13 SME BIOMASSA E BIOENERGIA

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ENERGIA SOLAR BIOMASSA E BIOENERGIA 13

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ENERGIASOlAR

BIOMASSAE BIOENERGIA

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INTRODuçãO

Biomassa é qualquer matéria orgânica de origem animal ou ve-getal que pode ser utilizada na produção de energia. De acordo com a sua origem, pode ser: fl orestal (principalmente madeira), agrícola (soja, arroz e cana-de-açúcar, entre outras) e rejeitos ur-banos e industriais (sólidos ou líquidos). A fi gura a seguir mostra exemplos de biomassa.

Durante longo período, foram precárias as informações ofi ciais so-bre o uso da biomassa para fi ns energéticos. Tal fato era atribuído ao que segue:

• energético tradicionalmente utilizado em países pobres e seto-res menos desenvolvidos;

• fonte energética dispersa, com uso, via de regra, inefi ciente;

• aproveitamento energético associado a problemas de desfl o-restamento e desertifi cação.

Entretanto, essa imagem da biomassa mudou, devido aos seguin-tes fatores:

• mensurações mais acuradas do uso e potencial da biomassa, por meio de novos estudos, demonstrações e plantas-piloto;

• uso crescente da biomassa como um vetor energético moder-no, devido ao desenvolvimento de tecnologias efi cientes de conversão, principalmente em países industrializados;

• reconhecimento das vantagens ambientais do uso racional da biomassa, principalmente no controle das emissões de gás car-bônico e enxofre.

Embora grande parte do planeta não apresente recursos de bio-massa, a quantidade de matéria-prima dessa fonte de energia, exis-tente na Terra, é da ordem de 2 trilhões de toneladas, o que signifi ca cerca de 400 toneladas per capita. Em termos energéticos, isso corres-ponde a mais ou menos 3.000 EJ por ano, ou seja, oito vezes o consu-mo mundial de energia primária, que é da ordem de 400 EJ por ano.

Fonte: Banco de Imagens do S. Energético.

vAlORIzAçãO DA BIOMASSA

PRODUÇÃO

RECOLHA DA BIOMASSA

TRATAMENTO DA BIOMASSA

VALORIZAÇÃO ENERGÉTICA, BIOLÓGICA E MATERIAL

REGRESSO AO CICLO DE PRODUÇÃO

1

12345

2

3

4

5

Obs.: Joule: todo trabalho ou energia é medido em joules.

1J = 1kg x (m2/s2), EJ (exajaule) = J x 1018.

Uma das principais vantagens da biomassa é que, embora de efi ciência reduzida, seu aproveitamento pode ser feito diretamen-te, por intermédio da combustão em fornos, caldeiras e asseme-lhados. Para aumentar a efi ciência do processo e reduzir impactos socioambientais, foram desenvolvidas e aperfeiçoadas tecnolo-gias de conversão mais efi cientes, como a gaseifi cação e a pirólise, bem como o emprego de sistemas de cogeração que utilizam a biomassa como fonte energética. Cabe informar que a participa-ção da biomassa está presente em 30% dos empreendimentos de cogeração em operação no Brasil .

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A exaustão de fontes não renováveis e as pressões ambientalistas acarretaram um maior aproveitamento energético da biomassa. Atu-almente, a biomassa vem sendo cada vez mais utilizada na geração de eletricidade, principalmente em sistemas de cogeração e no supri-mento de eletricidade para demandas isoladas da rede elétrica.

Os derivados obtidos da biomassa dependem tanto da maté-ria-prima utilizada, cujo potencial energético varia de tipo para tipo, como da tecnologia de processamento para obtenção dos energéti-cos. Nas regiões menos desenvolvidas, a biomassa mais utilizada é a de origem florestal.

Os processos para a obtenção de energia da biomassa devem ser bem estruturados para não se tornarem deficitários por baixa efici-ência ou por necessidade de grande volume de matéria-prima para produção de pequenas quantidades de energéticos.

A biomassa, seja de origem vegetal ou animal, é o modelo de matéria-prima para o suprimento da demanda energética de modo sustentável, tanto para a geração de calor e eletricidade como para a produção de combustíveis, precursores, solventes e outros insumos industriais.

Entre as muitas vantagens do uso de biomassa para a produção de energia, podem ser citados o baixo custo, o fato de ser uma fonte renovável, a capacidade de reaproveitamento dos resíduos e o fato de ser menos poluente se comparada às tradicionais fontes não re-nováveis.

Um grande exemplo do uso de biomassa, como vetor do desen-volvimento, são os biocombustíveis, tais como o etanol e o biodiesel, que servem como alternativa muito mais econômica e bem menos poluente aos tradicionais combustíveis derivados do petróleo, como a gasolina e o óleo diesel.

A biomassa foi, durante milênios e até um passado relativamente recente, a grande fonte de energia primária da humanidade. Somen-te no último quarto do século XIX, a biomassa foi ultrapassada pelo carvão e depois, já no século XX, pelo petróleo. Ela ainda é a principal fonte de energia primária em muitos países em desenvolvimento, como, por exemplo, 94% em Uganda. No Brasil, ela reinou até a déca-da de 1970 e representa, ainda hoje, quase 30% da energia primária produzida. A figura a seguir mostra o diagrama esquemático dos pro-cessos de conversão energética da biomassa.

FONTES DE BIOMASSA

VEGETAISNÃO

LENHOSOS

VEGETAISLENHOSOS

RESÍDUOSORGÂNICOS

BIOFLUÍDOS

PROCESSOS DE CONVERSÃO ENERGÉTICOS

Sacarídeos Fermentação Etanol

Calor

Lenha

Carvão

Metanol

Biogás

Biodiesel

Liquefação

Comb. Direta

Pirólise

Gaseificação

Biodigestão

Esterificação

Craqueamento

ProcessoMecânico

Combinaçãolíquida

Gáscombustível

Hidrolise

Celulósicos

Amiláceos

Aquáticos

Madeiras

Agrícolas

Urbanos

Industriais

ÓleosVegetais

Síntese

Fonte: Banco de imagens do setor energético.

A biomassa energética encontra-se dividida em dois grandes gru-pos: a biomassa tradicional, essencialmente de lenha e outros resídu-os naturais, e a biomassa moderna, produzida com tecnologias ade-quadas, como florestas plantadas, cultivo de cana-de-açúcar e outros.

Hoje o esforço de desenvolvimento tecnológico é centrado na biomassa moderna, enquanto a biomassa tradicional é preocupação dos ambientalistas e sociólogos, pois está associada ao fornecimento de energia para as camadas mais pobres do planeta, às vezes, a única forma de energia disponível para essa faixa de população, a qual é ex-plorada, normalmente, de forma predatória e não sustentável.

Atualmente, o desenvolvimento tecnológico da biomassa mo-derna é distribuído em duas rotas principais: uma para conversão da energia primária contida na biomassa e a outra para aproveitar as for-mas secundárias utilizáveis, como geração de energia elétrica e pro-dução de combustíveis líquidos.

Atualmente, a geração de energia elétrica, a partir da biomassa, é uma realidade importante para atender ao significativo percentual de demanda de energia elétrica das plantas industriais. A eficiência ener-gética pode ser aumentada significativamente se, em vez da queima direta, a biomassa for submetida inicialmente a um processo de ga-seificação e se o gás produzido for utilizado em um ciclo combinado de geração de eletricidade, por meio de um conjunto de turbina a gás, caldeira de recuperação e turbina a vapor.

DISpONIBIlIDADE E cONSuMO MuNDIAl DA BIOMASSA

Embora grande parte da biomassa seja de difícil contabilização, devido ao uso não comercial, as estimativas são que, atualmente, ela possa representar em torno de 11% de todo o consumo mundial de energia primária.

Dada a necessidade de escala na produção de resíduos agrícolas para a produção de biocombustíveis e energia elétrica, os maiores for-necedores potenciais da matéria-prima desses produtos são os países com agroindústria ativa e grandes dimensões de terras cultivadas ou cultiváveis.

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Atualmente, várias tecnologias de aproveitamento da biomassa estão em fase de desenvolvimento e aplicação. Mesmo assim, estima-tivas da Agência Internacional de Energia (AIE) indicam que, futura-mente, a biomassa ocupará uma menor proporção na matriz ener-gética mundial. Outros estudos indicam que, ao contrário, o uso da biomassa deverá se manter estável ou até mesmo aumentar por duas razões: uma pelo crescimento populacional e pela urbanização e ou-tra pela melhoria nos padrões de vida da população, que faz as pesso-as de áreas rurais e urbanas de países em desenvolvimento passarem a usar mais carvão vegetal e lenha, em lugar de resíduos (pequenos galhos de árvore, restos de materiais de construção, etc.).

A biomassa ainda não faz parte de pautas de exportação impor-tantes, embora alguns analistas projetem que, em médio prazo, esse energético se consolidará no comércio internacional de energia reno-vável. Cabe destacar que, mesmo com a singeleza das exportações, hoje a comercialização dos biocombustíveis é crescente. Por ser um processo iniciado há poucos anos, essa comercialização exige nego-ciações bilaterais e multilaterais que têm como foco a regulamenta-ção e análise das barreiras comerciais e tarifárias, impostas principal-mente pelos EUA e pela União Europeia.

Cabe destacar que os EUA e a União Europeia, ambos no Hemisfé-rio Norte, são fortes produtores de etanol. O primeiro, a partir do mi-lho, do trigo, da madeira e do switchgrass (variedade de grama); e o segundo com base principalmente na beterraba.

Ao contrário do que ocorre com outras fontes, não existe um ranking mundial dos maiores produtores de biomassa, apenas esta-tísticas sobre os principais derivados. No âmbito desse entendimento, os EUA lideram a produção de energia elétrica a partir da biomassa, a Alemanha se destaca como a maior produtora de biodiesel e o Brasil é o segundo maior produtor de etanol.

Apesar do maior produtor mundial de biodiesel ser a Alemanha, a União Europeia não tem conseguido nos últimos anos atingir as me-tas de expansão da oferta interna. Com isso, transformou-se em im-portadora do produto proveniente de países como Brasil, Argentina, Indonésia e Malásia.

Um dos focos de negociação da última reunião da Organização Mundial do Comércio foi o etanol, onde foi formatada proposta feita ao Brasil para as exportações do produto à União Europeia até 2025. No mesmo ambiente da reunião, o Brasil e os EUA inicia-

ram conversações bilaterais para tentar ajustar o comércio inter-nacional do etanol.

TRANSfORMAçãO DA BIOMASSA EM ENERGéTIcO

A produção em larga escala dos biocombustíveis está relacionada à biomassa agrícola e à utilização de tecnologias eficientes. A pré-con-dição para a sua produção é a existência de uma agroindústria forte e com grandes plantações, sejam elas de soja, arroz, milho, cana-de-açúcar e outros.

A biomassa na geração de energia elétrica enfrenta a concorrência de várias alternativas, igualmente renováveis, como as energias: eóli-ca, solar, marés, geotérmica e pequenas hidrelétricas. Porém, para a produção de combustíveis líquidos renováveis, a biomassa concorre quase sozinha, por isso, esse segmento de uso da biomassa ganha cada vez mais importância em pesquisa e desenvolvimento.

A geração de energia a partir da biomassa animal começou em fase quase experimental. Já para a biomassa de origem vegetal, o quadro foi radicalmente diferente em função da diversidade e da aceitação de seus derivados pelos consumidores. Apenas nos automóveis do tipo flex fuel (que utilizam tanto gasolina como etanol), o consumo de etanol mais que dobrou nos últimos 7 anos.

Quanto às técnicas utilizadas para transformar a biomassa em ener-

gético, existem várias. Cada uma dá origem a determinado derivado. Há, por exemplo, a combustão direta para obtenção do calor para o uso em fogões (cocção de alimentos), em fornos (na metalurgia) e em caldeiras (para a geração de vapor).

Outra opção é a pirólise ou carbonização, o mais antigo e simples dos processos de conversão de um combustível sólido (normalmen-te lenha) em outro de melhor qualidade e conteúdo energético (car-vão). Esse processo consiste no aquecimento do material original en-tre 300°C e 500°C, na quase ausência de ar, até a extração do material volátil. O principal produto final é o carvão vegetal, mas a pirólise tam-bém dá origem ao alcatrão e ao ácido pirolenhoso.

Na gaseificação, por meio de reações termoquímicas que envol-

vam vapor quente e oxigênio, é possível transformar a biomassa só-lida em gás (mistura de monóxido de carbono, hidrogênio, metano,

gás carbônico e nitrogênio). Esse gás pode ser utilizado em motores de combustão interna e em turbinas para a geração de eletricidade. A gaseificação é entendida como um método de transformação limpo, pois por meio desse processo é possível remover os componentes químicos que prejudicam o meio ambiente e a saúde humana.

Um processo bastante utilizado no tratamento de dejetos orgâni-cos é a digestão anaeróbia, que consiste na decomposição do mate-rial pela ação de bactérias na ausência do ar. O produto final é o bio-gás, composto basicamente de metano (CH4) e dióxido de carbono (gás carbônico).

Já na agroindústria, o mais comum é a fermentação, pela qual os açúcares de plantas, como batata, milho, beterraba e cana-de-açúcar, são convertidos em álcool pela ação de micro-organismos (geralmen-te leveduras). O produto final é o etanol na forma de álcool hidratado e em menor escala o álcool anidro (isto é, com menos de 1% de água). Se o primeiro é usado como combustível puro em motores de com-bustão interna, o segundo é misturado à gasolina. O resíduo sólido do processo de fermentação pode ser utilizado em usinas termelétricas para a produção de eletricidade.

Por último, a transesterificação é a reação de óleos vegetais com um produto intermediário ativo obtido pela reação entre metanol ou etanol e uma base (hidróxido de sódio ou de potássio). Os derivados são a glicerina e o biodiesel. Atualmente, o biodiesel é produzido no Brasil a partir de palma e babaçu (Região Norte), soja, girassol e amen-doim (Regiões Sul, Sudeste e Centro-Oeste) e mamona (semiárido nordestino).

Hoje, as principais alternativas de fabricação de combustíveis líqui-dos para transporte principalmente a partir da biomassa são:

• extração e fermentação de açúcares contidos em vegetais, como cana-de-açúcar, beterraba e sorgo sacarino, produzindo etanol;

• extração e sacarificação do amido de vegetais, como milho, trigo e mandioca, seguida de fermentação dos açúcares resultantes, produzindo etanol;

• extração e transesterificação de óleos vegetais de matérias-pri-mas, como soja, mamona, dendê, girassol, amendoim e outros, produzindo biodiesel;

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• pirólise de materiais lignocelulósicos, como madeira e resíduos agrícolas, produzindo óleo pirolítico;

• hidrólise de materiais lignocelulósicos, como madeira e resídu-os agrícolas, seguida de fermentação dos açúcares, produzindo etanol;

• gaseificação de materiais lignocelulósicos, seguida de processos catalíticos de conversão do biogás para combustíveis líquidos, produzindo etanol ou metanol.

EvOluçãO DA BIOTEcNOlOGIA

Em se tratando de biomassa, a inovação tecnológica deverá ocor-rer não apenas nos processos de conversão, mas, principalmente, na área agrícola. Nesta, merecem destaque o desenvolvimento de novas variedades de plantas e as melhorias nas práticas agrícolas, nas técni-cas de colheita, onde a mecanização é uma tendência, na adubação, no controle de pragas e doenças e na redução e mitigação dos impac-tos ambientais.

Em resumo, a biomassa dificilmente conseguirá substituir o pe-tróleo e muito menos todos os combustíveis fósseis, mas tem um enorme potencial para auxiliar na redução das emissões de gases de efeito estufa, no aumento da segurança energética de cada país e no aumento da oferta de empregos e renda no meio rural. A transição da cultura de biomassa/alimento para biomassa/alimento mais energia, para ser bem-sucedida, vai requerer, cada vez mais, muita criatividade e investimento em P&D, seja para reduzir os custos das matérias-pri-mas e dos processos de transformação, seja para reduzir e mitigar os impactos socioambientais do aumento de áreas cultivadas de forma a garantir um desenvolvimento sustentável.

A biotecnologia está evoluindo para a quebra de paradigmas di-ficilmente alcançáveis pela química e pela engenharia de processos, sendo capaz de converter carboidratos e gases de síntese em hidro-carbonetos ou de extrair biocombustíveis de plantas ou micro-orga-nismos de alta produtividade com base no uso de organismos geneti-camente modificados. Esse desenvolvimento científico e tecnológico tem gerado incertezas em vários setores da sociedade moderna, par-ticularmente em relação ao conflito de interesses de origem econô-mica e aos efeitos que a transgenia possa causar ao ecossistema, mas é difícil imaginar que o crescente aumento da demanda energética

mundial possa ser satisfeito sem que seja utilizado o potencial dessas tecnologias.

O desenvolvimento das cadeias de produção do etanol e do bio-diesel exerce grande importância como mecanismos para deslocar parte da dependência de derivados do petróleo e assim auxiliar na contenção da emissão de gases poluentes, particularmente no setor de transportes. No entanto, as tecnologias ditas de primeira geração enfrentam alguma oposição pela dependência que apresentam so-bre matérias-primas nobres, como a sacarose, o amido e os óleos ve-getais neutros.

O aumento da demanda por essas matérias-primas intensifica o diálogo “alimento x combustível”, que vem se estabelecendo em to-dos os fóruns de discussão sobre o tema com consequências impor-tantes sobre outros temas bastante sensíveis, como o aumento dos índices de desmatamento e a crescente perda de biodiversidade em áreas de proteção ambiental. Por isso, é absolutamente essencial que haja uma busca pela diversificação dessas matérias-primas em dire-ção a produtos não atrelados ao setor alimentício e que possam ser produzidos em grande escala sem exercer qualquer pressão sobre a organização agrícola e/ou agronômica.

Paralelamente a isso, a ordem do dia é a demonstração inequívoca de que os biocombustíveis possam ser produzidos na escala desejada com a sustentabilidade socioambiental exigida, inclusive no sentido de sua real contribuição para a redução das emissões de gases do efeito estufa ao longo de todo o seu ciclo de vida.

Assim, processos maduros – como a produção de etanol e butanol a partir de sacarose ou amido e de biodiesel (ésteres graxos) a partir de óleos vegetais – são considerados de primeira geração, enquanto que a segunda geração diz respeito à produção de metanol, etanol, bu-tanol, biodiesel, biogás (metano), bio-óleo e gases de síntese a partir de matérias-primas menos nobres, como a lignocelulose e materiais residuais, além de combustíveis sintéticos derivados de processos térmicos envolvendo a conversão Fischer-Tropsch e hidrotratamento.

Processos fermentativos avançados responderiam pela terceira geração e estes estão baseados fundamentalmente no cultivo de microalgas e outros organismos capazes de fornecer matéria-prima para os processos listados, com grande potencial para a produção de biocombustíveis de alto valor agregado, como querosene de aviação, hidrocarbonetos de desempenho similar ao diesel e hidrogênio, si-

tuações que normalmente exigem a utilização de organismos gene-ticamente modificados.

INOvAçõES TEcNOlóGIcAS INERENTES à ExplORAçãO E AO uSO DA BIOMASSA

As tecnologias de produção que se encontram disponíveis para a conversão de óleos e gorduras de origem vegetal ou animal em bio-diesel podem ser reunidas no seguinte conjunto de operações:

• transesterificação alcalina de óleos de baixa acidez;• transesterificação ácida;• esterificação seguida de transesterificação;• destilação seguida de transesterificação alcalina;• neutralização seguida de transesterificação alcalina, acidificação

(quebra de sabões) e esterificação ácida;• hidrólise seguida de esterificação (hidroesterificação);• transesterificação e esterificação de enzimáticas;• transesterificação in situ (incluindo líquidos iônicos);• reações em condições supercríticas;• transesterificação em coluna de destilação reativa;• reações assistidas por micro-ondas ou por ultrassom.

Cada um desses processos pode ser realizado em sistemas homo-gêneos ou heterogêneos, o que dá a exata dimensão da multiplici-dade de projetos de pesquisa e de desenvolvimento direcionados a esse tema. Destes, merece especial menção o desenvolvimento de sistemas catalíticos, preferencialmente heterogêneos, que sejam ca-pazes de converter triacilgliceróis e ácidos graxos em ésteres graxos simultaneamente, o que propiciaria o emprego de matérias graxas de baixo valor agregado para a produção de biodiesel.

Cabe citar que a evolução dos biocombustíveis está profundamen-te atrelada aos processos de segunda ou terceira gerações ou de ge-rações ainda superiores dos quais se destacam a conversão térmica seguida da produção de combustíveis sintéticos de natureza química similar aos derivados do petróleo e o desenvolvimento de processos fermentativos avançados, capazes de produzir biocombustíveis de alto valor agregado que servirão para alimentar nichos específicos, como a crescente demanda da indústria aeronáutica por combus-tíveis de alta estabilidade química, a fácil integração ao sistema e a comprovada sustentabilidade ambiental.

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Cabe citar que em princípio todo óleo vegetal pode ser utilizado para a produção de ésteres graxos, mas nem todos devem ser utiliza-dos como matéria-prima para a produção industrial de biocombustí-vel (biodiesel). Ao se considerar um material graxo para tal fim, pelo menos três aspectos devem ser considerados:

• a viabilidade técnica, econômica e ambiental para a produção agrícola das oleaginosas;

• a viabilidade técnica, econômica e ambiental para a extração do óleo e sua transformação em biodiesel;

• as propriedades do biocombustível, que devem ser compatíveis com o seu uso em motores veiculares ou estacionários.

A figura a seguir mostra exemplo de óleo biocombustível.

Se pelo menos um desses três aspectos não for atendido satisfato-riamente, o material em questão não poderá ser considerado para a produção de biodiesel em larga escala.

No Brasil, a soja tem sido a principal matéria-prima utilizada por ser o único agronegócio com escala produtiva suficientemente grande

para atender à demanda do mercado nacional de biodiesel. A pro-dução nacional de biodiesel utiliza, em média, 75,2% de óleo de soja, 17,2% de gordura bovina, 4,5% de óleo de algodão e 3,1% de outros materiais graxos (óleo de palma, óleo de canola, óleo de fritura usado, gorduras de frango e porco, entre outros).

Atualmente, há um clamor pela identificação e viabilização de ma-térias-primas alternativas que não estejam vinculadas ao mercado alimentício, sem perder a visão de que o custo da matéria-prima é a variável de maior impacto econômico da indústria de biodiesel, já que representa 70 a 80% do seu custo de produção.

Comparativamente a outras culturas, as microalgas surgem como bastante promissoras por apresentarem alta produtividade em óleo e por necessitarem de menores extensões de terra para a sua produ-ção. Além da alta produtividade, inúmeras outras vantagens podem ser apontadas em relação ao cultivo de microalgas, como a ocorrên-cia de um ciclo de vida de poucos dias, a permissão de colheitas con-tínuas e a diminuição da logística de armazenagem.

Outra importante vantagem é que o cultivo de microalgas pode ser realizado em condições não adequadas para a produção de cultu-ras convencionais, minimizando as modificações causadas aos ecos-sistemas e a competição com a produção de alimentos.

A produção de microalgas para produção de biocombustíveis ain-da encontra gargalos tecnológicos dos quais depende a sua expan-são na escala comercial, como:

• dificuldades na logística de produção em larga escala;

• dificuldades no uso de organismos geneticamente modificados em sistemas abertos;

• alto custo na formulação do meio (micronutrientes);

• complexidade no escalonamento industrial de fotobiorreatores;

• alto custo de produção em sistemas heterotróficos;

• alta demanda energética para secagem e extração;

• alta acidez do material lipídico isolado.

No entanto, muitos desses fatores não são limitantes quanto ao cultivo de microalgas, mas estão associados à produção de materiais de maior valor agregado, como pigmentos, antioxidantes, proteínas, ácidos graxos poli-insaturados, carboidratos funcionais e outras clas-ses de substâncias biologicamente ativas (figuras a seguir).

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O desenvolvimento de biocombustíveis avançados tem inspirado grande entusiasmo e potencial inovador em todos os setores e/ou competências associadas ao desenvolvimento científico e tecnológi-co da sociedade.

Em resumo, os desafios científicos e tecnológicos relacionados ao uso de biomassa como fonte de energia envolvem a prospecção de novas fontes, o uso intenso dos princípios da química verde, a produ-ção de biocombustíveis de segunda e terceira gerações, o escalona-mento de processos de laboratório às plantas-piloto e especialmente do diálogo e/ou enfrentamento da dialética “alimentos versus com-bustível”.

Atualmente, a quantidade de terra dedicada ao cultivo de biomas-sa energética é de apenas 25 milhões de hectares ou 0,19% da área terrestre. O Brasil desponta com um grande potencial de fontes de recursos e matéria-prima, desenvolvimento de projetos sustentáveis e produção de biomassa.

No setor florestal nacional, há ainda uma série de resíduos não aproveitáveis que podem constituir em uma grande fonte de produ-ção de biomassa. Uma alternativa viável para o aproveitamento dos resíduos lenhosos e florestais no Brasil é o desenvolvimento de cen-tros de recolhimento e processamento de biomassa no sentido de estabelecer uma rede de recolhimento, tratamento e processamento de biomassa florestal residual para o abastecimento dos potenciais de biomassa para a geração de energia.

Uma forma de aproveitamento florestal é a produção de wood chips, que são cavacos limpos de madeira, ou seja, lascas cisalhadas a partir de uma tora de madeira para processo MDF e celulose (figura a seguir).

O briquete é outra opção. São fabricados por meio do processo de compactação mecânica, com volumes geralmente variáveis entre 0,8 cm3 e 30 cm3 cada, e que podem substituir a lenha em instalações que a utilizam como fonte energética (figura a seguir).

É utilizado na produção de energia, na forma de calor, em caldeiras, fornos, churrasqueiras, lareiras, etc. Cerca de 30 kg de briquetes geram energia equivalente a 100 kWh/mês (energia elétrica convencional). Substitui, com grande eficiência, a lenha comum, o óleo combustível, o gás e outros. Tornou-se uma solução prática e viável com um ótimo custo-benefício, trazendo ótima economia, rentabilidade e garantia no fornecimento.

Outra forma de aproveitamento dos resíduos florestais é a produ-ção de pellets, cujo uso tornou-se popular durante as crises do petró-leo de 1973 e 1979, principalmente para atender à parte da demanda energética da Europa e dos EUA (grandes consumidores de combus-tíveis fósseis).

O uso de pellets teve uma grande aceitação popular em função da alta qualidade do poder de geração de energia e da sua praticidade para suprir necessidades energéticas de residências, escolas e hospi-tais.

