O Brasil encontra-se em situação privilegiada no que se refere a suas fontes primárias de oferta de energia. Verifica-se que a maioria da energia consumida no país é proveniente de fontes renováveis de energia (biomassa em forma de lenha e derivados da madeira, como serragem, carvão vegetal, derivados da cana-de-açúcar, hidroeletricidade, etc).
O "apagão" tornou evidente e conseqüentemente, o racionamento de energia começou as discussões sobre a matriz energética brasileira.
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.
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, 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. 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
Lavador venturi
Filtro de tecido
Precipitadores eletrostáticos
Adsorvedores
Incineradores de gases
Condensadores
sexta-feira, 10 de abril de 2009
quarta-feira, 8 de abril de 2009
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 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.
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 baixo-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 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
Gaseificação Industrial
A energia química da biomassa pode ser convertida em calor e daí em outras formas de energia:
• Direta - através da combustão na fase sólida, sempre foi a mais utilizada
• Indireta - quando através da pirólise, são produzidos gases e/ou líquidos combustíveis.
O processo de produção de um gás combustível a partir da biomassa é composto por três etapas:
• Secagem - a secagem ou retirada da umidade pode ser feita quando a madeira é introduzida no gaseificador, aproveitando-se a temperatura ali existente, contudo a operação com madeira seca é mais eficiente.
• Pirólise ou carbonização - durante a etapa de pirólise formam-se gases, vapor d'água, vapor de alcatrão e carvão
• Gaseificação - é liberada a energia necessária ao processo, pela combustão parcial dos produtos da pirólise.
Assim, o processo de gaseificação da biomassa, como da madeira, consiste na sua transformação em um gás combustível, contendo proporções variáveis de monóxido de carbono, dióxido de carbono, hidrogênio, metano, vapor d'água e alcatrões. Esta composição do gás combustível depende de diversos fatores, tais como, tipo de gaseificador, introdução ou não de vapor d'água, e principalmente do conteúdo de umidade da madeira a ser gaseificada.
Vantagens da gaseificação da biomassa:
• As cinzas e o carbono residual permanecem no gaseificador, diminuindo assim a emissão de particulados
• O combustível resultante é mais limpo e, na maioria dos casos não há necessidade de controle de poluição.
• Associada a 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.
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 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.
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 baixo-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 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
Gaseificação Industrial
A energia química da biomassa pode ser convertida em calor e daí em outras formas de energia:
• Direta - através da combustão na fase sólida, sempre foi a mais utilizada
• Indireta - quando através da pirólise, são produzidos gases e/ou líquidos combustíveis.
O processo de produção de um gás combustível a partir da biomassa é composto por três etapas:
• Secagem - a secagem ou retirada da umidade pode ser feita quando a madeira é introduzida no gaseificador, aproveitando-se a temperatura ali existente, contudo a operação com madeira seca é mais eficiente.
• Pirólise ou carbonização - durante a etapa de pirólise formam-se gases, vapor d'água, vapor de alcatrão e carvão
• Gaseificação - é liberada a energia necessária ao processo, pela combustão parcial dos produtos da pirólise.
Assim, o processo de gaseificação da biomassa, como da madeira, consiste na sua transformação em um gás combustível, contendo proporções variáveis de monóxido de carbono, dióxido de carbono, hidrogênio, metano, vapor d'água e alcatrões. Esta composição do gás combustível depende de diversos fatores, tais como, tipo de gaseificador, introdução ou não de vapor d'água, e principalmente do conteúdo de umidade da madeira a ser gaseificada.
Vantagens da gaseificação da biomassa:
• As cinzas e o carbono residual permanecem no gaseificador, diminuindo assim a emissão de particulados
• O combustível resultante é mais limpo e, na maioria dos casos não há necessidade de controle de poluição.
• Associada a 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.
segunda-feira, 6 de abril de 2009
O que é a 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. 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, 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.
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, 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.
sábado, 4 de abril de 2009
Biomassa
A biomassa é uma fonte energética derivada dos produtos e subprodutos da floresta, resíduos da indústria da madeira, de culturas agrícolas e sólidos urbanos. Processos permitem fazer o aproveitamento da biomassa é combustão direta, gaseificação e a pirólise. A partir da plantação de certos vegetais, como beterraba, sorgo, pinheiro, eucalipto e cana-de-açúcar, converte-se a matéria orgânica em álcool etílico.
