UNIVERSIDADE SALGADO DE OLIVEIRAPRÓ-REITORIA ACADÊMICA

CURSO DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃOFONTES ALTERNATIVAS DE ENERGIA

MARCUS VINÍCIUS DA SILVA GAGORENATO SLAMA GARDEL

RICARDO SCAFFO GARDELFERNANDO PITANGA XAVIER

MARCELO RIBEIRO DE ARAUJO

FONTE DE ENERGIA RENOVÁVEL: BIOMASSA

Niterói

2010

1

MARCUS VINÍCIUS DA SILVA GAGORENATO SLAMA GARDEL

RICARDO SCAFFO GARDELFERNANDO PITANGA XAVIER

MARCELO RIBEIRO DE ARAUJO

FONTE DE ENERGIA RENOVÁVEL: BIOMASSA

Trabalho de pesquisa apresentado à Disciplina Fontes Alternativas de Energia do curso de Engenharia de Produção da Universidade Salgado de Oliveira – UNIVERSO, como parte dos requisitos para a conclusão da mesma.

Professora: Carmem Maria Gadea de Souza

Niterói

2010

2

Se você tem metas para um ano. Plante arroz.

Se você tem metas para 10 anos. Plante uma árvore.

Se você tem metas para 100 anos então eduque uma criança.

Se você tem metas para 1000 anos, então preserve o meio Ambiente.

Confúcio

3

RESUMO

O homem necessita de energia para seus processos e, conseqüentemente, de fontes que supram a sua demanda. Devido à preservação ambiental e à necessidade de substituir fontes de energia esgotáveis, investimentos estão sendo feitos na utilização de fontes renováveis de energia. A biomassa é uma das fontes renováveis com grande potencial de crescimento. Biomassa é toda matéria orgânica que possa ser transformada em energia mecânica, térmica ou elétrica. Estas energias podem ser obtidas utilizando insumos florestais (madeira), agrícolas (arroz, cana-de-açúcar) e rejeitos humanos ou industriais (lixo). Após os processos de conversão (termoquímicos, biológicos e combustão direta,), são gerados combustíveis como o carvão, etanol, biogás e o biodiesel que possuem valor energético maior que sua matéria-prima. Os países possuem reservas de biomassa e potenciais energéticos ainda não explorados e algumas vezes a utilização da biomassa é associada à degradação ambiental. Porém, com as técnicas e controles corretos, a biomassa oferece uma fonte de energia renovável e inesgotável com baixo custo para o meio ambiente.

Palavras chave: biomassa; fontes renováveis; energia; biocombustível

4

ABSTRACT

Mankind needs energy for your processes and, consequently, sources that supplies your demand. Due to environmental preservation and the need for substituting drainable energy sources, investments are made in renewable energy sources. Biomass is one of the renewable sources with large progress potential. Biomass is every organic matter that can be turned into mechanics, thermal or electric energy. These energies can be obtained by using forestal (wood), agricultural (rice, sugar cane) inputs and human or industrial waste (trash). After conversion processes (biological and thermochemical ones and direct combustion) fuels are generated like charcoal, ethanol, biogas and biodiesel, having larger energetic value than their raw material. Countries have not yet explored biomass reserve and energetic potential and sometimes the using of biomass is associated to environmental degradation. However, with right techniques and controls, biomass offers a renewable and inexhaustible energy source with a low cost for environment.

Key words: biomass; renewable sources; energy; biofuel

5

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 - Produtores de bioenergia em 2005..........................................................14

Tabela 2 - Produtores de biodiesel (mil ton)..............................................................15

Tabela 3 - Produtores de etanol (hm3).......................................................................15

Tabela 4 - Usinas de licor negro no Brasil.................................................................18

6

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 - Diagrama dos processos de conversão de energia de biomassa.............20

Figura 2 - IGCC (Integrated Gasification Combined Cycle).......................................27

Figura 3 - Oferta de energia elétrica no Brasil em 2007............................................30

Figura 4 - Processo Kraft...........................................................................................32

SUMÁRIO

7

INTRODUÇÃO.............................................................................................................8

1 O que é Biomassa?..................................................................................................9

2 Disponibilidade e Consumo da Biomassa..............................................................12

3 Utilização da Biomassa como Fonte de Energia....................................................18

3.1 Gaseificação Industrial...........................................................................................................24

3.2 Energia Elétrica.......................................................................................................................26

3.3 Indústria de Papel e Celulose................................................................................................31

3.4 Outras Formas de Energia.....................................................................................................33

4 Sustentabilidade e Impactos Ambientais................................................................34

REFERÊNCIAS.........................................................................................................38

8

INTRODUÇÃO

O consumo de energia é um processo vital para a vida do ser humano.

Diversas fontes fornecem a energia necessária para inúmeros processos, orgânicos

ou não. Nos dias atuais, outra variável foi acrescentada nesta equação: A

preservação ambiental. A maior parte da energia utilizada no mundo ainda é

proveniente de fontes não renováveis, em sua maioria de origem fóssil, como o

petróleo. Dentre as desvantagens da utilização da mesma, podemos destacar a sua

esgotabilidade. Estas fontes de energia irão acabar um dia e é preciso desde já

encontrar fontes renováveis para sua substituição, procurando também a diminuição

dos impactos ambientais causados pela exploração de fontes não renováveis.

A biomassa é uma das fontes para produção de energia com maior potencial

de crescimento nos próximos anos. Tanto no mercado internacional quanto no

interno, ela é considerada uma das principais alternativas para a diversificação da

matriz energética e a conseqüente redução da dependência dos combustíveis

fósseis. Dela é possível obter energia elétrica e biocombustíveis, como o diesel e o

etanol, cujo consumo é crescente em substituição aos derivados de petróleo como o

óleo diesel e a gasolina.

O seguinte trabalho tem como objetivo elencar as informações acerca da

biomassa que possibilitem o conhecimento de suas características e aplicabilidade

como uma fonte de energia renovável e opção para a crise energética cada vez mais

próxima mundialmente.

9

1 O que é Biomassa?

Através da fotossíntese, as plantas capturam energia do sol e transformam

em energia química. Esta energia pode ser convertida em eletricidade, combustível

ou calor. Qualquer matéria orgânica que possa ser transformada em energia

mecânica, térmica ou elétrica é classificada como biomassa.