Atualmente, na Europa, no Canadá e nos EUA, são utilizados os pel-lets para a geração de energia térmica, com dupla utilização de uso nos setores residencial e industrial. No Brasil, a primeira planta de pel-lets apareceu em 1994 na cidade de Rio Negrinho em Santa Catarina com a empresa Battistella (figura a seguir).

O pellet é uma fonte de energia renovável pertencente à classe da biomassa. O pellet é um combustível sólido de granulado de resídu-os de madeira prensado, proveniente de desperdícios de madeira. O pellet é obtido por trefilação de serragem produzida durante o bene-ficiamento da madeira natural seca. O mercado oferece várias tipo-logias de pellet com características que variam conforme os tipos de madeiras a serem utilizados. Sua principal aplicação é no aquecimen-to comercial e residencial de ambientes. Também é utilizado para a geração de energia em plantas industriais.

Razões para produção e consumo de pellets:

• aumento substancial do poder calorífico;• redução dos custos de transporte;• simplificação na logística e no manuseio;• redução da atividade biológica e armazenagem segura;• combustível homogêneo e gerenciável em plantas geradoras;• aumento da eficiência térmica em comparação com queima di-

reta de biomassa;• matéria-prima abundante, disponível em muitas regiões;• aumento da renda de distritos rurais.

O uso de pellets é uma maneira atrativa e bem desenvolvida para reduzir emissões de gás carbônico. O sistema de queima com pellets proporciona uma importante economia, que pode variar entre 30% a 60%, dependendo do combustível utilizado.

Ao se falar em mercado e potencial de biomassa para energia é im-portante dar destaque às experiências internacionais bem-sucedidas

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que mostram que a superação das barreiras econômicas e o desen-volvimento do mercado de renováveis, em especial, o da biomassa, só acontecem com o estabelecimento de regras claras e políticas de longo prazo. O mantimento, a atualização e o cumprimento de legis-lação para energias renováveis, biomassa e bioenergia são importan-tíssimos para a estruturação de uma indústria sólida, sustentável e transformadora, capaz de trazer benefícios ambientais, sociais e eco-nômicos.

Os conflitos entre a produção de combustíveis e energia da bio-massa têm sido destacados nos últimos anos. Um exemplo um tanto desastroso no Brasil foi o incentivo inicial dado para a utilização de mamona como matéria-prima para a produção de biodiesel. Apesar do início entusiástico da produção de biodiesel a partir da torta de mamona, a sua contribuição para a produção total de biodiesel no Brasil vem sendo negligenciável desde então.

A torta de mamona foi substituída pela soja e gordura animal. Uma das razões para a virtual desistência da produção de biodiesel de mamona foi sua demanda para aplicações industriais vindas espe-cialmente da indústria química. Além disso, a mamona não é utilizada na produção de alimentos devido à ricina, uma toxina presente em quantidades apreciáveis. No entanto, a torta de mamona pode ser fermentada, produzindo o etanol e os resultantes compostos do tipo DDGS (dried distillery grains with solubles). Nesse processo, a torta de mamona é desintoxicada, o que permite a sua utilização como fon-te de óleo para novas aplicações da indústria química, como maté-ria-prima para a produção de etanol para o uso como combustível e como ração para gado de corte.

No âmbito dos diferentes processos de aproveitamento da bio-massa, cresce no meio científico e empresarial o conceito de biorre-finarias, cujas premissas estão fortemente associadas aos principais pilares da química verde. Nesse conceito, toda a matéria-prima pro-cessada em uma planta industrial deve deixá-la na forma de produto, não de efluentes ou de qualquer tipo de material de descarte que possa comprometer a sustentabilidade ambiental do processo.

Recentemente, a Administração de Informação de Energia dos EUA lançou um relatório sobre a expansão da produção de bio-combustíveis em todo o mundo. Os dados presentes no relatório mostram que as tecnologias bioquímicas são mais utilizadas que as

termoquímicas. No que tange à produção de etanol celulósico, os processos de pré-tratamento mais utilizados incluem a explosão a vapor e o uso de ácidos minerais diluídos, sendo que o processo de sacarificação é geralmente baseado no uso de enzimas comerciais de empresas líderes do setor. Entretanto, algumas empresas desen-volveram tecnologia para a produção de suas próprias enzimas. Vá-rios materiais lignocelulósicos estão sendo utilizados para esses fins, tais como palha, sabugo de milho, palha de trigo, resíduos florestais, bagaço de cana, culturas energéticas, resíduos sólidos urbanos e re-síduos de polpação de madeira.

O desenvolvimento de novas tecnologias para produção de etanol a partir da biomassa vegetal aumentou muito nos últimos anos. No entanto, os processos estudados até o momento para novas maté-rias-primas ainda não estão totalmente consolidados. Embora muitos estudos tenham sido realizados em escala-piloto e de demonstração, avaliações criteriosas de viabilidade ainda serão necessárias antes da comercialização do etanol produzido com novas matérias-primas.

À luz do estado da arte dessas tecnologias de conversão seguem como desafios as seguintes questões tecnológicas para as quais solu-ções definitivas ainda não foram encontradas:

• redução substancial do custo de produção das enzimas;• adequação do pré-tratamento à evolução dos processos simul-

tâneos de hidrólise enzimática e de fermentação;• desenvolvimento de organismos robustos capazes de fermen-

tar pentoses e hexoses simultaneamente;• valorização de coprodutos importantes do processo como a

lignina.

pOTENcIAl pOucO ExplORADO DA BIOMASSA

Na natureza nada se cria, nada se perde, tudo se transforma. Tal ma-nifestação parece não se encaixar quando o assunto é aproveitamen-to de resíduos agrícolas e florestais como fontes de energia no Brasil.

Na repartição da Oferta Interna de Energia (OIE) no Brasil, em 2014, o etanol e bagaço de cana-de-açúcar responderam por 39,9 Mtep (milhões de tonelada equivalente de petróleo) e a lenha e o carvão

vegetal responderam por 20,5 Mtep, sendo que a soma de 60,4 Mtep representou 50,12% do total brasileiro de 120,5 Mtep (8,6% do mun-do) de energia interna renovável. Esse valor representou 39,4% do to-tal do País de energia (renovável mais não renovável) de 305,6 Mtep.

O desperdício da biomassa no Brasil é muito grande. Apenas no Rio Grande do Sul, não são aproveitados 30% da biomassa florestal. Para reverter esse quadro, cabe a criação de bioparques em polos madei-reiros, como ocorre na Europa. Essas estruturas são responsáveis pela organização e logística necessária para centralização dos resíduos flo-restais resultantes da exploração, do manejo, do beneficiamento e de acabados fabris.

Na representação das fontes de energia na matriz energética bra-sileira, cabe destaque para a participação do bagaço da cana-de-açú-car, dos resíduos florestais, da lixívia (subproduto da indústria papelei-ra), do biogás a partir do lixo, de resíduos agropecuários e da casca de arroz. Segundo o entendimento de especialistas, o potencial de ex-ploração energética da biomassa no Brasil equivaleria em uma conta conservadora de três hidrelétricas de Itaipu que corresponde a uma energia de 106 x 109J.

Atualmente, no Brasil, apenas a queima do bagaço de cana gera 29,8 GWh. Metade disso é para consumo próprio das usinas e a outra metade é usada para ser exportada para a rede, mas o País tem poten-cial para dobrar essa exportação para a rede.

Está sendo retomada no País a exploração do gás do lixo, como já existem nos dois principais aterros de São Paulo: o Bandeirantes e o São João, que já foram desativados, mas continuam gerando aproxi-madamente 3% de toda a energia elétrica consumida na maior cida-de brasileira.

Uma fábrica de aveia no Rio Grande do Sul descobriu há alguns anos que a casca do cereal descartada como resíduo poderia subs-tituir o gás natural. Desde então, 2.500 kg de casca são queimados por hora, tendo uma economia de 30% no consumo de energia. Essa economia contabilizou mais de mil toneladas de gás de efeito estufa que não foram postos no meio ambiente, contemplando também uma economia real monetária. Esse é um bom exemplo de como se produz energia de forma mais limpa e de ter também benefício eco-nômico (figura a seguir).

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321BIOMASSA E BIOENERGIA

O que vale para a casca de aveia vale também para a casca de ar-roz. Uma fábrica na cidade gaúcha de Alegrete, no RS, recebe todo o arroz produzido em um raio de 200 km. No ambiente fabril, o mio-lo do arroz vira alimento e a casca se transforma em MW de energia, o suficiente para abastecer a fábrica inteira e 14 mil residências. Do processo sai ainda outro produto, que é a sílica ecológica, usada para engrossar a mistura de concreto e argamassa.

O poder energético da biomassa é tão importante que se tornou uma das principais linhas de pesquisa da Embrapa em bioenergia. O objetivo das pesquisas é abrir novos caminhos no mercado para no-vas fontes de energia vegetal. Até o momento, muitas dessas novas fontes tiveram as amostras analisadas em equipamentos que medem o quanto de energia cada uma é capaz de gerar, apresentando resul-tados animadores.

O Brasil poderia, com as tecnologias que tem hoje, ser o expoente na utilização da biomassa como fonte de energia limpa, renovável, barata e farta. Em uma época em que a energia está tão cara e tão escassa, isso faz a diferença. Para tal feito, basta prestar atenção no mercado promissor para a biomassa e direcionar incentivos para que as empresas aproveitem seus resíduos de produção em usinas de co-geração, assim gerando renda e contribuindo para a preservação do meio ambiente.

Preservar o meio ambiente e lucrar juntamente deverão ser a ten-dência que se mostra no horizonte das empresas de diversos segmen-tos. No mundo todo, cada vez mais, as empresas estão implantando centrais de cogeração de energia em suas unidades fabris e buscando nova fonte de renda com a venda de seus resíduos industriais.

Acertadamente, o que foi feito com a cana-de-açúcar no passado para a geração de álcool combustível e energia elétrica foi ampliado para outros tipos de produtos. Nesse direcionamento, importantes projetos foram implantados, envolvendo empresas como Camil Ali-mentos (Rio Grande do Sul), Urbano Agroindustrial (Santa Catarina), ambas de arroz, bem como madeireiras como a Battistella (Santa Ca-tarina) e serrarias da região.

No Rio Grande do Sul, há alguns anos, a região apresentava uma topografia agressiva e um solo pobre. Com o incentivo ao refloresta-mento dado nos últimos anos, o Estado se tornou importante polo madeireiro, com o crescimento das oportunidades oferecidas pelo Pinus elliottii, acácia, canela e eucalipto.

Uma grande quantidade de resíduos de madeira, do corte mais a serragem, muitas vezes, não tem finalidade útil e é jogadas em valas e queimadas, emitindo grandes quantidades de carbono na

atmosfera. A geração de eletricidade propicia que esses resíduos sejam vendidos, gerando renda para as madeireiras e, depois de de-vidamente processadas, o que era resíduo de madeira se transforma em energia.

Cabe reforçar que os recursos mundiais de biomassa são enormes e existem várias técnicas que produzem energia de forma economi-camente eficiente. Os estudos recentes mostram que, em cenários fu-turos, a matriz energética mundial terá uma participação da biomassa de mais de 40% e os especialistas esperam que tal situação ocorra por volta de 2050.

No Brasil, a biomassa como fonte de energia possui vantagens sig-nificativas, principalmente por:

• oportunizar a utilização eficiente da enorme quantidade de resí-duos agrícolas disponíveis no País, que corresponde a um eleva-do potencial de geração de energia;

• apresentar vantagens ambientais quando comparada aos com-bustíveis fósseis, principalmente em termos de emissões de ga-ses do efeito estufa;

• diversificar a matriz energética brasileira face à dependência em relação aos combustíveis fósseis (petróleo e gás natural);

• contribuir para o desenvolvimento sustentável do País, em par-ticular, com a utilização de mão de obra local, principalmente na zona rural, podendo colaborar na garantia de suprimento de energia para comunidades isoladas;

• viabilizar projetos que utilizam a biomassa como fonte de ener-gia por meio dos mecanismos do Protocolo de Quioto.

ASpEcTOS SOcIOAMBIENTAIS

Muitas são as pesquisas e os investimentos em prol do desenvol-vimento e aprimoramento de novas formas de obtenção de energia limpa. Esses investimentos e pesquisas são realizados com o intuito de diminuir a dependência energética dos combustíveis fósseis mais poluentes e não renováveis.

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322 BIOMASSA E BIOENERGIA

Fonte: Banco de imagens do setor energético.

Resíduos deCombustão

O2

CO2

Calor

Vapor d’água

ÁguaÁgua

Lenha

Água + Minerais

Fotossíntese

Além de ambientalmente favorável, o aproveitamento energéti-co e racional da biomassa tende a promover o desenvolvimento de regiões menos favorecidas economicamente por meio da criação de empregos e da geração de receita, com isso reduzindo o problema do êxodo rural e a dependência externa de energia, em função da sua disponibilidade local.

O uso de biomassa para a geração de eletricidade tem sido objeto de vários estudos e aplicações, tanto em países desenvolvidos como em países em desenvolvimento. Entre outras razões, estão a busca de fontes mais competitivas de geração e a necessidade de redução das emissões de dióxido de carbono.

Do ponto de vista técnico-econômico, os principais entraves ao maior uso da biomassa na geração de energia elétrica são a baixa eficiência termodinâmica das plantas e os custos relativamente altos de produção e transporte. Esses entraves tendem a ser contornados, a médio e longo prazos, por desenvolvimento, aplicação e aprimora-mento de novas e eficientes tecnologias de conversão energética da biomassa, além de incentivos instituídos e políticas do setor elétrico.

A expressiva participação da energia hidráulica e o uso representa-tivo de biomassa na matriz energética brasileira proporcionam indi-cadores de emissões de gás carbônico bem menores do que a média mundial e dos países desenvolvidos. No País, em termos de tCO2/tep de energia consumida, o indicador ficou em 1,59 (2014), enquanto que nos países da Organização para a Cooperação e Desenvolvimen-to Econômico (OCDE), esse indicador ficou em 2,31 (2012) e no mun-do ficou em 2,37 (2012). O quadro a seguir apresenta os países que participam da OCDE.

Países da OCDE:

AlemanhaAustrália Áustria Bélgica Canadá Chile Dinamarca EUA Eslováquia Eslovênia Espanha Estônia

Finlândia França Grécia Holanda Hungria Islândia Israel Irlanda Itália Japão LuxemburgoMéxico

NoruegaNova ZelândiaPolôniaPortugalRepública da CoreiaRepública ChecaReino UnidoSuéciaSuíçaTurquia

BIOMASSA ANIMAl

A biomassa animal pode e deve ser usada na geração de energia sustentável. Os resíduos da pecuária – como por exemplo os estercos de gado bovino, suíno, caprino e de outros assemelhados – são ele-mentos importantes na produção de biogás e têm papel fundamen-tal na geração de energia elétrica nas zonas rurais (figura a seguir).

Mesmo com toda a utilidade agregada ao uso da biomassa, há de se ressaltar que o seu desenvolvimento pode provocar muitos im-pactos ambientais, mesmo que indiretamente, ou seja, por meio de sua obtenção. Como é, por exemplo, o caso dos biocombustíveis, que necessitam de grandes plantações para o desenvolvimento de sua matéria-prima.

Dessa forma, os agentes que lidam com a exploração e o tratamen-to da biomassa têm que dar atenção especial quanto aos processos que poderão comprometer o meio ambiente, como as desfloresta-ções, alterações de hábitat naturais da fauna e da flora, contamina-ções do solo e de mananciais pelo uso de agrotóxicos, destruições do solo pela erosão, poluições provenientes da queima da biomassa, entre outros. Há de se ressaltar também o caso dos biocombustíveis líquidos que podem contribuir para a formação de chuvas ácidas.

De modo mais genérico, incluindo aspectos socioambientais, veri-fica-se a necessidade de maior gerenciamento do uso e ocupação do solo devido à falta de regularidade no suprimento (sazonalidades da produção), à criação de monoculturas, à perda de biodiversidade, ao uso intensivo de defensivos agrícolas, etc. (figura a seguir).

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323BIOMASSA E BIOENERGIA

A fabricação de energia a partir da biomassa animal é feita por meio de câmaras anaeróbias, como biodigestores que fazem o tratamento dos dejetos que liberam índices elevados de gás metano.

Os rejeitos dos animais, transformados em biogás, eliminam dois problemas básicos das áreas agrícolas: o acesso à energia e o aprovei-tamento do alto volume de resíduos descartados no meio ambiente. Outra forma de energia que resulta da biomassa animal é o biodiesel, que pode ser produzido a partir dos rejeitos gordurosos de abatedou-ros bovinos.

BIOMASSA vEGETAl

Os resíduos vegetais podem ser transformados facilmente em energia, mas as suas disponibilidades são sazonais, portanto, ne-cessitam de armazenamento, o que pode alterar os processos de fermentação.

Os vegetais são usinas naturais fantásticas, capazes de produzir seu próprio alimento. Fazem isso usando a luz solar, que gera reações químicas entre o dióxido de carbono e a água, fornecendo a glicose, substância que as plantas usam para o seu crescimento. Além disso, elas fazem uma faxina na atmosfera, removendo o gás carbônico, que é o principal responsável pelo aumento do efeito estufa no planeta (figura a seguir).

Entre as principais formas vegetais de biomassa, estão: os óleos vegetais (extraídos das folhas ou do caule das plantas responsáveis pela produção do biodiesel), a lenha (de origem nativa ou de reflo-restamento), o carvão vegetal (obtido pela queima da madeira) e a cana-de-açúcar (principal tipo de biomassa energética do Brasil e ma-téria-prima do etanol). Entram na lista também os resíduos agrícolas (resultantes de atividades de colheita) e florestais (deixados na flores-ta como resultado da extração de madeira).

cOMBuSTívEIS líquIDOS

As principais alternativas de fabricação de combustíveis líquidos para transporte principalmente a partir da biomassa são:

• extração e fermentação de açúcares contidos em vegetais, como cana-de-açúcar, beterraba e sorgo sacarino, produzindo etanol;

• extração e sacarificação do amido de vegetais, como o milho, trigo e mandioca, seguida de fermentação dos açúcares resul-tantes, produzindo etanol;

• extração e transesterificação de óleos vegetais de matérias-pri-mas, como a soja, mamona, dendê, girassol, amendoim e outros, produzindo biodiesel;

• pirólise de materiais lignocelulósicos, como madeira e resíduos agrícolas, produzindo óleo pirolítico;

• hidrólise de materiais lignocelulósicos, como madeira e resídu-os agrícolas, seguida de fermentação dos açúcares produzidos, produzindo etanol;

• gaseificação de materiais lignocelulósicos seguida de processos catalíticos de conversão do biogás para combustíveis líquidos; etanol ou metanol pode ser produzido.

Das alternativas, as três primeiras já chegaram ao estágio comercial e as duas últimas vêm recebendo grandes quantidades de recursos financeiros para P&D devido à enorme disponibilidade de materiais lignocelulósicos na forma de resíduos agroflorestais a baixo custo.

É importante salientar que mais de 80% dos quase 40 bilhões de litros de etanol produzidos anualmente no mundo têm a cana-de- -açúcar e o milho como matérias-primas. No Brasil, o etanol de cana-de-açúcar já é produzido a um custo médio estimado em cerca de US$ 0,18/litro, o que o torna competitivo com a gasolina, desde que o preço do petróleo não caia abaixo de US$ 25 o barril. Mesmo com esse nível de competitividade, é preciso continuar com programas de P&D, buscando reduzir mais os custos e os impactos ambientais.

O biodiesel tem ainda um bom caminho a percorrer antes de che-

gar ao nível de competitividade gozado pelo álcool nos dias de hoje, mas ele também terá sua oportunidade de contribuir para aliviar os impactos dos combustíveis fósseis nas mudanças climáticas globais.

pRINcIpAIS INSuMOS DE BIOMASSA

• Biomassaflorestal A fração biodegradável dos produtos gerados na floresta e que são

processados para fins energéticos é conhecida como biomassa flo-restal primária, enquanto a matéria orgânica residual (costaneiros, ser-rins, retestos, licores negros, recortes, aparas, etc.) é chamada de bio-massa florestal secundária e resulta dos processos de transformação da madeira nas indústrias de serrações, fábricas de celulose e de con-traplacados, carpintarias e indústrias de mobiliário (figura a seguir).

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324 BIOMASSA E BIOENERGIA

Quanto à classificação da biomassa florestal, as características po-dem variar significativamente de acordo com: espécies de árvores, partes extraídas (ramos, raízes, troncos), grau de umidade presente, forma e modo de tratamento, entre outros fatores. Todas essas va-riáveis conferem características distintas à biomassa e consequen-temente ao seu poder calorífico, condicionando o tipo de utilização mais adequado.

A biomassa florestal se tornou uma das principais fontes de ener-gia que pode ser utilizada nos setores domésticos e industriais. O eta-nol, combustível líquido proveniente da biomassa vegetal, misturado com gasolina, vem sendo bem utilizado para mover motores de au-tomóveis, caminhões e outros veículos que necessitam desse tipo de combustível.

A utilização da biomassa florestal como fonte de energia é, sem dú-vida, a alternativa que contempla a vocação natural do Brasil. Entre-tanto, apesar de seu comprovado potencial, a biomassa florestal não recebe dos governos a atenção necessária na concepção da matriz energética brasileira. Diante da atual crise de energia, os baixos custos de produção da biomassa florestal, decorrentes da alta produtivida-de, mostram que é necessário repensar o uso da madeira como fonte de energia.

Para que as potencialidades da bioenergia sejam devidamente aproveitadas é preciso que os planejadores do setor energético reco-nheçam a sua importância como vetor de desenvolvimento regional e sustentável. É preciso maior fomento à pesquisa e ao desenvolvi-mento de projetos industriais de aproveitamento energético da bio-massa, com vista à oferta local de empregos e à melhoria do padrão de vida de comunidades e regiões subdesenvolvidas (figura a seguir).

Em termos socioambientais, as vantagens da biomassa são inú-meras. Se cultivada de forma sustentável, seu manejo e sua utilização não acarretam acréscimo de gás carbônico à atmosfera, já que o gás carbônico liberado pela combustão é extraído da atmosfera durante o processo de fotossíntese. Além disso, sua utilização em larga escala para fins energéticos pode promover desenvolvimento sustentável de áreas rurais e regiões pouco desenvolvidas, reduzindo o êxodo para as áreas densamente urbanizadas.

É imprescindível o desenvolvimento de pesquisas, visando reduzir os custos de produção da biomassa florestal, que contemplem os se-guintes aspectos:

• seleção de espécies e procedências mais adequadas para cada região de plantio;

• sistemas de implantação, manejo e colheita;

• processos de usos finais de maior eficiência;

Além disso, são necessários estudos técnicos, econômicos e finan-ceiros que garantam maior confiabilidade aos valores utilizados na

definição das taxas de reposição florestal obrigatória. Assim, torna-se necessário promover campanhas de divulgação, visando a conscien-tização e a divulgação aos técnicos responsáveis pelo planejamento energético sobre esse importante instrumento, para que sejam imple-mentadas as políticas energéticas concernentes à biomassa florestal.

No tocante às florestas plantadas para produção de energia, cabe destacar que a biomassa florestal pode ser utilizada como fonte de energia limpa, renovável e geradora de empregos (figura a seguir).

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325BIOMASSA E BIOENERGIA

Embora possua desenvolvida capacitação tecnológica para explo-ração dos recursos florestais, além de possuir extensas áreas, relevo, clima e condições biológicas excepcionais para a produção da bio-massa florestal, talvez o elevado custo de produção seja a explicação para o não aproveitamento da biomassa florestal na geração de ele-tricidade no Brasil.

Mesmo substituída pelo carvão mineral na estrutura energética das nações desenvolvidas, a lenha, ainda hoje, é a fonte de energia primária mais importante para alguns países subdesenvolvidos.

No caso do Brasil, a estrutura energética sofreu transformações significativas, apesar de as fontes primárias de energia guardarem, na referida estrutura, as mesmas posições que ocupavam nos anos 1970. Apesar de reduzir sua participação na estrutura de consumo, a lenha mantém-se como terceira fonte de energia primária do País e cresce em valores absolutos.

• Capim-elefante

O capim-elefante é uma ótima fonte para produção de biomassa. Essa planta de origem africana possui crescimento rápido e alta pro-dução de biomassa vegetal. O capim-elefante também é um excelen-te auxiliar na diminuição dos gases de efeito estufa, pois absorve altas taxas de gás carbônico (dióxido de carbono) liberados na atmosfera (figura a seguir).

Entre as vantagens do capim-elefante, está a necessidade de pe-quenas áreas de terra para o seu plantio, além disso, o seu ciclo pro-dutivo é rápido, o que aumenta suas ofertas de mercado e também auxilia na geração em grande escala de energia renovável.

No capim-elefante, tudo é aproveitado: desde os colmos (tipo de caule) até as suas folhas. Sua biomassa pode ser utilizada na combus-tão direta (queima em fornos ou caldeiras) para gerar energia e para produzir biocombustível. Além dessas vantagens, essa planta possui metabolismo C4 (gramíneas tropicais do tipo C4), por isso, absorve melhor a luz solar, promovendo uma melhor eficiência durante o seu processo de fotossíntese.

Se o capim-elefante precisa ser armazenado por mais tempo antes da combustão direta ou transportado, ele é condensado em pellets (tubos ocos feitos do capim macerado) ou em briquetes (tubos em forma de cilindros).

O capim-elefante possui inúmeras vantagens econômicas e am-bientais bastante promissoras para se desenvolver e complementar uma matriz energética.

• Cana-de-açúcar

Trazida da Ásia e cultivada desde o século XVI em vários estados do Brasil, a cana-de-açúcar é responsável pelo reconhecimento dos avanços dos biocombustíveis no País e contribui para uma das ativi-dades mais rentáveis da economia nacional nos últimos anos.

A cana-de-açúcar colocou o Brasil na vanguarda mundial da agro-energia, com a produção de etanol. É uma cultura fantástica, pois dela são obtidos álcool combustível (etanol), açúcar, cachaça, rapadura, energia elétrica e até plásticos, além de diversos produtos químicos (figura a seguir).

A produção de cana-de-açúcar tem como objetivo, hoje no Brasil, atender às metas diretamente ligadas ao açúcar (mercado interno e externo) e ao álcool combustível (mercado interno). Quanto à utiliza-ção dos subprodutos da produção de açúcar e álcool, alguns destes têm se destacado pela sua importância comercial.

• Maravalhademadeira

É importante citar a maravalha de madeira, um tipo de biomassa produzida a partir da madeira de descarte, sobra de serrarias, galhos de árvores, entre outros. Elas são maiores do que as serragens e po-dem ser utilizadas na proteção de vazamento de produtos infláveis ou como combustível. O seu tamanho é definido pelos raspadores e outros tipos de máquinas e, geralmente, o seu formato é em espiral (figura a seguir).