A energia de biomassa é fornecida por matérias de origem vegetal que podem ser renovadas em intervalos curtos. A lenha das florestas, o bagaço da cana, os resíduos da indústria de papel, além do biogás, obtido pela decomposição do lixo, são alguns exemplos dos recursos que podem ser utilizados na produção de energia.
A biomassa pode ser aproveitada para produzir calor como também eletricidade. Exemplo interessante é o desenvolvimento de projetos de geração de energia a partir do bagaço da cana utilizada pela indústria do álcool e do açúcar e de projetos de geração térmica a partir da queima da casca do arroz.
Atividades tradicionais, disseminadas pela maior parte do país, praticada com métodos rudimentares, desempenha papel de importância econômica, na Amazônia e no Nordeste.
Condições naturais e a pobreza da população favorecem o envolvimento de milhares de famílias nessa atividade englobada no setor primário da economia, às vezes praticadas ilegalmente em áreas de reservas tombadas como patrimônio ou reservas florestais, visando complementar a renda ou a sobrevivência do grupo familiar.
A biomassa é uma das fontes energéticas principais do Brasil, ficando atrás do petróleo e da eletricidade. As árvores plantadas com o objetivo de retirar carbono da atmosfera podem ser utilizadas como matrizes energéticas, em substituição a combustíveis fósseis.
Há três classes de biomassa: a biomassa sólida, líquida e gasosa.
A biomassa sólida tem como fonte os produtos e resíduos da agricultura (incluindo substâncias vegetais e animais), os resíduos das florestas e a fração biodegradável dos resíduos industriais e urbanos.
A biomassa líquida existe em uma série de biocombustíveis líquidos com potencial de utilização, todos com origem nas chamadas "culturas energéticas". Exemplo é o biodiesel, obtido a partir de óleos de colza ou girassol; o etanol, produzido com a fermentação de hidratos de carbono (açúcar, amido, celulose); e o metanol, gerado pela síntese do gás natural.
Já a biomassa gasosa é encontrada nos efluentes agropecuários provenientes da agroindústria e do meio urbano. É achada também nos aterros urbanos. Estes resíduos são resultado da degradação biológica anaeróbia da matéria orgânica, e são constituídos por uma mistura de metano e gás carbônico, que são submetidos à combustão para a geração de energia.
A crise do Petróleo entre 73 e 79, fez que países buscassem fontes alternativas que substituíssem ou reduzissem os gastos com o combustível importado e ameaçado pelo esgotamento. As condições de espaço e a tropicalidade de nosso território propiciam intensificar o cultivo da cana-de-açúcar, para obter álcool combustível.
De tecnologia nacional, o álcool é um substituto da gasolina, movimentando boa parte da frota nacional, não substitui o diesel e os derivados do petróleo responsável pelas máquinas industriais, caminhões, ônibus, tratores e indústrias. A maior experiência mundial de uso de energia renovável no transporte é o Proálcool brasileiro. Bagaço de cana, palha de arroz, trigo, soja e milho podem ser transformados em etanol com o uso de uma bactéria recombinante (Escherichia coli geneticamente modificada a partir de genes da bactéria Zymomonas mobilis).
O bagaço é potencial no incremento da capacidade elétrica através da co-geração. A experiência brasileira de produção de energia com biomassa é a queima de bagaço nas caldeiras. Praticamente todas as usinas são alto suficientes em energia e geram excedentes para a rede elétrica. A eficiência na queima do bagaço poderia aumentar em 35% com a gaseificação ou a redução da umidade, que chega a 50%.
O Proálcool é uma realidade, os interesses dos proprietários e das montadoras estavam em jogo. A denominação biomassa se junta variados produtos energéticos. No Brasil têm muita importância os produtos derivados da agroindústria açucareira, como o etanol e o bagaço de cana. Outros energéticos são os carvões e os óleos vegetais. A produção é em torno de 200 mil barris por dia de etanol, proveniente da indústria açucareira, onde principal consumidor é o transporte.
A área plantada com cana de açúcar no Brasil deve saltar de cerca de 7 milhões de hectares para 12,2 milhões de hectares na safra 2015/2016. Com isso será capaz de produzir 902,8 milhões de toneladas para usinas e destilarias, o dobro da produção atual. O crescimento se dará pela febre de demanda pelo álcool, com previsão de produção de 36 bilhões de litros de 90 novas usinas e destilarias construídas até 2015 no país.
