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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:

• 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.

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)
Bagaço de cana 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
Lixo urbano 26,3
Lixo Urbano e gás natural 600
Óleo e biomassa  
Óleo diesel e biomassa 70,2
Total 1633,59

 

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.

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 
• outros materiais, em sua maior parte celulósicos, de difícil reciclagem e de razoável poder calorífico
• Co-processamento de Resíduos em Fornos de Cimento

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. 

Fonte