Biomassa é toda matéria orgânica de origem vegetal ou animal usada com a finalidade de produzir energia.[1]
Na definição debiomassa para ageração de energia, excluem-se os tradicionaiscombustíveis fósseis, embora estes também sejam derivados da vida vegetal (carvão mineral) ou mineral (petróleo egás natural), embora resultado de várias transformações que requerem milhões de anos para acontecerem. A biomassa pode ser considerada umrecurso natural renovável, enquanto os combustíveis fósseis não se renovam a curto prazo.
A biomassa é utilizada na produção de energia a partir de processos como acombustão de materialorgânico produzida e acumulada em um ecossistema, porém nem toda a produção primária passa a incrementar a biomassa vegetal doecossistema. Parte dessa energia acumulada é empregada pelo ecossistema para sua própria manutenção. Suas vantagens são: o baixo custo; é renovável; permite o reaproveitamento deresíduos; e é menos poluente que outras formas de energias como aquela obtida a partir de combustíveis fósseis.
A queima de biomassa provoca a liberação dedióxido de carbono naatmosfera mas, como este composto havia sido previamente absorvido pelas plantas que deram origem ao combustível, o balanço de emissões de CO2 é nulo.
Um dos primeiros empregos da biomassa pelo ser humano para adquirirenergia teve início com a utilização dofogo como fonte decalor eluz. O domínio desserecurso natural trouxe, à humanidade, a possibilidade de exploração dosminerais,minérios emetais, marcando novo períodoantropológico. Amadeira, do mesmo modo, foi, por um longo período de tempo, a principal fonte energética. Com ela, acocção, asiderurgia e acerâmica 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 daRevolução Industrial.
Nos anos que compreenderam o século XIX, com a revelação datecnologia a vapor, a biomassa passou a ter papel primordial também para obtenção deenergia mecânica com aplicações em setores na indústria e nos transportes. A respeito do início da exploração doscombustíveis fósseis, como ocarvão mineral e opetróleo, alenha 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 omeio 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 comoálcool, gás de madeira,biogás e óleos vegetais nosmotores 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.
Para obtenção das mais variadas fontes de energia, a biomassa pode ser utilizada de maneira vasta, direta ou indiretamente. O menor percentual depoluição atmosférica global e localizado, a estabilidade dociclo do carbono e o maior emprego demão de obra, podem ser mencionados como alguns dos benefícios de sua utilização.
Igualmente, em relação a outras formas de energias renováveis, a biomassa, comoenergia 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 deenergia 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 deenergia elétrica.
Alenha é muito utilizada para produção deenergia por biomassa - noBrasil, já representou 40% da produção energética primária. A grande desvantagem é odesmatamento dasflorestas; Lembramos que existe a possibilidade de utilizarmos a floresta plantada evitando assim a utilização de florestas nativas.
Cana-de-açúcar - no Brasil, diversas usinas de açúcar edestilarias estão produzindometano a partir davinhaça. O gás resultante está sendo utilizado comocombustível para o funcionamento de motores estacionários das usinas e de seus caminhões. O equipamento onde se processa a queima ou a digestão da biomassa é chamado debiodigestor. Numa destilaria com produção diária de 100 000 litros deálcool e 1 500 metros cúbicos de vinhaça, possibilita a obtenção de 24 000 metros cúbicos debiogás, equivalente a 247,5 bilhões decalorias. O biogás obtido poderia ser utilizado diretamente nascaldeiras, liberando maior quantidade de bagaço para geração de energia elétrica através determoelétricas, ou gerar 2 916 quilowatts de energia, suficiente para suprir o consumo doméstico de 25 000 famílias;
Este termo representa plantações florestais de curta duração e talhões adensados – com grande número de árvores por hectare- com o objetivo de produção de biomassa – lenha, carvão vegetal etc. – para conversão energética seja térmica, elétrica ou outra. É importante ressaltar que as florestas energéticas são diferentes das nativas.[5]
As florestas energéticas são plantadas com o objetivo de evitar a pressão do desmatamento sobre as florestas naturais. Elas contribuem também para o fornecimento de biomassa florestal, lenha e carvão de origem vegetal. Além disso, o reflorestamento para uso energético diminui a pressão sobre as florestas nativas e desempenha importante papel na utilização de terras degradadas.[6]
A palavrasilvicultura provém dolatim e quer dizer "floresta" (silva) e "cultivo de árvores" (cultura). Silvicultura é a arte e a ciência que estuda as maneiras naturais e artificiais de restaurar e melhorar o povoamento nas florestas, para atender às exigências do mercado. Este estudo pode ser aplicado na manutenção, no aproveitamento e no uso consciente das florestas.
A silvicultura é divida em clássica e moderna. A clássica abrange as florestas naturais, buscando forças produtivas provenientes dos sítios ecológicos, e as restrições são determinadas pela necessidade de não prejudicar a estabilidade natural do ecossistema. Já a moderna, opera com as florestas plantações, que são mais autônomas do sítio natural, e mantidas artificialmente. O objetivo de ambas é a produção de madeira e, durante seu manejo, é necessária a participação de técnicos de diversas áreas. Porém, a silvicultura moderna não tem apenas a finalidade de produzir madeira, mas também serviços e bens.[7]
Principais espécies de madeira utilizadas em florestas energéticas
São originárias dassavanas daAustrália,África,Índia eAmérica do Sul. Crescem em regiões de clima mais ameno e em altaslatitudes. O seu desenvolvimento dá-se em regiões de baixaprecipitação média anual (500 a 800 milímetros). Toleramsolos pobres e profundos. OgêneroAcacia possui mais de 700 a 800 [[espécies e as principais espécies energéticas são:Acacia measrnsii,Acacia mangium,Acacia auriculiformis,Acacia branchystachya,Acacia cambagei, e aAcacia cyclops.