As matérias de florestas, campos e lavouras não estão disponíveis em massa ou de forma ilimitada, o nosso alvo é que a humanidade de amanhã, sem a abundância das energias fósseis dos últimos 100 anos, possa viver de forma sustentável e digna. Supre as necessidades alimentares de todos os seres superiores, a produção florestal e agrícola poderá servir para cobrir por um lado às necessidades de matérias primas e por outro as necessidades de energia e combustíveis dos seres humanos. Deve haver suficientes substâncias naturais e nutrientes de teor energético, nos solos florestais e agrícolas, para que a biosfera e os solos não empobreçam, nem diminua a sua produtividade.
O álcool virou a principal estrela do mercado energético global e nenhuma economia tem tanto a ganhar quanto a nossa. O álcool desponta como a principal promessa.
O despertar mundial coloca o Brasil à frente da corrida da energia alternativa. Estimula potenciais produtores. Jamaica, Nigéria, Índia, cultivam cana e tentam organizar a produção inspirada nos moldes brasileiros. A criação de mercados pelo mundo é considerada fundamental pelos produtores locais. A percepção é que, enquanto o Brasil for quase monopolista no comércio internacional de álcool, dificilmente será possível convencer os países desenvolvidos a misturá-lo à gasolina. A experiência do petróleo ensinou que a concentração da produção de combustível não é boa para os países consumidores, que se tornam dependentes. É importante que vários países fabriquem etanol para que haja segurança de abastecimento.
Outro país não será capaz de tirar a liderança brasileira nesse campo em curto prazo. O Brasil tornou-se uma Meca na produção em larga escala de combustíveis renováveis graças a uma perfeita combinação de clima, extensão territorial e reservas de água. A produtividade é a maior do mundo. De cada hectare de cana plantada no país, produzem-se 6.800 litros de álcool. Nos Estados Unidos, o álcool é feito de milho, cada hectare da cultura gera 3.200 litros de álcool, abaixo da metade do rendimento brasileiro. O litro do álcool brasileiro é cerca de US$ 0,20, ante US$ 0,47 do álcool de milho americano e US$ 0,32 do álcool de cana produzido na Austrália. A beleza do processo brasileiro está principalmente na eficiência ambiental. No Brasil, as máquinas que fabricam o álcool são movidas à energia elétrica produzida pela queima do bagaço de cana, o que reduz os custos. Nos Estados Unidos, o processo depende da energia gerada do carvão, do óleo combustível ou do gás natural, o que encarece o produto final. Para proteger os produtores americanos de milho, a importação do álcool brasileiro é taxada, fere a competitividade. Dois projetos que tramitam no Congresso americano suspendem a cobrança. Jeb Bush, governador da Flórida e irmão do presidente vêm fazendo uma cruzada para derrubar a taxação sobre o produto brasileiro. O Brasil será um pólo ainda maior de atração de investidores, muitos consideram a senha para a transição de um setor com ilhas de atraso para a modernidade.
Os produtores brasileiros dominam a fabricação de álcool, é difícil prever por quanto tempo essa realidade se manterá.
A supremacia brasileira não é definitiva. Faltam investimentos em ciência e tecnologia, para desenvolver novas espécies de cana, resistentes a pragas e adaptadas a regiões mais áridas, será fundamental para abrir novos pólos de produção e elevar a produtividade. A cultura está migrando, novas usinas serão erguidas em Minas Gerais, Goiás, Paraná e Pará.
A maior parte do álcool produzido no país deixa a usina em caminhões, transporte caro que compromete a rentabilidade de áreas no interior do país. Falta estrutura nos portos. Se algum importador comprar álcool hoje, vai ter de esperar meses para receber. Parte da solução do problema estaria na construção de álcool dutos cortando o país. Um projeto da Petrobrás prevê a abertura de um duto que ligaria Goiás à refinaria de Paulínia, em São Paulo, passando pelas principais regiões produtoras.
