segunda-feira, 25 de agosto de 2008

Biomassa: informações e estatísticas

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:
  • Lenha para queima direta nas padarias e cerâmicas
  • Carvão vegetal para redução de ferro gusa em fornos siderúrgicos e combustível alternativo nas fábricas de cimento do norte e do nordeste
  • No sul do país queimam carvão mineral, álcool etílico ou álcool metílico para fins carburantes e para industria química
  • O bagaço de cana e outros resíduos combustíveis são utilizados para geração de vapor para produzir eletricidade, como nas usinas de açúcar e álcool, que não necessitam de outro combustível, pelo contrário ainda sobra bagaço para indústria de celulose
Outra forma de aproveitamento da biomassa é o Biogás, que é uma fonte abundante, não poluidora e barata de energia.

Como transformar a biomassa sólida em gás?

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.
  • Pirólise ou carbonização - durante a etapa de pirólise formam-se gases, vapor d'água, vapor de alcatrão e carvão
  • Gaseificação - é liberada a energia necessária ao processo, pela combustão parcial dos produtos da pirólise.
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:
  • As cinzas e o carbono residual permanecem no gaseificador, diminuindo assim a emissão de particulados
  • O combustível resultante é mais limpo e, na maioria dos casos não há necessidade de controle de poluição.
  • Associada a catalizadores, como alumínio e zinco, a gaseificação aumenta a produção de hidrogênio e de monóxido de carbono e diminui a produção de dióxido de carbono.

Como transformar a biomassa em eletricidade?


A biomassa usada na produção de eletricidade pode ser sólida (madeiras) ou gasosa (biogás). Desta forma, resíduos de florestas ou resíduos resultantes do tratamento de esgotos, por exemplo, são aproveitados de forma econômica. O maior investimento é na instalação dos equipamentos necessários.

A transformação da biomassa em eletricidade é feita em centrais termoelétrica adaptadas para o efeito.

O processo de produção de eletricidade nas centrais termoelétrica sejam elas clássicas como as de biomassa, sejam nucleares, é basicamente o mesmo. Consiste em aquecer água, vaporizá-la e usar a energia transportada pelo vapor de água para acionar uma turbina a vapor. Esta turbina está acoplada a um gerador de energia elétrica, chamado alternador. No caso da biomassa, os detritos são queimados numa caldeira que aquece a água.


VEJA AGORA VÍDEOS QUE ENTRE OUTROS ASSUNTOS MOSTRAM A BIOMASSA COMO A ENERGIA DO AGRONÉGOCIO SUTENTAVEL




Produtos derivados da biomassa

Alguns exemplos de produtos derivados da biomassa são:
  • Bio-óleo: líquido negro obtido por meio do processo de pirólise cujas destinações principais são aquecimento e geração de energia elétrica.
  • Biogás: metano obtido juntamente com dióxido de carbono por meio da decomposição de materiais como lixo, alimentos, esgoto e esterco em digestores de biomassa.
  • Biomass-to-Liquids: líquido obtido em duas etapas. Primeiro é realizado um processo de gasificação, cujo produto é submetido ao processo de Fischer-Tropsch. Pode ser empregado na composição de lubrificantes e combustíveis líquidos para utilização em motores do ciclo diesel.
  • Etanol Celulósico: etanol obtido alternativamente por dois processos. Em um deles a biomassa, formada basicamente por moléculas de célulose, é submetida ao processo de hidrólise enzimática, utilizando várias enzimas, como a celulase, celobiase e β-glicosidase. O outro processo é composto pela execução sucessiva das três seguintes fases: gasificação, fermentação e destilação.
  • Bioetanol "comum": feito no Brasil à base do sumo extraído da cana de açúcar (caldo-de-cana). Há países que empregam milho (caso dos Estados Unidos) e beterraba (da França) para a sua produção. O sistema à base de cana-de-açúcar empregado no Brasil é mais viável do que o utilizado pelo americano e francês.
  • Biodiesel: é feito do dendê, da mamona e da soja.
  • Óleo vegetal: Pode ser usado em Motores diesel usando a tecnologia Elsbett

Biomassa: vantagens, desvantagens e algumas soluções

Vantagens:
  • Baixo custo de aquisição;
  • Não emite dióxido de enxofre;
  • As cinzas são menos agressivas ao meio ambiente que as provenientes de combustíveis fósseis;
  • Menor corrosão dos equipamentos (caldeiras, fornos);
  • Menor risco ambiental;
  • Recurso renovável;
  • Emissões não contribuem para o efeito estufa.
Desvantagens:
  • Menor poder calorífico;
  • Maior possibilidade de geração de material particulado para a atmosfera. Isto significa maior custo de investimento para a caldeira e os equipamentos para remoção de material particulado;
  • Dificuldades no estoque e armazenamento.
  • Medidas Indiretas no Controle de Poluição do ar:
  • Impedir a geração de poluente
  • Diminuir a quantidade gerada
  • Diluição através de chaminé alta
  • Adequada localização da fonte
Medidas Diretas no Controle de Poluição do ar:
  • Ciclones e multiciclones
  • Lavadoras
  • Lavador venturi
  • Filtro de tecido
  • Precipitadores eletrostáticos
  • Adsorvedores
  • Incineradores de gases
  • Condensadores