A maravalha é uma biomassa feita a partir de madeira de descarte. Esse tipo de material é utilizado principalmente por fazendeiros para forrar o chão dos galinheiros e estábulos, por exemplo, como forma ecologicamente natural de higienização, organização, manutenção da temperatura do ambiente e proteção dos animais do contato com o solo, fezes e urina, que podem acarretar futuras doenças. A mara-valha também serve para proteger animais menores e domésticos, como os coelhos, hamsters e chinchilas.

Além de ajudar na proteção de animais, a maravalha também pode ser utilizada como alternativa sustentável de combustível nas

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326 BIOMASSA E BIOENERGIA

fornalhas das indústrias, pois, por ser uma biomassa, produz energia limpa que não agride tanto o meio ambiente como os combustíveis fósseis.

Atualmente, muitos países e grandes líderes mundiais estão con-ferindo mais importância à questão dos impactos ambientais no planeta Terra e descobrindo novas alternativas mais ecológicas, que agridam menos o meio ambiente, sem deixar de desenvolver a eco-nomia de cada país, que é o famoso conceito do desenvolvimento sustentável, assim, a maravalha de madeira é mais uma alternativa.

• Lenha

A lenha foi a primeira fonte energética usada pelo homem para a obtenção do fogo, que consequentemente passou a ser usada para aquecer e iluminar o ambiente, para cozer alimentos e até mesmo de-fender-se de animais ferozes (figura a seguir).

O desenvolvimento das técnicas de combustão da lenha tornou-se a base energética da civilização antiga, levando ao desenvolvimen-to de atividades importantes, como fabricação de vidro, fundição de metais, cerâmica, etc.

A lenha tem grande importância na matriz energética brasileira, participando em 2014 com 7,9% (lenha mais carvão vegetal). A lenha pode ser de origem nativa ou de reflorestamento.

Pode-se obter a lenha por meio do extrativismo vegetal de regiões reflorestadas ou de mata nativa. É uma matéria-prima usada ainda hoje por, aproximadamente, metade da população da Terra em la-reiras, fornalhas, fogões a lenha e caldeiras em indústrias, pois é uma

fonte energética de baixo custo. Consequentemente, tem recebido a denominação de energia dos pobres por ser parte significativa da base energética dos países em desenvolvimento.

Conforme o balanço energético consolidado brasileiro de 2013, em torno de 17,4% da lenha produzida, equivalente a 24.580 mil tep, são transformados em carvão vegetal (4.273 mil tep). O setor residencial é o que mais consome lenha (29%), depois do carvoejamento. Geral-mente, ela é destinada à cocção dos alimentos nas regiões rurais. Uma família de oito pessoas necessita de aproximadamente 2 m3 de lenha por mês para preparar suas refeições. O setor industrial vem em segui-da, com 23% do consumo. As principais indústrias consumidoras de lenha no País são: alimentícias, bebidas, cerâmicas, papéis e celuloses.

No Brasil, a mata nativa sempre foi uma fonte de lenha que parecia inesgotável. Mas a forma devastadora com que foi explorada deixou o País em situação crítica em várias regiões onde existiam abundantes coberturas florestais, no tocante à degradação do solo, alteração no regime de chuvas e consequente desertificação.

A substituição da lenha de mata nativa por lenha de reflorestamen-to vem crescendo a cada ano, sendo o eucalipto a principal árvore cul-tivada para esse fim, além da madeira de pinho, comumente usada porque possui baixa quantidade de água em sua composição, carac-terizando-se como boa produtora de calor. A serragem e os cavacos (sobra das serrarias ou do corte de madeiras) apresentam melhor combustão porque são pequenos em relação aos troncos.

Na produção de lenha para fins comerciais, uma parte da árvore (troncos e galhos finos) é rejeitada, constituindo os resíduos florestais. Além disso, as indústrias que usam a madeira para fins não energéti-cos, como as serrarias e as indústrias de móveis, produzem resíduos industriais como pontas de toras, costaneiras e serragem em diferen-tes tamanhos de partículas e densidade, que podem ter aproveita-mentos energéticos.

• Resíduosrurais

Os resíduos rurais incluem todos os tipos de resíduos gerados pelas atividades produtivas nas zonas rurais, quais sejam: os resíduos agrí-colas, florestais e pecuários. A quantificação desses resíduos é feita com base nos índices de colheita, que expressam a relação percentu-al entre a quantidade total de biomassa gerada por hectare plantado

de uma determinada cultura e a quantidade de produto economica-mente aproveitável.

Grande parte dos resíduos agrícolas é deixada no próprio terreno de cultivo, servindo como proteção ao solo ou como adubo fornece-dor de nutriente ao solo.

Os resíduos florestais são aqueles gerados e deixados na floresta como resultado das atividades de extração da madeira. Infere-se que cerca de 20% da massa de uma árvore são deixados na floresta. Esti-ma-se que existe um potencial grande de aproveitamento energético de resíduos florestais no Brasil, uma vez que as atividades extrativas da madeira, tanto para a produção de carvão como para o uso não energético, desenvolvam-se de forma intensiva de Norte a Sul do País (figura a seguir).

Os resíduos da pecuária são constituídos por estercos e outros pro-dutos resultantes da atividade biológica do gado bovino, de suínos, caprinos e outros, cuja relevância local justifica seu aproveitamento energético. Esse tipo de resíduo é importante matéria-prima para a produção de biogás, que pode ter um papel relevante no suprimento energético, principalmente para a cocção nas zonas rurais.

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327BIOMASSA E BIOENERGIA

• Resíduosurbanos

Entre os problemas sérios causados pela precária disposição final do lixo, estão: a disseminação de doenças, a contaminação do solo e de águas subterrâneas pelo chorume, a poluição pelo gás metano (gerado na decomposição da matéria orgânica presente no lixo), a fal-ta de espaço para o armazenamento, entre outros. O teor de matéria orgânica do lixo brasileiro é de 60% conferindo-lhe bom potencial energético. O poder calorífico inferior médio do resíduo domiciliar é de 1.300 kcal/kg. De acordo com a tecnologia empregada e com a composição físico-química dos resíduos, estima-se a produção de 0,035 MW/tonelada de lixo por meio de incineração (figura a seguir).

A recuperação de energia a partir do lixo tem duas grandes vertentes:

• a recuperação do gás metano para geração de energia (a de-composição anaeróbia pode gerar 350 a 500 m3 de gás metano por tonelada de lixo brasileiro), com investimentos em aterros controlados, que pode ser complementada pela coleta seletiva ou triagem pós-coleta, visando a reciclagem e a diminuição do volume a ser aterrado;

• a incineração do lixo visando sua redução, com recuperação de energia (figura a seguir).

MATERIAIS POTENCIALMENTE

RECICLáVEIS28,29% | 1,34 t/dia

MATERIAIS RECICLáVEIS

92% | 1,23 t/dia

REjEITO DE LIXO BRUTO15,22% | 0,72 t/dia

REjEITO TOTAL(ATERRO DE REjEITOS)

23,26% | 1,1 t/dia

REjEITO DARECICLAGEM

8% | 0,11 t/dia

PERDAS NO PROCESSO DE

COMPOSTAGEM40% | 1,07 t/dia

REjEITO DACOMPOSTAGEM10% | 0,27 t/dia

MATÉRIA ORGÂNICA

56,49% | 2,67 t/dia

MATÉRIA ORGÂNICA

56,49% | 2,67 t/diaREINTEGRAçÃO

AMBIENTAL76,95% | 3,64 t/dia

PRODUçÃO DE LIXO100% | 4,73 t/dia

Fonte: Banco de imagens do setor energético.

• Resíduosindustriais

São assim considerados os resíduos provenientes do beneficia-mento de produtos agrícolas e florestais e os resíduos do uso de car-vão vegetal no setor siderúrgico de ferro-gusa e aço (o gás de alto-forno a carvão vegetal).

As indústrias madeireiras, serrarias e de mobiliário produzem resí-duos a partir do beneficiamento de toras. Os tipos de resíduos produ-zidos são casca, cavaco, costaneira, pó de serra, maravalha e aparas. As indústrias de alimentos e bebidas produzem resíduos no fabrico de sucos e aguardente (laranja, caju, abacaxi, cana-de-açúcar, etc.) e no beneficiamento de arroz, café, trigo, milho (sabugo e palha), amen-doim, castanha-de-caju, etc. (figura a seguir).

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328 BIOMASSA E BIOENERGIA

No setor de papel e celulose, as indústrias produzem diferentes tipos de resíduos, porém, em linhas gerais, esse setor produz como resíduos casca, cavaco e lixívia. Existem mais de 250 empresas no Bra-sil com unidades industriais localizadas em 16 estados, utilizando ma-deira de reflorestamento das espécies eucalipto (62%) e pinus (36%).

pRINcIpAIS SuBpRODuTOS DA BIOMASSA

• Vinhaça

A vinhaça é um subproduto da destilação do álcool, usada na fértil--irrigação da cana-de-açúcar.

A utilização da vinhaça, de forma inadequada, pode gerar grandes danos ao meio ambiente, como a contaminação de águas superfi-ciais e aquíferos, além da poluição e salinização do solo. Contudo, se utilizada de forma correta, não causa impacto, pelo contrário, contri-bui para elevação do pH, da matéria orgânica do solo e de nutrientes, além de minimizar gastos, pois substitui a adubação industrializada (figura a seguir).

Para cada litro de álcool, são produzidos cerca de 10 a 13 litros de vinhaça, com diferentes concentrações de potássio de acordo com o material de origem. Há também o vinhoto originário da fermentação do melaço, resíduo da fabricação do açúcar que possui uma maior concentração em relação à vinhaça gerada na fermentação do caldo de cana.

Algumas opções de uso da vinhaça são: a produção de proteínas por fermentação anaeróbia, a produção de gás metano, o tratamento para a concentração a 60° Brix (a escala Brix é utilizada para medir a quantidade aproximada de açúcar), o posterior emprego na formula-ção de ração animal, a utilização como adubo na lavoura ou queima para a produção de fertilizante e a utilização agrícola do resíduo in na-tura, em substituição total ou parcial às adubações minerais (figura a seguir).

REATOR ANAERóBIO DE fluxO AScENDENTE (REATOR uASB)

SeparadorTrifásico

Biogás

Efluentes

Bolhas de Gás

Grânulos de Lodo

Leito de Lodo

Afluente

Vertedor

Fonte: Banco de imagens do setor energético.

O uso da vinhaça na fértil-irrigação não é nenhuma novidade, mas aproveitamentos recentes proporcionam a viabilidade técnica, ambiental e econômica da produção de biogás a partir da digestão anaeróbia da vinhaça para fins de queima para a produção de ener-gia elétrica. O processo de produção de biogás ocorre em um reator anaeróbio de fluxo ascendente (reator UASB).

Hoje, está acumulada, no Brasil e no mundo, uma série de experi-

ências de utilização dos vários subprodutos da cana-de-açúcar. Como ponto de partida, tem-se com a cana-de-açúcar a seguinte composi-ção média: 14% fibra, 12% polpa (sacarose), 3% impurezas e o restan-te de água.

Durante o processo de extração do caldo, a fibra é separada nas moendas e conduzida úmida às caldeiras. Cada tonelada de cana

moída rende cerca de 250 kg de bagaço (com média de 50% de umi-dade, 48% de fibras e 2% de sólidos solúveis), que são usados para atender às necessidades energéticas da indústria.

As usinas de cana-de-açúcar ganham destaque quando o assunto é biorrefinarias. Elas concentram, dentro das instalações industriais, dois resíduos para os quais já têm destino, mas ganham outros de grande valor agregado: o bagaço e vinhaça. Mais recentemente, isso ocorreu com a utilização da palha, cuja quantidade disponível vem crescendo com o avanço da colheita mecanizada.

• Carvãovegetal

O carvão vegetal é obtido pela queima da madeira em fornos es-peciais feitos de alvenaria, que atingem uma temperatura média de 500°C. Ao contrário do que aconteceu nos países industrializados, no Brasil, o uso industrial do carvão vegetal continua sendo largamente praticado (figura a seguir).

O Brasil é o maior produtor mundial desse insumo energético, atendendo a cerca de um quarto de toda energia consumida nos al-tos-fornos brasileiros. No setor industrial (quase 85% do consumo), o ferro-gusa, aço e ferro-liga são os principais consumidores do carvão de lenha que funciona como redutor (coque vegetal) e energético ao mesmo tempo. O setor residencial consome cerca de 9%, seguido pelo setor comercial, como as churrascarias, pizzarias e padarias com 1,5%. É usado também nas locomotivas a vapor que ainda existentes em alguns lugares do Brasil. Cerca de 30% desse carvão são obtidos a partir de reflorestamento e 70% vêm do desmatamento de grandes

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329BIOMASSA E BIOENERGIA

áreas do cerrado ao norte de Minas Gerais, sul da Bahia, na região de Carajás no Pará e no Maranhão.

É importante notar que o rendimento em massa do carvão vegetal em relação à lenha seca enfornada é de aproximadamente 25% nos fornos de alvenaria.

O setor siderúrgico a carvão vegetal também possui unidades de ferro-gusa, de aço e unidades integradas que produzem ferro-gusa e aço. O ferro-gusa é um produto intermediário para a produção do aço e importante produto de exportação.

O gás de alto-forno é produzido durante a reação do carbono do carvão vegetal com o ferro do minério de ferro e reinjetado no proces-so, possibilitando o reaproveitamento do calor (figura a seguir).

A siderurgia a carvão vegetal é responsável por cerca de 30% da produção siderúrgica brasileira e está concentrada principalmente no estado de Minas Gerais, com algumas unidades no Espírito Santo, Ma-ranhão, Pará, Pernambuco, Rio Grande do Norte e Mato Grosso do Sul.

• Bagaçodacana-de-açúcar

O bagaço da cana-de-açúcar, que antes era considerado um pro-blema ambiental devido ao seu grande volume gerado após a pro-dução de álcool e açúcar, hoje gera com a sua queima a cogeração de energia elétrica para o uso das próprias usinas e venda de excedentes. Uma alternativa viável para a empresa, porque usa uma energia lim-pa, produzida por ela mesma com o auxílio de tecnologia desenvolvi-da no Brasil (figura a seguir).

O bagaço que antes era desperdiçado virou fonte de receita para as usinas, tornando-as empresas sustentáveis, pois seu emprego na ge-ração de energia elétrica, além de minimizar os impactos ambientais, propiciou mais uma alternativa de negócios no setor sucroalcooleiro.

• Cascadearroz

A casca de arroz representa 20% do peso do arroz total. Dessa for-ma, uma grande quantidade de casca, descartada de maneira incor-reta, pode proporcionar dificuldades quanto à eliminação desses resí-duos, à emissão de metano para a atmosfera e para a saúde humana, desencadeando diversos problemas respiratórios. Nesse contexto, a casca de arroz tem sido utilizada em locais de incubação de frango como aditivo na indústria de cimento e como fertilizante. Mesmo as-sim, essas ações não são suficientes para reduzir significativamente o problema de descarte, sendo então recomendado utilizar a casca de arroz para produção de energia (figura a seguir).

Conforme CONAB, em 2014, o Estado do Rio Grande do Sul foi responsável por 64,35% da produção nacional de arroz, segui-do por Santa Catarina (8,25%), Mato Grosso (5,36%) e Maranhão (4,42%). A produção prevista para a safra 2020/2021 é de 13,7 mi-lhões de toneladas.

O Brasil, durante muitos anos, foi exportador de arroz. Na década de 1980 passou a importar pequenas quantidades (5% da demanda total) e a partir de 1989/90 tornou-se um dos principais importadores desse cereal, chegando a 2 milhões de toneladas em 1997/98, quan-do atingiu uma média superior a 10% da demanda interna. A lacu-na entre a produção e o consumo anual de arroz irrigado a partir da década de 1990 passou a ser suprida, principalmente, pelo Uruguai e pela Argentina, que responderam por cerca de 85 a 90% das impor-tações brasileiras.

Em 2014, foi verificado um aumento da produção de arroz em to-das as regiões brasileiras, com destaque de crescimento para a Região Nordeste (33,4%). A Região Sul destaca-se como a maior produtora, com um crescimento de 10,6% entre as safras 2014/2013.

As estimativas para a projeção de área plantada de arroz mostram que deverá ocorrer redução de área nos próximos anos. A área deve passar de 2,6 milhões de hectares em 2014/2013 para 1,6 milhão de hectares em 2020/2021, uma redução, portanto de 1,0 milhão de hectares de arroz. Todavia, no Estado do Rio Grande do Sul, princi-pal produtor nacional desse cereal, essa redução não deverá ocorrer, com uma variação de 1.143 mil ha na safra 2014 para 1.321 mil ha em 2020/2021.

É esperado um aumento da produção orizícola brasileira de 12.503,1 mil toneladas em 2014 para 13.738,2 mil toneladas de arroz em 2021/21, sendo que somente o Estado do Rio Grande do Sul, cuja produção em 2014 (64,5% da produção nacional de arroz), deve au-mentar a produção nos próximos anos em 23,6%. Isso representa até 2020/2021 aumentos médios anuais de 2,1% da produção e de 1,42% da área de arroz no Estado.

Conforme a ANEEL (2014), no Brasil, há oito usinas de biomassa da casca de arroz, cinco delas no maior Estado produtor, Rio Grande do Sul, e outras três nos estados de Mato Grosso, Rondônia e Santa Ca-tarina. Todas geram 32.608 kW, o que representa 0,03% do total da produção energética nacional.

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330 BIOMASSA E BIOENERGIA

A geração de energia por meio da queima da casca de arroz é uma alternativa praticável do ponto de vista tecnológico, viável do ponto de vista econômico e ético do ponto de vista ecológico, já que a tec-nologia para a conversão é disponível, a matéria-prima é abundante na região e todo gás carbônico produzido na queima volta para o ci-clo de carbono da biosfera terrestre.

Fazer a conversão da casca, próximo ao local onde ocorre o benefi-ciamento do arroz, torna-se extremamente importante, uma vez que o transporte da casca de arroz representa uma etapa altamente pro-blemática, pois sua baixa densidade torna o volume muito grande e transportá-la não é economicamente vantajoso.

Segundo o IRGA, o arroz, de acordo com o plantio e a época do

ano, vem da lavoura com 25 a 30% de umidade, sendo que, para o be-neficiamento, a umidade deve ser reduzida para 12 a 15%. A secagem é realizada com queima de parte das cascas e os gases de combustão são empregados como meio de aquecimento. Usinas produtoras de arroz parborizado também utilizam vapor nos processos de benefi-ciamento.

O calor do processo empregado em um engenho de arroz pode ser obtido a partir de diferentes equipamentos, o que possibilita a ge-ração simultânea com a eletricidade. Como exemplo de equipamen-tos, pode-se citar gerador de vapor, motor Stirling, fornalhas, etc.

O vapor gerado pode ser empregado na geração de eletricidade, com tecnologia padrão de geração termelétrica, a partir de um ciclo Rankine (técnica e economicamente mais viável que outras formas de aproveitamento térmico da combustão).

O poder calorífico inferior (PCI) da casca é de 3.384 kcal/kg e o cál-culo do potencial a partir da casca de arroz é realizado pela equação:

Potencial (MW/ano) = ((Arroz (t)) x 0,3) x (PCI (kcal/kg) x 0,15)) / (860x8322)

Em que:

• PCI = poder calorífico inferior;

• Arroz = quantidade de arroz produzido em toneladas (t).

• Biocombustível

Biocombustíveis são combustíveis formados a partir da biomassa, portanto, não fósseis. Por serem originados de plantas ou de mate-rial orgânico são considerados renováveis, já que o material orgânico é formado pela fotossíntese de vegetais. Nesse processo, o carbono é retirado da atmosfera, estabelecendo um ciclo. É uma energia re-novável, derivada de matérias agrícolas, como plantas oleaginosas, biomassa florestal, cana-de-açúcar e outras matérias orgânicas. Exis-tem vários tipos de biocombustíveis fabricados em escala comercial (figura a seguir).

Uma grande vantagem desses combustíveis é não emitir gases com enxofre e nitrogênio (SOx e NOx), responsáveis pela chuva ácida. Por isso, são considerados ultralimpos.

Os biocombustíveis são apresentados como alternativas aos com-

bustíveis fósseis, visto que são energias renováveis, o que não aconte-ce com os combustíveis fósseis. Em geral, apresentam um balanço de gás carbônico melhor que os combustíveis fósseis, pois os cultivos ab-sorvem o carbono atmosférico durante o seu crescimento. Todavia, é preciso atentar que o avanço das lavouras para biocombustíveis pode competir com a produção de alimentos ou exercer pressão sobre áre-as de ecossistemas nativos.

O Brasil está na vanguarda do biocombustível há 40 anos. Co-meçou em 1975, com a criação do Proálcool que deu impulso à cultura da cana. A partir de então passou a trilhar um caminho de liderança mundial na produção do etanol e no desenvolvimento de novas tecnologias.

Cabe salientar que, ao longo do tempo, o setor sucroenergético empregou mais de 1 milhão de pessoas com carteira assinada. A maior parte dos empregos foi gerada pelo cultivo da cana, com índice de formalidade de postos no setor canavieiro crescente, ficando aci-ma da média registrada por outras cadeias produtivas.

Com o desenvolvimento de técnicas próprias de plantio e colhei-ta, o Brasil tornou-se o maior produtor mundial de cana-de-açúcar. Com as novas variedades, a produtividade média por hectare pas-sou de 47 toneladas em 1975 para mais de 82 toneladas nos dias atuais (figura a seguir).

cIclO DOS BIOcOMBuSTívEIS

As partes das plantas contendo as matérias-primas para o etanol ou o biodiesel são colhidas e trituradas

Plantas produtoras predominantemente de

carboidratos, ex.: cana e milho.

O CO2 é absorvido pelas plantas, pela fotossíntese, produzindo tecidos e

substâncias durante seu crescimento

Os motores emitem CO2, que vai para a atmosfera.

O biocombustível acabado vai para a distribuição para os diversos motores de combustão interna.

Após a fermentação, para o etanol, realiza-se a destilação, com a separação do etanol pronto para o uso como combustível, ou sua desidratação, para acréscimo aos combustíveis fósseis.

No caso do biodiesel, o processamento químico que é a transesterificação.

Procede-se, para o etanol, no caso do milho, um pré-processamento, e depois a fermentação.

Para o biodiesel, o óleo é extraído dos grãos, sementes e frutos. Para o etanol, os carboidratos da cana e do milho são separados, mesmo em forma bruta.

Plantas produtoras predominantemente de óleos, ex.: mamona e soja.

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331BIOMASSA E BIOENERGIA

Para aumentar ainda mais a produtividade, o País vem investindo em pesquisas. A Embrapa, vinculada ao Ministério da Agricultura, aposta em projetos de cana-de-açúcar transgênica. Algumas das características genéticas a serem incorporadas à planta visam prin-cipalmente atender às demandas do cultivo na Região Nordeste. As variedades em desenvolvimento buscam mais tolerância à seca e maior resistência à broca gigante, principal praga na região, garan-tindo maior produtividade.

O balanço ambiental dos biocombustíveis depende da fileira

considerada (álcool, óleo vegetal puro, biodiesel, etc.) e do tipo de agricultura praticada (agricultura intensiva, agricultura biológica, etc.). A fileira do óleo vegetal puro tem um melhor balanço que a do biodiesel.

O balanço de gás carbônico dos biocombustíveis não é neutro,

tendo em conta a energia necessária à sua produção. Mesmo que as plantas busquem o carbono na atmosfera, é preciso considerar a energia necessária para a produção de adubos, a locomoção dos tratores agrícolas, a irrigação, o armazenamento e o transporte dos produtos.

Nos biocombustíveis resultantes da reciclagem dos óleos usados, pode-se considerar que há um balanço ambiental positivo, pois eles poderiam ser poluentes ou ter um uso menos eficiente.

Quanto aos biocombustíveis produzidos a partir de produtos agrícolas, para fazer um balanço ambiental, é preciso considerar o impacto dos adubos e dos pesticidas utilizados, o consumo de água, que pode ser muito importante para certas espécies vegetais, e o impacto na biodiversidade quando imensas zonas de cultura substituem áreas muito ricas em espécies (figura a seguir).

TIPO DE BIOMASSA TIPO DE BIOENERGIAMÉTODO DE CONVERSÃO

Plantas oleaginosas(ex. soja, girassol) Transesterificação Biodiesel

Etanol

Etanol(Álcool Etílico)

BiogásMetano

Milho, cana-de-açúcar, beterraba Termoquímica

Fermentação

BioconversãoAnaeróbia

TermoquímicaFermentação

Dejetos de animais, esgoto, lodo

Lignocelulose (resíduos florestais, agroindústrias)

Há a necessidade de colocação no mercado de quotas biocombus-tíveis que contemplem os seguintes produtos:

• bioetanol: etanol produzido a partir de biomassa e/ou da fra-ção biodegradável de resíduos para utilização como biocom-bustível;

• biodiesel:éster metílico e/ou etílico, produzido a partir de óleos vegetais ou animais, com qualidade de combustível para moto-res a diesel, para utilização como biocombustível;

• biogás: gás combustível produzido a partir de biomassa e/ou da fração biodegradável de resíduos, que pode ser purificado até a qualidade do gás natural para utilização como biocombus-tível ou gás de madeira;

• biometanol: metanol produzido a partir de biomassa para utili-zação como biocombustível;

• bioéterdimetílico:éter dimetílico produzido a partir de bio-massa para utilização como biocombustível;

• bio-ETBE(bioeteretil-terc-butílico): ETBE produzido a partir do bioetanol, sendo a percentagem em volume de bio-ETBE considerada como biocombustível igual a 47%;

• bio-MTBE(bioetermetil-terc-butílico): combustível produzi-do com base no biometanol, sendo a porcentagem em volume de bio-MTBE considerada como biocombustível de 36%;

• biocombustíveis sintéticos: hidrocarbonetos sintéticos ou misturas de hidrocarbonetos sintéticos produzidos a partir de biomassa;

• bio-hidrogênio:hidrogênio produzido a partir de biomassa e/ou da fração biodegradável de resíduos para utilização como biocombustível;

• bio-óleo: óleo combustível obtido quando substâncias de ori-gem vegetal, animal e outras são submetidas ao processo de pirólise (figura a seguir).

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332 BIOMASSA E BIOENERGIA

A expansão da produção de biocombustíveis tem gerado discus-sões inflamadas sobre aspectos éticos, como a segurança alimentar e o desmatamento de áreas de grande sensibilidade ambiental e/ou ampla biodiversidade.