O ponto fraco para o sucesso do Brasil são os usineiros garantir a produção do álcool. Parece primário na sofisticada agenda do setor de energia, os usineiros reduzem a produção de álcool toda vez que o preço do açúcar sobe. Essa artimanha para aumentar o faturamento da usina tende a minar a confiança dos consumidores externos. O mercado de combustíveis trabalha com contratos de longo prazo que precisam ser respeitados.
A energia de biomassa é fornecida por matérias de origem vegetal que podem ser renovadas em intervalos curtos. A lenha das florestas, o bagaço da cana, os resíduos da indústria de papel, além do biogás, obtido pela decomposição do lixo, são alguns exemplos dos recursos que podem ser utilizados na produção de energia.
A biomassa pode ser aproveitada para produzir calor como também eletricidade. Exemplo interessante é o desenvolvimento de projetos de geração de energia a partir do bagaço da cana utilizada pela indústria do álcool e do açúcar e de projetos de geração térmica a partir da queima da casca do arroz.
Atividades tradicionais, disseminadas pela maior parte do país, praticada com métodos rudimentares, desempenha papel de importância econômica, na Amazônia e no Nordeste.
Condições naturais e a pobreza da população favorecem o envolvimento de milhares de famílias nessa atividade englobada no setor primário da economia, às vezes praticadas ilegalmente em áreas de reservas tombadas como patrimônio ou reservas florestais, visando complementar a renda ou a sobrevivência do grupo familiar.
A biomassa é uma das fontes energéticas principais do Brasil, ficando atrás do petróleo e da eletricidade. As árvores plantadas com o objetivo de retirar carbono da atmosfera podem ser utilizadas como matrizes energéticas, em substituição a combustíveis fósseis.
Há três classes de biomassa: a biomassa sólida, líquida e gasosa.
A biomassa sólida tem como fonte os produtos e resíduos da agricultura (incluindo substâncias vegetais e animais), os resíduos das florestas e a fração biodegradável dos resíduos industriais e urbanos.
A biomassa líquida existe em uma série de biocombustíveis líquidos com potencial de utilização, todos com origem nas chamadas "culturas energéticas". Exemplo é o biodiesel, obtido a partir de óleos de colza ou girassol; o etanol, produzido com a fermentação de hidratos de carbono (açúcar, amido, celulose); e o metanol, gerado pela síntese do gás natural.
Já a biomassa gasosa é encontrada nos efluentes agropecuários provenientes da agroindústria e do meio urbano. É achada também nos aterros urbanos. Estes resíduos são resultado da degradação biológica anaeróbia da matéria orgânica, e são constituídos por uma mistura de metano e gás carbônico, que são submetidos à combustão para a geração de energia.
A crise do Petróleo entre 73 e 79, fez que países buscassem fontes alternativas que substituíssem ou reduzissem os gastos com o combustível importado e ameaçado pelo esgotamento. As condições de espaço e a tropicalidade de nosso território propiciam intensificar o cultivo da cana-de-açúcar, para obter álcool combustível.
De tecnologia nacional, o álcool é um substituto da gasolina, movimentando boa parte da frota nacional, não substitui o diesel e os derivados do petróleo responsável pelas máquinas industriais, caminhões, ônibus, tratores e indústrias. A maior experiência mundial de uso de energia renovável no transporte é o Proálcool brasileiro. Bagaço de cana, palha de arroz, trigo, soja e milho podem ser transformados em etanol com o uso de uma bactéria recombinante (Escherichia coli geneticamente modificada a partir de genes da bactéria Zymomonas mobilis).
O bagaço é potencial no incremento da capacidade elétrica através da co-geração. A experiência brasileira de produção de energia com biomassa é a queima de bagaço nas caldeiras. Praticamente todas as usinas são alto suficientes em energia e geram excedentes para a rede elétrica. A eficiência na queima do bagaço poderia aumentar em 35% com a gaseificação ou a redução da umidade, que chega a 50%.
O Proálcool é uma realidade, os interesses dos proprietários e das montadoras estavam em jogo. A denominação biomassa se junta variados produtos energéticos. No Brasil têm muita importância os produtos derivados da agroindústria açucareira, como o etanol e o bagaço de cana. Outros energéticos são os carvões e os óleos vegetais. A produção é em torno de 200 mil barris por dia de etanol, proveniente da indústria açucareira, onde principal consumidor é o transporte.