Um dos primeiros empregos da biomassa pelo ser humano para adquirir

energia teve início com a utilização do fogo como fonte de calor e luz. O domínio

desse recurso natural trouxe ao homem a possibilidade de exploração dos minerais,

minérios e metais, marcando novo período antropológico. A madeira do mesmo

modo foi por um longo período de tempo a principal fonte energética, com ela a

cocção, a siderurgia e a cerâmica foram empreendidas. Óleos de fontes diversas

eram utilizados em menor escala. O grande salto da biomassa deu-se com o

advento da lenha na siderurgia, no período da Revolução Industrial.

Nos anos que compreenderam o século XIX, com a revelação da tecnologia

a vapor, a biomassa passou a ter papel primordial também para obtenção de energia

mecânica com aplicações em setores na indústria e nos transportes. A despeito do

início da exploração dos combustíveis fósseis, como o carvão mineral e o petróleo, a

lenha continuou desempenhando importante papel energético, principalmente nos

países tropicais. No Brasil, foi aproveitada em larga escala, atingindo a marca de

40% da produção energética primária, porém, para o meio-ambiente um valor como

esse não é motivo para comemorações, afinal, o desmatamento das florestas

brasileiras aumentou nos últimos anos.

Durante os colapsos de fornecimento de petróleo que ocorreram durante a

década de 1970, essa importância se tornou evidente pela ampla utilização de

artigos procedentes da biomassa como álcool, gás de madeira, biogás e óleos

vegetais nos motores de combustão interna. Não obstante, os motores de

combustão interna foram primeiramente testados com derivados de biomassa,

sendo praticamente unânime a declaração de que os combustíveis fósseis só

obtiveram primazia por fatores econômicos, como oferta e procura, nunca por

questões técnicas de adequação.

10

Para obtenção das mais variadas fontes de energia, a biomassa pode ser

utilizada de maneira vasta, direta ou indiretamente. O menor percentual de poluição

atmosférica global e localizado, a estabilidade do ciclo do carbono e o maior

emprego de mão-de-obra, podem ser mencionados como alguns dos benefícios de

sua utilização.

Igualmente, em relação a outras formas de energias renováveis, a biomassa,

como energia química, tem posição de destaque devido à alta densidade energética

e pelas facilidades de armazenamento, câmbio e transporte. A semelhança entre os

motores e sistemas de produção de energia de biomassa e de energia fóssil é outra

vantagem, dessa forma a substituição não teria um efeito tão impactante nem na

indústria de produção de equipamentos nem nas bases instituídas para transporte e

fabricação de energia elétrica.

A biomassa, de acordo com a origem, pode ser:

Florestal: principalmente madeira;

Agrícola: soja, arroz, cana-de-açúcar, entre outras;

Rejeitos Urbanos e Industriais: sólidos ou líquidos, como o lixo.

Seguem abaixo algumas das principais fontes de biomassa:

Lenha

Bagaço de cana-de-açúcar;

Pó de serra;

Papel já utilizado;

Galhos e folhas decorrentes da poda de árvores em cidades ou

casas;

Embalagens de papelão descartadas após a aquisição de diversos

eletrodomésticos ou outros produtos;

Casca de arroz;

Capim-elefante ;

11

Lodo de ETE: Especialmente os provenientes do processo de lodos

ativados amplamente utilizados na indústria têxtil.

Os derivados obtidos dependem tanto da matéria-prima utilizada , cujo

potencial energético varia de tipo para tipo, quanto da tecnologia de processamento

para obtenção dos energéticos.

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 resíduos, 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

celulose, 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.

12

2 Disponibilidade e Consumo da Biomassa

A quantidade estimada de biomassa existente na Terra é da ordem de 1,8

trilhão de toneladas. Este volume, quando confrontado com o grau de eficiência das

usinas em operação no mundo no ano de 2005, aponta para uma capacidade de

geração de 11 mil TWh por ano no longo prazo – ou mais da metade do total de

energia elétrica produzida em 2007, que foi de 19,89 mil TWh, segundo o estudo da

Estatistical Review of World Energy, publicado em junho de 2008 pela BP Global

(Beyhond Petroleum, nova denominação da British Petroleum).

Embora grande parte da biomassa seja de difícil contabilização, devido ao

uso não-comercial, estima-se que, atualmente, ela possa representar até cerca de

14% de todo o consumo mundial de energia primária. Em alguns países em

desenvolvimento, essa parcela pode aumentar para 34%, chegando a 60% na

África.

Atualmente, várias tecnologias de aproveitamento estão em fase de

desenvolvimento e aplicação. Mesmo assim, estimativas da Agência Internacional

de Energia (AIE) indicam que, futuramente, a biomassa ocupará uma menor

proporção na matriz energética mundial – cerca de 11% em 2020. Outros estudos

indicam que, ao contrário da visão geral que se tem, o uso da biomassa deverá se

manter estável ou até mesmo aumentar, por duas razões, a saber: i) crescimento

populacional; ii) urbanização e melhoria nos padrões de vida.

Dada a necessidade de escala na produção de resíduos agrícolas para a

produção de biocombustíveis e energia elétrica, os maiores fornecedores potenciais

da matéria-prima desses produtos são os países com agroindústria ativa e grandes

dimensões de terras cultivadas ou cultiváveis. Conforme relata estudo sobre o tema

inserido no Plano Nacional de Energia 2030, a melhor região do planeta para a

produção da biomassa é a faixa tropical e subtropical, entre o Trópico de Câncer e o

Trópico de Capricórnio. Ainda assim, Estados Unidos e União Européia, ambos no

hemisfério norte, são produtores de etanol. O primeiro a partir do milho e do trigo, da

madeira e do switchgrass (variedade de grama). A segunda, com base

principalmente na beterraba.

13

De qualquer maneira, a faixa tropical e subtropical do planeta abrange

alguns países das Américas Central e do Sul, como o Brasil, o continente africano e

Austrália. Estes últimos são caracterizados pela existência de áreas desérticas e,

portanto, pouco propensas à produção agrícola. O Brasil, porém, além da grande

quantidade de terra agriculturável, apresenta solo e condições climáticas

adequadas.