No entanto, é também crescente a constatação de que a migra-ção para a era dos biocombustíveis é uma necessidade mundial e que a liderança tecnológica nessa área representa muito em rela-ção ao futuro da geopolítica internacional. Essa perspectiva vem se perdendo perante o advento de processos de conversão que não dependam da disponibilidade de áreas cultiváveis e que dependam de matérias-primas cada vez menos nobres, como efluentes indus-triais, águas servidas, lixo orgânico municipal e resíduos agroindus-triais ou agroflorestais de grande poder cumulativo, portanto, de alto impacto ambiental.

Em alguns desses casos, vislumbra-se a obtenção da biomassa via processos fermentativos e sistemas de produção muito distan-tes da produção primária da cana-de-açúcar ou de qualquer outro cultivar energético que se possa propor. Esse é o caso da produção

de microalgas, cujas perspectivas têm se mostrado altamente pro-missoras, apesar da desmotivação gerada por um início excessiva-mente otimista.

• Óleosvegetais

Dentro dos tecidos existentes nas folhas ou no caule de alguns ve-getais, há uma substância oleosa que pode ser utilizada para queimar.

Também, pode-se obter essa substância de algumas sementes que, ao passar por um processo mecânico de pressão, são quebradas. Depois desse processo mecânico, é aplicado um processo químico que usa um solvente líquido para extrair somente o óleo. Posterior-mente, esse óleo vai ser refinado, clarificado e desodorizado, perden-do, assim, o cheiro forte .

O Brasil dispõe de uma grande diversidade de espécies vegetais oleaginosas das quais se podem extrair óleos para fins energéticos. Algumas dessas espécies são de ocorrência nativa (buriti, babaçu, ma-mona, etc.), outras são de cultivo de ciclo curto (soja, amendoim, etc.) e outras ainda de ciclo longo ou perene (dendê). Entre eles, podem ser citados: abacate, algodão, amendoim, coco, dendê, mamona, mi-lho, soja e urucum.

Atualmente, estuda-se a possibilidade de substituir o diesel por diferentes quantidades de óleo vegetal que representam uma alter-nativa ao óleo diesel para uso em motores de combustão interna, automotivos e estacionários, principalmente, a utilização do óleo de mamona e dendê nos motores automotivos, contribuindo significati-vamente para a diminuição da poluição. Além dos aspectos socioeco-nômicos implicados, essa prática poderá viabilizar o desenvolvimento sustentável, em especial, nas comunidades rurais.

• Biodiesel

O petróleo é ainda a principal fonte combustível atualmente. É um energético não renovável, seu uso polui o meio ambiente, suas prin-cipais fontes ficam situadas em zonas de conflito, além disso, tensões políticas e econômicas ocasionam constantemente alterações no seu preço. Por esses e outros motivos, foi necessário encontrar alternativas para a substituição de seus derivados (figura a seguir).

Entre os derivados do petróleo que vêm sendo substituídos por produto renovável e limpo, está o óleo diesel, que é usado principal-mente em meios de transporte pesados, como caminhões e ônibus. No Brasil, são consumidos anualmente, em média, 42 bilhões de litros desse combustível por ano, sendo importados apenas 5% desse valor, ou seja, 2 bilhões de litros.

O óleo diesel é muito poluidor. Sua combustão libera para a at-mosfera monóxido de carbono, gás carbônico, fuligem, bem como compostos com nitrogênio e enxofre, como óxido nítrico (NO), óxido nitroso (N2O) e dióxido de enxofre (SO2), que são responsáveis pela chuva ácida.

Entre as alternativas de substituição do óleo diesel, cabe destaque aos biocombustíveis, que são produtos usados para geração de ener-gia, com origem na biomassa. Entre os principais biocombustíveis, consta o biodiesel, um combustível alternativo menos agressivo ao meio ambiente que o óleo diesel.

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333BIOMASSA E BIOENERGIA

O biodiesel é obtido por meio de óleos vegetais. No Brasil, por se tratar de um País tropical, com dimensões continentais, cabe o apro-veitamento das potencialidades regionais. Isso é válido tanto para cul-turas já tradicionais (como a soja, o amendoim, o girassol, a mamona, o dendê, o milho, o algodão, o babaçu, a palma, o coco, as gorduras do óleo de fritura e o sebo bovino) como para alternativas novas (como o pinhão manso, o nabo forrageiro, o pequi, o buriti, a macaúba e uma grande variedade de oleaginosas a serem exploradas).

Entre as várias alternativas, merecem destaque a soja (cujo óleo representa 90% da produção brasileira de óleos vegetais), o dendê, o coco, o girassol (pelo rendimento em óleo) e a mamona (pela resis-tência à seca).

Seu processo de obtenção é por meio das reações de transesteri-ficação ou de esterificação entre os triglicerídeos presentes no óleo vegetal ou na gordura animal e um álcool, com a presença de um catalisador. Nessa reação, os triglicerídeos são convertidos em um és-ter de menor massa molecular (ésteres metílicos ou etílicos de ácidos graxos).

• Obtenção de biodiesel por meio do processo de transesterifica-ção de triglicerídeos com álcool (fórmula a seguir).

Triglicerídeo

Álcool+ 3 R - OH

Cat.R1

R1

R

R

R

R2 R2

R3

R3

Glicerídeo

Mistura de EsteresBiodiesel

TRANSESTERIFICAçÃO

OH

O

O

O

O

O

O

O

O

O

O

O

O

OH

OH

+

Um subproduto dessa reação é o glicerol, também conhecido como glicerina, o que é considerado uma vantagem, pois esse com-posto é largamente utilizado em indústrias químicas de produção de cosméticos e de produtos de limpeza (fórmula a seguir).

O biodiesel não é um combustível totalmente limpo, pois também lança alguns poluentes no meio ambiente. Porém em relação ao óleo combustível polui muito menos. Seu uso reduz grandemente o lan-çamento de dióxido de carbono e de outros materiais particulados, diminuindo, assim, o efeito estufa. Outras vantagens do seu uso no lugar do óleo diesel são:

• recurso renovável;• suas fontes não contêm compostos sulfurados, portanto, não

liberam enxofre, que gera chuva ácida;• apresenta alto número de cetanos (o correspondente a octanos

na gasolina);• biodegradável.

O uso energético de óleos vegetais no Brasil foi proposto em 1975, originando o Pró-óleo – Plano de produção de óleos vegetais para fins energéticos. Seu objetivo era gerar um excedente de óleo vegetal capaz de tornar seus custos de produção competitivos com os do pe-tróleo. Previa-se uma mistura de 30% de óleo vegetal no óleo diesel, com perspectivas para sua substituição integral a longo prazo.

Nas últimas três décadas, houve um avanço respeitável nas pes-quisas relativas ao biodiesel, assim, além dos vários testes de motores, inúmeras plantas começaram a ser construídas em diferentes cidades do País. Com isso, o biodiesel passou para a fase de comercialização (figura a seguir).

Biodiesel padrão:

• aspecto: fluído líquido de cor transparente;• massa específica a 20°C: 820 a 880 kg/m³;• viscosidade cinemática a 40°C: 2,5 a 5,5 mm²/s;• água e sedimentos (máx.): 0,050% do volume;• ponto de fulgor: 100,0°C mínimo;• índice de acidez: 0,8 mgCALH/g máximo;• teor de éster: 100%;• glicerina livre: 0,02% máximo;• glicerina total: 0,38% máximo;• metanol: 0,5% máximo.

TRêS REAçõES CONSECUTIVAS E REVERSÍVEIS

OR2

O

R1

R1

R1

R1R1

R1

R3

OR4

OR4

OR4

OH

OH

OH OH

OH

OH

HO

H2O

OH

OH

OH

R2

R2

OH

OH

OH

OH

Catalisador

Catalisador

Catalisador

Catalisador

R4

R4

R4

R4

R4

R4

R4

R4

R4

O

OO

O O

O OO

+

+

+

+

O

O

O

O

O

O

O

O

O

O

O O

O

• Obtenção do biodiesel por meio da transesterificação: há três reações consecutivas e reversíveis, em que os catalisadores mais tradicionalmente usados são os ácidos e as bases de Bronsted. Os intermediários formados são di e monoacilglicerídeos e em meio aquoso verifica-se o equilíbrio.

• Obtenção do biodiesel por meio de esterificação: consiste em apenas uma reação entre um ácido graxo e um monoálcool com a obtenção de ésteres, conforme mostrado na reação geral de esterificação. Nesse caso, são usados ácidos como catalisado-res (fórmula a seguir).

REAçÃO GERAL DE ESTERIFICAçÃO

OH OR*OH H2O

HAC C+ +

O O

R RR*

Ácido carboxílico Álcool ÁguaÉster

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334 BIOMASSA E BIOENERGIA

Canadá

EUA

De cada tonelada de cana moída no Brasil,

45% virão álcool.

A França e a Alemanhã são produtores, que usam

basicamente beterrabae trigo.

Milho e trigo são as principais fontes do

etanol chinês

O milho é o ingrediente de 8,1

em cada 10 litros de etanol nos EUA.

Outrospaíses

China

Europa

Brasil

• Etanol

A produção brasileira de álcool foi largamente estimulada a partir de 1975, com a criação do Programa Nacional do Álcool – Proálcool, que levou o Brasil à condição de único País do mundo a utilizar larga-mente o álcool em substituição ao combustível fóssil. Em 1994, esse combustível alternativo, de fonte renovável e não poluente, respon-deu por aproximadamente 50% do consumo nacional de combustí-vel para veículos de passeio (figura a seguir).

Até o advento do Proálcool, o setor sucroalcooleiro carreava toda a moagem da cana para a produção de açúcar, sendo o álcool, então, um produto residual, resultante da destilação do mel pobre (subpro-duto da fabricação do açúcar). A elevação dos preços e a instabilidade de fornecimento do petróleo no mercado internacional levaram o Governo brasileiro a desenvolver uma política econômica com o ob-jetivo de amenizar os desequilíbrios externos da balança comercial e a reduzir a dependência do País, que tem uma estrutura de transporte basicamente rodoviária, com relação ao petróleo importado.

Para tanto, em 1979, foram adotadas políticas de incentivo ao con-sumo, tais como o protocolo de comprometimento com a indústria automobilística para expansão da produção de veículos movidos a álcool e o zoneamento agrícola para evitar concorrência entre a cana e culturas alimentares. Essa decisão foi instrumentalizada por meio de isenções fiscais e linhas de crédito especiais, o que deu ao programa uma base de sustentação mais duradoura e abrangente envolvendo não só o setor sucroalcooleiro, como o químico, o automotivo e o de mecânica pesada.

De 1979 para 1980, a produção anual de automóveis a álcool sal-tou de 5% para 25% do total. A ociosidade rapidamente se converteu em gargalo, assim, projetos para construção de destilarias, nessa fase já desvinculadas das usinas, eram aprovados com poucas restrições.

Mais uma vez, a euforia e a excessiva demanda por álcool davam respaldo a decisões pouco racionais e muitas destilarias, hoje sucatas inadimplentes, foram autorizadas a operar até mesmo em regiões dis-tantes das plantações de cana (gráfico a seguir).

pRODuçãO DE ETANOl ANIDRO E hIDRATADO - BRASIl

ETANOL ANIDRO (m3)ETANOL HIDRATADO (m3)

2000

/01

2010

/11

2004

/05

2002

/03

2012

/13

2006

/07

2008

/09

2001

/02

2011

/12

2005

/06

2003

/04

2013

/14

2007

/08

2009

/10

25.000.000

20.000.000

15.000.000

10.000.000

5.000.000

0

Fonte: Banco de imagens do setor energético.

Os resultados do Proálcool contribuíram para o equilíbrio nas contas externas, a geração de empregos, o aumento da arrecadação fiscal, a diminuição da poluição ambiental e o desenvolvimento de tecnologia nos setores agrícola e industrial, tornando o País menos dependente externamente em um setor vital da economia: o ener-gético. Alguns fatores levavam a crer que o Proálcool demonstrava ter atingido a maturidade já na década de 1980.

A adesão da sociedade ao programa era demonstrada pelo volu-me crescente de vendas de carros a álcool. O número de destilarias em operação também crescia, bem como era introduzida a mistura do álcool anidro à gasolina na proporção de 22%, o que proporciona-va a eliminação do chumbo tetraetila, maior octanagem e redução da emissão de poluentes.

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335BIOMASSA E BIOENERGIA

Na década de 1990, o Proálcool atravessou um momento crítico. Os preços do açúcar no mercado internacional estavam bem mais fa-voráveis do que os do álcool no Brasil e o Proálcool não mais se justifi-cava para substituir a gasolina, especialmente se forem considerados, apenas, os custos atuais e mensuráveis de produção.

Uma das características do álcool derivado da cana é a preserva-ção ambiental, que, por não ser quantificável economicamente, não é usualmente incorporada a nenhuma análise de competitividade do produto. Desde sua efetiva incorporação à matriz energética bra-sileira, em 1975, até a atualidade, o etanol conseguiu importantes resultados:

• a produção e a demanda ultrapassaram largamente as expecta-tivas colocadas no início do Proálcool;

• a implementação de tecnologias e avanços gerenciais tornaram esse combustível renovável competitivo com os combustíveis fósseis;

• as características de sua produção o tornam a melhor opção, no momento, para a redução do efeito estufa no setor de transpor-tes, em todo o mundo.

Esse estudo avaliou quais seriam as vantagens e as dificuldades para expandir sua produção no Brasil, visando inclusive mercados ex-ternos (gráfico a seguir).

O etanol apresenta-se na forma de um líquido incolor e sua fór-mula química é C2H5OH. É um álcool derivado de cereais e vegetais. No Brasil, utiliza-se a cana-de-açúcar para a produção do etanol, en-quanto, nos EUA e no México, é utilizado o milho. O etanol é o mais comum dos alcoóis.

O etanol, assim como outros alcoóis, é muito importante no meio médico, onde é utilizado no extermínio de vida microbiana nociva, que poderia piorar o estado dos doentes, já que o etanol mata os organismos desnaturando suas proteínas e dissolvendo os lipídios. Contém biomoléculas compostas por carbono (C), hidrogênio (H) e oxigênio (O), fisicamente caracterizadas por serem insolúveis em água e solúveis em solventes orgânicos, como álcool, benzina, éter, clorofórmio e acetona, sendo eficaz contra a maioria das bactérias, dos fungos e de vários tipos de vírus, mas é ineficaz contra os esporos bacterianos.

É usado também na produção de biodiesel, onde o óleo da mamo-na reage com o etanol gerando éster etílico e glicerina. Há utilização também na produção de bebidas alcoólicas e de produtos farmacêu-ticos e de perfumaria.

O etanol é competitivo e sustentável como combustível e apre-senta um grande potencial de crescimento no mercado global. No caso do Brasil, o País precisa urgentemente retomar os investimentos para produção de metanol. Há expectativa que haja um aumento na colheita de cana na safra de 2015/2016 da ordem de 151 milhões de toneladas. Para transformar isso em combustíveis, seriam necessárias 50 novas usinas com capacidade de processar 3 milhões de toneladas por safra cada. Sem esses investimentos, o etanol representará “ape-nas” 24% do consumo total de combustíveis em 2020. Assim, será necessário importar mais gasolina ou investir para aumentar a capaci-dade de refino do País para atender à demanda.

Cenárioatual:etanol

• Produção total em 2014: 28.526 mil m³.• Produção de etanol hidratado: 16.296 mil m³.• Produção de etanol anidro: 12.230 mil m³.

• Biogás

Biogás é o nome comum dado a qualquer gás produzido pela que-bra biológica da matéria orgânica na ausência de oxigênio. Normal-

mente, consiste em uma mistura gasosa composta principalmente de gás metano (CH4) e gás carbônico, com pequenas quantidades de gás sulfídrico (H2S) e umidade. Pode ser classificado como biocom-bustível por ser uma fonte de energia renovável, que auxilia o homem a se emancipar da dependência dos combustíveis fósseis.

No passado, o interesse pelo biogás no Brasil teve seu ápice nas décadas de 1970/80, especialmente entre os suinocultores. Uma série de fatores foi responsável pelo insucesso dos programas de biodiges-tores nesse período, entre os quais, podem ser citados:

• falta de conhecimento técnico sobre a construção e operação

dos biodigestores;

• custo de implantação e manutenção elevado dos biodigestores;

• equipamentos de distribuição do biofertilizante, na forma líqui-da, com custos de aquisição elevados;

• falta de equipamentos desenvolvidos exclusivamente para o uso de biogás;

• baixa durabilidade dos equipamentos adaptados para a conver-são do biogás em energia;

• ausência de condensadores para água e de filtros para os gases corrosivos gerados no processo de biodigestão (figura a seguir).

2. Dentro do biodigestor, a ação das bacté-rias decompõe o lixo, transformando-se em gás metano e adubo.

3. O gás metano pode ser encanado para alimentar um gera-dor ou aquecedor.

4. As sobras ser-vem como ferti-lizante.

1. Excrementos de animais e restos de alimentos são misturados com água no alimentador do biodigestor

PRODUÇÃO (milhões de t)

pRODuçãO/pRODuTIvIDADE DA cANA-DE-AçúcAR - NO BRASIl

700

600

500

400

300

200

100

0

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0 2005/06 2006/07 2007/08 2008/09 2009/10 2010/11 2011/12 2012/13 2013/14 2014/15

PRODUTIVIDADE (t/há)

431,4

7477

77

6769

75 72

8282

81

474,8

571,3 571,4

604,5 623,9

560,9588,9

658,8 659,0

Milh

ões

de

t

t/h

a

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336 BIOMASSA E BIOENERGIA

Após quatro décadas, os biodigestores ressurgiram como alter-nativa graças à disponibilidade de novos materiais para a sua cons-trução, à maior dependência de energia nas propriedades rurais em função do aumento da escala de produção, ao aumento dos custos da energia tradicional e principalmente à não resolução da questão ambiental.

A digestão anaeróbia é um processo natural com complexas rea-ções bioquímicas, que ocorrem na ausência de oxigênio livre na at-mosfera, desenvolvidas por meio da ação de micro-organismos que decompõem a matéria orgânica por seus processos metabólicos de fermentação e respiração, liberando metano (CH4), dióxido de carbo-no (gás carbônico), entre outros gases.

O material ou resíduo do qual o biogás é retirado é um substrato devidamente equilibrado com diluição em água, o qual é um meio para instalação e desenvolvimento de várias espécies de bactérias en-volvidas no processo de fermentação anaeróbia. Resíduos altamente fibrosos, como bagaço de cana e casca de arroz, considerados de bai-xa digestibilidade, apresentam um menor potencial para a produção do biogás, enquanto resíduos ricos em amido, proteína, celulose e carboidratos (como grãos de cereais, gramíneas, restos de abatedou-ros e dejetos animais) apresentam alto potencial de produção de bio-gás (figura a seguir).

CH4 NH4CO2 O2H2S H2OOxigênioÁguaGás

AmôniaSulfato de

HidrogênioGás CarbônicoMetano

Qualquer matéria orgânica biodegradável pode ser adicionada aos biodigestores anaeróbios para produção de energia. Por exemplo:

• produção animal: suinocultura, pecuária e avicultura (dejetos e rejeitos);

• resíduos agrícolas (cascas, folhagens, palhas, restos de cultura);

• resíduos industriais (bagaços, descartes, efluentes e gorduras, restos de restaurantes de unidades fabris, efluentes industriais com elevada carga orgânica, entre outros);

• resíduos orgânicos municipais advindos da atividade humana (esgoto, resíduos domésticos orgânicos, resíduos de manuten-ção de parques e jardins);

• vinhaça;

• amido;

• glicerina resultante da produção de biodiesel.

O biogás é considerado um combustível gasoso que possui um conteúdo energético muito elevado, um alto poder calorífico, seme-lhante ao do gás natural. Sendo o metano o principal constituinte do biogás, não tem cheiro, cor, nem sabor, mas o biogás apresenta um leve odor desagradável devido a alguns gases presentes em sua com-posição (figura a seguir).

Entrada domaterialorgânico

Energia térmica calor ou frio

Energia elétrica

Adubo orgânico

Fermentado

Purificação

Fermentado

Gerador

Gás Combustível

O biogás é produzido exclusivamente por meio da fermentação anaeróbia. Esse processo tem quatro etapas distintas: hidrólise, acido-gênese, acetogênese e metanogênese.

• Hidrólise – Nessa primeira fase, o sistema é dominado por bac-térias que fazem a quebra de polímeros, tais como proteínas, gorduras e celulose em monômeros (como ácidos graxos e ami-noácidos). Essas bactérias hidrolíticas promovem esse trabalho por meio de suas enzimas extracelulares.

• Acidogênese– Nessa fase, os monômeros são atacados pelas bactérias fermentativas, degradando-os em ácidos orgânicos e alcoóis, bem como gás carbônico e hidrogênio. Os produtos da

fermentação serão influenciados pela concentração do hidro-gênio formado. Quanto maior a pressão parcial do hidrogênio, menor a formação de ácido acético. Haverá mineralização das ligações orgânicas de nitrogênio e enxofre em amônia (NH3) e ácido sulfídrico (H2S). Se isso acontecer em concentrações eleva-das, poderá ocorrer inibição da formação de metano.

• Acetogênese– Nessa terceira fase, os ácidos orgânicos e alcoóis formados anteriormente irão formar ácido acético, hidrogênio e dióxido de carbono. Essa fase é a última antes do início da me-tanização. Aqui também há uma forte dependência da pressão parcial do hidrogênio.

• Metanogênese – Quarta e última fase que acontece em con-dição estritamente anaeróbia. Uma parte das bactérias meta-nogênicas transforma o hidrogênio e o dióxido de carbono em metano e outra parte forma metano a partir do acetato.

O biogás é constituído dos seguintes gases: metano (CH4): 50 a 70% do volume de gás produzido; dióxido de carbono (gás carbônico): 30 a 50% do volume total; traços de hidrogênio (H2): 1%; nitrogênio (N2): 4%; oxigênio (O2): 1%; gás sulfídrico (H2S): 2%; e outros de baixíssima representação (gráfico a seguir).

O biogás é produzido a partir da matéria orgânica: • resíduos de frigoríficos, agroindústria, restaurantes, supermerca-

dos, produção animal;

• plantas energéticas: milho, sorgo e outras.

Principais produtos:

• energia elétrica 24h por dia;• energia térmica;• substituição do gás natural;• substituição do gás de cozinha;• adubo orgânico.

A digestão anaeróbia representa um sistema ecológico delicada-mente balanceado, onde cada micro-organismo tem uma função essencial. A produção de metano ocorre em diferentes ambientes naturais, como pântanos, solo, sedimentos de rios, lagos, mares e nos órgãos digestivos de animais ruminantes.

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337BIOMASSA E BIOENERGIA

O2

H2S

H

N

CH4

CO2

56%50% A 70%

36%30% A 50%

1%1%

2% 4%

O oxigênio (O2) do ar é letal para as bactérias anaeróbias. Se houver oxigênio no ambiente, as bactérias anaeróbias paralisam seu metabo-lismo e deixam de se desenvolver. As bactérias anaeróbias produzem o metano. Em uma usina de biogás, o biodigestor (biofermentador) deve estar hermeticamente vedado contra a entrada de ar (oxigênio), caso contrário, a produção de biogás não ocorre porque as bactérias anaeróbias morrem, assim, o biogás produzido será então rico em gás carbônico e não em metano. Assim, o biofermentador deve assegurar uma completa anaerobiose do ambiente necessária para o metabo-lismo das bactérias anaeróbias.

A temperatura no interior do biofermentador é um parâmetro im-portante para a produção de biogás. As bactérias que produzem me-tano são muito sensíveis a alterações de temperatura. O crescimento microbiano pode ocorrer em três faixas de temperatura: termofílica (45 a 70°C), mesofílica (20 a 45°C) e psicrofílica (0 a 20°C), porém a maioria dos digestores anaeróbios (fermentadores) tem sido projeta-da na faixa mesofílica, onde o nível ótimo de temperatura, a melhor

formação de metano, ocorre entre 30 e 40°C. Assim, outro papel do biofermentador também é assegurar certa estabilidade de tempera-tura para as bactérias.

Mudanças no pH do meio afetam sensivelmente as bactérias envolvidas no processo da digestão anaeróbia. A faixa de opera-ção dos biofermentadores é entre pH 6,0 e 8,0, sendo que as bac-térias produtoras de metano têm um crescimento ótimo na faixa de pH entre 6,6 e 7,4. Valores de pH abaixo de 6,0 e acima de 8,3 devem ser evitados, pois podem inibir completamente as bacté-rias produtoras de metano.

A presença de alguns macronutrientes (carbono, nitrogênio, po-tássio, fósforo e enxofre) e de alguns micronutrientes (sais minerais, vitaminas e aminoácidos) é fundamental ao desenvolvimento dos micro-organismos (bactérias). Para que ocorra uma boa fermentação no interior de um biodigestor, o equilíbrio entre os nutrientes é indis-pensável. O conhecimento da composição química e do tipo de bio-

massa utilizado é muito importante. Por exemplo, os dejetos animais são ricos em nitrogênio; os resíduos de culturas vegetais são ricos em carbono; os sais minerais estão presentes nos dejetos animais e resí-duos vegetais.

O biogás pode ser usado como gás combustível em substituição ao gás natural (GN) ou gás liquefeito de petróleo (GLP), ambos extraí-dos de fontes de recursos não renováveis. O biogás pode ser utiliza-do na geração de energia elétrica, por meio de geradores, ou como energia térmica na produção rural, por exemplo, no aquecimento de instalações para animais muito sensíveis ao frio ou no aquecimento de estufas de produção vegetal.

Após a obtenção do biogás, o resíduo sólido dos biofermentadores pode ser utilizado como adubo orgânico e o efl uente líquido pode ser aplicado nas lavouras como biofertilizante, sem problemas de conta-minação dos lençóis freáticos, pois, além de água, contém nutrientes como nitrogênio, fósforo e potássio (fi gura a seguir).

Todas essas utilidades, junto com a eliminação dos resíduos da pro-priedade rural, estimulam o produtor rural, possibilitando uma nova fonte de rendimento e/ou solucionando os problemas de disponibili-dade de combustível no meio rural.

O biogás produzido em aterros sanitários, extraído da decomposi-ção dos resíduos orgânicos, é também uma forma de energia renová-vel. Para a extração, são implantados sistemas de canalização, sendo que o gás produzido pode ser encaminhado para termoelétricas e utilizado como biocombustível. Um metro cúbico (1 m³) de biogás equivale energeticamente a:

GASES quE cONSTITuEM O BIOGáS

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338 BIOMASSA E BIOENERGIA

• 0,40 kg de GLP (gás de cozinha);• 0,61 a 0,70 litros de gasolina;• 0,55 litros de óleo diesel;• 0,80 litros de álcool;• 1,25 a 1,43 kWh de eletricidade;• 1,60 a 3,50 kg de lenha.