A acácia-negra (Acacia measrnsii) é a principal espécie cultivada naRegião Sul do Brasil. A madeira é densa (0,7 a 0,85 g/cm3), com um poder calorífico variando de 3 500 a 4 000 quilocalorias por grama. Produz lenha e carvão de excelente qualidade. Produtividade entorno de 13 a 20 m3/ha.ano.
Originário daAustrália e introduzido no Brasil por volta do início do século XX. A partir da década de 1940, foi plantado em larga escala para produção de carvão vegetal, sendo usado na siderurgia. Devido a sua produtividade e adaptabilidade regional, se tornou uma das melhores alternativas para a produção de biomassa energética. A densidade da madeira varia de 0,479 a 0,687 g/cm3 com um poder calorífico variando de 4 312 a 5 085 kcal/kg. Produtividade entorno de 30 a 40 m3/ha ano. Produz carvão para indústria siderúrgica.
O gêneroEucalyptus possui mais de 700 espécies. Entre as principais espécies energéticas, estão:Eucalyptus grandis,Eucalyptus saligna,Eucalyptus citriodora,Eucalyptus urophylla e Híbridos entre essas espécies.[8]
Etanol celulósico: etanol obtido alternativamente por dois processos. Em um deles, a biomassa, formada basicamente por moléculas decelulose, é submetida ao processo dehidrólise enzimática, utilizando váriasenzimas, 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 empregammilho (caso dosEstados Unidos) ebeterraba (daFrança) para a sua produção. O sistema à base de cana-de-açúcar empregado no Brasil é mais viável do que os utilizados nos Estados Unidos e na França.
No Brasil, existem algumas iniciativas neste setor, sobretudo na seção de transportes. A USGA,[9]éter etílico, óleo de mamona e alguns compostos deálcool como a azulina, a motorina e Cruzeiro do Sul,[10] foram produzidos em substituição àgasolina ou aoDiesel com sucesso, da década de 1920 até os primeiros dias da dezena seguinte; período do colapso decorrente daPrimeira Guerra Mundial.
A mistura do álcool na gasolina, iniciada por lei em 1931, permitiu aoBrasil a melhoria do resultado dos motores de combustão de forma garantida e higiênica; o uso de aditivos veneníferos como ochumbo tetra etílico, que de maneira similar foram utilizados em outros países para o aumento das características antidetonantes da gasolina, foi evitado. É de grande importância tal aumento, pois facilita o uso de maiortaxa de compressão nos motores a explosão.
OPrograma Nacional do Álcool (Pró-Álcool) praticado nosanos 1970 consolidou a opção do álcool como alternativa à gasolina. Não obstante os problemas enfrentados como queda nos valores internacionais dopetróleo e oscilações no preço do álcool, que afetaram por várias vezes a oferta interna do álcool, os efeitos da estratégia governamental sobrevivem em seus incrementos. A gasolina brasileira é uma mistura contendo 25% de álcool e a metodologia de fabricação do carro a álcool atingiu níveis de excelência. Os problemas enfrentados na década de 1990 de desabastecimento de álcool que geraram a queda na busca do carro a álcool deixaram de ser uma ameaça ao consumidor graças à recente oferta dos carrosbicombustíveis.
Recentemente, o programa dobiodiesel está sendo implantado para a inserção doóleo vegetal como complementar aoóleo diesel. Primeiramente a mistura será de até 2% do derivado da biomassa no diesel com um aumento gradativo até o percentual de 20% num período de dez anos.
O experimento brasileiro não está limitado apenas à esfera dos transportes: o setor deenergia elétrica tem sido favorecido com a injeção de energia procedente das usinas de álcool e açúcar, geradas a partir daincineração dobagaço e da palha dacana-de-açúcar. Outros detritos como palha dearroz ouserragem de madeira também sustentam algumastermoelétricas pelo país.
Amatriz energética do país é uma das mais limpas do mundo.[11][12] Atualmente, alguns empreendimentos tencionam produzir o chamadohidrogênio verde.[13][14] Ohidrogênio, dependendo da forma como é produzido, é classificado como "marrom", "cinza", "azul", "verde".[15] O H2, classificado como "verde", é aquele produzido de fontes renováveis e/ou não poluentes.[16]
A respeito das conveniências referidas, o uso da biomassa em larga escala também exige certos cuidados que devem ser lembrados, durante as décadas de 1980 e 1990 o desenvolvimento impetuoso da indústria do álcool no Brasil tornou isto evidente. Empreendimentos para a utilização de biomassa de forma ampla podem terimpactos ambientais inquietantes. O resultado pode ser destruição dafauna e daflora com extinção de certasespécies,contaminação do solo e mananciais de água por uso deadubos e outros meios de defesa manejados inadequadamente. Por isso, o respeito àbiodiversidade e a preocupação ambiental devem reger todo e qualquer intento de utilização de biomassa, a biomassa pode ser utilizada tanto para energia quanto para outras utilidades.
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