No Brasil, a imensa superfície do território nacional, quase toda localizada

em regiões tropicais e chuvosas, oferece excelentes condições para a produção e o

uso energético da biomassa em larga escala. Além da produção de álcool, queima

em fornos, caldeiras e outros usos não-comerciais, a biomassa apresenta grande

potencial no setor de geração de energia elétrica.

No caso específico do Estado de São Paulo, é intensa a produção de

biomassa energética por meio da cana-de-açúcar, sendo comparável à produção de

energia hidráulica. O Estado é importador de eletricidade (40% do que consome) e

exportador de álcool para o resto do País. Verifica-se, portanto, que, apesar da

produção de biomassa ser mundialmente considerada uma atividade extremamente

demandante de terras, mesmo numa região com alta densidade demográfica é

possível encontrar áreas para essa atividade. A maior parte da energia dessa

biomassa é utilizada na produção do etanol – combustível líquido.

A produção de madeira, em forma de lenha, carvão vegetal ou toras,

também gera uma grande quantidade de resíduos, que podem igualmente ser

aproveitadas na geração de energia elétrica. Os Estados brasileiros com maior

potencial de aproveitamento de resíduos da madeira, oriunda de silvicultura, para a

geração de energia elétrica são Paraná e São Paulo. O tipo de produção de

madeira, atividade extrativista ou reflorestamento, influi na distribuição espacial dos

resíduos gerados. Nos casos de extração seletiva e beneficiamento descentralizado,

o aproveitamento de resíduos pode se tornar economicamente inviável.

Atualmente, o recurso de maior potencial para geração de energia elétrica

no País é o bagaço de cana-de-açúcar. A alta produtividade alcançada pela lavoura

canavieira, acrescida de ganhos sucessivos nos processos de transformação da

biomassa sucroalcooleira, têm disponibilizado enorme quantidade de matéria

orgânica sob a forma de bagaço nas usinas e destilarias de cana-de-açúcar,

14

interligadas aos principais sistemas elétricos, que atendem a grandes centros de

consumo dos Estados das regiões Sul e Sudeste.

Ao contrário do que ocorre com outras fontes, não existe um ranking mundial

dos maiores produtores de biomassa, apenas estatísticas sobre os principais

derivados. Assim, se os Estados Unidos lideravam a produção de energia elétrica a

partir da biomassa, em 2005 Alemanha era a maior produtora de biodiesel e o Brasil,

o segundo maior produtor de etanol, como mostram as tabelas a seguir.

Além disso, a biomassa não faz parte das pautas de exportação – embora

alguns analistas projetem que, a médio prazo, surgirá e se consolidará um biotrade,

ou comércio internacional de energia renovável. No entanto, nas transações entre

países a comercialização dos biocombustíveis é crescente.

Por isso e por ser um fenômeno iniciado há poucos anos, essa

comercialização exige, também, negociações bilaterais e multilaterais que têm como

foco a regulamentação e a análise das barreiras comerciais e tarifárias já impostas,

principalmente por Estados Unidos e da União Européia.

Apesar de a Alemanha ser o maior produtor mundial de biodiesel, a União

Européia não tem conseguido, nos últimos anos, atingir as metas de expansão da

oferta interna. Assim, transformou-se em importadora do produto proveniente de

países como Brasil, Argentina, Indonésia e Malásia.

Tabela 1 - Produtores de bioenergia em 2005

15

Tabela 2 - Produtores de biodiesel (mil ton)

Tabela 3 - Produtores de etanol (hm3)

16

Estudos indicam que, nos Estados Unidos, a capacidade instalada do

parque gerador de energia oriunda de biomassa, no final dos anos 70, era de

apenas 200 MW, subindo para 8,4 GW no início dos anos. A maioria corresponde a

plantas de co-geração, com utilização de resíduos agrícolas e florestais. Embora

com eficiência termodinâmica relativamente baixa (18% a 26%), essas plantas têm

sido economicamente competitivas. Os custos foram avaliados em cerca de US$

1.400,00 por kW instalado e entre US$ 65,00 e US$ 80,00 por kWh gerado.

As metas do Departamento Americano de Energia (DOE) são de 18 GW de

capacidade instalada em 2010 e, para 2030, 100 GW. Espera-se que o

desenvolvimento de novas tecnologias, como o acoplamento de sistemas de

gaseificação e a integração da pirólise às turbinas a gás, aumente substancialmente

a eficiência termodinâmica das plantas e reduza os custos de capital e geração. Em

termos de eficiência, estima-se que os índices serão de 35% a 40%. Quanto aos

custos, o kW instalado deverá ficar na faixa de US$ 770,00 a US$ 900,00 e o MWh

gerado, entre US$ 40,00 e US$ 50,00.

Quanto ao etanol, foi um dos focos da negociação da última Rodada de

Doha, da Organização Mundial do Comércio, em julho de 2008. Uma proposta feita

ao Brasil para as exportações à União Européia até 2020 foi a quota de até 1,3

milhão de toneladas por ano com tarifa de importação de 10%. Para volumes

superiores a este limite, a tarifa aumentaria para 35%. O Itamaraty considerou a

proposta insuficiente, uma vez que as atuais exportações para a União Européia

atingem 900 milhões de toneladas por ano, apesar das tarifas de 45%. Antes da

Rodada de Doha, Brasil e Estados Unidos também haviam iniciado conversações

bilaterais para tentar regulamentar o comércio internacional do produto.

Na produção de etanol, cerca de 28% da cana é transformada em bagaço.

Em termos energéticos, o bagaço equivale a 49,5%, o etanol a 43,2% e o vinhoto a

7,3%. Mesmo com esse alto valor energético, o bagaço é pobremente utilizado nas

usinas, sendo praticamente incinerado na produção de vapor de baixa pressão (20

kgf/cm2). Esse vapor é utilizado em turbinas de contrapressão nos equipamentos de

extração (63%) e na geração de eletricidade (37%). A maior parte do vapor de baixa

pressão (2,5 kgf/cm2) que deixa as turbinas é utilizada no aquecimento do caldo

(24%) e nos aparelhos de destilação (61%); o restante (15%) não é aproveitado.

