Estudo mostra que Brasil precisa avançar mais em geração nuclear e eólica.
Para se manter à frente na corrida por energias sustentáveis, o Brasil precisa derrubar alguns mitos e fomentar as cadeias de produção de energia nuclear e eólica, além de investir na nova geração de biocombustíveis, como o etanol a celulose.
Essas são algumas das conclusões do estudo "Energy Shift" ("Virada Energética"), da consultoria Booz & Company, que traçou um panorama do cenário de energia no mundo até 2030.
Em termos globais, é previsto um cenário em que os combustíveis fósseis – petróleo, carvão e gás natural – perdem espaço, mas não deixam de ser importantes.
Ao mesmo tempo, as pressões em relação à redução das emissões de gases de efeito estufa vão obrigar governos e empresas a combinar diferentes fontes de energia. As fontes alternativas, como energia eólica, fotovoltaica e geotérmica, ganham espaço, e também a geração nuclear cresce, por ser livre de emissões de CO2.
O estudo observa que o Brasil está bem posicionado em relação à sua matriz energética, com 46% de fontes renováveis. Mas diz ser preciso não se acomodar com as inovações que levaram o País a essa liderança, como hidrelétricas, carros flex e etanol.
"A virada energética no Brasil terá um ritmo diferente dos países desenvolvidos, pois fomos o primeiro país a concentrar esforços em desenvolver fontes renováveis", explica Arthur Ramos, sócio da Booz & Company no Brasil.
"Mas o Brasil tem de almejar estar na linha de frente do desenvolvimento de novas tecnologias em geração de energia. É hora de virar a página e investir em inovação", diz. "Ainda haverá espaço para os fósseis, mas também para energia eólica, fotovoltaica e gás natural, que é um combustível fóssil, mas bem menos poluente."
Eólica
O estudo da Booz & Company tem como objetivo dar pistas sobre o futuro da energia, para que empresas de diferentes setores se preparem para as mudanças. "O conselho para o Brasil seria desenvolver as cadeias produtivas de energia eólica e nuclear", diz Ramos. Entre as fontes renováveis, a eólica é a que deve alcançar maior escala, aponta a pesquisa.
A CPFL Energia, que atua principalmente no Estado de São Paulo, vai investir R$ 320 milhões em pesquisa e inovação até 2013, e parte desses recursos deve contemplar a geração eólica. "Dentro de cinco a oito anos teremos um boom de geração eólica", diz Marcelo Corsini, gerente de inovação tecnológica da CPFL Energia.
sexta-feira, 10 de julho de 2009
quarta-feira, 8 de julho de 2009
Energia verde no deserto chinês
País avança na construção de usinas elétricas eólicas e solares e desacelera projetos a base de carvão.
No momento em que os Estados Unidos dão seus primeiros passos para obrigar empresas de energia a gerar mais eletricidade de fontes renováveis, a China já tem um requisito semelhante e está investindo bilhões para se refazer como uma superpotência de energia verde.
Com uma combinação de ameaça e persuasão, Pequim começa a mudar a maneira como o país gera sua energia. Embora o carvão continue a ser a maior fonte de energia e muito provavelmente continuará sendo, a ascensão da energia renovável, em especial a eólica, ajuda a desacelerar o forte crescimento das emissões de gases que contribuem para o aquecimento global no país.
Enquanto a Câmara de Representantes aprovou na semana retrasada um requerimento para que as empresas de eletricidade americanas gerem uma parte maior de sua energia de fontes renováveis e o Senado vai analisar propostas parecidas nos próximos meses, já faz dois anos que a China impôs esse requisito.
Neste ano, a China estará prestes a ultrapassar os Estados Unidos como o maior mercado mundial para turbinas eólicas - após dobrar sua capacidade de energia eólica em cada um dos últimos quatro anos. As companhias estatais de eletricidade estão competindo para ver qual delas conseguirá construir usinas solares mais depressa, embora esses projetos sejam muito menores que os projetos eólicos. E outros projetos de energia verde, como a queima de resíduos agrícolas para gerar eletricidade, estão pipocando por todo o país.
Dunhuang, uma cidade oásis nas profundezas do Deserto de Gobi ao lado da famosa Rota da Seda e as vastidões circundantes de dunas de areia e cascalho, tornou-se o centro do impulso da China para liderar o mundo nas energias eólica e solar.
Uma série de projetos está sendo construída no planalto quase sem vida a sudeste de Dunhuang, entre os quais seis imensos projetos de energia eólica que estão sendo construído por toda a China, cada um com uma capacidade de mais de 16 usinas de eletricidade a carvão. Cada um dos seis projetos "ofusca totalmente todo o resto, qualquer outra coisa no mundo", disse Steve Sawyer, o secretário-geral do Global Wind Energy Council, uma associação setorial em Bruxelas.