O biogás é um gás inflamável produzido por micro-organismos, quando matérias orgânicas são fermentadas dentro de determinados limites de temperatura, teor de umidade e acidez em um ambiente impermeável ao ar. O metano, principal componente do biogás, não tem cheiro, cor ou sabor, mas os outros gases presentes conferem-lhe um ligeiro odor desagradável. O biogás, por ser extremamente infla-mável, 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;• em geração de energia elétrica;• como aquecimento e balanço calorífico.

A produção de biogás representa um importante meio de es-tímulo à agricultura, promovendo a devolução de produtos ve-getais ao solo e aumentando o volume e a qualidade de adubo orgânico. Além disso, 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 des-prende 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 PCI do biogás é de cerca de 5.500 kcal/m3, quando a proporção em metano é aproximadamente de 60%. O biogás é um gás leve e de fraca densidade. Mais leve do que o ar, contrariamente ao butano

e ao propano, ele suscita menores riscos de explosão, uma vez que a sua acumulação se torna mais difícil. A sua fraca densidade implica, em contrapartida, que ele ocupe um volume significativo e que a sua liquefação seja mais difícil, o que lhe confere algumas desvantagens em termos de transporte e utilização. O biogás, em condições nor-mais de produção, devido ao seu baixo teor de monóxido de carbono (inferior a 0,1%), não é tóxico, ao contrário, por exemplo, o gás de cida-de, cujo teor neste gás, próximo dos 20%, é mortal.

• Biometano

O biogás também pode ser purificado para a geração de biome-tano que tem se destacado cada vez mais no mercado. A purificação pode ser feita com uso de água ou com uso de produtos químicos; a tecnologia varia de acordo com as condições da planta da usina e com a quantidade de biogás disponível.

Qualquer que seja a tecnologia aplicada para a purificação, o ren-dimento e a eficiência do processo chegam a 99%. O biometano tem o mesmo poder calorífico da gasolina, 1 m³ de biometano equivale a 1 litro de gasolina.

Quando submetido a um processo de purificação, o biogás dá origem ao biometano, que é um biocombustível constituído essen-cialmente por metano, possuindo componentes que o caracterizam

como intercambiável ao gás natural. A Resolução n° 8, de 30 de ja-neiro de 2015, da ANP, regulamentou o uso do biometano (biogás purificado) no Brasil.

Isso significa que o biometano passou a ter o mesmo uso do gás natural (GN), tendo a mesma valoração econômica do GN desde que atenda às exigências de qualidade do produto estabelecidas na reso-lução da ANP (figura a seguir).

O potencial de produção de biometano do País é de 30 milhões de m3 diários. O volume equivale a 34% do total de gás natural produzi-do no Brasil em 1 mês (88,9 milhões de m3 diários), de acordo com a ANP.

A regulamentação desse segmento pode ser entendida como um estímulo à produção de biometano, nos moldes do programa do bio-diesel. É uma boa iniciativa, mas que deve ser complementada com uma política energética e incentivo fiscal.

Um grande benefício da regulamentação desse segmento energé-tico é o aumento do suprimento de gás para regiões do interior do País, que atualmente estão desabastecidas ou que tenham a oferta reduzida. Tal situação estabelece uma interação ligada ao fato de o biometano ser produzido, em sua maior parte, no interior do País e de o Brasil ter a necessidade de interiorizar o gás.

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339BIOMASSA E BIOENERGIA

Atualmente, o biometano é visto pelo mercado como uma alter-nativa econômica e ambientalmente viável para incrementar e diver-sificar uma matriz energética. Em relação ao gás carbônico, o metano tem efeito 25 vezes mais nocivo à atmosfera, causando impacto no aquecimento global.

O biometano é o resultado da limpeza e purificação do biogás, produzido em estações de tratamento de águas residuais, aterros sa-nitários ou resíduos pecuários, podendo substituir o gás natural tradi-cional em todas as suas aplicações (figura a seguir).

DIfERENçAS ENTRE BIOGáS E BIOMETANO

O biometano é produzido através da secagem do biogás, separação do ácido sulfídrico e outras substâncias nocivas e separação do dióxido de carbono.

BIOGáS BIOMETANO

CH4 : ~ 60%CO2 : ~ 39%N2+O2 : < 1%H2S : 50 - 5000 ppmH2O : SaturatedSiloxanes: Trace

CH4 : ~ 96%CO2 : ~ 1%O2 : < 0.4%Total inertes: < 4%H2S : < 1 ppmH2O : < 1 ppmSiloxanes: < 1 ppm

Fonte: Banco de imagens do setor energético.

clASSIfIcAçãO DOS RESíDuOS DA BIOMASSA DE AcORDO cOM A SuA ORIGEM

• Resíduos agrícolas e florestais: São os resíduos gerados natu-ralmente na colheita de cereais e no corte de árvores, como a palha e os resíduos de madeira. Esse grupo de subprodutos é es-pecialmente adequado para a reciclagem com fins de geração

de energia, porque reduz os custos de produção dos produtos principais ou aumenta o rendimento da cadeia de cultivo.

• Subprodutos orgânicos: Esses subprodutos incluem os resíduos orgânicos, os efluentes da agropecuária e os resíduos do proces-samento industrial da madeira e de fibras vegetais. Nesses casos, a reciclagem para geração de energia pode conduzir a um au-mento da utilidade e assegurar que partes do processo de pro-dução sejam permanente e ambientalmente sustentáveis.

• Resíduosorgânicos: São os resíduos domésticos, as lamas dos efluentes domésticos e industriais e os resíduos da produção alimentar. Esses resíduos estão geralmente sujeitos à legislação respectiva. Consequentemente, devem ser cumpridos os requi-sitos legais, desde a origem até ao controle epidêmico dos resí-duos.

Os resíduos de biomassa utilizados como combustíveis são clas-sificados de acordo com o estado de agregação em que se encon-tram: sólido, líquido ou gasoso. Cabe citar que os resíduos vegetais se encontram geralmente em estado sólido, mas apresentam um teor de água que, na maior parte dos casos e por razões técnicas, interfere diretamente no seu uso para geração de energia.

O estado de agregação determina as possibilidades de utilização dos resíduos de biomassa e o tipo de infraestrutura de geração de energia necessária. A forma e o estado de agregação dos resíduos de biomassa processados são determinados pelas tecnologias e pelos sistemas de conversão disponíveis.

A figura a seguir mostra o processo de beneficiamento do biogás.

Separação de nutrientes (EMBRAPA)

Águairrigação

Biofertilizante(adubo - irrigação)

Biodigestor/ReatorBiomassaDigestão

Anaeróbia

Biogás

AterroSanitário

Água parareuso

CO2(industrial)

Geração de energia Térmica

Calor/Frio

ElétricaConsumo/Venda

Biometano(veicular, industrial, residencial, Cia de gn)

Derivados de Biometano(indústria)

Sulfato de ferro

Enxofre

Sulfúrico

UE Bio

Enriq

ueci

men

to d

o Bi

ogás

Trat

amen

to e

filtr

agem

Filtr

agem

H2S

Bioquete

Compostagem(adubo)

Dejetos ouefluentes

Preparação

Sólidos(excessos)

Fonte: Banco de imagens do setor energético.

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340 BIOMASSA E BIOENERGIA

No processo de transformação dos resíduos de biomassa em ener-gia, existem métodos de operação otimizados para cada tipo de uti-lização, características dos resíduos e níveis de desempenho especí-ficos. Para obter uma operação eficiente, os níveis e as características devem se manter dentro de limites rígidos.

fORMAS DE ENERGIA fuNDAMENTAIS DA BIOMASSA

Existem três formas de energia fundamentais da biomassa: energia calorífica, energia mecânica e energia elétrica (figuras a seguir).

Calorífica Mecânica Elétrica

• Energiacalorífica: Normalmente, o calor é produzido em siste-mas de combustão. Em uma pequena escala, esses sistemas po-dem aquecer uma habitação, enquanto que, em grande escala, o calor gerado em uma central e por meio de redes de distribui-ção pode aquecer as casas de vários quarteirões de uma cidade.

Para sistemas de combustão estacionários, cuja única função seja a produção de calor, predominam os combustíveis sólidos, no que diz respeito à biomassa. A madeira como resíduo ou matéria-prima pode ser usada para geração de calor com baixos custos de processamento, trituração ou secagem.

• Energiamecânica:A energia mecânica é produzida por meio de geradores de calor e energia, como os motores a combustão. Nestes, o combustível líquido ou gasoso é inflamado nos cilin-dros e a expansão da mistura entre combustível e ar, causada pela combustão, é então convertida em energia. O calor produ-zido por esse processo é dissipado para o ambiente, por meio de um sistema de arrefecimento.

• Energiaelétrica: Os sistemas que produzem energia mecânica, como motores de combustão ou turbinas de combustão direta e indireta, são acoplados a geradores elétricos, que convertem a energia mecânica em energia elétrica. A utilização de energia mecânica para produção de energia elétrica gera aproximada-mente dois terços de calor para um terço de eletricidade, o que demonstra o aumento da eficiência econômica da cogeração (produção simultânea de calor e eletricidade) em aplicações es-tacionárias.

• Processosparaconversãodebiomassaemenergia:

• combustão direta;• processos termoquímicos: gaseificação, pirólise, liquefação e

transesterificação;• fermentação; • digestão anaeróbia.

• Combustãodireta: É a queima da biomassa, utilizando-se for-nos, caldeiras ou fogões. O ponto negativo desse tipo de con-versão é sua baixa eficiência devido à umidade da biomassa (na lenha, chega a ser 20% ou mais). Além disso, é impossível se obter a queima completa, o que pode gerar maior liberação de materiais particulados.

• Processostermoquímicos

– Gaseificação: Consiste na transformação do combustível em estado sólido para o estado gasoso por meio de pro-cessos termoquímicos e, em seguida, utiliza-se o gás obti-do para a obtenção de energia (contém basicamente: CO, H2, CH4, CO2 e N2). É mais eficiente que a combustão direta por não produzir grandes quantidades de materiais articu-lados. O gás obtido pode ser empregado com maior versa-tilidade (pode ser usado em turbinas a gás ou mesmo em motores de combustão interna).

– Pirólise: É a combustão da biomassa (na maioria dos ca-sos, lenha) praticamente sem a presença do oxigênio, o que a transforma em carvão (que tem densidade energé-tica maior que a lenha). A desvantagem desse processo é que são necessárias 4 toneladas de biomassa para a gera-ção de 1 tonelada de carvão, pois, no processo de pirólise

convencional, são produzidos alcatrão e ácido pirolenhoso, que, depois do tratamento, podem ser empregados como óleo combustível.

– Liquefação: A transformação da biomassa ou de outras fontes fósseis de carbono em produtos majoritariamente líquidos recebe o nome de liquefação. A liquefação pode ser direta ou indireta. Esta última consiste em produzir gás de síntese, CO + H2, por gaseificação e com catalisador transformá-lo em metanol ou hidrocarboneto. Já o pro-cesso direto se dá em atmosfera redutora de hidrogênio ou mistura de hidrogênio e monóxido de carbono, sendo, portanto, uma forma de pirólise. A biomassa é triturada em uma faixa granulométrica escolhida e misturada com algum solvente, formando uma suspensão com 10 a 30% de sólidos. O líquido mais comum é a água, entretanto, po-dem-se empregar meios orgânicos, como, por exemplo, óleo creosoto (que é uma fração do bio-óleo), óleo antra-cênico, etilenoglicol ou tetralina (tetra-hidroxinaftaleno), um excelente doador de hidrogênio.

– Transesterificação: Processo que transforma óleos vege-tais em glicerina e uma mistura de ésteres etílicos ou metí-licos, conhecidos como biodiesel.

• Fermentação:É um processo biológico onde os micro-orga-nismos (leveduras) convertem os açúcares de plantas, como a cana-de-açúcar, em álcool (etanol e metanol).

• Digestãoanaeróbia:Como na pirólise, também ocorre sem a presença de oxigênio, porém ela é realizada por bactérias que, ao decomporem a biomassa, produzem gás composto por me-tano e dióxido de carbono. Esse processo é empregado na con-versão de lixo urbano (em aterros) e agrícola em combustível.

BIOENERGIA E BIOEcONOMIA

Bioenergia é a designação para a energia obtida por meio da biomassa. Tal energia pode ser utilizada para gerar calor, eletrici-dade ou combustível para motores de combustão em geral. Tam-bém é considerada bioenergia a energia quimicamente armaze-nada na biomassa.

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341BIOMASSA E BIOENERGIA

O uso da bioenergia como fonte alternativa de combustível ain-da não é largamente difundido e representa apenas uma pequena parcela no consumo de energia mundial. A Alemanha, por exem-plo, apresentou no ano de 2011 um consumo total de energia onde apenas 8,2% eram provenientes da bioenergia. No entanto, há uma projeção otimista que afirma ser possível que a bioenergia abasteça a demanda mundial de energia até o ano de 2050.

As fontes principais de bioenergia são materiais provenientes de matérias-primas renováveis, como madeira, produtos agrícolas (por exemplo, colza, milho, cereais), dejetos orgânicos (estrume, serragem, lixo orgânico, resíduos urbanos), vegetais, frutas, bagaço de cana e al-guns tipos de esgotos.

Bioenergia é um termo amplo que se refere a qualquer forma de energia renovável produzida a partir de materiais derivados de fontes biológicas. Engloba não só os biocombustíveis líquidos para os trans-portes, mas também a biomassa sólida e o biogás; cada um dos quais pode cumprir diferentes funções para as comunidades.

Os biocombustíveis líquidos fornecem uma maneira econômica e ambientalmente sustentável para os países reduzirem sua depen-dência em importações de combustíveis fósseis. No entanto, o biogás pode também ser aproveitado para gerar eletricidade em microrre-des e em projetos de eletrificação rural fora da rede. Ambos são com-ponentes essenciais nos fogões limpos que fornecem uma alternativa saudável à biomassa tradicional.

Entre os combustíveis bioenergéticos, destacam-se o etanol, o metanol e o biodiesel (aditivo de 7% ao diesel convencional), entre outros. Estes representam uma fonte alternativa de combustível pe-rante os combustíveis fósseis. A bioenergia pode ser convertida em três produtos: eletricidade, calor e combustíveis.

A bioeconomia pode ser entendida como uma indústria em cons-trução que envolve o uso de recursos biológicos (vegetais e animais, de forma integrada e fortemente relacionada às atividades de produ-ção e consumo de energia), produtos químicos e materiais, mas tam-bém alimentos, tanto para uso humano como animal.

A bioeconomia tem, portanto, uma amplitude econômica, social e ambiental bem mais larga do que a produção de biocombustíveis e bioprodutos derivados da biomassa. Essa visão tem se estabelecido e vem sendo discutida e adotada, com interpretações às vezes varia-das, nos principais países e regiões. Tal fato ilustra bem esse esforço de levar em conta os múltiplos interesses e as variáveis envolvidas na construção da bioeconomia.

GERAçãO DE ENERGIA EléTRIcA EM 2013 (GWh)

Fonte 2013 Participação % 2012 Participação

%Variação% 2013/2012

Hidrelétrica 390.992 68,3 415.342 74,9 -5,9

Gás Natural 69.017 12,1 46.760 8,4 47,6

Biomassa1 39.679 6,9 34.662 6,3 14,5

Derivados de Petróleo2 22.090 3,9 16.214 2,9 36,2

Nuclear 14.640 2,6 16.038 2,9 -8,7

Carvão Vapor 14.801 2,6 8.422 1,5 75,7

Eólica 6.579 1,2 5.050 0,9 30,3

Outras3 14.254 2,5 12.022 2,2 18,6

GeraçãoTotal 572.052 100,0 554.510 100,0 3,2

1 - Inclui lenha, bagaço de cana e lixívia 2 - Inclui óleo diesel e óleo combustível 3 - Inclui outras recuperações, gás de coqueria e outras secundáriasFonte: EPE

GERAçãO DE ENERGIA EléTRIcA A pARTIR DA BIOMASSA NO BRASIl

Obs.: Base das informações: Resenha Energética Brasileira 2013 e 2014

A utilização da biomassa como fonte de energia elétrica tem sido crescente no Brasil, principalmente em sistemas de cogeração (pelos quais é possível obter energia térmica e elétrica) dos setores indus-trial e serviço. Em 2013, as Unidades Termelétricas à Biomassa (UTEbs) foram responsáveis pela oferta de 39,7 TWh. Esse volume foi 14,5% superior aos 34,7 TWh verificado em 2012 e correspondeu a 6,9% da oferta total de energia elétrica anual de 572,1 TWh, obtendo a tercei-ra posição na matriz de eletricidade nacional. Na relação das fontes internas, a participação da biomassa só foi superada pela hidroeletri-cidade com 68,3% e pelo gás natural com uma participação de 12,1% (tabelas a seguir).

Page 31: 13 SME BIOMASSA E BIOENERGIA

342 BIOMASSA E BIOENERGIA

Fonte 2013 Participação % 2012 Participação

%Variação% 2013/2012

Renováveis 121,6 41,0 119,9 42,3 1,4

Energia Hidráulica (1) 37,1 12,5 39,2 13,8 -5,4

Biomassa da cana-de-açúcar 47,6 16,1 43,6 15,4 9,2

Lenha e carvão vegetal 24,6 8,3 25,7 9,1 -4,3

Outras renováveis 12,3 4,2 11,4 4,0 7,9

Não Renováveis 174,7 59,0 163,6 57,7 6,8

Petróleo 116,5 39,3 111,4 39,3 4,6

Gás Natural 37,8 12,8 32,6 11,5 16,0

Carvão Mineral 16,5 5,6 15,3 5,4 7,8

Urânio (U3O8) 3,9 1,3 4,3 1,5 -9,3

TOTAL 296,3 100,0 283,5 100,0 4,5

(1) Inclui importação de eletricidade oriunda de fonte hidráulicaFonte: EPE

OfERTA INTERNA DE ENERGIA EM 2013 EM MTEp

Em 2013, a biomassa foi a segunda principal fonte primária de energia do País. Os derivados da cana-de-açúcar responderam pela produção de 47,6 Mtep, um aumento de 9,2% em relação ao verifica-do de 43,6 Mtep em 2012.

De acordo com o MME, o ano de 2014 fechou com 504 UTEbs ope-rando no País, que correspondem a um total de 12.341 MW instala-dos, representando 9,2% do total de 133.913 MW. Do total de UTEbs, 387 são abastecidas por bagaço de cana-de-açúcar (9.881 MW insta-lados), 25 utilizam o biogás (70 MW instalados) e 92 dividem o uso

de insumos entre licor negro (resíduo da celulose), madeira, casca de arroz e outros, totalizando 2.390 MW instalados.

Uma das características das UTEbs é o pequeno porte com potên-cia instalada de até 60 MW, o que favorece a implantação nas proximi-dades dos centros de consumo e suprimento.

A cana-de-açúcar continua se destacando com grande potencial, entre as fontes de biomassa para geração de eletricidade no País, por meio da utilização do bagaço e da palha. A safra da cana-de-açúcar coincide com o período de estiagem na Região Sudeste/Centro- Oeste, onde está concentrada a maior potência instalada em UHEs do País. A eletricidade fornecida pelas UTEbs no período de baixa hidrau-licidade auxilia na preservação dos níveis dos reservatórios das UHEs.

Vários fatores contribuem para o cenário de expansão das UTEbs, como o volume já produzido e o potencial de aumento da produção da cana-de-açúcar, estimulado pelo consumo crescente de etanol.

De acordo com estimativas da associação dos produtores de ca-na-de-açúcar de São Paulo, em 2025, a eletricidade produzida pelo setor poderá representar 15% da matriz brasileira, com a produção de 14.028 MW médios anual, considerando o potencial energético da

palha e do bagaço, sendo a estimativa de produção da cana-de-açú-car para 2025 de 1,5 bilhão de toneladas.

Segundo o PNE 2030, o maior potencial de produção de energia a partir da biomassa encontra-se na Região Sudeste, particularmente no estado de São Paulo e é estimado em 609,4 milhões de GJ por ano. Na sequência, estão Paraná (65,4 milhões de GJ anuais) e Minas Gerais (63,2 milhões de GJ anuais).

A evolução da regulamentação, da legislação e dos programas ofi-ciais do Governo brasileiro vem estimulando ao longo do tempo os empreendimentos de geração a partir da biomassa, sendo que, em 2008, novas condições de acesso ao SIN foram definidas pela ANEEL, o que abriu consideravelmente o espaço para a conexão, principal-mente das UTEbs localizadas em usinas de açúcar e álcool mais dis-tantes dos centros de consumo.

Cabe destacar que o acordo fechado entre a Secretaria de Sanea-mento e Energia de São Paulo, a transmissora Isa CTEEP, a Única e a Associação Paulista de Cogeração de Energia estabeleceu condições que facilitam o acesso à rede de transmissão paulista e a obtenção do licenciamento ambiental estadual para viabilizar a instalação de empreendimentos de UTEbs até 5 mil MW, a serem implantados pelo setor sucroalcooleiro.

Em dezembro de 2014, havia registro de 504 UTEbs em operação no Brasil, perfazendo uma capacidade instalada de 12.341 MW. A grandeza das UTEbs está localizada no estado de São Paulo, onde se concentra grande parte do setor sucroalcooleiro do País.

Em dezembro de 2014, havia 26 UTEbs outorgadas, que, em con-junto, adicionam ao sistema elétrico nacional cerca de 180 MW de capacidade de geração. Entre as UTEbs, destaca-se uma maior diver-sidade dos combustíveis de biomassa a serem utilizados: 12 usarão resíduos de madeira, nove irão queimar bagaço de cana e cinco terão o biogás como combustível.

ROTAS TEcNOlóGIcAS pARA OBTENçãO DA ENERGIA EléTRIcA A pARTIR DA BIOMASSA

Existem várias rotas tecnológicas para obtenção da energia elétrica a partir da biomassa. Todas preveem a conversão da matéria-prima

Page 32: 13 SME BIOMASSA E BIOENERGIA

343BIOMASSA E BIOENERGIA

em um produto intermediário que será utilizado em uma máquina motriz. Essa máquina produzirá a energia mecânica necessária para acionar o gerador de energia elétrica.

De maneira geral, todas as rotas tecnológicas, também, são apli-cadas em processos de cogeração (produção de dois ou mais ener-géticos a partir de um único processo para geração de energia), tra-dicionalmente utilizados por setores industriais. Esses processos, nos últimos anos, transformaram-se em um dos principais estímulos aos investimentos na produção de energia a partir da cana-de-açúcar por parte das usinas de açúcar e álcool. As principais rotas tecnológicas são resumidas a seguir.

• Cicloavaporcomturbinasdecontrapressão

É empregado de forma integrada a processos produtivos por meio da cogeração. Nele, a biomassa é queimada diretamente em caldeiras e a energia térmica resultante é utilizada na produção do vapor.

Esse vapor pode acionar as turbinas usadas no trabalho mecânico requerido nas unidades de produção e as turbinas para geração de energia elétrica. Além disso, o vapor que seria liberado na atmosfe-ra após a realização desses processos pode ser encaminhado para o atendimento das necessidades térmicas do processo de produção. Esse processo comercialmente é o mais disseminado atualmente (fi-gura a seguir).

cIclO A vApOR cOM TuRBINAS DE cONTRApRESSãO

Eletricidade

Gerador

Extrações

Gases de escape

Tanque deágua de

alimentação

Calor deprocesso

Combustível

TurbinaCaldeira

Ar

• Cicloavaporcomturbinasdecondensaçãoeextração

Consiste na condensação total ou parcial do vapor ao final da reali-zação do trabalho na turbina para atendimento às atividades mecâni-cas ou térmicas do processo produtivo (figura a seguir).

cIclO A vApOR cOM TuRBINAS DE cONDENSAçãO E ExTRAçãO

Torre derefrigeração

Condensador

Gerador

Turbina

ProcessoTanque

Caldeira

Bomba dealimentação

Essa energia a ser condensada, quando inserida em um processo de cogeração, é retirada em um ponto intermediário da expansão do vapor que irá movimentar as turbinas. A diferença fundamental dessa rota em relação à contrapressão é a existência de um condensador na exaustão da turbina e de níveis determinados para aquecimento da água que alimentará a caldeira.

A primeira característica proporciona maior flexibilidade da gera-ção termelétrica, que deixa de ser condicionada ao consumo de va-por de processo. A segunda proporciona aumento na eficiência glo-bal da geração de energia. Esse sistema, portanto, permite a obtenção de maior volume de energia elétrica. No entanto, sua instalação exige investimentos muito superiores aos necessários para implantação do sistema simples de condensação.

• Ciclocombinadointegradoàgaseificaçãodabiomassa

A gaseificação é a conversão de qualquer combustível líquido ou sólido, como a biomassa, em gás energético por meio da oxidação

parcial em temperatura elevada. Essa conversão, realizada em gasei-ficadores, produz um gás combustível que pode ser utilizado em usi-nas térmicas movidas a gás para a produção de energia elétrica.

Assim, aplicada em maior escala, transforma a biomassa em impor-tante fonte primária de centrais de geração termelétrica de elevada potência, inclusive aquelas de ciclo combinado, cuja produção é ba-seada na utilização do vapor e do gás, o que aumenta o rendimento das máquinas.

A tecnologia de gaseificação de combustíveis é conhecida desde o século XIX e foi bastante utilizada até os anos 1930, quando os deriva-dos de petróleo passaram a ser utilizados em grande escala e adquiri-dos por preços competitivos (figura a seguir).

cIclO cOMBINADO INTEGRADO - GASEIfIcAçãO DA BIOMASSA

G1

G2

GeradorBiomassa úmida

Gerador

Turbina a Vapor

Perdas dechaminé

Perdas dogaseificado

Perdas termo-eletromecânicas

Gaseificador

Biomassa secaCondensador

Caldeira derecuperação

Turbina a Gás

Ela ressurgiu nos anos 1980, quando começou a ficar evidente a necessidade de contenção no consumo de petróleo, mas, no caso da biomassa, segundo o PNE 2030, a maior dificuldade para a sua aplica-ção não é o processo básico de gaseificação, mas a obtenção de um equipamento capaz de produzir um gás de qualidade, com confiabi-lidade e segurança, adaptado às condições particulares do combustí-vel e da operação.