17

Em média, cada tonelada de cana processada requer cerca de 12 kWh de

energia elétrica, o que pode ser gerado pelos próprios resíduos da cana (palha,

bagaço, vinhoto etc.). Os custos de geração já são competitivos com os do sistema

convencional de suprimento, o que possibilita a auto-suficiência do setor em termos

de suprimento energético, por meio da co-geração.

Em alguns Estados brasileiros, principalmente na Região Amazônica,

verifica-se também a importância de várias plantas para a produção de óleo vegetal,

que pode ser queimado em caldeiras e motores de combustão interna, para a

geração de energia elétrica e o atendimento de comunidades isoladas do sistema

elétrico. Entre essas plantas destaca-se o dendê, com produtividade média anual de

4 toneladas de óleo por hectare (dez vezes maior que a da soja, por exemplo!) e a

maior disponibilidade tecnológica para o uso do óleo. Outras culturas de grande

potencial são o buriti, o babaçu e a andiroba, fartamente encontrados naquela

região.

Outros resíduos agrícolas também apresentam grande potencial no setor de

geração de energia elétrica como a casca de arroz, da casca de castanha de caju e

da casca de coco-da-baía.

A precariedade e a falta de informações oficiais sobre o uso da biomassa

para fins energéticos deve-se principalmente aos seguintes fatores: i) trata-se de um

energético tradicionalmente utilizado em países pobres e setores menos

desenvolvidos; ii) trata-se de uma fonte energética dispersa, cujo uso, via de regra, é

ineficiente; iii) o uso da biomassa para fins energéticos é indevidamente associado a

problemas de desflorestamento e desertificação.

Entretanto, essa imagem da biomassa está mudando, graças aos seguintes

fatores: i) esforços recentes de mensuração mais acurada do seu uso e potencial,

por meio de novos estudos, demonstrações e plantas-piloto; ii) uso crescente da

biomassa como um vetor energético moderno (graças ao desenvolvimento de

tecnologias eficientes de conversão), principalmente em países industrializados; iii)

reconhecimento das vantagens ambientais do uso racional da biomassa,

principalmente no controle das emissões de CO2 e enxofre.

18

3 Utilização da Biomassa como Fonte de Energia

Nas regiões menos desenvolvidas, a biomassa mais utilizada é a de origem

florestal. Além disso, os processos para a obtenção de energia se caracterizam pela

baixa eficiência ou necessidade de grande volume de matéria-prima para produção

de pequenas quantidades.

Uma exceção a esta regra é a utilização da biomassa florestal em processos

de co-gestão industrial. Do processamento da madeira no processo de extração da

celulose é possível, por exemplo, extrair a lixívia negra ou licor negro usado como

combustível em usinas de co-gestão da própria indústria de celulose. Segue abaixo

a relação de usinas de biomassa que utilizam o licor negro no Brasil em 2008.

Já a produção em larga escala da energia elétrica e dos bicombustíveis está

relacionada à biomassa agrícola e à utilização de tecnologias eficientes. A pré-

condição para sua produção é a existência de uma agroindústria forte e com

grandes plantações, sejam elas de soja, milho e cana-de-açúcar.

Tabela 4 - Usinas de licor negro no Brasil

19

A biomassa obtida pelo processamento dos resíduos destas culturas.

Assim, do milho é possível utilizar, como matéria-prima para energéticos, sabugo,

colmo, folha e palha. Da soja e arroz, os resíduos que permanecem no campo,

tratados como palha Da cana-de-açúcar, o bagaço, a palha e o vinhoto.

A geração de energia a partir da biomassa animal encontrava-se em 2008

em fase quase experimental, com poucas usinas de pequeno porte em operação no

mundo. Por isso, era tratada em estatísticas e outros estudos como “Outras Fontes”.

Já a biomassa de origem vegetal, o quadro era radicalmente diferente, em função da

diversidade e da aceitação de seus derivados pelos consumidores.

Apenas nos automóveis que utilizam gasolina e etanol, o consumo de etanol

mais que dobrou nos últimos sete anos. Além disso, a madeira tem sido, ao longo

dos anos, uma tradicional e importante matéria-prima para a produção de energia no

Brasil.

Quanto às técnicas utilizadas para transformar matéria-prima em energético,

existem varias. Cada uma dá origem a determinado derivado e está em um nível

diferente do ponto de vista tecnológico. O aproveitamento da biomassa pode ser

feito por meio da combustão direta (com ou sem processos físicos de secagem,

classificação, compressão, corte/quebra etc.), de processos termoquímicos

(gaseificação, pirólise, liquefação e transesterificação) ou de processos biológicos

(digestão anaeróbia e fermentação). Segue a seguir um diagrama que exemplifica

estes processos.

As principais tecnologias de aproveitamento energético da biomassa são:

Combustão direta: combustão é a transformação da energia química dos

combustíveis em calor, por meio das reações dos elementos constituintes com o

oxigênio fornecido. Para fins energéticos, a combustão direta ocorre essencialmente

em fogões (cocção de alimentos), fornos (metalurgia, por exemplo) e caldeiras

(geração de vapor, por exemplo). Embora muito prático e, às vezes, conveniente, o

processo de combustão direta é normalmente muito ineficiente. Outro problema da

combustão direta é a alta umidade (20% ou mais no caso da lenha) e a baixa

densidade energética do combustível (lenha, palha, resíduos etc.), o que dificulta o

seu armazenamento e transporte.

20

Figura 1 - Diagrama dos processos de conversão de energia de biomassa

Pirólise: também chamada carbonização é o mais simples e mais antigo

processo de conversão de um combustível (normalmente lenha) em outro de melhor

qualidade e conteúdo energético (carvão, essencialmente). O processo consiste em

aquecer o material original (normalmente entre 300°C e 500°C), na “quase-ausência”

de ar, até que o material volátil seja retirado. O principal produto final (carvão) tem

uma densidade energética duas vezes maior que aquela do material de origem e

queima em temperaturas muito mais elevadas. Além de gás combustível, a pirólise

produz alcatrão e ácido piro-lenhoso.