Algumas autoridades reguladoras chinesas chegam a recear que as ordens de Pequim estejam impelindo as companhias a irem longe demais e rápido demais. As companhias podem oferecer deliberadamente preços abaixo do valor real para construir projetos novos pensando em voltar posteriormente ao governo e pedir uma compensação quando os projetos estiverem perdendo dinheiro.
"O problema é que temos muitas empresas obtusas", disse Li Junfeng, que é vice-diretor-geral de pesquisa energética na principal agência de planejamento econômico da China e secretário-geral da estatal Associação de Indústrias de Energia Renovável.
O HSBC prevê que a China investirá mais dinheiro em energia renovável e energia nuclear entre agora e 2020 que em eletricidade à base de petróleo e carvão. Isso não significa que a China se tornará um gigante verde da noite para o dia. Em primeiro lugar, o consumo de energia no país deve subir consistentemente na próxima década, quando 720 milhões de chineses rurais começarem a adquirir aparelhos de ar-condicionado e outras amenidades consumidoras de energia que já são comuns entre os 606 milhões de moradores urbanos do país.
No início do ano passado, a meta do governo chinês era ter 5.000 megawatts instalados de energia eólica até o fim do ano seguinte, ou o equivalente a oito grandes usinas de eletricidade movidas a carvão, uma pequena proporção do consumo de energia da China e uma ninharia no momento em que o país estava construindo quase duas usinas a carvão por semana.
Mas em março do ano passado, quando as companhias de eletricidade começaram a acelerar a construção de turbinas eólicas, o governo emitiu uma projeção de que 10 mil megawatts seriam efetivamente instalados até o fim do ano. E agora, apenas 15 meses depois, com a construção de usinas a carvão tendo desacelerado para uma por semana e em queda, parece que a China terá 30 mil megawatts de energia eólica até o fim do próximo ano, que era a meta anterior para 2020, disse Li.
Um grande impulso foi o requisito do governo, emitido em setembro de 2007, de que grandes empresas de energia gerassem pelo menos 3% de sua eletricidade de fontes renováveis até o fim de 2010. O cálculo exclui a energia hidrelétrica, que já responde por 21% da energia chinesa, e a energia nuclear, que responde por 1,1%. As companhias chinesas terão de gerar 8% de sua energia de fontes renováveis excluindo a energia hidrelétrica até o fim de 2020.
O projeto de lei da Câmara dos EUA lembra a abordagem da China ao impor um padrão de energia renovável para grandes fornecedoras de eletricidade. Mas os detalhes tornam difícil comparar padrões. O projeto da Câmara exige que os grandes provedores de eletricidade dos EUA derivem pelo menos 15% de sua energia até 2020 de uma combinação de economia de energia e energia renovável - incluindo usinas hidrelétricas construídas a partir de 1992.
As companhias energéticas chinesas estão ávidas para investir em energia renovável não só pelas determinações do governo, mas porque estão cheias de dinheiro e os bancos estatais estão ávidos para lhes emprestar mais. E são poucos os obstáculos regulatórios.
Mesmo com obstáculos, como tempestades de areia e a insuficiente rede de transmissão elétrica, oficiais de Dunhuang investem em novos projetos. "É o Deserto de Gobi", disse Wang Yu, o vice-diretor de planejamento econômico. "Não há muita outra utilidade para ele."
No momento em que os Estados Unidos dão seus primeiros passos para obrigar empresas de energia a gerar mais eletricidade de fontes renováveis, a China já tem um requisito semelhante e está investindo bilhões para se refazer como uma superpotência de energia verde.
Com uma combinação de ameaça e persuasão, Pequim começa a mudar a maneira como o país gera sua energia. Embora o carvão continue a ser a maior fonte de energia e muito provavelmente continuará sendo, a ascensão da energia renovável, em especial a eólica, ajuda a desacelerar o forte crescimento das emissões de gases que contribuem para o aquecimento global no país.
Enquanto a Câmara de Representantes aprovou na semana retrasada um requerimento para que as empresas de eletricidade americanas gerem uma parte maior de sua energia de fontes renováveis e o Senado vai analisar propostas parecidas nos próximos meses, já faz dois anos que a China impôs esse requisito.
Neste ano, a China estará prestes a ultrapassar os Estados Unidos como o maior mercado mundial para turbinas eólicas - após dobrar sua capacidade de energia eólica em cada um dos últimos quatro anos. As companhias estatais de eletricidade estão competindo para ver qual delas conseguirá construir usinas solares mais depressa, embora esses projetos sejam muito menores que os projetos eólicos. E outros projetos de energia verde, como a queima de resíduos agrícolas para gerar eletricidade, estão pipocando por todo o país.