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344 BIOMASSA E BIOENERGIA

pARTIcIpAçãO MuNDIAl DA BIOMASSA E DE OuTRAS fONTES DE ENERGIA

Obs.: Base das informações: Resenha Energética Brasileira 2014

• MatrizEnergéticaMundial

Em 2014, a participação dos fósseis na matriz energética mundial apresentou os seguintes valores: Brasil (59,1%), OCDE (80,7%) e outros países (82,2%).

Nos últimos 40 anos, as matrizes energéticas do Brasil e de outros blocos do mundo apresentaram significativas alterações estruturais. No Brasil, houve forte aumento na participação da energia hidráulica, da bioenergia líquida e do gás natural. No bloco da OCDE, houve forte incremento da energia nuclear e, a seguir, do gás natural. Em outros países, houve forte incremento do carvão mineral e do gás natural. O ponto comum foi o incremento do gás natural.

Na biomassa sólida, a OCDE apresentou expansão de 1973 para 2014, situação oposta à verificada no Brasil e nos outros países. De fato, na OCDE, já não se verifica a substituição de lenha por com-bustíveis fósseis, movimento ainda acentuado no resto do mundo (tabela a seguir).

OfERTA INTERNA DE ENERGIA NO BRASIl E MuNDO (% E TEp)

Fonte(%)Brasil OCDE Outros Mundo

1973 2014 1973 2014 1973 2014 1973 2014Óleo 44,2 39,3 53,3 35,3 29,8 24,9 46,1 31,1Gás Natural 0,4 13,5 18,6 26,8 12,9 19,2 16,0 21,5Carvão 3,2 6,3 22,2 18,6 31,1 38,1 24,6 29,0Urânio - 1,3 1,3 9,6 0,2 1,7 0,9 4,7Hidro 6,1 11,5 2,1 2,3 1,2 2,4 1,8 2,5Outras 44,8 28,0 2,5 7,4 24,8 3,7 10,6 11,2 Biomassa Sólida 44,3 21,9 2,3 4,2 24,7 12,7 10,5 9,3 Biomassa Líquida 0,5 5,7 0,0001 1,2 - 0,03 0,004 0,6 Eólica - 0,3 0,001 0,9 - 0,2 0,0008 0,5 Solar - 0,0002 - 0,4 - 0,3 - 0,3 Geotérmica - - 0,2 0,7 0,05 0,5 0,1 0,5Total(%) 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0Dos quais renováveis 50,9 39,5 4,6 9,7 26 16,1 12,4 13,7Total-milhõestep 82 306 3.804 5.272 2.105 7.918 6.109 13.876%doMundo 1,3 2,2 62,3 38 34,5 57,1

Fonte: MME

OfERTA INTERNA DE ENERGIA EléTRIcA NO BRASIl E MuNDO (% E TWh)

Fonte(%)Brasil OCDE Outros Mundo

1973 2014 1973 2014 1973 2014 1973 2014Óleo 7,2 5,1 25,5 3,4 23,1 6,0 24,6 4,8Gás Natural 0,5 14,9 11,6 24,5 14,2 20,2 12,2 22,0Carvão 1,7 2,9 37,9 31,2 40,9 47,8 38,3 39,2Urânio - 2,5 4,2 17,9 0,9 4,5 3,3 10,4Hidro 89,4 65,2 20,6 13,4 19,3 17,8 21,0 17,1Outras 1,2 9,4 0,2 9,6 1,6 3,7 0,6 6,5 Biomassa Sólida 1,2 7,4 0,1 3,0 1,6 0,7 0,5 1,9 Eólica - 2 0,01 4,9 0,003 1,8 0,02 3,2 Solar - 0,003 - 1,3 - 1,0 - 1,1 Geotérmica - - 0,1 0,4 - 0,2 0,1 0,3Total(%) 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0Dos quais renováveis 90,6 74,6 20,8 23 20,9 21,5 21,6 23,6Total-milhõestep 65 624 4.472 10.623 1.579 12.534 6.115 23.782%doMundo 1,1 2,6 73,1 44,7 25,8 52,7

Fonte: MME

A redução de 18,0% do petróleo e derivados na matriz energética da OCDE, entre 1973 e 2014, reflete o esforço de substituição desses produtos, decorrente principalmente dos choques nos preços de pe-tróleo, ocorridos em 1973 (de US$ 3 o barril para US$ 12), em 1979 (de US$ 12 para US$ 40) e a partir de 1998, quando teve início um novo ciclo de aumentos.

No Brasil, a máxima participação do petróleo e de seus derivados na matriz energética ocorreu em 1979, quando atingiu 50,4%. A re-dução de 4,9% entre 1973 e 2014 evidencia que o País, seguindo a tendência mundial, desenvolveu também um esforço significativo de substituição desses energéticos fósseis, sendo digno de nota, nesse caso, o aumento da geração hidráulica e do uso de derivados da cana, como etanol carburante e bagaço para fins térmicos, por exemplo.

Em termos de presença de fontes renováveis na matriz de energia, é notável a vantagem do Brasil, registrando 39,4% de participação em 2014, contra 9,8% da OCDE e 16,2% dos outros países. O mundo ficou com um indicador médio de 13,8%.

Em relação ao mundo, os países da OCDE, com apenas 18,0% de

sua população, respondem por 50% da sua economia (US$) e por

38,0% da sua energia, mostrando, assim, maior consumo per capita de energia e menor intensidade energética do que os demais países do mundo. A OCDE apresenta um PIB per capita cinco vezes maior do que a média dos demais países e três vezes maior que o indica-dor do Brasil.

• MatrizElétricaMundial

Em 2014, a participação dos fósseis na matriz elétrica mundial apre-sentou os seguintes valores: Brasil (22,9%), OCDE (59,1%) e outros paí-ses (74,0%).

Nos últimos 40 anos, as matrizes de oferta interna de energia elé-trica do Brasil, da OCDE e de outros países apresentam as mesmas tendências de redução das participações de petróleo e hidráulica e de aumento das participações das demais fontes. No caso do carvão mineral, em 2013 e 2014, o Brasil reverteu a tendência de queda, veri-ficada até 2012. O baixo regime de chuvas do último ano e o aumento da disponibilidade das térmicas a carvão propiciaram uma maior ge-ração térmica (tabela a seguir).

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345BIOMASSA E BIOENERGIA

MATRIz DE cONSuMO fINAl DE ENERGIA, pOR SETOR (% E tep)

FonteBrasil OCDE Outros Mundo

1973 2014 1973 2012 1973 2012 1973 2012Indústria 29,8 32,9 31,1 20,3 29,8 29,6 30,6 26,0Transporte 25,0 32,5 22,6 30,3 19,4 22,2 21,4 25,7Setor Energético 3,3 10,3 8,5 8,3 5,2 7,9 7,2 8,1Outros Setores 38,7 18,3 30,6 32,6 42,3 32,2 35,1 32,0Uso Não Energético 3,1 6,0 7,2 8,5 3,3 8,2 5,7 8,3Total(%) 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0Total-milhõesdetep 76 266 3.076 3.905 1.883 5.610 5.035 9.768%doMundo 1,5 2,7 61,1 40,0 37,4 57,4

Fonte: MME

Comparativamente ao mundo, nota-se que o Brasil apresenta uma significativa diferença na participação da energia hidráulica de 65,2% em 2014, contra apenas 13,4% na OCDE e de 17,8% nos outros países. Na biomassa sólida, o Brasil também se destaca com 7,4% de participa-ção, principalmente como resultado da geração por bagaço de cana.

• MatrizdeConsumoFinalMundial

De 1973 para 2012, o consumo industrial de energia dos países da OCDE recuou 16,2% de 956,6 Mtep para 801,8 Mtep, apesar do consu-mo final total de energia ter aumentado 27% de 3.076 Mtep para 3.905 Mtep. Nos países desenvolvidos, além da natural inovação tecnológica, que aumenta a eficiência dos equipamentos, houve uma forte expan-são do uso de sucata (reposição e manutenção superam a expansão de bens de capital), o que reduziu significativamente a transformação primária de minerais ferrosos, intensivos em energia. Por outro lado, houve transferências da produção dessas indústrias para os países em desenvolvimento.

Em termos de estrutura setorial do consumo final de energia, nos países da OCDE, há uma acentuada redução da participação da indús-

tria e um forte incremento da participação dos transportes, compor-tamentos coerentes com o estado de desenvolvimento dos seus paí-ses-membros. Nos outros países, o agregado “outros setores” perdeu 10,1% no período, como resultado principalmente do movimento de urbanização, em que há substituição de lenha e de dejetos de animais por gás de cozinha, este 5 a 10 vezes mais eficiente.

A participação do setor energético tende a uma estabilização entre 8 e 10%. O mesmo ocorre com os usos não energéticos. “Outros seto-res” tendem a ter menor participação nos países tropicais, consideran-do que, nos países frios, 70 a 80% da energia dos setores de serviços e residencial destinam-se ao aquecimento ambiental.

O Brasil é um dos países que absorveu parte da indústria pesada (intensiva em energia), principalmente na década de 1980, quan-do passou a ser grande exportador de aço, ferro-ligas e alumínio. Atualmente, ainda é exportador, mas em menores proporções rela-tivas. A indústria, após uma participação histórica máxima de 38% no Conventional Armed Forces in Europe (CFE) de 2007, recuou 5,1%, em razão das quedas nas exportações dos produtos mencio-nados (tabela a seguir).

• BioenergianoMundo

Os países que não integram a OCDE (ÑOCDE) responderam por 85,9% da bioenergia mundial de 2012 e por 14,1% na OCDE (OCDE 180,8 Mtep – ÑOCDE 1.106,0 Mtep).

A biomassa sólida tende a decrescer em termos relativos e absolu-tos nos países em desenvolvimento. Nos países desenvolvidos, já não há mais biomassa sólida a ser substituída, mas, por outro lado, há uma expansão da biomassa líquida: etanol biodiesel. Enquanto no bloco OCDE o consumo total de energia per capita é mais de três vezes o in-dicador do bloco ÑOCDE, em termos de bioenergia, o indicador dos países ÑOCDE supera em mais de 30% o indicador dos países OCDE.

A tendência é de que a estrutura percentual dos países ÑOCDE no uso da bioenergia se aproxime dos países OCDE de acordo com o maior crescimento econômico relativo.

A maior necessidade de transformação primária de minerais fer-rosos nos países em desenvolvimento implica na maior utilização do carvão mineral, principal insumo na produção de ferro-gusa. Nos paí-ses da OCDE, os combustíveis mais nobres, como eletricidade e gás, de maior uso na indústria fina (maior valor agregado), são os que mais incrementam suas participações, deslocando derivados de petróleo e carvão mineral. Já o uso da eletricidade é crescente em todos os está-gios de desenvolvimento dos países (tabela a seguir).

cONSuMO SETORIAl DE BIOENERGIA EM 2012 (Mtep E %)

FonteMtep %

OCDE ÑOCDE OCDE ÑOCDE

Papel e Celulose 43,8 7,9 24,2 0,7

Outras Indústrias 23,2 111,7 12,8 10,1

Transporte 42,9 17,1 23,7 1,5

Residencial 61,1 766,9 33,8 69,3

Outros 9,8 202,4 5,4 18,3

Total(Mtep) 180,8 1.106,0 100,0 100,0

%doMundo 14,1 85,9

Fonte: MME

Page 35: 13 SME BIOMASSA E BIOENERGIA

346 BIOMASSA E BIOENERGIA

A tabela a seguir mostra a proporção de bioenergia na indústria: Brasil (39,0%), OCDE (8,7%) e ou-tros (5,6%).

MATRIz DE cONSuMO INDuSTRIAl DE ENERGIA, pOR fONTE (% E TEp)

FonteBrasil OCDE Outros Mundo

1973 2012 1973 2012 1973 2012 1973 2012Derivados de Petróleo 39,3 14,6 32,8 13,4 22,6 12,2 29,1 12,6Gás Natural 0,1 11,1 26,1 31,8 19,0 14,1 23,2 19,8Carvão mineral 7,0 15,1 19,1 11,8 31,4 37,9 23,4 28,5Eletricidade 11,1 20,2 16,5 31,5 13,1 24,1 15,2 26,4Bioenergia 42,4 39,0 4,4 8,7 6,7 5,6 5,8 7,8Calor - - 1,1 2,9 7,3 6,3 3,4 4,9Total(%) 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0Total-milhõesdetep 23 88 958 836 562 1.631 1.543 2.555%doTotal 1,5 3,4 62,1 32,7 36,4 63,8

Fonte: MME

O aumento da participação da biomassa nos países da OCDE se deve, principalmente, à maior expansão da indústria de celulose que utiliza os resíduos do próprio processo industrial.

• BioenergiaemTransportesnoMundo

A proporção de bioenergia nos transportes ficou assim: Brasil (17,6%), OCDE (3,6%) e outros países (0,4%). O Brasil é um dos países com maior presença de fontes renováveis de energia na matriz de transpor-tes. Em 2014, a participação da bioenergia (etanol e biodiesel) na matriz ficou em 17,6%.

Nos países da OCDE, as renováveis participavam com apenas 3,6% em 2012, percentual influenciado pelo consumo de etanol dos EUA. Nos demais países, a participação é pouco expressiva: 0,4%. A suprema-cia, nesses países, é dos derivados de petróleo, com participações acima de 90% (tabela a seguir).

MATRIz ENERGéTIcA DE TRANSpORTE (% E TEp)

FonteBrasil OCDE Outros Mundo

1973 2012 1973 2012 1973 2012 1973 2012Derivados de Petróleo 98,9 80,3 95,7 93,5 91,3 92,8 94,3 92,8Gás Natural - 1,8 2,4 2,1 0,2 5,2 1,6 3,6Carvão Natural 0,01 - 1,1 0,01 7,0 0,3 3,1 0,1Eletricidade 0,3 0,2 0,8 0,8 1,4 1,3 1,0 1,0Bioenergia 0,9 17,6 - 3,6 0,02 0,4 0,02 2,4Total(%) 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100Total-milhõesdetep 19,0 86,0 695,0 1.184,0 366,0 1.243,0 1.080,0 2.513,0

%doTotal 1,8 3,4 64,4 47,1 33,9 49,5

Fonte: MME

A redução da participação do gás natural na matriz de transportes dos países da OCDE pode ser um sinal da inconveniência de serem adotadas políticas favoráveis ao seu uso em veículos. De fato, sendo o gás um combustível nobre não renovável e menos poluente é contraditório promover a sua utilização em veículos com eficiências em torno de 30%, quando o seu uso na indústria chega a eficiências acima de 80%. Mesmo na geração elétrica, as eficiências são bem maiores. Em processos de cogeração, por exemplo, as eficiências podem ultrapassar 70% como já verificado no Brasil.

pARTIcIpAçãO NAcIONAl DA BIOMASSA E DE OuTRAS fONTES DE ENERGIA

Obs.: Base das informações: Resenha Energética Brasileira 2014

• MatrizEnergéticaBrasileira

Em 2014, a demanda de energia no Brasil cresceu bem acima do PIB (demanda de energia 3,1% e PIB 0,1%).

A Oferta Interna de Energia (OIE) em 2014 atingiu o montante de 305,6 Mtep, 3,1% superior ao de 2013 e equivalente a 2,2% da energia mundial de 13.876 Mtep. O aumento da OIE, bem acima do crescimento do PIB (0,1%), teve como principais indutores: expansão de 19% nas perdas térmicas devido à geração termelétrica pública e de autoprodutores (forte complementação ao baixo desempenho da geração hi-dráulica); expansão de 6,2% no consumo do transporte de veículos leves; expansão de 9,8% na produção de celulose; expansão média de 6,0% no consumo residencial e comercial de eletricidade; e expansão de 5% no consumo de energia do setor energético.

As perdas térmicas na geração elétrica evoluíram de 21,3 Mtep em 2013 para 25,4 Mtep em 2014, o que já explica 1,3% dos 3,1% da expansão da OIE.

A indústria, pelo porte, foi o setor discrepante no consumo de energia com um recuo de 0,9% sobre 2013 (exclusive consumo do setor energético), embora alguns segmentos industriais tenham crescido aci-ma de 5%, como papel e celulose (8%) e mineração (5,8%). O resultado negativo se deve, principalmente, às indústrias intensivas em energia, como aço, ferro-ligas e não ferrosos, que tiveram recuo global de 1,3% no consumo de energia (tabela a seguir).

A tabela mostra a composição da OIE de 2014 e 2013, na qual se observa um pequeno decréscimo na participação das fontes renováveis, como resultado, principalmente, da retração da geração hidráulica e do baixo desempenho do consumo de lenha na produção de ferro-gusa. O agregado “outras renováveis” (eólica, biodiesel, etc.), com desempenho de 19,5%, não foi suficiente para manter a participação das reno-váveis na OIE.

Nas fontes não renováveis, a taxa global de crescimento foi de 4,9%. O gás natural, pelo porte, sobressai-se com 9,5% de expansão, em razão do acentuado aumento do seu uso na geração de energia elétrica. Em seguida, vem o carvão mineral com expansão de 6,5%, taxa também influenciada pelo seu uso na geração elétrica (gráfico a seguir).

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347BIOMASSA E BIOENERGIA

OfERTA INTERNA DE ENERGIA (OIE)

Especificaçãomiltep

14/13 %Estrutura%

2013 2014 2013 2014

Não Renováveis 176.468 185.100 4,9 59,6 60,6

Petróleo e Derivados 116.500 120.327 3,3 39,3 39,4

Gás Natural 37.792 41.373 9,5 12,8 13,5

Carvão Mineral e Derivados 16.478 17.551 6,5 5,6 5,7

Urânio (U3O8) e Derivados 4.107 4.036 - 1,7 1,4 1,3

Outras Não-Renováveis (*) 1.591 1.813 14,0 0,5 0,6

Renováveis 119.833 120.489 0,5 40,4 39,4

Hidráulica e Eletricidade 37.093 35.020 - 5,6 12,5 11,5

Lenha e Carvão Vegetal 24.580 24.728 0,6 8,3 8,1

Derivados da Cana-de-Açúcar 47.601 48.128 1,1 16,1 15,7

Outros Renováveis 10.559 12.613 19,5 3,6 4,1

Total 296.301 305.589 3,1 100,0 100,0

Dos quais fósseis 172.361 181.064 5,0 58,2 59,3

Fonte: MME (*) Gás industrial de alto-forno, aciaria , coqueria, enxofre e de refi naria

OfERTA INTERNA DE ENERGIA NO BRASIl – 2014 (%)

NÃO RENOVáVEIS185,1 Mtep

TOTAL305,6 Mtep (2,2% do mundo)

RENOVáVEIS: MUNDO (13,8%) E OECD (9,8%)

RENOVáVEIS120,5 Mtep (8,6% do mundo)

RENOVáVEIS; 39,4

NÃO RENOVáVEIS; 60,6

ÓLEO; 65,0

GáS; 22,4

CARVÃO; 9,5

URÂNIO; 2,2

GáS INDUSTRIAL; 1,0

HIDRO; 29,1

LENHA E C. VEG.; 20,5

ETANOL E BAGAçO; 39,9

EÓLICA; 0,9

ÓLEO VEGETAL; 2,2

OUTRAS; 7,4

SOLAR; 0,0Fonte: MME

Nesse contexto, as fontes renováveis passaram a uma participação de 39,4% na demanda total de ener-gia de 2014, contra os 40,4% verifi cados em 2013. A supremacia da proporção das renováveis na matriz energética do Brasil fi cou assim: Brasil (39,4%), OCDE (9,8%) e mundo (13,8%).

• ComércioExternodeEnergia

A dependência externa de energia recuou de 14,3% em 2013 para 12,7% em 2014. Em 2014, o Brasil reduziu o seu patamar de dependência externa de energia em relação a 2013, resultado principalmente do forte aumento da produção de petróleo.

Assim, a dependência externa de energia fi cou perto de 40 Mtep (43 Mtep em 2013), correspondendo a 12,7% da demanda total de energia do País. Na área de petróleo e derivados, o Brasil ainda foi defi citário em 6,3% da demanda de 2014 (13,8% em 2013), com importações líquidas de 160 mil bep/dia (339 mil bep/dia em 2013) (tabela a seguir).

DEpENDÊNcIA ExTREMA DE ENERGIA — 2014

Fonte Unidade 2014Total miltep 39.606

% 12,7

Petróleomil bep/d 160

% 6,3

Gás Naturalmilhões de m3 19.409

% 44,3

Carvão Mineralmil t 22.148

% 74,9

EletricidadeGWh 33.775

% 5,4

Fonte: MME

• MatrizElétricaBrasileira2013–2014

A energia eólica expandiu 85,6% em 2014 (+ 5,6 TWh), passando de 6,6 TWh em 2013 para 12,2 TWh em 2014.

Em 2014, a Oferta Interna de Energia Elétrica (OIEE) chegou a 624,3 TWh, montante 2,1% superior ao de 2013 (611,2 TWh). Por fonte, merecem destaque os aumentos de 85,6% na oferta por eólica, de 43,4% por óleo e de 30,9% por lixívia e outras renováveis. A geração por gás natural e carvão, de sustentação do sistema interligado, cresceu 17,5% e 24,2%, respectivamente.

Page 37: 13 SME BIOMASSA E BIOENERGIA

348 BIOMASSA E BIOENERGIA

A supremacia da geração hidráulica fi cou menos acentuada em 2014, fi cando com 65,2% na estrutura da OIEE, incluindo a importação de Itaipu, contra 70,6% verifi cados em 2013 (tabela a seguir).

OfERTA INTERNA DE ENERGIA EléTRIcA (OIEE)

EspecificaçãoGWh 14/13 % Estrutura(%)

2013 2014 2013 2014

Hidro 390.993 373.440 -4,5 64,0 59,8

Bagaço de Cana 29.871 32.303 8,1 4,9 5,2

Eólica 6.578 12.210 85,6 1,1 2,0

Solar 5 16 220,0 0,001 0,003

Outras Renováveis 10.600 13.879 30,9 1,7 2,2

Óleo 22.090 31.668 43,4 3,6 5,1

Gás Natural 69.003 81.075 17,5 11,3 13,0

Carvão 14.801 18.385 24,2 2,4 2,9

Nuclear 15.450 15.378 -0,5 2,5 2,5

Outras Não Renováveis 11.444 12.125 6,0 1,9 1,9

Importação 40.334 33.775 -16,3 6,6 5,4

Total 611.169 624.254 2,1 100,0 100,0

Dos quais renováveis 478.381 465.623 -2,7 78,3 74,6

Fonte: MMENotas: (a) Inclui 52,2 TWh de autoprodutor cativo em 2014 (que não usa a rede básica).(b) gás industrial incluí gás de alto-forno, gás siderúrgico, gás de coqueria, gás de processo, gás de refi naria, enxofre e alcatrão.

Na biomassa, o destaque fi ca com o bom desempenho da geração por bagaço de cana com crescimen-to de 8,1% em 2014. De fato, o setor sucroalcooleiro gerou 32,3 TWh em 2014, sendo 19,1 TWh destinados ao mercado e 13,2 TWh destinados ao consumo próprio. Assim, a geração por bagaço de cana representa 70% da geração total por biomassa, tendo sido gerados os 30% restantes, principalmente pela indústria de papel e celulose com a utilização de lixívia, lenha e resíduos de árvores.

A fi gura a seguir ilustra a matriz de OIEE. Observam-se, nos números abaixo da fi gura, as vantagens com-parativas de 74,6% de fontes renováveis na matriz elétrica brasileira, contra apenas 23,6% na média mun-dial e 23,1% no bloco OCDE.

OfERTA INTERNA DE ENERGIA — 2014 (OIEE)

NÃO RENOVáVEIS158,6 TWh

TOTAL624,3 TWh (2,6% do mundo)

RENOVáVEIS: MUNDO (23,6%) E OECD (23,1%)

RENOVáVEIS465.6 Mtep (8,3% do mundo)

RENOVáVEIS; 74,6

NÃO RENOVáVEIS; 25,4

ÓLEO; 20,0

GáS; 51,1

CARVÃO; 11,6

URÂNIO; 9,7

GáS INDUSTRIAL; 7,6

HIDRO; 87,5

BAGAçO; 6,9

RENOVáVEIS; 3,0

EÓLICA; 2,6

SOLAR; 0,0035

Fonte: MME

A tabela a seguir mostra as matrizes de oferta elétrica – SIN, isolados e autoprodutor cativo (APE).

cONfIGuRAçõES DA OfERTA DE ElETRIcIDADE, pOR fONTE — 2014 (%)

Fonte(%) SIN Isolados APECativo Brasil

Hidráulica 71,0 27,5 6,5 65,0

Nacional 65,2 11,6 6,5 59,6

Importada 5,8 15,9 - 5,4

Térmica 24,1 72,5 93,5 30,3

Fóssil 20,0 71,8 49,1 22,9

Renovável 4,1 0,7 44,4 7,4

Nuclear 2,7 - - 2,5

Eólica 2,2 - - 2,2

Solar 0,0019 - 0,0101 0,0026

Total(%) 100,0 100,0 100,0 100,0

% renováveis 77,2 28,2 50,9 74,6

Total(TWh) 566,7 5,3 52,2 624,2

% participação 90,8 0,8 8,4 100,0

Fonte: MME

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349BIOMASSA E BIOENERGIA

A tabela apresenta a participação da geração hidráulica, segundo diferentes configurações: no SIN, nos sistemas isolados, em APE e na oferta do Brasil. Observa-se que a hidráulica aparece com maior participa-ção no SIN: de 71% (84,4% em 2012). No total do Brasil, a participação da hidráulica recua para 65,2%, em razão da maior participação térmica dos sistemas isolados e do APE cativo.

• PotênciaInstaladadeGeração

A expansão da capacidade instalada de geração no Brasil elevou-se em 7,2 GW, totalizando 133,9 GW em 2014, que, comparados aos 126,8 GW verificados em 2013, representa um aumento de 5,6%.

Segundo a ANEEL, a entrada em operação de novas usinas e de novas unidades em usinas em expansão, em 2014, somou o montante de 7.509 MW, sendo 3.177 MW de UHE; 2.783 MW de eólica; 1.411 MW de UTE a biomassa; e 138 MW de PCH.