A relação entre a quantidade de lenha (material de origem) e a de carvão

(principal combustível gerado) varia muito, de acordo com as características do

processo e o teor de umidade do material de origem. Em geral, são necessárias de

quatro a dez toneladas de lenha para a produção de uma tonelada de carvão. Se o

material volátil não for coletado, o custo relativo do carvão produzido fica em torno

de dois terços daquele do material de origem (considerando o conteúdo energético).

21

Nos processos mais sofisticados, costuma-se controlar a temperatura e

coletar o material volátil, visando melhorar a qualidade do combustível gerado e o

aproveitamento dos resíduos. Nesse caso, a proporção de carvão pode chegar a

30% do material de origem. Embora necessite de tratamento prévio (redução da

acidez), o líquido produzido pode ser usado como óleo combustível.

Nos processos de pirólise rápida, sob temperaturas entre 800°C e 900°C,

cerca de 60% do material se transforma num gás rico em hidrogênio e monóxido de

carbono (apenas 10% de carvão sólido), o que a torna uma tecnologia competitiva

com a gaseificação. Todavia, a pirólise convencional (300°C a 500°C) ainda é a

tecnologia mais atrativa, devido ao problema do tratamento dos resíduos, que são

maiores nos processos com temperatura mais elevada.

A pirólise pode ser empregada também no aproveitamento de resíduos

vegetais, como subprodutos de processos agroindustriais. Nesse caso, é necessário

que se faça a compactação dos resíduos, cuja matéria-prima é transformada em

briquetes. Com a pirólise, os briquetes adquirem maiores teores de carbono e poder

calorífico, podendo ser usados com maior eficiência na geração de calor e potência.

Ensaios de laboratório têm sido realizados no Laboratório de Combustíveis

Alternativos da Universidade Estadual de Campinas.

Um processo bastante utilizado no tratamento de dejetos orgânicos é a

Digestão Anaeróbica que consiste na decomposição do material pela ação de

bactérias e ocorre na ausência do ar. O produto final é o biogás, composto

basicamente de metano (CH4) (50% a 75%) e dióxido de carbono (CO2). Seu

conteúdo energético gira em torno de 5.500 kcal por metro cúbico. O efluente gerado

pelo processo pode ser usado como fertilizante.

Trata-se de um processo simples, que ocorre naturalmente com quase todos

os compostos orgânicos. O tratamento e o aproveitamento energético de dejetos

orgânicos (esterco animal, resíduos industriais etc.) podem ser feitos pela digestão

anaeróbia em biodigestores, onde o processo é favorecido pela umidade e

aquecimento. O aquecimento é provocado pela própria ação das bactérias, mas, em

regiões ou épocas de frio, pode ser necessário calor adicional, visto que a

temperatura deve ser de pelo menos 35°C.

22

Já na agroindústria, o mais comum é a Fermentação, pela qual os açúcares

de plantas como batata, milho, beterraba 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 (isto é, com

menos de1% de água). Se o primeiro é usado como combustível puro em motores

de combustão interna, o segundo é misturado à gasolina (no Brasil, na proporção de

20% a 22%). O resíduo sólido do processo de fermentação pode ser utilizado em

usinas termelétricas para a produção de eletricidade.

Transesterificação: é a reação de óleos vegetais com um produto

intermediário ativo obtido pela reação entre metanol ou etanol e uma base (hidróxido

de sódio ou de potássio). Os derivados são a glicerina e o biodiesel. Atualmente, o

biodiesel é produzido no Brasil a partir da palma e babaçu (região Norte), soja,

girassol e amendoim (regiões Sul, Sudeste e Centro-Oeste) e mamona (semi-árido

nordestino), entre outras matérias-primas de origem vegetal.

A utilização de biomassa para produção de energia, tanto elétrica como em

forma de vapor, em caldeiras ou fornos já é uma realidade no Brasil. O uso da

madeira para a geração de energia apresenta algumas vantagens e desvantagens,

quando relacionadas com combustíveis à base de petróleo.

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.

23

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.

Além das citadas acima, existem algumas vantagens indiretas, como é o

caso de madeireiras que utilizam os resíduos do processo de fabricação (serragem,

cavacos e pedaços de madeira) para a própria produção de energia, reduzindo,

desta maneira, o volume de resíduo do processo industrial.

Algumas das desvantagens podem ser compensadas através de

monitoramento de parâmetros do processo. Para o controle do processo de

combustão devem ser monitorados o excesso de ar, CO e, para instalações de

grande porte, também, deve existir o monitoramento da densidade colorimétrica da

fumaça por um sistema on-line instalado na chaminé. Esses controles do processo

de combustão são medidas para impedir a geração de poluentes e, assim chamadas

indiretas. As Medidas Indiretas visam reduzir a geração e o impacto de poluentes

sem aplicação de equipamentos de remoção. O uso de equipamentos de remoção é

uma medida direta que visa remover aquela parte de poluentes impossíveis de

remover com as medidas indiretas. Portanto, deve-se, sempre que possível, tentar

implantar as medidas indiretas antes de aplicar as diretas.

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;

24

Lavador Venturi;

Filtro de tecido;

Precipitadores eletrostáticos;

Adsorvedores;

Incineradores de gases;

A queima de biomassa provoca a liberação de dióxido de carbono na

atmosfera, mas como este composto havia sido previamente

absorvido pelas plantas que deram origem ao combustível, o balanço

de emissões de CO2 é nulo.

3.1 Gaseificação Industrial

Como o próprio termo indica, gaseificação é um processo de conversão de

combustíveis sólidos em gasosos, por meio de reações termoquímicas, envolvendo

vapor quente e ar, ou oxigênio, em quantidades inferiores à estequiométrica (mínimo

teórico para a combustão). Há vários tipos de gaseificadores, com grandes

diferenças de temperatura e/ou pressão. Os mais comuns são os reatores de leito

fixo e de leito fluidizado. O gás resultante é uma mistura de monóxido de carbono,

hidrogênio, metano, dióxido de carbono e nitrogênio, cujas proporções variam de

acordo com as condições do processo, particularmente se é ar ou oxigênio que está

sendo usado na oxidação.

Este gás pode ser utilizado em motores de combustão interna e em turbinas

para geração de eletricidade. Além disso, é possível dele remover os componentes

químicos que prejudicam o meio ambiente e a saúde humana – o que transforma a

gaseificação em um processo limpo.

