Biomassa - Aneel

7/31/2019 Biomassa - Aneel

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Biomassa

Do ponto de vista energtico, para fim de outorga de empreendimentos do setor eltrico,biomassa todo recurso renovvel oriundo de matria orgnica (de origem animal ouvegetal) que pode ser utilizada na produo de energia. Assim como a energia hidrulica

e outras fontes renovveis, a biomassa uma forma indireta de energia solar. A energiasolar convertida em energia qumica, atravs da fotossntese, base dos processosbiolgicos de todos os seres vivos.

Essa energia qumica pode ser liberada diretamente por combusto, ou convertidaatravs de algum processo em outras fontes energticas como lcool e carvo vegetal.Aproveitando aproximadamente 1% do total da radiao solar incidente sobre a Terra,estima-se que anualmente sejam produzidas, pelo processo de fotossntese, cerca de 220x 109 toneladas de biomassa, o que equivale a a uma energia de 2 x 1015 MJ, ou sejamais que 10 vezes a energia global consumida por ano no nosso planeta (SMIL,1985).O total da energia existente na cobertura vegetal da Terra estimado como sendo 100

vezes o consumo atual de energia ao longo de um ano na Terra. Embora grande parte doplaneta esteja desprovida de florestas, a quantidade de biomassa existente na terra daordem de dois trilhes de toneladas; o que significa cerca de 400 toneladas per capita.Em termos energticos, isso corresponde a mais ou menos 3.000 EJ por ano, ou seja,oito vezes o consumo mundial de energia primria (da ordem de 400 EJ por ano)(RAMAGE; SCURLOCK, 1996).

Uma das principais vantagens da biomassa que, embora de eficincia reduzida, seuaproveitamento pode ser feito diretamente, por intermdio da combusto em fornos,caldeiras, etc. Para aumentar a eficincia do processo e reduzir impactossocioambientais, tem-se desenvolvido e aperfeioado tecnologias de converso maiseficientes, como a gaseificao e a pirlise, tambm sendo comum a co-gerao emsistemas que utilizam a biomassa como fonte energtica.

A mdio e longo prazo, a exausto de fontes no-renovveis e as pressesambientalistas podero acarretar maior aproveitamento energtico da biomassa.Atualmente, a biomassa vem sendo cada vez mais utilizada na gerao de eletricidade,principalmente em sistemas de co-gerao e no suprimento de eletricidade parademandas isoladas da rede eltrica.

Tipos de Biomassa

Lenha

A lenha foi a primeira fonte energtica usada pelo homem para a obteno do fogo que,conseqentemente, passou a ser usado para aquecer e iluminar o ambiente, para cozeralimentos e at mesmo defender-se de animais ferozes.

O desenvolvimento das tcnicas de combusto da lenha tornou-se a base energtica dacivilizao antiga, levando ao desenvolvimento de atividades importantes, como:fabricao de vidro, fundio de metais, cermica, etc.


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Tipos de Biomassa lenha

A lenha tem grande importncia na Matriz Energtica Brasileira, participando comcerca de 10% da produo de energia primria. A lenha pode ser de origem nativa ou dereflorestamento.

Pode-se obter a lenha atravs do extrativismo vegetal de regies reflorestadas ou demata nativa. uma matria-prima que est sendo usada ainda hoje por,aproximadamente, metade da populao da Terra em lareiras, fornalhas, foges a lenha,caldeiras em indstrias, pois uma fonte energtica de baixo custo. Consequentementetem recebido a denominao de energia dos pobres por ser parte significativa da baseenergtica dos pases em desenvolvimento, chegando a representar at 95% da fonte deenergia em vrios pases. Nos pases industrializados, a contribuio da lenha chega a

um mximo de 4%.

Cerca de 40% da lenha produzida no Brasil transformada em carvo vegetal. O setorresidencial o que mais consome lenha (29%), depois do carvoejamento. Geralmenteela destinada a coco dos alimentos nas regies rurais. Uma famlia de 8 pessoasnecessita de aproximadamente 2 m3 de lenha por ms para preparar suas refeies. Osetor industrial vem em seguida com cerca de 23% do consumo. As principais indstriasconsumidoras de lenha no pas so alimentcia e de bebidas,alm de cermicas, papel ecelulose.