A soma de repotenciações, de revisão de potências, de desativações e de registros de usinas já existentes resultou em valor negativo de 351 MW. Assim, a capacidade instada brasileira de geração passou a 133,9 GW em 2014 mostrando acréscimo de 5,6% sobre 2013, ou 7.158 MW adicionais. Incluindo os 5,9 GW da importação contratada, a oferta total de potência passa a 139,8 GW (tabela a seguir).

cApAcIDADE INSTAlADA DE GERAçãO EléTRIcA — 31/12/2014

Fonte N°deUsinasPotência Instalada (MW)

Estrutura%Potência Médiapor

UsinaHidrelétrica 1.186 89.193 66,6 75,2UHE 202 84.095 62,8 416,3PCH 487 4.790 3,6 9,8CGH 497 308 0,2 0,6Gás 155 14.208 10,6 91,7 Gás Natural 121 12.550 9,4 103,7 Gás Indústria 34 1.658 1,2 48,8Biomassa 504 12.341 9,2 24,5 Bagaço de cana 387 9.881 7,4 25,5 Biogás 25 70 0,1 2,8 Outras 92 2.390 1,8 26,0Petróleo 1.263 7.888 5,9 6,2Nuclear 2 1.990 1,5 995,0Carvão Mineral 13 3.389 2,5 260,7Eólica 228 4.888 3,7 21,4Solar 311 15 0,011 0,0TOTAL 3.662 133.912 100,0 36,6Importação Contratada 5.850DisponibilidadeTotal 139.762

Fonte: MME

As principais usinas que entraram em operação, com potência acima de 100 MW, são: UTE Porto Pecém I – CE, com 720 MW a carvão mineral; e UHE Santo Antônio do Jari – PA, com 373 MW. Cabe destacar as expansões de 1.158 MW, da UHE Santo Antônio, e de 1.425 MW da UHE Jirau.

A potência de planejamento do SIN corresponde à geração transmitida e distribuída por redes públicas, exclusive os sistemas isolados e o consumo próprio de autoprodutores sem o uso da rede.

A partir dos dados levantados pela EPE para o consumo de energia elétrica de APE cativo e utilizando-se de observações sobre indicadores de fator de capacidade de setores autoprodutores, foi possível estimar a capacidade instalada por algumas famílias de energéticos, cujos dados constam na tabela a seguir. Cabe destacar que foi adicionada a potência de 2.150 MW referente a usinas não registradas na ANEEL – potência de plataformas de petróleo (dados da Petrobras).

GERAçãO E cApAcIDADE INSTAlADA DE ApE cATIvO — 2014

Fontes GWhMWcom Registro ANEEL

MWcomRegistro ANEEL(*)

TotalMW Fatorde Capacidade

Hidro 3.411 885 885 0,44

Termo 48.828 9.183 2.150 11.333 0,49

Fósseis 25.667 3.276 2.150 5.426 0,54

Biomassa 23.161 5.907 5.907 0,45

Bagaço 12.410 4.047 4.047 0,35

Outras 10.751 1.860 1.860 0,66

Eólica 3 2 2 0,17

Solar 5 4 4 0,14

Total 52.247 10.074 2.150 12.224 0,49

Fonte: MME (*) Inclui plataformas de produção e exploração de petróleo. O fator de capacidade de fósseis não inclui potência de backup a diesel. Número de horas do ano - 8.760 h.

• Bioenergia

A expansão da produção de etanol em 2014 foi de 3,3% em relação a 2013, representando 4,9% da matriz energética nacional. Nesse período, a produção passou de 27,6 x 106 m3 verificado em 2013 para 28,5 x 106 m3 em 2014.

A oferta total de bioenergia em 2014 foi de 84,4 Mtep (1.640 mil bep/dia), montante correspondente a 27,6% da matriz energética brasileira. Os produtos da cana (bagaço e etanol), com 48,1 Mtep, responderam por 57% da biomassa e por 15,7% da matriz. A lenha, com 24,7 Mtep, respondeu por 29,3% da biomassa e por 8,1% da matriz. Outras biomassas (lixívia, resíduos de madeira, resíduos da agroindústria e biodiesel), com 11,6 Mtep, responderam por 13,7% da biomassa e por 3,8% da matriz.

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350 BIOMASSA E BIOENERGIA

Na composição da oferta de produtos da cana, aparece o etanol com 14,9 Mtep (31,1%) e o bagaço de cana com 33,2 Mtep (68,9%). Na matriz energética brasileira, o bagaço representou 10,9% e o etanol, 4,9%.

Em 2014, a produção de etanol ficou em 28,5 milhões m³, mostrando aumento de 3,3% sobre a produ-ção de 2013. O consumo rodoviário, de 25 milhões m³, cresceu 9,3%, e as exportações líquidas recuaram 83%, correspondendo a 0,5 milhão m³ (3,2 milhões m³ em 2013).

A expansão da produção de biodiesel em 2014 foi de 17,2% em relação a 2013, representando 1,0% da matriz energética brasileira. Nesse período, a produção passou de 2.918 x 103 m3 verificado em 2013 para 3.420 x 103 m3 em 2014.

A produção de biodiesel foi de 3.420 mil m³ em 2014, mostrando um crescimento de 17,2% sobre 2013, correspondendo a uma mistura de 7% ao diesel fóssil. O biodiesel representa 0,95% da matriz energética brasileira (tabela a seguir).

pRODuçãO DE BIODIESEl, pOR ESTADO (MIl m3)

Ano BA CE GO MT MG PR SP TO RS RO MS RJ SC Total

2013 194 84 576 419 88 211 165 49 883 14 189 9 38 2.919

2014 160 73 644 611 83 319 170 74 971 11 217 17 69 3.419

% n/n-1 -17,5 -13,1 11,8 45,8 -5,7 51,2 3,0 51,0 10,0 -21,4 14,8 88,9 81,6 17,1

% n 4,7 2,1 18,8 17,9 2,4 9,3 5,0 2,2 28,4 0,3 6,3 0,5 2,0 100,0

Fonte: MME

A capacidade instalada das 54 unidades produtoras de biodiesel, existentes em dezembro de 2014, tota-lizou 7.502 mil m³/ano, sendo 44% na Região Centro-Oeste, 35% na Sul, 12% na Sudeste, 6% na Nordeste e 3% na Norte. São 42 usinas detentoras do Selo Combustível Social, correspondendo a 88,7% da capacidade instalada total.

• ConsumoSetorialdeEnergia

O consumo final de energia (CFE) de 2014 ficou em 265,9 Mtep, montante 2,2% superior ao de 2013. A taxa do CFE foi inferior à da OIE (de 3,1%) em razão de maiores perdas relativas de energia (perdas térmicas) na geração termelétrica, situação também verificada em 2013 e 2012. A menor geração hidráulica vem re-sultando em maior expansão da geração térmica pública e de autoprodutores, o que proporciona maiores perdas térmicas. Em 2014, houve incremento de 4,1Mtep nas perdas térmicas.

Todas as fontes de energia apresentaram incremento no CFE de 2014, ficando o carvão mineral com a maior taxa: de 3,5%. O fato decorre do seu maior uso na expansão da produção de alumina e também da expansão da produção de ferro-gusa a coque de carvão mineral em detrimento de recuos na produção por carvão vegetal e eletricidade (tabela a seguir).

cONSuMO fINAl DE ENERGIA, pOR fONTE

Fontemiltep

14/13 %2013 2014

Derivados de Petróleo 115.481 118.186 2,3

Gás Natural 18.592 18.822 1,2

Carvão Mineral 13.034 13.484 3,5

Eletricidade 44.373 45.655 2,9

Bioenergia 68.738 69.717 1,4

Total 260.218 265.864 2,2

Fonte: MME

cONSuMO fINAl DE ENERGIA, pOR SETOR

Fontemiltep

14/13 %2013 2014

Indústria 88.294 87.502 -0,9

Transporte 83.152 86.312 3,8

Setor Energético 26.143 27.453 5,0

Outros setores 46.291 48.602 5,0

Bioenergia 16.338 15.995 -2,1

Total 260.218 265.864 2,2

Fonte: MME

A bioenergia, com crescimento de apenas 1,4%, ficou prejudicada pelo recuo de 5% na produção de açúcar, que tem no bagaço de cana a principal fonte térmica de energia, com proporção relevante no CFE. A forte expansão do biodiesel e da lixívia na produção de celulose não foi suficiente para alavancar uma maior taxa para a bioenergia (tabela a seguir).

O agregado “outros setores”, que inclui residencial, comercial, público e agropecuário, também apresen-tou boa expansão no consumo de energia, de 5%, resultado de bom desempenho da energia elétrica e do uso da lenha na cocção de alimentos.

Em períodos de fraco desempenho da economia, os domicílios com ambos os fogões (lenha e gás), que ainda somam cerca de 10% do total, tendem a um maior uso da lenha, fato que ocorreu em 2014. Neste ano, o GLP residencial cresceu apenas 0,2%, enquanto o número de domicílios cresceu acima de 2%.

O consumo de energia no setor energético, com incremento de 5% em 2014, foi alavancado pela ex-pansão da produção de petróleo e gás natural e pela expansão do consumo próprio de energia elétrica na geração termelétrica.

Page 40: 13 SME BIOMASSA E BIOENERGIA

351BIOMASSA E BIOENERGIA

Os ramos industriais de não ferrosos, química, ferro-liga, açúcar e têxtil tiveram performances nega-tivas em 2014, o que resultou em recuos no consumo de energia industrial e nos usos não energéti-cos. O consumo de energia no setor energético, com incremento de 5% em 2014, foi alavancado pela

DADOS GERAIS DE ENERGIA — SElEçãO DE INDIcADORES ENERGéTIcOS — BRASIl — 2014

ESPECIFICAÇÃO UNIDADE 2013 2014 13/14 % ESTRUTURA (%)2013

ESTRUTURA (%)2014

OFERTAINTERNADEENERGIA mil tep 296.301 305.589 3,1 100,0 100,0

Perdas na Distribuição e Transformação mil tep 36.083 39.725 10,1 12,2 13,0

Consumo Final mil tep 260.218 265.864 2,2 87,8 87,0

PRODUÇÃODEPETRÓLEOEÓLEODEXISTO mil m3 117.711 131.129 11,4

COMÉRCIOEXTERNODELÍQUIDODEPETRÓLEOEDERIVADOS mil m3 15.252 7.373 -51,7

PRODUÇÃODEGÁSNATURAL milhões m3 28.174 31.894 13,2

IMPORTAÇÃODEGÁSNATURAL milhões m3 16.962 19.319 13,9

PRODUÇÃODELÍQUIDOSDEGÁSNATURAL mil m3 5.109 5.237 2,5

OFERTATOTALDEENERGIAELÉTRICA GWh 611.169 624.254 2,1 100,0 100,0

GERAÇÃOINTERNAPÚBLICA GWh 484.673 496.510 2,4 79,3 79,5

Hidráulica GWh 368.939 351.351 - 4,8 60,4 56,3

Térmica e Nuclear GWh 109.155 132.944 21,8 17,9 21,3

Eólica GWh 6.576 12.208 85,6 1,1 2,0

Solar GWh 3 8 166,7 - -

GERAÇÃOINTERNADEAUTOPRODUTOR GWh 86.162 93.968 9,1 14,1 15,1

Hidráulica GWh 22.053 22.088 0,2 3,6 3,5

Térmica GWh 64.105 71.869 12,1 10,5 11,5

Eólica GWh 3 3 - - -

Solar GWh 2 8 300,0 - -

IMPORTAÇÃO GWh 40.334 33.775 -16,3 6,6 5,4

expansão da produção de petróleo e gás natural e pela expansão do consumo próprio de energia elétrica na geração termelétrica.

(CONTINUA)

Page 41: 13 SME BIOMASSA E BIOENERGIA

352 BIOMASSA E BIOENERGIA

ESPECIFICAÇÃO UNIDADE 2013 2014 13/14 % ESTRUTURA (%)2013

ESTRUTURA (%)2014

OFERTATOTALDEENERGIAELÉTRICA GWh 611.169 624.254 2,1 100,0 100,0

Perdas na Distribuição GWh 94.995 93.174 -1,9 15,5 14,9

Consumo Final GWh 516.174 531.080 2,9 84,5 85,1

PRODUÇÃODEETANOL mil m3 27.608 28.526 3,3 100,0 100,0

Anidro mil m3 12.005 12.230 1,9 43,5 42,9

Hidratado mil m3 15.603 16.296 4,4 56,5 57,1

EXPORTAÇÃODEETANOL(líquida)(*) mil m3 -2.808 -486 -82,7 10,2 1,7

PRODUÇÃODEÓLEOSVEGETAIS mil m3 2.917 3.420 17,2

CONSUMOFINALDEENERGIA mil tep 260.218 265.864 2,2 100,0 100,0

Industrial mil tep 88.294 87.502 - 0,9 33,9 32,9

Transportes mil tep 83.152 86.312 3,8 32,0 32,5

Residencial mil tep 23.726 24.786 4,5 9,1 9,3

Outros mil tep 65.046 67.264 3,4 25,0 25,3

CONSUMORODOVÁRIO-CICLOOTTO mil tep 37.929 40.284 6,2

CONSUMODEDIESEL(IncluiGeraçãoElétricaeBiodiesel) mil m3 60.668 62.767 3,5

CONSUMOFINALDEENERGIAELÉTRICA GWh 516.174 531.080 2,9 100,0 100,0

Industrial GWh 210.159 205.932 - 2,0 40,7 38,8

Residencial GWh 124.896 132.049 5,7 24,2 24,9

Comercial e Público GWh 125.729 133.266 6,0 24,4 25,1

Outros GWh 55.390 59.833 8,0 10,7 11,3

USODOGÁSNATURAL milhões m3 45.136 51.213 13,5 100,0 100,0

Não Aproveitado e Reinjeção milhões m3 5.187 7.362 41,9 11,5 14,4

E&P Refino de Petróleo (Setor Energético ) milhões m3 6.307 6.865 8,8 14,0 13,4

Geração Elétrica milhões m3 15.592 18.857 20,9 34,5 36,8

Absorvido em UPGN, Hidrogênio e Perdas milhões m3 3.541 3.907 10,3 7,8 7,6

Industrial milhões m3 11.065 11.032 - 0,3 24,5 21,5

Transportes milhões m3 1.872 1.812 - 3,2 4,1 3,5

Não Energético, residencial, Serviços e Agro milhões m3 1.572 1.378 - 12,3 3,5 2,7

(*) Se negativo representa exportação líquida e vice-versaFonte: MME

(CONTINUAÇÃO)

Page 42: 13 SME BIOMASSA E BIOENERGIA

353BIOMASSA E BIOENERGIA

BIOMASSA NO RIO GRANDE DO Sul

Obs.: Base das informações: Resenha Energética Brasileira 2014

As condições para expansão do setor energético do Rio Grande do Sul identificam a necessidade de aumento da oferta de energia. E a base dos recursos naturais é fator motivador à penetração da geração de eletricidade de forma distribuída a partir da biomassa no Estado. Entretanto, há necessidade de serem desenvolvidas ações complementares de estímulo ao desenvolvimento desse energético, que tem carac-terística de fonte renovável, e o seu aproveitamento pode ocorrer de forma descentralizada, o que permite um padrão de desenvolvimento mais equilibrado (tabela a seguir).

GERAçãO TéRMIcA A BIOMASSA NO RS

UsinaPotência

Fiscalizada(kW)

Destino da

EnergiaProprietário Município Fonte

Nível2

Biotérmica Recreio 8.556,00 PIE100% para BioTérmica Energia S.A

Minas do Leão - RS

Biogás - RU

Itaqui 4.200,00 PIE 100% para Camil Alimentos S.A. Itaqui - RSCasca de Arroz

Urbano São Gabriel 2.220,00 RE G100% para Urbano Agroindustrial Ltda.

São Gabriel - RS

Casca de Arroz

CAAL 3.825,00 PIE100% para Cooperativa Agroindustrial Alegrete Ltda

Alegrete - RSCasca de Arroz

SVA 4.900,00 RE G100% para Silica Verde do Arroz Ltda

Alegrete - RSCasca de Arroz

São Borja 12.500,00 PIE100% para UTE IGUAÇÚ BORJA ENERGÉTICA LTDA

São Boja - RSCasca de Arroz

Camil Alimentos - Camaquã

4.000,00 RE G não identificado Itaqui - RSCasca de Arroz

Engenho Coradini 1.200,00 RE G100% para Engenho Coradini Ltda

Dom Pedrito - RS

Casca de Arroz

Aracruz Unidade Guaíba (Antiga Riocell)

47.000,00 APE 100% para Aracruz Celulose S.A. Guaíba -RSLicor Negro

CMPC (Antiga Aracruz Unidade Guaíba)

250.994,00 APE100% para CMPC Celulose Riograndense Ltda

Guaiba -RSLicor Negro

Central Termelétrica de Geração (Antiga Forjasul)

1.800,00 RE G100% para Forjasul Encruzilhada Indústria de Madeiras Ltda.

Encruzilhada do Sul-RS

Resíduos Florestais

Piratini 10.000,00 PIE 100% para Piratini Energia S.A Piratini -RSResíduos Florestais

TotalPotênciaMW 351,20

Fonte: BIG - ANEEL

A capacidade instalada de geração termelétrica total em operação no RS é de 2.397,67 MW e as térmicas à biomassa, em um total de nove termelétricas, contribuem com 351,20 MW (14,65%) do total da geração termelétrica em operação no Estado.

O Estado do Rio Grande do Sul tem grande potencial de biomassa para geração termelétrica, principal-mente com utilização da casca de arroz e resíduos de madeira. Esse potencial é estimado em 850 MW. A tabela a seguir mostra os novos projetos a serem implantados.

GERAçãO TéRMIcA A BIOMASSA NO RS - EM cONSTRuçãO

Usina Data Operação

Potência Outorgada

(kW)

Destinoda Energia Proprietário Município Fonte

Nivel2

PCT SLC Alimentos

- 5.800,00 APE100% para SLC Alimentos Ltda.

Capão do Leão -RS

Casca de Arroz

Fonte: Big – ANEEL

O destino do lixo no Rio Grande Sul está direcionado para: aterros sanitários, estações de reciclagem, queima direta, enterramento na origem, depositado em terreno baldio ou logradouro, lançamento (rios, arroios, lagos ou mar) e outros destinos.

O RS produz, em média, 18,6 mil t/dia de resíduos urbanos, sendo que 75% (13,95 mil t/dia) são coleta-dos, recebendo destinação final adequada e 5% são recicláveis (0,69 mil t/dia). O resultado de 13,26 mil t/dia poderia ser transformado em 66,30 MW de energia elétrica.

Cabe esclarecer que para produzir energia elétrica pode-se usar o lixo na queima direta ou trans-formá-lo em gás nos aterros sanitários, sendo que o gás produzido pode gerar energia elétrica. Só Porto Alegre produz em entorno de 2,2 mil t/lixo/dia, das quais apenas 200 são de recicláveis.

Page 43: 13 SME BIOMASSA E BIOENERGIA

354 BIOMASSA E BIOENERGIA

Cabe citar que, no primeiro semestre de 2015, foi concluída a pri-meira usina de geração de energia a partir do gás de aterro sanitário no Rio Grande do Sul. Está localizada no município de Minas do Leão, cujo aterro sanitário da Companhia Riograndense de Valorização de Resíduos (CRVR) recebe diariamente 3,5 mil toneladas de resíduo ur-bano. O investimento no empreendimento foi superior a R$ 30 mi-lhões feitos pelo Grupo Solvi e Copelmi Mineração.

A termelétrica tem capacidade para atender a cerca de 200 mil ha-bitantes. A potência instalada é de 8,55MW e a potência plena chega-rá a 15MW, gerando energia limpa a partir do lixo doméstico. Além dessa usina, outras três estão em fase de implantação, devendo repre-sentar um investimento na ordem de R$ 300 milhões e gerar energia suficiente para abastecer cerca de 400 mil gaúchos (figura a seguir).

O biogás cada vez mais apresenta-se como alternativa viável para o problema do manejo e tratamento de dejetos, a partir da trans-formação desses resíduos orgânicos, que contaminam o solo e os recursos hídricos. No atual momento, torna-se extremamente opor-tuno verificar o potencial de produção de biomassa para a geração de biogás no Estado do RS, visando adequar soluções tecnológicas (biodigestores) ao contexto regional, a partir do estabelecimento de tecnologias capazes de gerar energia limpa (biogás) e ao mesmo tempo tratar resíduos orgânicos no meio urbano e rural, produzin-do biofertilizantes.

Para verificar o potencial de produção de biogás no Estado do RS, cabe investir na busca de dados secundários e na realização de diagnóstico dos resíduos orgânicos, principalmente nas regiões celeiro, fronteira noroeste e noroeste colonial. Cabendo, no entan-to, realizar estimativas do volume de resíduos orgânicos gerados, a partir da compilação de dados secundários do IBGE, da EMATER, da FEPAM e das Secretarias Municipais do Meio Ambiente, visan-do identificar aqueles que podem ser utilizados na produção de

biogás, na área urbana e na área rural dos municípios das regiões anteriormente citadas.

A partir das informações obtidas por meio dos levantamentos já realizados de dados secundários sobre a biomassa existente no Esta-do do RS, verifica-se uma grande quantidade de biomassa residual disponível com alto potencial para produção de biogás, principal-mente pela alta concentração de dejetos animais que não recebem tratamento adequado antes de serem lançados no meio ambiente.

Em levantamento realizado pela Secretaria Municipal do Meio Am-biente do município de Ijuí/RS sobre o resíduo do aterro municipal, foi observada uma significativa quantidade de material orgânico pas-sível de separação, estando prontamente disponível para produção de biogás.

Cabe concluir que existe uma grande disponibilidade de biomas-sa residual no meio urbano e rural do RS que pode ser prontamente convertida em biogás e consequentemente oportunizar a produção de biofertilizantes.

A partir de janeiro de 2015, o primeiro ônibus abastecido com bio-metano (GNVerde) começou a rodar no Rio Grande do Sul. No período de demonstrações, ficou comprovada a viabilidade do uso desse gás ecológico, não fóssil e renovável, como alternativa de abastecimento para o transporte coletivo nas grandes cidades (figura a seguir).

A ação foi resultado de uma parceria entre a Companhia de Gás do Estado (Sulgás), Scania, Braskem e Consórcio Verde Brasil (Ecocitrus e Naturovos), que produz o GNVerde em Montenegro.

O Consórcio Verde Brasil é formado pelas empresas Ecocitrus e Na-turovos, que juntas buscam a solução para resíduos orgânicos gera-dos em processos produtivos de diferentes indústrias. A Ecocitrus é uma cooperativa de citricultores ecológicos da Região do Vale do Caí que atua há cerca de 20 anos no modelo de agricultura familiar. Pro-duz frutas cítricas e derivados orgânicos totalmente livres de agrotóxi-cos, além de complexos serviços de gestão de resíduos, obedecendo a padrões socialmente justos e ecologicamente sustentáveis.

A Naturovos com sede no município de Salvador do Sul é uma em-presa de alimentos pertencente ao Grupo Solar, presente há mais de 40 anos no mercado. Atualmente, é a maior produtora de ovos do Sul do Brasil e uma das maiores forças do mercado em produção de ovos e derivados.

Criada em 1993, a empresa Sulgás, sociedade de economia mista, tem como acionistas o Estado do Rio Grande do Sul e a Petrobras Gás S/A – Gaspetro. Iniciou a comercialização do gás natural em 2000, com a conclusão do gasoduto Bolívia-Brasil. Nos últimos anos, a Sul-gás tem investido em ações para promoção de novas fontes de su-primento de gás natural no Estado para o aproveitamento de biogás.

O GNVerde é marca exclusiva da Sulgás para o gás biometano dis-tribuído no RS. O GNVerde é um combustível alternativo e 100% re-novável, que já foi testado em veículos leves desde 2013. O GNVerde é produzido a partir da transformação de resíduos orgânicos em um gás equivalente ao gás natural. O GNVerde possui alto teor de meta-no (acima de 96,5%). O processo de distribuição e comercialização do GNVerde pela Sulgás seguirá todos os procedimentos regulamenta-dos pela ANP. O biometano (GNVerde) é:

• combustível alternativo e 100% renovável, testado desde 2013;

• produzido a partir da purificação do biogás alcançando o status do gás natural;

• pode ser usado em todas as aplicações como substituto do gás natural;

• representa uma forma de disponibilizar o produto em regiões que não são atendidas pelo gasoduto;

• a Sulgás lançou, em maio de 2015, a chamada pública para aqui-sição de biometano, que tem por objetivo receber e selecionar propostas para fornecimento de 200 mil m3 diários;

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355BIOMASSA E BIOENERGIA

• após o contrato assinado, os empreendimentos selecionados deverão iniciar a entrega de gás em um prazo máximo de 24 meses;

• o edital de compra do biometano lançado pela Sulgás pretende adquirir o equivalente a 10% do volume de gás natural que atu-almente a empresa distribui no RS.

Em relação ao biodiesel, o Brasil é o segundo maior produtor e consumidor de biodiesel do mundo, atrás apenas dos EUA. Em 2014, o País produziu 3,42 bilhões de litros, enquanto os EUA produziram 4,8 bilhões de litros. No País, o Rio Grande do Sul é o Estado que mais produz biodiesel com cerca de 30% da produção nacional. A caracte-rização do biodiesel é a seguinte:

• matéria-prima usada na produção de biodiesel: 76% de óleo de soja, 21% de gorduras animais, 2% de óleo de algodão e 1% de outras;

• 7,74 bilhões de litros ao ano é a atual capacidade de produção do Brasil;

• 56% foram a ociosidade média das indústrias em 2014;

• a estimativa é que, com o aumento da produção, a ociosidade média seja de 44% em 2015;

• 59 indústrias estão autorizadas a produzir biodiesel atualmente no País, nove delas no RS;

• R$ 6,4 bilhões foi o que essas indústrias faturaram em 2014;

• 86 mil empregos diretos e indiretos foram gerados pelo setor de biodiesel no País em 2011, conforme estudo da Universidade de São Paulo;

• 132 mil postos de trabalho devem ser gerados devido ao au-mento da mistura do biocombustível no diesel de 5% para 7% (gráfico a seguir).

Vantagens do biodiesel:

• utiliza matéria-prima renovável;

• é uma cadeia de carbono neutro: as plantas que produzem a matéria-prima do biodiesel capturam todo o gás carbônico emi-tido pela queima do biodiesel, neutralizando suas emissões e colaborando para diminuir a poluição e o efeito estufa;

• aumenta a vida útil dos motores por ser mais lubrificante;

• tem baixo risco de explosão: precisa de uma fonte de calor aci-ma de 150°C para explodir, tornando-o mais seguro e mais fácil de ser transportado e armazenado;

• contribui para a geração de empregos no campo;

• cria novos mercados para as oleaginosas e fortalece a produção agrícola nacional.

A maior demanda por biodiesel no País deve ter impacto direto nas lavouras. Responsável por 76% da matéria-prima usada na produção do biocombustível no País, a soja deve ser ainda mais disputada no

mercado. Além disso, o aquecimento do setor deve fomentar a cano-la, cultura ainda coadjuvante na produção do combustível.