Dunhuang, uma cidade oásis nas profundezas do Deserto de Gobi ao lado da famosa Rota da Seda e as vastidões circundantes de dunas de areia e cascalho, tornou-se o centro do impulso da China para liderar o mundo nas energias eólica e solar.
Uma série de projetos está sendo construída no planalto quase sem vida a sudeste de Dunhuang, entre os quais seis imensos projetos de energia eólica que estão sendo construído por toda a China, cada um com uma capacidade de mais de 16 usinas de eletricidade a carvão. Cada um dos seis projetos "ofusca totalmente todo o resto, qualquer outra coisa no mundo", disse Steve Sawyer, o secretário-geral do Global Wind Energy Council, uma associação setorial em Bruxelas.
Algumas autoridades reguladoras chinesas chegam a recear que as ordens de Pequim estejam impelindo as companhias a irem longe demais e rápido demais. As companhias podem oferecer deliberadamente preços abaixo do valor real para construir projetos novos pensando em voltar posteriormente ao governo e pedir uma compensação quando os projetos estiverem perdendo dinheiro.
"O problema é que temos muitas empresas obtusas", disse Li Junfeng, que é vice-diretor-geral de pesquisa energética na principal agência de planejamento econômico da China e secretário-geral da estatal Associação de Indústrias de Energia Renovável.
O HSBC prevê que a China investirá mais dinheiro em energia renovável e energia nuclear entre agora e 2020 que em eletricidade à base de petróleo e carvão. Isso não significa que a China se tornará um gigante verde da noite para o dia. Em primeiro lugar, o consumo de energia no país deve subir consistentemente na próxima década, quando 720 milhões de chineses rurais começarem a adquirir aparelhos de ar-condicionado e outras amenidades consumidoras de energia que já são comuns entre os 606 milhões de moradores urbanos do país.
No início do ano passado, a meta do governo chinês era ter 5.000 megawatts instalados de energia eólica até o fim do ano seguinte, ou o equivalente a oito grandes usinas de eletricidade movidas a carvão, uma pequena proporção do consumo de energia da China e uma ninharia no momento em que o país estava construindo quase duas usinas a carvão por semana.
Mas em março do ano passado, quando as companhias de eletricidade começaram a acelerar a construção de turbinas eólicas, o governo emitiu uma projeção de que 10 mil megawatts seriam efetivamente instalados até o fim do ano. E agora, apenas 15 meses depois, com a construção de usinas a carvão tendo desacelerado para uma por semana e em queda, parece que a China terá 30 mil megawatts de energia eólica até o fim do próximo ano, que era a meta anterior para 2020, disse Li.
Um grande impulso foi o requisito do governo, emitido em setembro de 2007, de que grandes empresas de energia gerassem pelo menos 3% de sua eletricidade de fontes renováveis até o fim de 2010. O cálculo exclui a energia hidrelétrica, que já responde por 21% da energia chinesa, e a energia nuclear, que responde por 1,1%. As companhias chinesas terão de gerar 8% de sua energia de fontes renováveis excluindo a energia hidrelétrica até o fim de 2020.
O projeto de lei da Câmara dos EUA lembra a abordagem da China ao impor um padrão de energia renovável para grandes fornecedoras de eletricidade. Mas os detalhes tornam difícil comparar padrões. O projeto da Câmara exige que os grandes provedores de eletricidade dos EUA derivem pelo menos 15% de sua energia até 2020 de uma combinação de economia de energia e energia renovável - incluindo usinas hidrelétricas construídas a partir de 1992.
As companhias energéticas chinesas estão ávidas para investir em energia renovável não só pelas determinações do governo, mas porque estão cheias de dinheiro e os bancos estatais estão ávidos para lhes emprestar mais. E são poucos os obstáculos regulatórios.
Mesmo com obstáculos, como tempestades de areia e a insuficiente rede de transmissão elétrica, oficiais de Dunhuang investem em novos projetos. "É o Deserto de Gobi", disse Wang Yu, o vice-diretor de planejamento econômico. "Não há muita outra utilidade para ele."
segunda-feira, 6 de julho de 2009
Câmara dos EUA aprova lei de energia limpa
A Câmara dos Representantes dos Estados Unidos aprovou por apertados 219 votos a favor e 212 votos contra a "Lei Americana de Segurança e Energia Limpa", um marco na legislação climática que vai mudar a forma como o país usa energia, ao obrigar as refinarias, usinas de energia e outros negócios a cortarem suas emissões de gases que provocam o efeito estufa. A apertada votação reforça os desafios que o projeto de lei vai enfrentar para se tornar efetiva. Espera-se que no Senado os obstáculos sejam ainda maiores.