A área plantada com cana de açúcar no Brasil deve saltar de cerca de 7 milhões de hectares para 12,2 milhões de hectares na safra 2015/2016. Com isso será capaz de produzir 902,8 milhões de toneladas para usinas e destilarias, o dobro da produção atual. O crescimento se dará pela febre de demanda pelo álcool, com previsão de produção de 36 bilhões de litros de 90 novas usinas e destilarias construídas até 2015 no país.
As matérias de florestas, campos e lavouras não estão disponíveis em massa ou de forma ilimitada, o nosso alvo é que a humanidade de amanhã, sem a abundância das energias fósseis dos últimos 100 anos, possa viver de forma sustentável e digna. Supre as necessidades alimentares de todos os seres superiores, a produção florestal e agrícola poderá servir para cobrir por um lado às necessidades de matérias primas e por outro as necessidades de energia e combustíveis dos seres humanos. Deve haver suficientes substâncias naturais e nutrientes de teor energético, nos solos florestais e agrícolas, para que a biosfera e os solos não empobreçam, nem diminua a sua produtividade.
O álcool virou a principal estrela do mercado energético global e nenhuma economia tem tanto a ganhar quanto a nossa. O álcool desponta como a principal promessa.
O despertar mundial coloca o Brasil à frente da corrida da energia alternativa. Estimula potenciais produtores. Jamaica, Nigéria, Índia, cultivam cana e tentam organizar a produção inspirada nos moldes brasileiros. A criação de mercados pelo mundo é considerada fundamental pelos produtores locais. A percepção é que, enquanto o Brasil for quase monopolista no comércio internacional de álcool, dificilmente será possível convencer os países desenvolvidos a misturá-lo à gasolina. A experiência do petróleo ensinou que a concentração da produção de combustível não é boa para os países consumidores, que se tornam dependentes. É importante que vários países fabriquem etanol para que haja segurança de abastecimento.
Outro país não será capaz de tirar a liderança brasileira nesse campo em curto prazo. O Brasil tornou-se uma Meca na produção em larga escala de combustíveis renováveis graças a uma perfeita combinação de clima, extensão territorial e reservas de água. A produtividade é a maior do mundo. De cada hectare de cana plantada no país, produzem-se 6.800 litros de álcool. Nos Estados Unidos, o álcool é feito de milho, cada hectare da cultura gera 3.200 litros de álcool, abaixo da metade do rendimento brasileiro. O litro do álcool brasileiro é cerca de US$ 0,20, ante US$ 0,47 do álcool de milho americano e US$ 0,32 do álcool de cana produzido na Austrália. A beleza do processo brasileiro está principalmente na eficiência ambiental. No Brasil, as máquinas que fabricam o álcool são movidas à energia elétrica produzida pela queima do bagaço de cana, o que reduz os custos. Nos Estados Unidos, o processo depende da energia gerada do carvão, do óleo combustível ou do gás natural, o que encarece o produto final. Para proteger os produtores americanos de milho, a importação do álcool brasileiro é taxada, fere a competitividade. Dois projetos que tramitam no Congresso americano suspendem a cobrança. Jeb Bush, governador da Flórida e irmão do presidente vêm fazendo uma cruzada para derrubar a taxação sobre o produto brasileiro. O Brasil será um pólo ainda maior de atração de investidores, muitos consideram a senha para a transição de um setor com ilhas de atraso para a modernidade.
Os produtores brasileiros dominam a fabricação de álcool, é difícil prever por quanto tempo essa realidade se manterá.
A supremacia brasileira não é definitiva. Faltam investimentos em ciência e tecnologia, para desenvolver novas espécies de cana, resistentes a pragas e adaptadas a regiões mais áridas, será fundamental para abrir novos pólos de produção e elevar a produtividade. A cultura está migrando, novas usinas serão erguidas em Minas Gerais, Goiás, Paraná e Pará.
A maior parte do álcool produzido no país deixa a usina em caminhões, transporte caro que compromete a rentabilidade de áreas no interior do país. Falta estrutura nos portos. Se algum importador comprar álcool hoje, vai ter de esperar meses para receber. Parte da solução do problema estaria na construção de álcool dutos cortando o país. Um projeto da Petrobrás prevê a abertura de um duto que ligaria Goiás à refinaria de Paulínia, em São Paulo, passando pelas principais regiões produtoras.