Com a expectativa de continuar colhendo grandes safras de soja no RS, conforme a EMATER, o setor de biodiesel pretende se con-solidar como uma boa alternativa ao agricultor. Ter mais mercado é sempre bom para o produtor, que deve procurar o melhor preço. E a indústria de biodiesel pode oferecer vantagens como assistência técnica e logística.

É importante que Brasil incentive o setor de biodiesel para que o País passe a exportar o grão com maior valor agregado. Hoje, o País processa só 16% da produção de soja nacional em farelo e óleo, se-gundo estimativa da Associação Brasileira das Indústrias de Óleos Ve-getais (Abiove). Nesse caso, com o processamento da soja realizado no RS, em farelo e óleo, os empregos e a riqueza ficarão no Estado. Outra vantagem é que terá mais oferta de farelo, o que favorecerá a criação de frangos, suínos e gado.

A indústria de biodiesel tem papel importante para desenvolver novas culturas como a canola. O grão representa menos de 1% da matéria-prima, mas tem como trunfo o fato de ser plantado na en-tressafra de soja. A expectativa dos produtores de canola é de que a área cultivada cresça 30% e chegue a 65 mil hectares no País, 48 mil deles no Rio Grande do Sul, uma projeção 20% maior do que o plan-tado em 2014.

Com preço baseado na cotação da soja, a canola é ótima alterna-tiva para a rotação de culturas no inverno. Estudos mostram que seu cultivo melhora a produtividade da soja e do trigo plantados depois nas mesmas áreas.

uSINAS DE BIODIESEl NO ESTADO: RIO GRANDE DO Sul

• 3TENTOS – Ijuí – RS • BIANCHINI – Canoas – RS• BIOFUGA – Camargo – RS • BOCCHI – Muitos Capões – RS • BSBios – Passo Fundo – RS • CAMERA – Estrela – RS • CAMERA – Ijuí – RS

Bilhões de litros

pRODuçãO DE BIODIESEl NO BRASIl

5,0

4,5

4,0

3,5

3,0

2,5

2,0

1,5

1,0

0,5

0 2010 2011 2012 2013 2014 2015 Estimado

2,422,58

2,76 2,91

4,3

3,42

Fonte: Associação dos Produtores de Biodiesel

Page 45: 13 SME BIOMASSA E BIOENERGIA

356 BIOMASSA E BIOENERGIA

• GRANOL – Cachoeira do Sul – RS • OLEOPLAN – Veranópolis – RS • OLFAR – Erechim – RS

A seguir, é feita uma breve abordagem sobre três importantes em-presas produtoras de biodiesel no Estado do Rio Grande do Sul.

• GRANOL

Fundada em 1965, é uma empresa 100% brasileira dedicada à pro-dução e comercialização de grãos, farelos, óleos vegetais, glicerina e biodiesel para o mercado interno e externo.

Hoje, com meio século de tradição, a GRANOL se constitui em um dos maiores e mais respeitáveis complexos de agronegócios, genui-namente brasileiro. São seis complexos industriais, 49 regionais de compra e armazenagem de grãos, três usinas de biodiesel, uma fábri-ca de lecitina, duas fábricas de glicerina, um terminal marítimo e outro fluvial, além do escritório matriz em São Paulo.

Soma-se a isso a capacidade estática de armazenamento superior a 935.000 t de grãos e farelos, 116.800 t de tancagem para óleos, es-magamento de 2.880.000 t/ano, refino de 385.200 t/ano de óleo bru-to e envase, produção de 887.760 m3/ano de biodiesel, 40.000 t/ano de glicerina bidestilada, mais de 13.000 fornecedores e mais de 5.000 clientes ativos.

A GRANOL está entre as 50 maiores empresas de agronegócios do Brasil e contabiliza, em seu patrimônio, outras virtudes empresariais de igual destaque: o rigoroso cumprimento dos compromissos assu-midos, o foco em aprimoramento contínuo e o respeito irrestrito às pessoas e ao meio ambiente, somados à grande capacidade de en-volver as pessoas com fé, otimismo, determinação e cooperação para lançarem metas cada vez mais ambiciosas, sem descuidar da ética, da moral e do bom relacionamento entre fornecedores, clientes e cola-boradores.

No âmbito da produção de biodiesel, a GRANOL promove a in-clusão social e o desenvolvimento regional por meio da geração de empregos e renda para os agricultores familiares enquadrados nos critérios do PRONAF. A empresa participa nos leilões de venda de biodiesel da ANP, nos quais todo o biodiesel necessário para dar cum-primento ao B7 (mistura obrigatória de 7% de biodiesel ao diesel mi-neral usado no País) é comprado pela Petrobras.

A principal matéria-prima do grandiesel é o óleo de soja, que além de ser produzido pela empresa é o único óleo vegetal com escala (volume e custo) que atende à necessidade da produção industrial (também em escala) do biodiesel. Outras são volumetricamente in-significantes (como, por exemplo, o nabo forrageiro e o crambe) ou possuem um custo elevado, como o girassol. Há ainda as que pos-suem restrições de ordem técnica, como a mamona e o sebo.

Além de utilizar o óleo de soja como matéria-prima para a pro-dução do grandiesel, a empresa também reprocessa o óleo de fritura usado (OFU), resultado de uma ação de coleta feita desde 2003 em parceria com prefeituras, supermercados, empresas, hos-pitais e escolas.

O grandiesel pode ser o substituto total ou parcial do óleo diesel em motores automotivos movidos a diesel (caminhões, ônibus, trato-res e automóveis) ou estacionários (geradores de eletricidade e calor). Ele pode ser usado misturado ao óleo diesel em qualquer proporção sem a necessidade de qualquer alteração mecânica nos atuais moto-res movidos a diesel.

A concentração de biodiesel é informada por meio de uma no-menclatura específica, definida por “BX” (onde “B” significa Blend – mistura em inglês – e “X” refere-se à porcentagem em volume do biodiesel, que é misturado ao diesel do petróleo). Assim, B2, B5 e B100 são combustíveis com uma concentração de 2%, 5% e 100% de bio-diesel, respectivamente.

• BSBios

Fundada em 15 de abril de 2005 com a finalidade de produzir bio-diesel, instalando uma moderna planta localizada estrategicamente em Passo Fundo/RS, perto da produção de soja e canola, suas prin-cipais fontes de matéria-prima. Sua capacidade instalada atual é de mais de 216 milhões de litros de biodiesel por ano.

Em 28 de fevereiro de 2013, a BSBios anunciou a aquisição de 14 unidades de recebimento de grãos que pertenciam a Adubos Co-xilha, localizada no Norte do Estado do Rio Grande do Sul. Ainda foi adquirida uma unidade de produção de sementes em Lagoa Vermelha (RS).

Juntas, as unidades têm capacidade estática para armazenar 240 mil toneladas de grãos. Elas estão localizadas no Valinhos em Passo

Fundo, Água Santa, Três Pinheiros em Sananduva, Muitos Capões, Capão Bonito do Sul, Lagoa Vermelha, Esmeralda, Tapejara, Capo-Erê em Erechim, Sertão, Charrua, Rio Telha em Ibiaçá, Engenho Grande em Água Santa e Vila Lângaro.

Em 25 de junho de 2013, a BSBios tornou-se a primeira empresa do Brasil a exportar comercialmente o biodiesel. A primeira carga, de 22 toneladas, teve como destino a Europa.

Em janeiro de 2014, as duas plantas industriais da BSBios, em Pas-so Fundo e em Marialva, receberam a International Sustainability and Carbon Certification (ISCC).

A unidade de Passo Fundo/RS possui duas plantas industriais: produção de biodiesel e de processamento de grãos. Sua capaci-dade atinge 216 milhões de litros de biodiesel/ano, sendo produ-zidas 158.400 toneladas de óleo vegetal degomado/ano e 660 mil toneladas de farelo de soja. Para tanto, a unidade consome 850 mil toneladas/ano de grãos. As matérias-primas utilizadas são soja e sebo bovino.

A usina de Marialva/PR tem capacidade de produção de 208,8 mi-lhões de litros de biodiesel/ano. As matérias-primas utilizadas são soja e sebo bovino.

• OLEOPLAN

A empresa dedica-se, desde 1980, à extração de óleos vegetais, notadamente a soja, sua principal matéria-prima. Ao longo desses anos, a empresa cresceu e se estruturou, atendendo com eficiência ao mercado interno e de exportação, buscando agregar valor à ca-deia produtiva da agroindústria. A empresa, com sua usina de bio-diesel, firmou posição de destaque na nova era de óleos vegetais: a de transformação em biocombustíveis. É uma indústria especializada em commodities agrícolas e articuladora da produção de grãos, pro-teínas, óleos vegetais e biocombustíveis.

O ano de 2007 marcou a entrada da empresa no mercado de bio-combustíveis com a usina de biodiesel junto a seu parque industrial de Veranópolis. Sua localização está no caminho natural entre as áreas produtoras de matérias-primas e o maior centro de consumo de diesel do Rio Grande do Sul, a Grande Porto Alegre, onde seu ter-minal fluvial e rodoferroviário de Canoas garante a proximidade com as principais distribuidoras de combustíveis e o eficiente intermodal

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357BIOMASSA E BIOENERGIA

com o Porto de Rio Grande garante a proximidade para exportação, otimizando a logística sem qualquer desperdício de fretes.

Muito embora o tema “produção de biomassa no Rio Grande do Sul” envolva muitas considerações de ordem geral, a biomassa vege-tal merece destaque especial, cuja utilização pode ser feita de diversas formas:

• sob a forma de madeira, usada como combustível;

• sob a forma de resíduos vegetais da agricultura (como bagaço de cana e casca de arroz, por exemplo);

• como fotossíntese propriamente dita na produção de proteínas ou álcool para combustível.

A madeira contribui, de forma significativa, para atender às neces-sidades energéticas do Rio Grande do Sul. Em 1940, essa fonte (lenha, carvão vegetal) atendia a 70% do consumo da demanda de energia no Estado. Essa porcentagem caiu para 30,0% em 1972 e hoje é de 23,0%, sendo, portanto, ainda significativa.

A autossuficiência do Rio Grande do Sul, em termos de biomas-sa florestal, é uma meta possível de ser atingida, bastando para isso que haja disseminação da prática de florestas plantadas, cujo uso se destine à produção de papel e celulose, carvão vegetal, ma-deira processada ou lenha como energético. Em qualquer proprie-dade rural do Estado, pode ser destinada uma parcela para o reflo-restamento sem que isso cause reduções apreciáveis na atividade agropecuária ou industrial.

O exemplo mais flagrante é a regularização hídrica mediante o reflorestamento das margens de rios, arroios e córregos, principal-mente nas nascentes. Essa prática deveria ser compulsória, pois os seus feitos beneficiam toda a coletividade e quando não praticada, como acontece atualmente, muitos são os atingidos, não somente o proprietário de uma determinada propriedade. Uma maneira de via-bilizar essa prática seria o município ter maior autonomia fundiária, podendo, dessa forma, subsidiar o reflorestamento das margens dos mananciais hídricos, o que é altamente estratégico e de interesse pú-blico generalizado.

Quanto à produção de lenha para fins cocção no meio rural, po-de-se dizer que o seu suprimento está sob controle pelos próprios

agricultores. Já não acontece o mesmo em relação à lenha comer-cializada.

Devido à ausência completa de incentivos ao reflorestamento em pequena e média propriedade e também à falta de garantia de um mercado estável, o reflorestamento simplesmente não vem sendo praticado no Estado, exceção feita às grandes indústrias ligadas a esse setor. No entanto, a contribuição da lenha, especialmente na geração direta de calor, pode atingir cifras apreciáveis desde que seja feito um planejamento municipal envolvendo associações comerciais e indus-triais, sindicatos rurais, secretaria da agricultura, prefeituras, EMATER, etc. Esse planejamento deve determinar o perfil do consumo de ma-deira no município, garantir mercado local e promover o refloresta-mento em cada propriedade rural, selecionando as áreas mais indi-cadas para esse fim. A partir do quarto ou quinto ano da instalação desse processo, o reflorestamento passará a dar uma contribuição significativa para o consumo energético local. Em médio prazo, ou-tras atividades ligadas à atividade florestal poderão ser desenvolvidas, tais como: resinagem e pirólise para produção de carvão vegetal e de produtos químicos.

Quanto ao tipo de reflorestamento, o ideal seria uma combinação de espécies exóticas e nativas, porém o estágio de conhecimento des-sas espécies para cada microrregião do Estado é precário (na maioria dos casos, inexistente). Essa situação deve ser corrigida também pela comunidade local com ajuda dos órgãos competentes estaduais e municipais. Somente dessa maneira o reflorestamento trará benefí-cios ecológicos e econômicos para a comunidade.

As condições climáticas do Estado são ideais para o uso da fotossín-tese, mas ela tem sido usada de forma predatória, simplesmente pela derrubada de florestas. O tempo médio para um reflorestamento sig-nificativo no Rio Grande do Sul é de 8 anos.

Um programa de reflorestamento planejado para o Estado é muito importante para a conservação e utilização contínua dessa grande re-serva de energia que tem sido progressivamente devastada.

A extração da biomassa no Estado deve ser cada vez mais regula-mentada e fiscalizada para controlar o efeito predador que se institui no aproveitamento desenfreado dos recursos florestais, incorrendo em agressões ao meio ambiente. Nesse sentido, o desenvolvimento de tecnologias de exploração de florestas, envolvendo técnicas de manejo e de reflorestamento, deverá ter prioridade sobre as tecnolo-gias de aproveitamento da biomassa florestal.

A queima da lenha para a transformação em energia térmica é um processo muito difundido no Estado, embora para fins de produção de eletricidade se restrinja a situações isoladas. Nesse caso, deve ser dada grande atenção ao correspondente balanço energético, uma vez que nem sempre a energia contida na madeira compensa a ener-gia gasta no processo de corte, manuseio e transporte. Isso sem con-siderar ainda os processos de regeneração florestal da área.

Considerando que a lenha tem baixo poder calorífico e baixo peso específico, seu aproveitamento em termos energéticos deverá ocor-rer em áreas próximas ao centro de consumo, condicionado à sua for-ma de transporte.

O emprego de usinas térmicas à base de resíduos florestais para gerar energia elétrica deverá ajudar na solução dos problemas origi-nários da exploração florestal. Nesse caso, a utilização de turbinas de múltiplo estágio de condensação e caldeiras de maior rendimento reduzirá significativamente a relação madeira/potência gerada.

Outros aperfeiçoamentos importantes no que diz respeito a proje-tos de pequenas centrais térmicas deverão ser colocados em prática, de maneira que contemplem: arranjos otimizados de usinas e servi-ços auxiliares; incorporações técnicas de modulação; ser semimonta-das e de fácil transporte e instalação.

Como energéticos provenientes da biomassa, podem ser citados, com melhores resultados para o Estado, o carvão vegetal, o metanol, o gás combustível, os resíduos orgânicos e a cana-de-açúcar.

• O carvão vegetal, produto resultante da carbonização da lenha, tem uso direto como combustível ou como redutor siderúrgico.

• O metanol, que também pode ser produzido a partir do petró-leo e do gás natural, tem utilidade como combustível automo-tivo, em substituição aos derivados de petróleo, bem como na indústria química. Na sua produção, por meio da lenha, ocorre primeiro sua gaseificação e, após, a síntese e destilação do gás.

• O gás combustível produzido nos gaseificadores, utilizando lenha ou carvão vegetal, possui baixo poder calorífico e tem sua aplicação em processos industriais e na geração de ener-gia elétrica.

• Os resíduos orgânicos constituídos por rejeitos industriais, agro-pecuários e urbanos (lixo e esgoto) são produzidos em grande

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quantidade pela sociedade gaúcha. O aproveitamento desses resíduos como energéticos pode ser feito por meio dos seguin-tes processos:

- combustão para queima direta e geração de calor;- gaseificação para obtenção de gás de baixo poder calorífico;- bioconversão para a produção de gás metano.

• A cana-de-açúcar, por ser uma cultura que requer condicionan-tes climáticos que não são encontrados em todo o Estado, tem nas regiões das encostas basálticas melhores condições para o seu cultivo. Nesse sentido, apesar de o Rio Grande do Sul não po-der vir a ser autossuficiente em álcool combustível, a produção e o consumo locais diminuirão, em grande parte, a importação desse energético de outros estados.

A biomassa, pela sua importância na matriz energética gaúcha, pe-las implicações ambientais de sua exploração e pelo seu valor como atividade econômica, deve merecer atenção especial.

A seguir, são apresentadas as principais ações a serem desenvol-vidas pelo Estado, objetivando garantir o suprimento dessa fonte às necessidades dos diversos setores e consumidores:

• estabelecimento de programas de formação de bosques ener-géticos e de florestas comunitárias;

• estabelecimento de programas de monitorização de equipa-mentos que usem biomassa visando medir sua performance e eficiência, objetivando o desenvolvimento de normas para fa-bricação;

• desenvolvimento de tecnologias de manejo e de reflorestamen-to de bosques energéticos e de florestas comunitárias, consor-ciadas à produção de alimentos, considerando as condições ecológicas específicas das microrregiões do Estado fornecedo-ras de biomassa florestal;

• pesquisa e desenvolvimento de técnicas de melhoria de rendi-mentos florestais;

• desenvolvimento de técnicas de produção, transporte, proces-samento e utilização energética de resíduos florestais;

• desenvolvimento de equipamentos mais eficientes que empre-guem biomassa como combustível;

• desenvolvimento de técnicas de produção de carvão vegetal que tornem o processo mais eficiente e permitam aproveitar melhor os subprodutos da carbonização;

• desenvolvimento do setor alcooleiro na parte agrícola industrial do Estado.

Uma maior penetração da biomassa na matriz energética do Rio Grande do Sul requer uma coordenação de propósitos entre o Gover-no Estadual e a iniciativa privada, uma vez que sua produção e utiliza-ção estão essencialmente nas mãos do setor privado.

Esse energético, por ter características de fonte renovável e descen-tralizada, permite um padrão de desenvolvimento mais equilibrado. Assim, as principais diretrizes que devem nortear as ações nesse sen-tido são:

• garantir a preservação dos recursos naturais de maneira que a sua exploração seja racional;

• incentivar a recuperação de áreas já comprometidas;

• promover o aproveitamento para fins energéticos dos reflores-tamentos existentes no Estado;

• criar mecanismos que incentivem a produção de madeira de forma organizada e eficiente;

• fomentar atividades nas regiões menos desenvolvidas do Esta-do, voltadas para a exploração da biomassa, que favoreçam so-luções descentralizadas e integradas ao contexto regional;

• estimular o desenvolvimento de tecnologias mais eficientes em todas as fases do ciclo de produção e utilização da biomassa para fins energéticos, buscando também o intercâmbio com as experiências dos países mais desenvolvidos nessa área;

• promover a utilização prioritária, nos centros urbanos, dos com-bustíveis líquidos produzidos a partir de biomassa, em substitui-ção a derivados de petróleo, tendo em vista as suas evidentes vantagens ambientais.

O biogás é uma alternativa viável para o problema do manejo e tratamento de dejetos em várias regiões do Estado do Rio Grande do Sul, a partir da transformação de resíduos orgânicos, que contami-nam o solo e os recursos hídricos, em uma fonte de energia limpa e de produção de biofertilizante de alta qualidade.

A geração de energia limpa (biogás) e a produção de biofertilizan-tes proporcionam a elevação da renda agrícola nas pequenas pro-priedades rurais e a redução dos impactos ambientais de seus resí-duos, contribuindo significativamente para uma solução adequada e viável a essa problemática.

O primeiro passo desse desenvolvimento já foi dado: a verificação do potencial de produção de biomassa para a geração de biogás no Estado do RS, visando adequar soluções tecnológicas (biodigesto-res) ao contexto regional, a partir do estabelecimento de tecnologias capazes de gerar energia limpa (biogás) e ao mesmo tempo do tra-tamento de resíduos orgânicos no meio urbano e rural, produzindo biofertilizantes.

Para verificar o potencial de produção de biogás nas regiões do Estado do RS, cabe buscar dados secundários e diagnósticos dos re-síduos orgânicos nas regiões mais representativas desse segmento.

Encontrar sistemas de produção alternativos que reduzam a emis-são de odores, os gases nocivos e os riscos de poluição dos manan-ciais de água é um grande desafio para as regiões de produção inten-siva, como é o caso do Noroeste do Estado do RS.

No âmbito desse entendimento, cabe também a realização de um levantamento nos municípios do RS sobre o quantitativo de resíduos de aterro municipal e o quantitativo de material orgânico passível de separação que poderão disponibilizar a produção de biogás.

Pelas informações preliminares, pode-se concluir que existe uma grande disponibilidade de biomassa residual no meio urbano e rural que pode ser prontamente convertida em biogás em muitos municí-pios do Estado do RS. Entre as propostas para o segmento da biomas-sa no RS, cabe citar as seguintes:

• promover o aproveitamento para fins energéticos dos reflores-tamentos existentes no Estado;

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• criar mecanismos que incentivem a produção de madeira de forma organizada e eficiente;

• fomentar atividades nas regiões menos desenvolvidas do Esta-do, voltadas à exploração da biomassa, que favoreçam soluções descentralizadas e integradas ao contexto regional;

• estimular o desenvolvimento de tecnologias mais eficientes em todas as fases do ciclo de produção e utilização da biomassa para fins energéticos, buscando também o intercâmbio com as experiências dos países mais desenvolvidos nessa área;

• promover a utilização prioritária, nos centros urbanos, dos com-bustíveis líquidos produzidos a partir de biomassa, em substitui-ção a derivados de petróleo, tendo em vista as suas evidentes vantagens ambientais;

• realizar o levantamento criterioso e a difusão de dados relativos aos fluxos e potenciais naturais de biomassa, floresta nativa e plantada e resíduos lignocelulósicos gerados em agroindústrias, pois, de modo geral, a lenha, o bagaço e demais resíduos de bio-massa, por diversos motivos, são tratados no Balanço Energético Estadual sempre de modo indireto e suscetível a grandes des-vios, pouco se dedicando a analisar as efetivas disponibilidades;

• elaborar uma base de dados consistente, ainda não disponível, como condição básica para uma política energética sustentável em biomassa no Estado. Naturalmente que essa é uma tarefa de grande envergadura e de difíceis questões de ordem metodoló-gica, mas que deve ser enfrentada de modo cooperativo, com paulatino detalhamento setorial e regional;

• analisar a formação de preços de lenha. Por ser um dos poucos energéticos cujos preços não são controlados pelo Governo, os preços da lenha e de seus derivados apresentam significativa va-riação regional e sazonal, que cabe acompanhar, compreender e divulgar, inclusive considerando as possibilidades de suavização dos ciclos e gradual formação de mercados estáveis para esse produto;

• efetuar os levantamentos periódicos dos preços de biomassa em diversos municípios do RS e proceder à análise sistemática

da formação desses preços em termos de seus componentes de custo (custo de terra, da mão de obra, fretes, taxas de interesse, imposto, etc.). A disponibilidade de estudos desse tipo pode orientar melhor as políticas fiscais e de financiamento voltadas para estimular racionalmente a expansão do uso da biomassa, inclusive para a geração de energia elétrica;

• apoiar a capacitação de pessoal e o desenvolvimento tecno-lógico em temas de biomassa. A magnitude dos recursos de biomassa e os já citados desafios para sua correta utilização impõem que se constitua uma forte base de recursos humanos para projeto, construção, implementação e exploração dessa fonte energética. Da mesma forma, é imprescindível que as insti-tuições de ensino e pesquisa do Estado adotem mais claramen-te a temática da biomassa em suas pautas de trabalho, nas suas várias alternativas, escalas e implicações, sob o sério risco de o Estado permanecer sempre colonizado nessa área. A biomassa energética é um dos mais importantes recursos naturais renová-veis do Estado, e as ações para efetivar o domínio das técnicas nesse campo são ainda muito tímidas;

• apoiar a geração termelétrica em unidades de pequeno e mé-dio portes e em sistemas de cogeração. As perspectivas de evolução do setor elétrico gaúcho apontam para um paulatino incremento da geração de origem térmica, abrindo um campo interessante para a biomassa, em particular, nos sistemas isola-dos e junto aos produtores industriais de resíduos de biomassa, sob sistemas de produção combinada de calor e potência, evi-dentemente que para os contextos de maior disponibilidade de biomassa. Particularmente quanto ao último caso, a cogeração no Brasil ainda se ressente de uma legislação que qualifique ade-quadamente os autoprodutores e assegure tanto a possibilida-de da interligação com a rede pública de distribuição como uma remuneração dos excedentes energéticos em relação ao custo evitado pelas concessionárias do Estado (CEEE, AES-Sul, RGE, outras pequenas concessionárias e cooperativas de eletrificação rural);

• reforçar a aplicação ampla da legislação florestal, em particular, coibindo o uso de lenha de desmatamento. É fundamental o papel determinante da aplicação firme das leis de proteção dos recursos florestais em busca de um suprimento sustentável de

lenha mediante silvicultura e manejo racional, bem como coi-bindo o uso de carvão de mata nativa e induzindo a expansão das florestas energéticas;

• as taxas de reposição florestais obrigatoriamente recolhidas por usuários de lenha devem ser aplicadas para a constituição de canteiros de mudas e formação de talhões de eucaliptos, natu-ralmente por meio de autorizações da FEPAM;

• buscar na geração de eletricidade uma maior participação das biomassas de caráter renovável, compreendidas como aquelas obtidas a partir de fluxos naturais explorados no limite de sua sustentabilidade, em formações nativas ou plantadas, inclusive de resíduos;

• respeitar as características regionais e locais quanto aos padrões tecnológicos a adotar (escalas, procedimentos, etc.), evitando propostas generalizadoras para contextos e realidades distintos e valorizando as competências e experiências locais;

• avaliar os sistemas energéticos de biomassa em suas dimensões econômicas sociais e ambientais, procurando evidenciar e pon-derar os custos e benefícios de caráter não financeiro;

• respeitar os mecanismos de mercado no estabelecimento de preços, sempre reconhecendo o papel fundamental da energia como provedora de qualidade de vida e de desenvolvimento, portanto, compreendendo a função do Estado na promoção de um adequado sistema energético;

• estimular o permanente desenvolvimento de capacitação es-tadual para projetar, construir e operar sistemas energéticos de complexidade crescente, fundamentado no desenvolvimento da biomassa, mantendo-se sempre aberta e fluída a troca de ideias e experiências com países do Cone Sul;

• disseminar amplamente as dimensões conservativas e dissi-pativas dos fenômenos energéticos entre todos os respon-sáveis no campo da biomassa, valorizando iniciativas como cogeração, cascateamento térmico e redução de irreversibili-dades termodinâmicas.