A mata nativa sempre foi uma fonte de lenha, que parecia inesgotvel, devido

quantidade gerada na ampliao da fronteira agrcola. A forma devastadora com que elafoi explorada deixou o pas em situao crtica, em vrias regies onde existiamabundantes coberturas florestais, no tocante degradao do solo, alterao no regimede chuvas e conseqente desertificao. A substituio da lenha de mata nativa porlenha de reflorestamento vem crescendo a cada ano, sendo o eucalipto a principal rvorecultivada para este fim. Alm da madeira pinho, comumente usada porque possui baixaquantidade de gua em sua composio, caracterizando-se como boa produtora de calor.A serragem e os cavacos (sobra das serrarias ou do corte de madeiras) apresentammelhor combusto porque so pequenos em relao aos troncos.

Na produo de lenha para fins comerciais, uma parte da rvore (troncos e galhos finos) rejeitada constituindo os resduos florestais. Alm disso, as indstrias que usam amadeira para fins no energticos, como as serrarias e as indstrias de mveis,


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produzem resduos industriais como; pontas de toras, costaneiras e serragem emdiferentes tamanhos de partculas e densidade, que podem ter aproveitamentosenergticos.

Carvo vegetal

O carvo vegetal obtido pela queima da madeira em fornos especiais, feitos dealvenaria, que atingem uma temperatura mdia de 500C. Ao contrrio do queaconteceu nos pases industrializados, no Brasil, o uso industrial do carvo vegetalcontinua sendo largamente praticado. O Brasil o maior produtor mundial desse insumoenergtico, atendendo cerca de um quarto de toda energia consumida nos altos fornosbrasileiros. No setor industrial (quase 85% do consumo), o ferro-gusa, ao e ferro-ligasso os principais consumidores do carvo de lenha, que funciona como redutor (coquevegetal) e energtico ao mesmo tempo. O setor residencial consome cerca de 9%seguido pelo setor comercial como as churrascarias, pizzarias e padarias com 1,5%. usado, tambm, nas locomotivas a vapor ainda existentes em alguns lugares do

Brasil..30% desse carvo obtido a partir de reflorestamento e 70% vm dodesmatamento de grandes reas do cerrado ao norte de Minas Gerais, sul da Bahia, naregio de Carajs no Par e no Maranho.

importante notar que o rendimento em massa do carvo vegetal em relao a lenhaseca enfornada de aproximadamente 25% nos fornos de alvenaria.

Tipos de Biomassa carvo vegetal

leos vegetais

Dentro dos tecidos existentes nas folhas ou caule de alguns vegetais, h uma substnciaoleosa que pode ser utilizada para queimar. Tambm, pode-se obter essa substncia dealgumas sementes que, ao passar por um processo mecnico de presso, so quebradas.Depois deste processo mecnico, aplicado um processo qumico que usa um solventelquido para extrair somente o leo. Posteriormente, esse leo vai ser refinado,clarificado e desodorizado perdendo, assim, o cheiro forte.


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Tipos de Biomassa leo vegetal

O Brasil dispe de uma grande diversidade de espcies vegetais oleaginosas das quaisse pode extrair leos para fins energticos. Algumas destas espcies so de ocorrncianativa (buriti, babau, mamona, etc.), outras so de cultivo de ciclo curto (soja,amendoim, etc.) e outras ainda de ciclo longo ou perene (dend). Dentre eles podemoscitar: Abacate, Algodo, Amendoim, Coco, Dend, Mamona, Milho, Soja e Urucum.

Atualmente, estuda-se a possibilidade de substituir o diesel por diferentes quantidadesde leo vegetal que representam uma alternativa ao leo diesel para uso em motores decombusto interna, automotivos e estacionrios. Principalmente a utilizao do leo demamona e dend nos motores automotivos, contribuindo significativamente, para adiminuio da poluio. Alm dos aspectos scio econmicos implicados, pois esta

prtica poder viabilizar o desenvolvimento sustentvel, em especial nas comunidadesrurais.