Mesmo assim, a passagem da polêmica lei na votação de junho de 2009 deu ao presidente Barack Obama e aos Democratas uma grande vitória em um marco da agenda política da administração e deu a Washington um forte instrumento de barganha antes das negociações internacionais de mudança climática no final deste ano. Esta também foi a primeira vez que o Congresso dos EUA votou por uma lei que reduz as emissões de gases do efeito estufa.
A legislação tem como objetivo reduzir a emissão de gases do efeito estufa que acredita-se que contribuem para o aquecimento global em 17% abaixo dos níveis de 2005 em 2020 e em mais de 80% até 2050. Ao limitar as emissões enquanto cria um mercado para compra e venda dos direitos para emissão de tais gases, o projeto coloca um preço sobre a emissão de gases como dióxido de carbono e metano e aumenta o custo da produção de energia.
Os produtores de combustíveis fósseis convencionais terão de desenvolver tecnologias para capturar os gases do efeito estufa ou vão perder participação de mercado para energias alternativas que até tinham um custo de produção mais caro. Se o texto se tornar lei, espera-se que uma enxurrada de dólares deve fluir para as indústrias envolvidas em energia renovável, biocombustíveis avançados, tecnologia de bateria e eficiência energética. Por outro lado, a lei vai atingir a indústria de petróleo.
Mesmo assim, a passagem da polêmica lei na votação de junho de 2009 deu ao presidente Barack Obama e aos Democratas uma grande vitória em um marco da agenda política da administração e deu a Washington um forte instrumento de barganha antes das negociações internacionais de mudança climática no final deste ano. Esta também foi a primeira vez que o Congresso dos EUA votou por uma lei que reduz as emissões de gases do efeito estufa.
A legislação tem como objetivo reduzir a emissão de gases do efeito estufa que acredita-se que contribuem para o aquecimento global em 17% abaixo dos níveis de 2005 em 2020 e em mais de 80% até 2050. Ao limitar as emissões enquanto cria um mercado para compra e venda dos direitos para emissão de tais gases, o projeto coloca um preço sobre a emissão de gases como dióxido de carbono e metano e aumenta o custo da produção de energia.
Os produtores de combustíveis fósseis convencionais terão de desenvolver tecnologias para capturar os gases do efeito estufa ou vão perder participação de mercado para energias alternativas que até tinham um custo de produção mais caro. Se o texto se tornar lei, espera-se que uma enxurrada de dólares deve fluir para as indústrias envolvidas em energia renovável, biocombustíveis avançados, tecnologia de bateria e eficiência energética. Por outro lado, a lei vai atingir a indústria de petróleo.
sábado, 4 de julho de 2009
Produção Moderna de biocombustíveis: Visão Perspectiva VI
A partir destes resultados podemos inferir que para se obter um balanço econômico satisfatório na produção e comercialização deste produto é preciso a observância de questões tais como:
6.1. Disponibilidade de insumo de biomassa (resíduos) e de métodos de coleta e condicionamento a custos competitivos e com a qualidade requerida;
6.2. Eficiências de recuperação de bio-óleo acima de 60 %;
6.3. As plantas devem ter uma capacidade acima de 200 kgh-1 (prevêem-se plantas de 500 a 1000 kgh-1 de capacidade, com 1 ou vários reatores em paralelo) e;
6.4. Mercado atraente financeiramente para os produtos do processo.
Algumas aplicações podem não ser atraentes. Na verdade, uma análise multivariável deve ser feita em cada caso.
O desafio a curto e médio prazo deve estar direcionado ao equacionamento dos seguintes aspectos:
Desenvolvimento dos processos tecnológicos unitários relacionados com a sua produção visando aperfeiçoar a qualidade e eficiência de obtenção: Neste caso é importante salientar que mais estudos devem ser realizados sobre formas de recuperação dos aerossóis da pirólise rápida (bio-aerossóis), formação, crescimento, composição química, deposição, precipitação e separação do fluxo de gases, além de serem testados novos sistemas de separação;
Desenvolvimento das aplicações e dos processos para sua implementação: no caso do seu uso como energético, o desenvolvimento das misturas de bio-óleo com alcoóis poderia representar um passo de avanço importante, dada a sua incompatibilidade com hidrocarbonetos convencionais;
“Scale-up” da tecnologia: o “scale-up” da tecnologia deve levar em conta os efeitos da mudança de escala no rendimento gravimétrico e energético e a qualidade do bio-óleo. Estudos nesta direção estão sendo realizados;
Redução de custos: recentes estudos têm demonstrado que o custo de produção do bio-óleo encontra-se ainda entre 10 e 100% do custo de produção do óleo combustível;
Estabelecimentos de normas para os produtores e usuários da tecnologia e os produtos: são necessários trabalhos de caracterização e estandardização no uso e a distribuição do bio-óleo. Estabelecimentos de normas relacionadas com a saúde ambiental e segurança no manuseio, transporte e uso final do bio-óleo;
Disseminação de informações sobre o uso do bio-óleo e dos benefícios econômicos e ambientais decorrentes da tecnologia e dos produtos.