O processo de produção de um gás combustível a partir da biomassa é

composta por três etapas:

25

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.

Como vantagens da gaseificação da biomassa, temos:

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 catalisadores, como alumínio e zinco, a gaseificação

aumenta a produção de hidrogênio e de monóxido de carbono e

diminui a produção de dióxido de carbono.

26

3.2 Energia Elétrica

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 álcool 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. Segue a seguir esquema deste processo.

Em condições favoráveis a biomassa pode contribuir de maneira significante

para com a produção de energia elétrica. O Estima-se que com a recuperação de

um terço dos resíduos disponíveis seria possível o atendimento de 10% do consumo

27

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.

Figura 2 - IGCC (Integrated Gasification Combined Cycle)

As principais rotas tecnológicas são analisadas no estudo sobre biomassa

constante do Plano Nacional de Energia 2030 e resumidas a seguir:

Ciclo a vapor com turbinas de contrapressão: É empregado de forma

integrada a processos produtivos por meio da co-geração. Nele, a biomassa é

queimada diretamente em caldeiras e a energia térmica resultante é utilizada na

produção do vapor, conforme demonstrado anteriormente no IGCC. Este vapor pode

28

acionar as turbinas usadas no trabalho mecânico requerido nas unidades de

produção e as turbinas para geração de energia elétrica. Além disso, o vapor que

seria liberado na atmosfera após a realização desses processos pode ser

encaminhado para o atendimento das necessidades térmicas do processo de

produção. Este processo está maduro do ponto de vista comercial e é o mais

disseminado atualmente. O Brasil conta, inclusive, com diversos produtores

nacionais da maior parte dos equipamentos necessários.

Ciclo a vapor com turbinas de condensação e extração: Consiste na

condensação total ou parcial do vapor ao final da realização do trabalho na turbina

para atendimento às atividades mecânicas ou térmicas do processo produtivo. Esta

energia a ser condensada, quando inserida em um processo de co-geração, é

retirada em um ponto intermediário da expansão do vapor que irá movimentar as

turbinas. A diferença fundamental desta rota em relação à contrapressão é a

existência de um condensador na exaustão da turbina e de níveis determinados para

aquecimento da água que alimentará a caldeira. A primeira característica

proporciona maior flexibilidade da geração termelétrica (que deixa de ser

condicionada ao consumo de vapor de processo). A segunda proporciona aumento

na eficiência global da geração de energia. Este sistema, portanto, permite a

obtenção de maior volume de energia elétrica. No entanto, sua instalação exige

investimentos muito superiores aos necessários para implantação do sistema

simples de condensação.

Ciclo combinado integrado à gaseificação da biomassa: A gaseificação

é a conversão de qualquer combustível líquido ou sólido, como a biomassa, em gás

energético por meio da oxidação parcial em temperatura elevada. Esta conversão,

realizada em gaseificadores, produz um gás combustível que pode ser utilizado em

usinas térmicas movidas a gás para a produção de energia elétrica. Assim, a

tecnologia de gaseificação aplicada em maior escala transforma a biomassa em

importante fonte primária de centrais de geração termelétrica de elevada potência,

inclusive aquelas de ciclo combinado, cuja produção é baseada na utilização do

vapor e do gás, o que aumenta o rendimento das máquinas.

A tecnologia de gaseificação de combustíveis é conhecida desde o século

XIX e foi bastante utilizada até os anos 30, quando os derivados de petróleo

passaram a ser utilizados em grande escala e adquiridos por preços competitivos.

29

Ela ressurgiu nos anos 80 – quando começou a ficar evidente a necessidade de

contenção no consumo de petróleo – mas, no caso da biomassa, ainda não é uma

tecnologia competitiva do ponto de vista comercial. Segundo o Plano Nacional de

Energia 2030, a maior dificuldade para a sua aplicação não é o processo básico de

gaseificação, mas a obtenção de um equipamento capaz de produzir um gás de

qualidade, com confiabilidade e segurança, adaptado às condições particulares do

combustível e da operação.

A utilização da biomassa como fonte de energia elétrica tem sido crescente

no Brasil, principalmente em sistemas de cogeração (pela qual é possível obter

energia térmica e elétrica) dos setores industrial e de serviços. Em 2007, ela foi

responsável pela oferta de 18 TWh (terawatts-hora), segundo o Balanço Energético

Nacional (BEN) de 2008. Este volume foi 21% superior ao de 2006 e, ao

corresponder a 3,7% da oferta total de energia elétrica, obteve a segunda posição

na matriz da eletricidade nacional. Na relação das fontes internas, a biomassa só foi

superada pela hidroeletricidade, com participação de 85,4% (incluindo importação),

como mostra o gráfico a seguir.

De acordo com o Banco de Informações de Geração da Agência Nacional de

Energia Elétrica (Aneel), em novembro de 2008 existem 302 termelétricas movidas a

biomassa no país, que correspondem a um total de 5,7 mil MW (megawatts)

instalados. Do total de usinas relacionadas, 13 são abastecidas por licor negro

(resíduo da celulose) com potência total de 944 MW; 27 por madeira (232 MW); três

por biogás (45 MW); quatro por casca de arroz (21 MW) e 252 por bagaço de cana

(4 mil MW. Uma das características desses empreendimentos é o pequeno porte

com potência instalada de até 60 MW, o que favorece a instalação nas proximidades

dos centros de consumo e suprimento.

A cana-de-açúcar é um recurso com grande potencial, dentre as fontes de

biomassa, para geração de eletricidade existente no país, por meio da utilização do

bagaço e da palha. A participação é importante não só para a diversificação da

matriz elétrica, mas também porque a safra coincide com o período de estiagem na

região Sudeste/Centro-Oeste, onde está concentrada a maior potência instalada em

hidrelétricas do país. A eletricidade fornecida neste período auxilia, portanto, a

preservação dos níveis dos reservatórios das UHEs.

30

Vários fatores contribuem para o cenário de expansão. Um deles é o volume

já produzido e o potencial de aumento da produção da cana-de-açúcar, estimulada

pelo consumo crescente de etanol. Em 2007, inclusive, foi a segunda principal fonte

primária de energia do país: os derivados da cana-de-açúcar responderam pela

produção de 37,8 milhões de toneladas equivalentes de petróleo (tep), um aumento

de 14,7% em relação a 2006, diante de uma produção total de 33 milhões de tep.