O ponto fraco para o sucesso do Brasil são os usineiros garantir a produção do álcool. Parece primário na sofisticada agenda do setor de energia, os usineiros reduzem a produção de álcool toda vez que o preço do açúcar sobe. Essa artimanha para aumentar o faturamento da usina tende a minar a confiança dos consumidores externos. O mercado de combustíveis trabalha com contratos de longo prazo que precisam ser respeitados.
quinta-feira, 2 de abril de 2009
Biodigestores
Biodigestor é um tanque protegido do contato com o ar atmosférico, onde a matéria orgânica contida nos efluentes é metabolizada por bactérias anaeróbias (que se desenvolvem em ambiente sem oxigênio). Neste processo, os subprodutos obtidos são o gás (Biogás), uma parte sólida que decanta no fundo do tanque (Biofertilizante), e uma parte líquida que corresponde ao efluente mineralizado (tratado).
Este efluente pode ser utilizado para produção de microalgas que podem servir de insumo para piscicultura em sistemas de policultivo. Este processo de tratamento de efluentes por biodigestor e produção de subprodutos com valor agregado é um exemplo de Biossistema Integrado.
O Biofertilizante apresenta alta qualidade para uso como fertilizante agrícola, devido principalmente: a diminuição no teor de carbono do material, pois a matéria orgânica ao ser digerida perde exclusivamente carbono na forma de CH4 e CO2; ao aumento no teor de nitrogênio e demais nutrientes, em conseqüência da perda do carbono; a diminuição na relação C/N da matéria orgânica, o que melhora as condições do material para fins agrícola; as maiores facilidades de imobilização do biofertilizante pelos microorganismos do solo, devido ao material já se encontrar em grau avançado de decomposição o que vem aumentar a eficiência do biofertilizante; a solubilização parcial de alguns nutrientes.
O Biogás é um gás inflamável produzido por microorganismos, e quando matérias orgânicas em um ambiente impermeável ao ar, são fermentadas em determinados limites de temperatura, teor de umidade e acidez.
O metano, principal componente do biogás, não tem cheiro, cor ou sabor, mas os outros gases presentes conferem-lhe um ligeiro odor de alho ou de ovo podre.
O biogás por ser extremamente inflamável, oferece condições para:
Uso em fogão doméstico; em lampião; como combustível para motores de combustão interna; em geladeiras; em chocadeiras; em secadores de grãos ou secadores diversos; geração de energia elétrica; aquecimento e balanço calorífico.
A redução das necessidades de lenha poupa as matas. A produção de biogás representa um importante meio de estímulo a agricultura, promovendo a devolução de produtos vegetais ao solo e aumentando o volume e a qualidade de adubo orgânico. Os excrementos fermentados aumentam o rendimento agrícola.
O biogás, substituindo o gás de petróleo no meio rural, elimina também os custos do transporte de bujão de gás dos estoques do litoral ao interior.
O uso do biogás na cozinha é higiênico, não desprende fumaça e não deixa resíduos nas panelas. O desenvolvimento de um programa de biogás também representa um recurso eficiente para tratar os excrementos e melhorar a higiene e o padrão sanitário do meio rural. O lançamento de dejetos humanos e animais num digestor de biogás solucionam os problemas de dar fins aos ovos dos esquistossomos e ancilóstomos, bem como de bactérias, bacilos disentéricos e paratíficos e de outros parasitas.
A tecnologia de biodigestores já tem pelo menos duas décadas no Brasil. Iniciou-se com modelos provenientes da China e Índia. No entanto, o Brasil teve algumas dificuldades na sua implementação, fazendo com que esta tecnologia caísse no descrédito no meio rural.
Nestas duas décadas houve avanços tecnológicos significativos que possibilitaram a solução de várias dificuldades. Assim, o modelo de biodigestor adotado para o Biossistema Integrado agrega avanços, além de levar em conta a simplicidade de manejo e baixo custo de construção.
Os objetivos dos biodigestores podem variar de localidade para localidade, podem ser empregados na obtenção de combustível de alta qualidade para as áreas rurais, sendo, ao mesmo tempo, preservado o valor do efluente como adubo; pode visar atender ao duplo objetivo de produção de energia e de tratamento de dejetos, principalmente de animais em fazendas, o que possibilita o manuseio de um material sem odores.