Para se alcançar uma maturidade tecnológica que permita a aplicação desta tecnologia e seus produtos em escala comercial é necessárias ainda pesquisas básicas e aplicadas. Uma dada aplicação terá impacto de escala quando seja atraente economicamente em cada uma das etapas dos processos envolvidos.
6.1. Disponibilidade de insumo de biomassa (resíduos) e de métodos de coleta e condicionamento a custos competitivos e com a qualidade requerida;
6.2. Eficiências de recuperação de bio-óleo acima de 60 %;
6.3. As plantas devem ter uma capacidade acima de 200 kgh-1 (prevêem-se plantas de 500 a 1000 kgh-1 de capacidade, com 1 ou vários reatores em paralelo) e;
6.4. Mercado atraente financeiramente para os produtos do processo.
Algumas aplicações podem não ser atraentes. Na verdade, uma análise multivariável deve ser feita em cada caso.
O desafio a curto e médio prazo deve estar direcionado ao equacionamento dos seguintes aspectos:
Desenvolvimento dos processos tecnológicos unitários relacionados com a sua produção visando aperfeiçoar a qualidade e eficiência de obtenção: Neste caso é importante salientar que mais estudos devem ser realizados sobre formas de recuperação dos aerossóis da pirólise rápida (bio-aerossóis), formação, crescimento, composição química, deposição, precipitação e separação do fluxo de gases, além de serem testados novos sistemas de separação;
Desenvolvimento das aplicações e dos processos para sua implementação: no caso do seu uso como energético, o desenvolvimento das misturas de bio-óleo com alcoóis poderia representar um passo de avanço importante, dada a sua incompatibilidade com hidrocarbonetos convencionais;
“Scale-up” da tecnologia: o “scale-up” da tecnologia deve levar em conta os efeitos da mudança de escala no rendimento gravimétrico e energético e a qualidade do bio-óleo. Estudos nesta direção estão sendo realizados;
Redução de custos: recentes estudos têm demonstrado que o custo de produção do bio-óleo encontra-se ainda entre 10 e 100% do custo de produção do óleo combustível;
Estabelecimentos de normas para os produtores e usuários da tecnologia e os produtos: são necessários trabalhos de caracterização e estandardização no uso e a distribuição do bio-óleo. Estabelecimentos de normas relacionadas com a saúde ambiental e segurança no manuseio, transporte e uso final do bio-óleo;
Disseminação de informações sobre o uso do bio-óleo e dos benefícios econômicos e ambientais decorrentes da tecnologia e dos produtos.
Para se alcançar uma maturidade tecnológica que permita a aplicação desta tecnologia e seus produtos em escala comercial é necessárias ainda pesquisas básicas e aplicadas. Uma dada aplicação terá impacto de escala quando seja atraente economicamente em cada uma das etapas dos processos envolvidos.
quinta-feira, 2 de julho de 2009
Produção Moderna de biocombustíveis: Visão Perspectiva V
5.1. Custos de Produção do Bio-Óleo
Segundo avaliação econômica realizada no início dos anos 90, uma planta de pirólise ablativa com capacidade de 907 toneladas de biomassa/dia poderia produzir 680 toneladas de bio-óleo bruto por dia, a um custo de 100 dólares a tonelada. Essa estimativa corresponde a uma taxa de juros de 20% ao ano, e a biomassa a um preço de 44 dólares a tonelada. O custo total seria de 58,7 dólares por tonelada de biomassa seca (53% do custo total). A estimativa de custo do equipamento é de 11 milhões de dólares e o investimento total a ser feito de 44,5 milhões de dólares. Para uma planta menor, com capacidade de 227 toneladas de biomassa por dia, o custo do bio-óleo seria de 158 dólares por tonelada, indicando um importante efeito de escala.