Cana-de-acar

A cana-de-acar originria da sia e foi introduzida na Amrica, por CristvoColombo, em meados de 1492. Historicamente, a cana de acar um dos principaisprodutos agrcolas do Brasil, sendo cultivada desde a poca da colonizao. Afirma-seque coube a Martins Afonso de Souza a instalao do primeiro engenho, na capitania deSo Vicente - SP, no ano de 1533. O segundo foi instalado em Pernambuco, porJernimo de Albuquerque, em 1535. O Brasil o segundo pas do mundo com grandes

canaviais, abrange estados como: So Paulo, Paran, Alagoas, Minas Gerais,Pernambuco, Mato Grosso do Sul, Mato Grosso, Rio de Janeiro e Paraba, ficandoabaixo da ndia que ainda o primeiro produtor mundial de cana.


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Tipos de Biomassa cana-de-aucar

Devido grandeza dos nmeros do setor sucroalcooleiro no Brasil, a cana-de-acar tratada como o principal tipo de biomassa energtica, base para todo o agronegciosucroalcooleiro, representado por 350 indstrias de acar e lcool e 1.000.000 deempregos diretos e indiretos em todo o Brasil.

Com o caldo extrado, atravs de moendas, pode-se produzir garapa, pinga, acar,rapadura, lcool combustvel para tratores, lcool de cozinha, vinhoto e bagao.

Atualmente, usa-se o bagao da cana como combustvel para a gerao de energiaeltrica em turbinas a vapor.

Recentemente, com a entrada em vigor do Protocolo de Quioto, a cana de acarrecebeu outro atrativo, por apresentar caractersticas peculiares quanto a captura decarbono. Alguns estudos vem sendo desenvolvidos na Unifei afim de dimensionar opercentual de captura da cana.

lcool

No Brasil, o uso do lcool teve incio em 1975 com a criao pelo governo federal doPro lcool, programa de incentivo a plantao e explorao controlada da cana-de-acar. A iniciativa surgiu das conseqncias enfrentadas pelo Brasil aps a Crise doPetrleo ocorrida em 1973, quando os pases produtores como Iraque, Kwait, Ir e

Arbia Saudita super valorizaram o preo de compra do petrleo, ou seja, aumentarammuito seu valor impedindo, desta forma, que muitos pases pudessem importa-lo. Comisso, o Brasil viu-se forado a iniciar diversos trabalhos de pesquisa sobre fontesalternativas de energia, tanto que desde 1978, o lcool vem sendo utilizado comocombustvel para motores.

vlido ressaltar que no incio do Pro lcool houve uma mistura de lcool, na gasolinadiminuindo a qualidade do combustvel e ocasionando, na maioria dos casos, danos dotipo corroso acentuada em algumas peas do motor como, por exemplo, tanque decombustvel, carburadores e escapamento.

Para sanar os problemas relativos ao desgaste de componentes por corroso, a indstriaautomobilstica procura ofertar ao mercado veculos a lcool to eficientes quanto os


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veculos movidos a gasolina, alm da vantagem de serem menos poluidores pelo fato deemitirem menos gs carbnico.

O lcool torna-se, pois, um importante agente para a diminuio da poluioatmosfrica se comparado com outros produtos combustveis derivados do petrleo.

Atualmente encontra-se em fase de estudo a aplicao do etanol como fonte decombustvel para as clulas de combustvel. O Japo, pas defensor desta tecnologia,procurou o Brasil recentemente para definio de um acordo bilateral sobre a aplicaodo lcool nas clulas de combustvel.

Pro lcool

O Pro lcool, Programa Nacional do lcool, o maior programa comercial de utilizaode biomassa para produo de energia no mundo. Representou a iniciativa de maiorsucesso mundial, na substituio de derivados de petrleo no setor automotivo,

mediante o uso do lcool como combustvel nico nos veculos movidos lcoolhidratado. Ainda hoje h cerca de 4 milhes de veculos que utilizam exclusivamenteeste derivado da cana como combustvel, representando 40% da frota nacional. E no sedeve esquecer o importante papel desempenhado na soluo do problema da octanagemda gasolina, substituindo o chumbo tetraetila, altamente prejudicial sade humana, namistura gasolina - lcool (gasohol), hoje aceita e usada em praticamente todo o mundo.