De acordo com estimativas da Unica (União da Indústria de Cana-de-Açúcar

de São Paulo), em 2020 a eletricidade produzida pelo setor poderá representar 15%

da matriz brasileira, com a produção de 14.400 MW médios (ou produção média de

MWh ao longo de um ano), considerando-se tanto o potencial energético da palha e

do bagaço quanto a estimativa de produção da cana, que deverá dobrar em relação

a 2008, e atingir 1 bilhão de toneladas. Segundo o Plano Nacional de Energia 2030,

o maior potencial de produção de eletricidade encontra-se na região Sudeste,

particularmente no Estado de São Paulo, e é estimado em 609,4 milhões de

gigajoules (GJ) por ano. Na seqüência estão Paraná (65,4 milhões de GJ anuais) e

Minas Gerais ( 63,2 milhões de GJ anuais).

A evolução da regulamentação, da legislação e dos programas oficiais

também estimula os empreendimentos. Em 2008, novas condições de acesso ao

Sistema Interligado Nacional (SIN) foram definidas pela Aneel, o que abre espaço

para a conexão principalmente das termelétricas localizadas em usinas de açúcar e

álcool mais distantes dos centros de consumo, como o Mato Grosso.

Figura 3 - Oferta de energia elétrica no Brasil em 2007

31

Além disso, acordo fechado entre a Secretaria de Saneamento e Energia de

São Paulo, a transmissora Isa Cteep, a Unica e a Associação Paulista de Cogeração

de Energia, estabelece condições que facilitam o acesso à rede de transmissão

paulista e a obtenção do licenciamento ambiental estadual. A iniciativa pode

viabilizar a instalação de até 5 mil MW pelo setor sucro-alcooleiro.

Em novembro de 2008, dos 19 empreendimentos termelétricos em

construção relacionados no BIG da Aneel, cinco são movidos a biomassa e, destes,

um a bagaço de cana-de-açúcar. Mas, para as 163 unidades já outorgadas, com

construção ainda não iniciada, 55 serão movidas a biomassa, sendo que quase

metade (30) a cana-de-açúcar. As demais serão abastecidas por madeira, carvão

vegetal, licor negro, casca de arroz e biogás. A Unica prevê que, até 2012, 86

unidades sejam construídas, com investimentos de US$ 17 bilhões. Existe, também,

a possibilidade de outros 211 projetos, anunciados em 2006, serem consumados, o

que elevaria o valor total do investimento previsto para US$ 35 bilhões.

3.3 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.

Conforme demonstrado na figura a seguir, neste processo os toretes

recebidos nas fábricas de celulose são, se necessário, descascados e

posteriormente picados em cavacos. Os cavacos são então transferidos por esteira

32

transportadora aos digestores, onde passam por um processo de cozimento com

adição de sulfato de sódio e soda cáustica. Este processo de cozimento, designado

Processo Kraft, minimiza os danos às fibras da celulose, de forma a preservar sua

uniformidade e resistência. Durante o cozimento, as fibras de celulose são

separadas da lignina e resinas, quando então obtemos celulose não branqueada.

Numa fase de pré-branqueamento, a celulose é então lavada e submetida a um

processo de deslignificação por oxigênio que, combinado com o Processo Kraft,

remove aproximadamente 95% da lignina. A esta altura do processo, uma pequena

parcela da fibra de celulose produzida é utilizada na produção de alguns tipos de

papel cartão. A lignina e os produtos resultantes do Processo Kraft compõem o licor

negro, que é separado e enviado para evaporadores para elevar a concentração de

sólidos e em seguida para uma caldeira de recuperação. Neste equipamento, o licor

negro é utilizado como combustível para a produção de vapor e energia elétrica, e

recuperamos aproximadamente 99% das substâncias químicas utilizadas no

Processo Kraft.

Figura 4 - Processo Kraft

3.4 Outras Formas de Energia

33

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 contêm:

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.

4 Sustentabilidade e Impactos Ambientais

34

A biomassa pode ser considerada como uma forma indireta de energia solar.

Essa energia é responsável pela fotossíntese, base dos processos biológicos que

preservam a vida das plantas e produtora da energia química que se converterá em

outras formas de energia ou em produtos energéticos como carvão vegetal, etanol,

gases combustíveis e óleos vegetais combustíveis, entre outros. A fotossíntese

permite, também, a liberação de oxigênio e a captura de dióxido de carbono (CO2,

principal agente do efeito estufa). Portanto, contribui para a contenção do

aquecimento global.

Se utilizada para produção de energia pelos meios tradicionais, como

cocção e combustão, a biomassa se apresenta como fonte energética de baixa

eficiência e alto potencial de emissão de gases. Assim, sua aplicação moderna e

sustentável está diretamente relacionada ao desenvolvimento de tecnologias de

produção da energia e às técnicas de manejo da matéria-prima.

A utilização da biomassa, por exemplo, tradicionalmente é associada ao

desmatamento. Mas, florestas energéticas podem ser cultivadas exclusivamente

com a finalidade de produzir lenha, carvão vegetal, briquetes e licor negro para uso

industrial. Neste caso, o manejo adequado da plantação – permitido pelo uso de

técnicas da engenharia florestal – permite a retirada planejada de árvores adultas e

respectiva reposição de mudas, o que aumenta a capacidade do seqüestro de CO2.

Projetos florestais de implantação e manejo podem ser caracterizados e formatados,

inclusive, como Mecanismos de Desenvolvimento Limpo (MDL).

Comparativamente para o uso em usinas siderúrgicas, o uso do carvão

vegetal causa menos impactos ao meio ambiente do que o do carvão mineral, que

em geral tem um conteúdo maior de enxofre e libera mais gases causadores do

efeito estufa.

No entanto, apesar das possíveis vantagens que podem ser obtidas com o

uso de carvão vegetal, a indústria brasileira está associada a diversos impactos,

como condições de trabalho precárias e problemas ambientais, entre os quais o

mais grave é a destruição das florestas nativas, que ainda forneciam, no ano 2000,

26% da madeira em toras usada na produção de carvão vegetal. No estado de

Minas Gerais, no qual há a maior concentração de plantas de produção de ferro-

35

gusa do país, a produção de carvão vegetal sem nenhuma preocupação ambiental

causou problemas sérios de desmatamento das florestas nativas nos vales dos rios

Doce e médio São Francisco e também em parte do cerrado no nordeste do estado.