Um estudo sobre a avaliação dos custos de produção do bio-óleo obtido por pirólise rápida de biomassa realizado no New Hampshire Department of Resources and Economic Development, da Universidade de New Hampshire, UK, projeto identificado com o título “Identifying and Implementing Alternatives to Sustain the Wood-Fired Electricity Generating Industry in New Hampshire”, de Janeiro de 2002, estimou a tendência mostrada no gráfico da Figura 1 abaixo apresentada [4]. Trata-se da avaliação da variação do custo unitário de produção do bio-óleo (em US$/litro) como função da umidade inicial do insumo (aparas de madeira ou woodchips) para uma planta com capacidade de 8,3 tonh-1. Observa-se um pronunciado incremento do custo unitário de produção do bio-óleo para umidades da biomassa acima de 35% (base úmida). Foi verificado também, neste estudo, que o custo unitário de produção do bio-óleo não é mais praticamente influenciado pela capacidade das plantas para valores deste parâmetro acima de aproximadamente 4 tonh-1. Este comportamento foi similar para as três umidades da biomassa testadas, de 25, 35 e 55% (base úmida).
No Brasil, poucas pesquisas estão em andamento na área de pirólise rápida de biomassa. O grupo de biocombustíveis da Universidade Estadual de Campinas-UNICAMP trabalha na obtenção de bio-óleo a partir da tecnologia de reator de leito fluidizado borbulhante. Suas principais rotas de trabalho são: desenvolvimento de uma tecnologia própria, obtenção e melhoramento da qualidade do bio-óleo, redução dos custos envolvidos, estudo para a expansão das aplicações dos produtos e co-produtos do processo de pirólise, e o estudo do aumento de escala da tecnologia.
5.2. Mercado para o Bio-Óleo
O bio-óleo é uma mistura orgânica complexa, formada por centenas de compostos diferentes pertencentes a muitos grupos químicos. O Poder Calorífico Superior-PCS do bio-óleo varia, em média, entre 18 e 20 MJkg-1, ou seja, aproximadamente metade do valor do PCS do óleo combustível convencional. O teor de água pode variar de 15% a aproximadamente 40% do peso. A densidade do bio-óleo é também alta, em torno de 1,2 kgl-1.
São sugeridas algumas aplicações para o bio-óleo. Combustíveis líquidos (Premium), como os hidrocarbonetos leves e a mistura aromática de gasolina e substâncias como o diesel, poderiam ser produzidos por catálise. O uso como óleo combustível em motores estacionários em substituição ao óleo diesel é possível, embora seja necessário resolver problemas como a corrosão, baixo valor de aquecimento e envelhecimento (reações de polimerização) durante o armazenamento.
O bio-óleo é também uma fonte de produtos químicos refinados, com um alto preço no varejo. Por exemplo, com o bio-óleo é possível produzir compostos para aditivos e aroma de alimentos como a alilsiringol (que custa US$ 1000,00 por kg), siringaldeído e siringol (ambos custam US$ 400,00 por kg).
Nos últimos anos tem sido dispensada uma atenção especial ao desenvolvimento de materiais com o uso de frações do bio-óleo. Os derivados fenólicos presentes no bio-óleo insolúvel, principalmente derivados da despolimerização da lignina, são utilizados com êxito para substituir o fenol petroquímico durante a formulação de resinas do tipo fenol-formaldeído (PF-resinas). Este tipo de resina é utilizada como ligante em vários tipos de madeira compensada e também é um material básico nas indústrias de abrasivos e adesivos. A substituição de 50% (em peso) de fenol é viável, sem alterar ou afetar o desempenho da resina.
Fibras curtas de carbono ativado, que servem para a fabricação de filtros para tratamento da água, podem ser produzidas com o uso de material residual da destilação do bio-óleo ou do alcatrão da pirólise lenta. O piche residual recuperado durante a destilação do bio-óleo também serve como ligante em eletrodos. O bio-piche, como é conhecido, é mais reativo do que o piche de alcatrão de carvão fóssil, resultando em uma rede transversalmente ligada com coque.
5.3. Produção de energia elétrica a partir do Bio-Óleo
A produção de eletricidade a partir da pirólise de biomassa é uma das alternativas tecnológica cuidadosamente considerada nos projetos de P&D. Uma das vantagens potenciais dessa tecnologia é a desvinculação da produção de eletricidade com a produção de biomassa, isto é, o óleo resultante da pirólise poderia ser transportado até as centrais elétricas e as limitações relativas ao tamanho da planta e aos impactos ambientais poderiam ser superadas.
