
estão entre as fontes mais importantes, nos setores
sucro-alcooleiro e de papel e celulose, respectivamente, além
de diversos tipos de sistemas híbridos com combustíveis
fósseis. O Plano Decenal de Expansão 2000/2009 estima o
potencial técnico de cogeração nestes dois setores
em 5.750 MW, com um potencial de mercado de pouco mais de 2.800 MW, em
2009.
|
Combustível
|
Potência
(MW)
|
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Bagaço de
cana
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391,15
|
|
Biomassa
|
82,75
|
|
Biomassa e
bagaço de cana
|
4
|
|
Biomassa e
óleo combustível
|
8,8
|
|
Lenha picada
|
5,31
|
|
Licor negro
|
310,18
|
|
Licor negro e
biomassa
|
142,9
|
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Lixo urbano
|
26,3
|
|
Lixo Urbano e
gás natural
|
600
|
| Óleo
e biomassa |
|
|
Óleo diesel
e biomassa
|
70,2
|
|
Total
|
1633,59
|
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Fonte: Aneel
Sistemas
de Cogeração da Biomassa
Os
sistemas de cogeração, que permitem produzir
simultaneamente energia elétrica e calor útil,
configuram a tecnologia mais racional para a
utilização de combustíveis. Este é
o caso das indústrias sucro-alcooleira e de papel e celulose,
que além de demandar potência elétrica e
térmica, dispõem de combustíveis residuais que se
integram de modo favorável ao processo de
cogeração. A cogeração é
usada em grande escala no mundo, inclusive com incentivos de
governos e distribuidoras de energia.
Usinas de Açúcar a
Álcool
A
produção elétrica nas usinas de
açúcar e álcool, em sistemas de
cogeração que usam o bagaço de cana como
combustível, é uma prática tradicional
deste segmento, em todo o Mundo. O que diferencia seu uso, é a
eficiência com que o potencial do bagaço é
aproveitado.
No
Brasil, maior produtor mundial de cana-de-açúcar, a
cogeração nas usinas de açúcar e
álcool também é uma prática
tradicional, produzindo-se entre 20 a 30 kWh por tonelada de
cana moída, como energia elétrica e mecânica, esta
última usada no acionamento direto das moendas.
A
cogeração com bagaço irá
certamente melhorar a economicidade da produção
sucroalcooleira, aumentando a competitividade do álcool
carburante. O bagaço volumoso, é de
difícil transporte, implicando em gasto adicional,
tornando a geração de eletricidade na
própria região da usina mais barata. Mais econômica
é gerar eletricidade associada à geração
de calor de processo para uso na usina, conservando-se energia.
A
disponibilidade de combustíveis derivados do
petróleo é superior a de bagaço de
cana, pois existe uma rede de distribuição de
combustíveis em todo o país. Trata-se de
substituir o óleo combustível pelo
bagaço da cana apenas em regiões onde há
viabilidade. O conteúdo de energia do ácool
produzido chega a 6,23 unidades para cada unidade de energia
utilizada em sua fabricação.
A
forma mais eficiente e limpa de gerar energia
elétrica com bagaço é através de
tecnologias modernas, como a Integrated Gasification Combined Cicle
(IGCC). O processo gaseifica o bagaço e o gás produzido
alimenta a câmara de combustão de uma turbina a
gás. Esta tecnologia possibilita o aproveitamento
integral da cana-de-açúcar.
Ver
também Álcool Etílico
Indústria
de Papel e Celulose
Do mesmo modo que na indústria sucro-alcooleira, a
produção de papel e celulose apresenta interessantes
perspectivas para a produção combinada de energia
elétrica e calor útil, tendo em vista suas
relações de demanda de eletricidade e vapor de
baixa/média pressão e a disponibilidade de
combustíveis residuais de processo, como o licor negro e
as cascas e resíduos de biomassa.
A
tecnologia de produção de celulose mais difundida no
Brasil é o processo Kraft, que emprega uma
solução de hidróxido de
sódio/sulfito de sódio, o licor branco, para separar
a celulose da matéria prima lenhosa, na etapa denominada
digestão.
Outras Indústrias
Ainda podem ser citadas as agroindústrias que empregam este
combustível em sistemas de cogeração, como é
o caso de diversas unidades de processamento de suco de laranja
no Estado de São Paulo, que adotam tecnologias bastante
similares as usinas de açúcar e álcool,
utilizando turbinas a vapor de contrapressão com
tipicamente 21 bar e 280 °C como condições para o
vapor vivo.
Pode-se
ainda citar neste contexto o aproveitamento de
resíduos sólidos urbanos gerados à taxa
média diária de 1 kg per capita – cada vez
mais problemáticos quanto à sua disposição
final. Estes resíduos contém:
- material reciclável
(vidro, metais, papel limpo, alguns plásticos, etc.)
- compostos biodegradáveis
passíveis de serem convertidos em adubo orgânico
Co-processamento de
Resíduos em Fornos de Cimento
Gaseificação
Industrial
A
energia química da biomassa pode ser convertida em
calor e daí em outras formas de energia:
- Direta
- através da combustão na fase
sólida, sempre foi a mais utilizada
- Indireta
- quando através da pirólise, são
produzidos gases e/ou líquidos
combustíveis.
O
processo de produção de um gás combustível
a partir da biomassa é composta por três etapas:
-
Secagem
- a secagem ou retirada da umidade pode ser feita quando a madeira
é introduzida no gaseificador, aproveitando-se a temperatura
ali existente, contudo a operação com madeira seca
é mais eficiente.
Assim,
o processo de gaseificação da biomassa, como da madeira,
consiste na sua transformação em um gás
combustível, contendo proporções variáveis
de monóxido de carbono, dióxido de carbono,
hidrogênio, metano, vapor d'água e
alcatrões. Esta composição do gás
combustível depende de diversos fatores, tais como, tipo de
gaseificador, introdução ou não de vapor
d'água, e principalmente do conteúdo de umidade da
madeira a ser gaseificada.
Vantagens da
gaseificação da biomassa:
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