Com o desmatamento, consumidores locais de carvão vegetal são

pressionados a investir cada vez mais em projetos de reflorestamento de espécies

com crescimento rápido para atender à demanda de madeira. No entanto, o carvão

vegetal produzido a partir de florestas plantadas não tem conseguido competir com o

coque.

A sustentabilidade do biodiesel deve contemplar, além dos impactos

ambientais na etapa produtiva da matéria-prima, as considerações sociais a cerca

da produção desse biocombustível.

Os óleos vegetais que estão sendo mais utilizados para a produção de

biodiesel no Brasil são essencialmente soja, dendê e mamona.

Apesar de a soja não ser a opção mais atrativa para produção de biodiesel,

quando comparada com outras oleaginosas, esta é a principal matéria-prima

utilizada para produção de biodiesel no Brasil. A soja é uma cultura intensiva, e que

tem sido apontada como responsável pela expansão do desmatamento na floresta

amazônica. Entretanto, a escala de produção, as opções de conversibilidade do

produto e a forma como está estruturado o seu complexo, colocam o biodiesel de

soja como uma alternativa a ser fortemente considerada.

Em relação à mamona, o impacto negativo identificado diz respeito à torta,

formada após o processo de extração do óleo. Esta torta é tóxica aos seres

humanos e animais, principalmente pela presença de ricina; o processo de

purificação é muito caro e na maioria das vezes os produtores preferem utilizá-la

como fertilizante nas lavouras.

No entanto, a utilização do biodiesel, em substituição ao diesel, promove a

redução da maioria das emissões causadas por este combustível fóssil. A exceção

se dá nos óxidos de nitrogênio, poluente de particular importância por ser um dos

precursores do ozônio troposférico. Outra característica importante é a ausência de

enxofre no biodiesel, colaborando para a redução das emissões de SOx causadas

pelo diesel, em particular o diesel brasileiro, cujo teor de enxofre é bastante elevado.

36

No caso das plantações de cana-de-açúcar, o uso dos resíduos para

produção de eletricidade beneficia os aspectos ambientais da fase de colheita. O

método tradicional é a colheita manual acompanhada da queima da palha (as

conhecidas queimadas) que, além de produzir a emissão de grandes volumes de

CO2, se constitui em fator de risco para a saúde humana – sendo responsável,

inclusive, pela ocorrência de incêndios de grandes proporções nas áreas adjacentes.

No entanto, com vistas ao aumento de produtividade, várias usinas têm optado pela

colheita mecânica, que prescinde das queimadas. Na utilização sustentável do

bagaço da cana para a produção de eletricidade por meio de usinas termelétricas,

aliás, o balanço de emissões de CO2 é praticamente nulo, pois as emissões

resultantes da atividade são absorvidas e fixadas pela planta durante o seu

crescimento.

Os principais aspectos negativos são a interferência no tipo natural do solo e

a possibilidade da formação de monoculturas em grande extensão de terras – o que

competiria com a produção de alimentos. Estas variáveis têm sido contornadas por

técnicas e processos que aumentam a produtividade da biomassa reduzindo,

portanto, a necessidade de crescimento de áreas plantadas. Apenas como exemplo,

segundo dados da Unica, no Brasil é possível produzir 6,8 mil litros de etanol por

hectare plantado. Nos Estados Unidos, para obtenção do etanol a partir do milho, a

relação é 3,1 mil litros por hectare.

Apesar dos recentes resultados divulgados pelo IBAMA, o uso do etanol

(puro ou em mistura) tem levado a melhorias consideráveis na qualidade do ar nos

centros urbanos, decorrentes da eliminação dos compostos de chumbo na gasolina

e do enxofre, e das reduções nas emissões de CO e na reatividade e toxicidade de

compostos orgânicos emitidos. Quando se discutem os impactos ambientais do uso

do etanol, a emissão de aldeídos (R-CHO) merece uma análise à parte, visto que se

trata de uma classe de poluentes que, embora ocorra também com o uso de óleo

diesel e gasolina, freqüentemente é associada apenas ao uso de álcool.

Do ponto de vista social, a geração de empregos diretos e indiretos tem sido

reconhecida como um dos principais benefícios da biomassa. Embora a maior parte

da mão-de-obra exigida não seja qualificada, ela promove um ciclo virtuoso nas

regiões da produção agrícola, caracterizado pelo aumento dos níveis de consumo e

qualidade de vida, inclusão social, geração de novas atividades econômicas,

37

fortalecimento da indústria local, promoção do desenvolvimento regional e redução

do êxodo rural.

A lenha, por exemplo, é um recurso energético de grande importância social

para algumas regiões do Brasil, como o Rio Grande do Norte, pelo grande número

de pessoas diretamente envolvidas no processo de desbaste, cata, corte e coleta da

lenha. Ainda segundo relata o Plano Nacional de Energia 2030, o setor

agroindustrial da cana-de-açúcar tem importância relevante na geração de

empregos ao absorver, diretamente, cerca de um milhão de pessoas, dos quais 80%

na área agrícola. A cana-de-açúcar é uma das culturas que mais gera emprego por

área cultivada.

REFERÊNCIAS

38

http://www.ambientebrasil.com.br

http://www.biodieselbr.com

http://cenbio.iee.usp.br/saibamais/sustentabilidade.htm

Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel) – disponível em www. aneel.gov.br

Agência Nacional de Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP) – disponível em www.anp.gov.br

Associação Brasileira das Indústrias de Óleos Vegetais (Abiove) – disponível em www.abiove.com.br

Associação Paulista de Cogeração de Energia (Cogen-SP) – disponível em www.cogensp.org.br

Empresa de Pesquisa Energética (EPE) – disponível em www.epe.gov.br

International Energy Agency (IEA) – disponível em www.iea.org

Ministério de Minas e Energia (MME) – disponível em www.mme.gov.br

União da Indústria de Cana-de-Açúcar (Unica) – disponível em www.unica.com.br