Em 1975, numa tentativa de amenizar o problema energtico, o Pro lcool foi criadopelo governo brasileiro com o objetivo de reduzir a importao de petrleo. Naquelapoca, o mundo vivia o primeiro choque do petrleo. O Brasil comprava 80% dopetrleo consumido e com a alta de preos entre 1973 e 1974, o pas teve que enfrentaro crescimento da importao que passou de US$ 600 milhes para mais de US$ 22bilhes. O Programa viabilizou a continuidade do abastecimento de combustveisautomotivos baseados no uso da biomassa, atravs do incentivo produo de lcoolnas unidades aucareiras e destilarias independentes, e do financiamento aodesenvolvimento de motores apropriados pela indstria automobilstica, e de umaextensa rede de distribuio do combustvel.

Posteriormente, a baixa dos preos do petrleo, tornou o lcool pouco competitivo,exigindo subsdios para a manuteno do programa. Nos ltimos 3 anos a poltica deeliminao de subsdios, provocou uma certa desorganizao que vem sendo vivida e

discutida , procura de um novo equilbrio entre os diversos atores da cena energticanacional. Atualmente, baixa a produo de veculos novos a lcool, mas a recenteelevao dos preos internacionais do petrleo cria perspectivas promissoras para olcool combustvel. Mais ainda porque o lcool tem tido seu reconhecimento nacomunidade internacional como uma das possveis solues aos problemas ambientaisdestacando-se como um dos melhores candidatos a ser apoiados com polticas definanciamento (Mecanismos de Desenvolvimento Limpo - MDL), segundo oestabelecido no Protocolo de Quioto.

Atualmente o Brasil enfrenta uma retomada dos automveis a lcool, com a criao docarros "bicombustveis", conhecidos "Flex". A experincia vem se mostrando bastante

produtiva a frota de veculos "bicombustivel" apresenta taxas de crescimentosignificantes.


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Cogerao no setor sucroalcooleiro

Desde a sua implantao em maior escala a partir da metade do sculo XX, as indstriasdo setor sucroalcooleiro desenvolveram instalaes prprias de gerao eltrica, sejaatravs de pequenos aproveitamentos hidreltricos, leo diesel, e depois face

indisponibilidade de energia eltrica e aos seus custos, adotaram-se sistemas de gerao,em processo de cogerao, ajustados s necessidades do processamento industrial dacana de acar, utilizando o bagao.

Mas como a quantidade do bagao produzida muito elevada (aproximadamente 30%da cana moda), existe um grande potencial para gerao de eletricidade para vendacomercial.

De acordo com vrios estudos realizados, o potencial de gerao de eletricidade a partirde bagao de cana no Brasil est estimado em aproximadamente 4.000 MW comtecnologias comercialmente disponveis. As alteraes nas regras do mercado de

energia eltrica, esto criando melhores condies para a oferta de energia porprodutores independentes, podendo ser atrativas para o setor sucroalcooleiro, que vemexperimentando mudanas e acompanhando pouco a pouco o desenvolvimentotecnolgico, para aumentar sua produo de eletricidade.

Resduos rurais

Os resduos rurais incluem todos os tipos de resduos gerados pelas atividadesprodutivas nas zonas rurais, quais sejam: os resduos agrcolas, florestais e pecurios.Os resduos agrcolas so aqueles produzidos no campo, resultantes das atividades decolheita.

A quantificao dos resduos rurais feita com base nos "ndices de colheita", queexpressam a relao percentual entre a quantidade total de biomassa gerada por hectareplantado de uma determinada cultura e a quantidade de produto economicamenteaproveitvel.

Grande parte dos resduos agrcolas so deixados no prprio terreno de cultivo, servindocomo proteo ao solo ou como adubo fornecedor de nutriente ao solo.

So considerados resduos florestais, aqueles gerados e deixados na floresta como

resultado das atividades de extrao da madeira. Infere-se que cerca de 20% da massade uma rvore so deixados na floresta. Estima-se que existe um potencial grande deaproveitamento energtico de resduos florestais no Brasil, uma vez que as atividadesextrativas da madeira tanto para a produo de carvo quanto para o uso no energtico,desenvolvem-se de forma intensiva de Norte ao Sul do Pas.

Os resduos da pecuria so constitudos por estercos e outros produtos resultantes daatividade biolgica do gado bovino, suno, caprino e outros, cuja relevncia local

justifica seu aproveitamento energtico. Este tipo de resduo importante matria-primapara a produo de biogs, que pode ter um papel relevante no suprimento energtico,principalmente para a coco nas zonas rurais.

