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Fontes renováveis (Parte 2): Energia da Biomassa

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A energia da biomassa é uma das fontes energéticas com maior potencial de crescimento nos próximos anos.

Sendo a fonte de energia com a quarta maior participação na matriz elétrica brasileira no ano de 2019, representando  8,4% do total, o uso da biomassa no Brasil ainda tem bastante espaço para crescer.

Essa segunda parte da série de artigos sobre fontes renováveis busca apresentar informações gerais sobre a energia da biomassa e enfatizar sua importância na transição energética.

O que é Biomassa ?

biomassa

Biomassa é toda matéria orgânica recente de origem animal ou vegetal usada com a finalidade de gerar energia.

O termo “recente” na definição de biomassa é importante, pois exclui os tradicionais combustíveis fósseis. Embora o carvão mineral, por exemplo, tenha origem vegetal, ele é resultado de transformações  que requerem milhões de anos para acontecerem. Logo, ele não é renovável.

De acordo com a sua origem, a biomassa pode ser classificada em: florestal (lenha), agrícola (soja, cana-de-açúcar) e rejeitos urbanos e industriais (biodegradáveis, no estado sólido ou líquido).

biomassa

Os tipos de biomassa mais utilizados são a lenha, bagaço de cana-de-açúcar, papel, papelão, galhos e folhas de árvores, etc.

A energia da biomassa é bastante utilizada por usinas termelétricas, e o uso de sistemas de cogeração, que conciliam a geração de energia elétrica através da biomassa à produção de calor vem se tornando cada vez mais comum.

Biomassa e cogeração

Como dito anteriormente, a cogeração é responsável por utilizar o calor que era antes perdido para o ambiente durante geração de energia elétrica, fazendo com que a eficiência energética do sistema como um todo seja aumentada.

Através da cogeração, o aproveitamento da energia contida no combustível pode ultrapassar 80 %.

cogeração

Um exemplo interessante de cogeração está presente em parte das usinas de cana-de-açúcar. Em um primeiro processo, o caldo da cana é usado para produção de etanol, e o bagaço que sobra é então utilizado como combustível em uma caldeira.

O calor oriundo da queima do bagaço serve para gerar vapor d’água, que por sua vez gira uma turbina na qual há um gerador elétrico acoplado, convertendo energia mecânica em elétrica.

cana de açúcar

Vale mencionar que algumas usinas de açúcar e álcool se tornaram autossuficientes em energia elétrica através dessa prática. Além disso, ainda existe a possibilidade de produzir etanol a partir do bagaço, o chamado etanol de segunda geração.

Processos de conversão da biomassa

Existem alguns processos para converter a biomassa em energia. Os principais são:

Combustão direta: na qual a queima da biomassa é realizada a altas temperaturas na presença abundante de oxigênio, podendo ocorrer em fogões (cocção de alimentos), fornos (metalurgia) e caldeiras, para produção de vapor.

Digestão anaeróbia: na qual consiste em decompor o material orgânico pela ação de bactérias. Ela ocorre na ausência de oxigênio e seu produto final é o biogás, composto basicamente de metano (CH4) e dióxido de carbono (CO2).

Biodigestor

Pirólise: técnica na qual converte um combustível sólido (normalmente lenha) em outro de maior conteúdo energético (carvão). Consiste no aquecimento do material entre 300 ºC e 500 ºC, na “quase ausência” de oxigênio, até a extração do material volátil. Seu principal produto final é o carvão vegetal.

Fermentação: técnica na qual os açúcares de plantas como milho, baterraba e  cana-de-açúcar são convertidos em álcool pela ação de microorganismos (geralmente leveduras). O produto final é o etanol na forma de álcool hidratado e, em menor escala, o álcool anidro (com menos de 1% de água). O primeiro é usado como combustível puro e o segundo é misturado à gasolina.

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Biomassa no Brasil

Segundo o Balanço Energético Nacional 2020 (ano base 2019), o avanço da oferta de biomassa de cana e biodiesel em 2019 contribuíram para que a matriz energética brasileira mantivesse um patamar renovável muito superior ao observado no mundo.

Como dito anteriormente, a biomassa foi a quarta fonte de energia em participação na matriz, sendo a terceira entre as renováveis. Ficando atrás da hidráulica (64,9%) e da eólica (8,6%).

Com relação aos biocombustíveis, o Brasil foi um dos países pioneiros na produção de etanol. E instituições como a Embrapa desenvolvem pesquisas de referência internacional com respeito à produção de biocombustíveis sólidos.

Briquetes

Também chamados de briquetes, esses materiais sólidos podem ser usados como substitutos da lenha em fornos de restaurantes e caldeiras industriais. Os briquetes são obtidos a partir da compactação de materiais como serragem, bagaço de cana e casca de arroz.

Com respeito ao potencial brasileiro no uso da biomassa, o país é privilegiado pela sua extensão territorial, a qual permite uma exploração eficiente e sustentável da biomassa.

Além disso, dadas as proporções da indústria agrícola brasileira, é possível considerá-la uma grande geradora de resíduos, que, por sua vez, são importantes formas de biomassa para produção energética.

resíduo agrícola

Não só os resíduos agrícolas, mas também os resíduos sólidos urbanos são produtos importantes para a geração de energia e precisam ser mais explorados.

Dado esse contexto, nota-se que a biomassa é uma fonte renovável bastante relevante para a transição energética brasileira, contribuindo para uma matriz energética mais renovável.

 

Charles Pereira
Engenheiro de Energia formado pela Universidade Federal de Pernambuco. Atualmente no último semestre do mestrado em Avaliação de Recurso Eólico pelo Programa de Pós Graduação em Tecnologias Energéticas e Nucleares (PROTEN-UFPE). Desde 2016, faz pesquisa no Centro de Energias Renováveis (CER-UFPE) envolvendo Avaliação de Recurso Eólico e Previsão de Geração Eólica. Durante a graduação, participou de intercâmbio na Ohio University, na qual cursou dois semestres. Participou ainda de pesquisa de curta duração sobre Qualidade do Ar e Sustentabilidade na University of New Orleans. Pernambucano, ama viajar, praticar Mountain bike, tocar as mesmas músicas no violão e ler histórias em quadrinhos.

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