O Brasil dispõe de condições climáticas favoráveis (localidade de clima tropical onde a temperatura é praticamente constante, com média acima de 20°C, os digestores dispensam sistemas adicionais para aquecimento) para explorar a imensa energia derivada dos dejetos animais e restos de cultura e liberar o gás de bujão e o combustível líquido (querosene, gasolina, óleo diesel) para o homem urbano aliviando com isso o país de uma significativa parcela de importação de derivados do petróleo.
Este efluente pode ser utilizado para produção de microalgas que podem servir de insumo para piscicultura em sistemas de policultivo. Este processo de tratamento de efluentes por biodigestor e produção de subprodutos com valor agregado é um exemplo de Biossistema Integrado.
O Biofertilizante apresenta alta qualidade para uso como fertilizante agrícola, devido principalmente: a diminuição no teor de carbono do material, pois a matéria orgânica ao ser digerida perde exclusivamente carbono na forma de CH4 e CO2; ao aumento no teor de nitrogênio e demais nutrientes, em conseqüência da perda do carbono; a diminuição na relação C/N da matéria orgânica, o que melhora as condições do material para fins agrícola; as maiores facilidades de imobilização do biofertilizante pelos microorganismos do solo, devido ao material já se encontrar em grau avançado de decomposição o que vem aumentar a eficiência do biofertilizante; a solubilização parcial de alguns nutrientes.
O Biogás é um gás inflamável produzido por microorganismos, e quando matérias orgânicas em um ambiente impermeável ao ar, são fermentadas em determinados limites de temperatura, teor de umidade e acidez.
O metano, principal componente do biogás, não tem cheiro, cor ou sabor, mas os outros gases presentes conferem-lhe um ligeiro odor de alho ou de ovo podre.
O biogás por ser extremamente inflamável, oferece condições para:
Uso em fogão doméstico; em lampião; como combustível para motores de combustão interna; em geladeiras; em chocadeiras; em secadores de grãos ou secadores diversos; geração de energia elétrica; aquecimento e balanço calorífico.
A redução das necessidades de lenha poupa as matas. A produção de biogás representa um importante meio de estímulo a agricultura, promovendo a devolução de produtos vegetais ao solo e aumentando o volume e a qualidade de adubo orgânico. Os excrementos fermentados aumentam o rendimento agrícola.
O biogás, substituindo o gás de petróleo no meio rural, elimina também os custos do transporte de bujão de gás dos estoques do litoral ao interior.
O uso do biogás na cozinha é higiênico, não desprende fumaça e não deixa resíduos nas panelas. O desenvolvimento de um programa de biogás também representa um recurso eficiente para tratar os excrementos e melhorar a higiene e o padrão sanitário do meio rural. O lançamento de dejetos humanos e animais num digestor de biogás solucionam os problemas de dar fins aos ovos dos esquistossomos e ancilóstomos, bem como de bactérias, bacilos disentéricos e paratíficos e de outros parasitas.
A tecnologia de biodigestores já tem pelo menos duas décadas no Brasil. Iniciou-se com modelos provenientes da China e Índia. No entanto, o Brasil teve algumas dificuldades na sua implementação, fazendo com que esta tecnologia caísse no descrédito no meio rural.
Nestas duas décadas houve avanços tecnológicos significativos que possibilitaram a solução de várias dificuldades. Assim, o modelo de biodigestor adotado para o Biossistema Integrado agrega avanços, além de levar em conta a simplicidade de manejo e baixo custo de construção.
Os objetivos dos biodigestores podem variar de localidade para localidade, podem ser empregados na obtenção de combustível de alta qualidade para as áreas rurais, sendo, ao mesmo tempo, preservado o valor do efluente como adubo; pode visar atender ao duplo objetivo de produção de energia e de tratamento de dejetos, principalmente de animais em fazendas, o que possibilita o manuseio de um material sem odores.
O Brasil dispõe de condições climáticas favoráveis (localidade de clima tropical onde a temperatura é praticamente constante, com média acima de 20°C, os digestores dispensam sistemas adicionais para aquecimento) para explorar a imensa energia derivada dos dejetos animais e restos de cultura e liberar o gás de bujão e o combustível líquido (querosene, gasolina, óleo diesel) para o homem urbano aliviando com isso o país de uma significativa parcela de importação de derivados do petróleo.
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