Resduos urbanos


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Vivemos numa sociedade que estimula o consumo e a produo em grande escala. Afilosofia do descartvel e do excesso de embalagens predomina em diversos setores domercado o que significa diretamente mais rejeitos. Em 1995, o Brasil produzia 241.614toneladas de lixo por dia, e 76% ficava exposto a cu aberto em lixes (IPT /CEMPRE). Segundo uma empresa de limpeza pblica de atuao nacional, h um

crescimento em torno de 5% ao ano na quantidade de lixo gerado. Grande parte do lixoainda no coletado permanecendo junto s residncias. A produo de lixo "percapita" hoje gira em torno de 600g por habitante/dia e h poucos aterros sanitrios ouaterros controlados no Brasil. Em So Paulo, por exemplo, estima-se que cada habitanteproduz 1 kg de lixo por dia. Este valor tende a crescer, tornando a problemtica do lixoinexorvel e irreversvel, elegitimando a necessidade de alternativas eficazes e efetivas.

Problemas srios causados pela precria disposio final do lixo so a disseminao dedoenas, a contaminao do solo e de guas subterrneas pelo chorume, a poluio pelogs metano (gerado na decomposio da matria orgnica presente no lixo), a falta deespao para o armazenamento, entre outros. O teor de matria orgnica (C, H, O, N ) do

lixo brasileiro de 60% conferindo-lhe bom potencial energtico. O Poder CalorficoInferior (PCI) mdio do resduo domiciliar de 1.300 kcal/kg (5,44 MJ/kg). De acordocom a tecnologia empregada e com a composio fsico-qumica dos resduos, estima-sea produo de 0,035 MW/tonelada de lixo, atravs de incinerao.

A recuperao de energia a partir do lixo tem duas grandes vertentes:

1. A recuperao do gs metano para gerao de energia (a decomposio anaerbicapode gerar 350 a 500 m3 de gs metano por tonelada de lixo brasileiro), cominvestimentos em aterros controlados, que pode ser complementada pela coleta seletivaou triagem ps-coleta visando a reciclagem e a diminuio do volume a ser aterrado.

2. Incinerao do lixo visando a sua reduo, com recuperao de energia.

Resduos industriais

So assim considerados os resduos provenientes do beneficiamento de produtosagrcolas e florestais e os resduos do uso de carvo vegetal no setor siderrgico deferro-gusa e ao, o gs de alto-forno a carvo vegetal.

As indstrias madeireira, serrarias e mobilirio, produzem resduos a partir do

beneficiamento de toras. Os tipos de resduos produzidos so casca, cavaco, costaneira,p de serra, maravalha e aparas. As indstrias de alimentos e bebidas produzemresduos no fabrico de sucos e aguardente (laranja, caju, abacaxi, cana de acar, etc),no beneficiamento de arroz, caf, trigo, milho (sabugo e palha), amendoim, castanha-de-caju, etc.

No setor de papel e celulose existem indstrias de papel e indstrias de celulose, etambm indstrias integradas, ou seja, que produzem papel e celulose. Haver nestescasos diferenas nos tipos de resduos produzidos, porm, em linhas gerais este setorproduz como resduos: casca, cavaco e lixvia. Existem 220 companhias no Brasil comunidades industriais localizadas em 16 estados, utilizando madeira de reflorestamento,

das espcies eucalipto (62%) e pinus (36%).


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O setor siderrgico a carvo vegetal tambm possui unidades de ferro-gusa e de ao, eunidades integradas, que produzem ferro-gusa e ao. O ferro-gusa um produtointermedirio para a produo do ao, e importante produto de exportao. O gs dealto-forno produzido durante a reao do carbono do carvo vegetal com o ferro dominrio de ferro, e reinjetado no processo, possibilitando o reaproveitamento do calor.

A siderurgia a carvo vegetal responsvel por cerca de 30% da produo siderrgicabrasileira e est concentrada principalmente no Estado de Minas Gerais, com algumasunidades no Esprito Santo, Maranho, Par, Pernambuco, Rio Grande do Norte e MatoGrosso do Sul.

Referncia Bibliogrfica

Nogueira, Luiz Augusto Horta & Lora, Electo, Dendroenergia: fundamentos eaplicaes.

DFCHE, J., Os resduos urbanos: um combustvelComo queima-lo e recuperar a

sua energia, revista "Energia Fontes Alternativas", vol. VI.

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