A pirólise rápida da biomassa e o subsequente uso do combustível líquido nos motores de combustão interna são um processo tecnológico novo que ainda deve apresentar-se com mais pesquisa. Porém, apesar da fase de desenvolvimento incipiente desta tecnologia estudos prévios indicam que poderá haver um potencial nicho de mercado para a produção de eletricidade por meio de pirólise rápida em unidades de pequena escala (capacidade entre 5 e 25 MW), principalmente no atendimento das cargas de ponta. As recentes análises de viabilidade apresentadas na literatura exploram mais a vantagem da desvinculação da produção de bio-óleo e da sua utilização na produção de eletricidade, permitindo uma melhor exploração do conceito de economia de escala para regiões com potencial disponibilidade de insumos de biomassa.
5.4. Tendências e Desafios para a Pirólise Rápida de Biomassa
A viabilidade econômica da produção do bio-óleo é altamente dependente de fatores como:
5.4.1. Parâmetros de custo: Neste caso são considerados os seguintes aspectos:
a. da aplicação que se tenha para o bio-óleo o qual define, a princípio, o seu preço de venda (consideram-se o mercado de energéticos e o mercado de insumos químicos);
b. do preço de venda do insumo (a biomassa) na região onde se instalariam as plantas de bio-óleo.
5.4.2. Tamanho da planta:
Trata-se da capacidade em alimentação de biomassa das plantas (economia de escala).
5.4.3. Desempenho da planta:
Trata-se da eficiência de separação e recuperação do bio-óleo. Os finos de biocarvão, a princípio, não interessam muito nesta análise, mas que podem beneficiar os custos e a análise de viabilidade econômica é uma realidade.
5.4.4. Parâmetros financeiros:
Referem-se ao cenário financeiro, taxas de juro consideradas, impostos.
Estes resultados são fruto de uma análise de sensibilidade paramétrica realizada para a escala da planta de pirólise rápida da UNICAMP. Esta unidade foi instalada e operada em regime de pesquisa e demonstração dentro das dependências do Centro de Tecnologia Canavieira-CTC em Piracicaba-SP, usando-se gramíneas como capim elefante e palha de cana como insumo.
Segundo avaliação econômica realizada no início dos anos 90, uma planta de pirólise ablativa com capacidade de 907 toneladas de biomassa/dia poderia produzir 680 toneladas de bio-óleo bruto por dia, a um custo de 100 dólares a tonelada. Essa estimativa corresponde a uma taxa de juros de 20% ao ano, e a biomassa a um preço de 44 dólares a tonelada. O custo total seria de 58,7 dólares por tonelada de biomassa seca (53% do custo total). A estimativa de custo do equipamento é de 11 milhões de dólares e o investimento total a ser feito de 44,5 milhões de dólares. Para uma planta menor, com capacidade de 227 toneladas de biomassa por dia, o custo do bio-óleo seria de 158 dólares por tonelada, indicando um importante efeito de escala.
Um estudo sobre a avaliação dos custos de produção do bio-óleo obtido por pirólise rápida de biomassa realizado no New Hampshire Department of Resources and Economic Development, da Universidade de New Hampshire, UK, projeto identificado com o título “Identifying and Implementing Alternatives to Sustain the Wood-Fired Electricity Generating Industry in New Hampshire”, de Janeiro de 2002, estimou a tendência mostrada no gráfico da Figura 1 abaixo apresentada [4]. Trata-se da avaliação da variação do custo unitário de produção do bio-óleo (em US$/litro) como função da umidade inicial do insumo (aparas de madeira ou woodchips) para uma planta com capacidade de 8,3 tonh-1. Observa-se um pronunciado incremento do custo unitário de produção do bio-óleo para umidades da biomassa acima de 35% (base úmida). Foi verificado também, neste estudo, que o custo unitário de produção do bio-óleo não é mais praticamente influenciado pela capacidade das plantas para valores deste parâmetro acima de aproximadamente 4 tonh-1. Este comportamento foi similar para as três umidades da biomassa testadas, de 25, 35 e 55% (base úmida).
No Brasil, poucas pesquisas estão em andamento na área de pirólise rápida de biomassa. O grupo de biocombustíveis da Universidade Estadual de Campinas-UNICAMP trabalha na obtenção de bio-óleo a partir da tecnologia de reator de leito fluidizado borbulhante. Suas principais rotas de trabalho são: desenvolvimento de uma tecnologia própria, obtenção e melhoramento da qualidade do bio-óleo, redução dos custos envolvidos, estudo para a expansão das aplicações dos produtos e co-produtos do processo de pirólise, e o estudo do aumento de escala da tecnologia.
5.2. Mercado para o Bio-Óleo
O bio-óleo é uma mistura orgânica complexa, formada por centenas de compostos diferentes pertencentes a muitos grupos químicos. O Poder Calorífico Superior-PCS do bio-óleo varia, em média, entre 18 e 20 MJkg-1, ou seja, aproximadamente metade do valor do PCS do óleo combustível convencional. O teor de água pode variar de 15% a aproximadamente 40% do peso. A densidade do bio-óleo é também alta, em torno de 1,2 kgl-1.
São sugeridas algumas aplicações para o bio-óleo. Combustíveis líquidos (Premium), como os hidrocarbonetos leves e a mistura aromática de gasolina e substâncias como o diesel, poderiam ser produzidos por catálise. O uso como óleo combustível em motores estacionários em substituição ao óleo diesel é possível, embora seja necessário resolver problemas como a corrosão, baixo valor de aquecimento e envelhecimento (reações de polimerização) durante o armazenamento.
O bio-óleo é também uma fonte de produtos químicos refinados, com um alto preço no varejo. Por exemplo, com o bio-óleo é possível produzir compostos para aditivos e aroma de alimentos como a alilsiringol (que custa US$ 1000,00 por kg), siringaldeído e siringol (ambos custam US$ 400,00 por kg).
Nos últimos anos tem sido dispensada uma atenção especial ao desenvolvimento de materiais com o uso de frações do bio-óleo. Os derivados fenólicos presentes no bio-óleo insolúvel, principalmente derivados da despolimerização da lignina, são utilizados com êxito para substituir o fenol petroquímico durante a formulação de resinas do tipo fenol-formaldeído (PF-resinas). Este tipo de resina é utilizada como ligante em vários tipos de madeira compensada e também é um material básico nas indústrias de abrasivos e adesivos. A substituição de 50% (em peso) de fenol é viável, sem alterar ou afetar o desempenho da resina.
Fibras curtas de carbono ativado, que servem para a fabricação de filtros para tratamento da água, podem ser produzidas com o uso de material residual da destilação do bio-óleo ou do alcatrão da pirólise lenta. O piche residual recuperado durante a destilação do bio-óleo também serve como ligante em eletrodos. O bio-piche, como é conhecido, é mais reativo do que o piche de alcatrão de carvão fóssil, resultando em uma rede transversalmente ligada com coque.
5.3. Produção de energia elétrica a partir do Bio-Óleo
A produção de eletricidade a partir da pirólise de biomassa é uma das alternativas tecnológica cuidadosamente considerada nos projetos de P&D. Uma das vantagens potenciais dessa tecnologia é a desvinculação da produção de eletricidade com a produção de biomassa, isto é, o óleo resultante da pirólise poderia ser transportado até as centrais elétricas e as limitações relativas ao tamanho da planta e aos impactos ambientais poderiam ser superadas.
A pirólise rápida da biomassa e o subsequente uso do combustível líquido nos motores de combustão interna são um processo tecnológico novo que ainda deve apresentar-se com mais pesquisa. Porém, apesar da fase de desenvolvimento incipiente desta tecnologia estudos prévios indicam que poderá haver um potencial nicho de mercado para a produção de eletricidade por meio de pirólise rápida em unidades de pequena escala (capacidade entre 5 e 25 MW), principalmente no atendimento das cargas de ponta. As recentes análises de viabilidade apresentadas na literatura exploram mais a vantagem da desvinculação da produção de bio-óleo e da sua utilização na produção de eletricidade, permitindo uma melhor exploração do conceito de economia de escala para regiões com potencial disponibilidade de insumos de biomassa.
5.4. Tendências e Desafios para a Pirólise Rápida de Biomassa
A viabilidade econômica da produção do bio-óleo é altamente dependente de fatores como:
5.4.1. Parâmetros de custo: Neste caso são considerados os seguintes aspectos:
a. da aplicação que se tenha para o bio-óleo o qual define, a princípio, o seu preço de venda (consideram-se o mercado de energéticos e o mercado de insumos químicos);
b. do preço de venda do insumo (a biomassa) na região onde se instalariam as plantas de bio-óleo.
5.4.2. Tamanho da planta:
Trata-se da capacidade em alimentação de biomassa das plantas (economia de escala).
5.4.3. Desempenho da planta:
Trata-se da eficiência de separação e recuperação do bio-óleo. Os finos de biocarvão, a princípio, não interessam muito nesta análise, mas que podem beneficiar os custos e a análise de viabilidade econômica é uma realidade.
5.4.4. Parâmetros financeiros:
Referem-se ao cenário financeiro, taxas de juro consideradas, impostos.
Estes resultados são fruto de uma análise de sensibilidade paramétrica realizada para a escala da planta de pirólise rápida da UNICAMP. Esta unidade foi instalada e operada em regime de pesquisa e demonstração dentro das dependências do Centro de Tecnologia Canavieira-CTC em Piracicaba-SP, usando-se gramíneas como capim elefante e palha de cana como insumo.
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