Biomassa

Parte dasériesobre
Energia renovável
____________________ Biocombustível Biomassa Energia azul Energia geotérmica Energia heliotérmica Energia hidráulica Hidroeletricidade Energia solar Energia eólica Energia maremotriz Energia das ondas Energia das correntes marítimas Energia nuclear ____________________
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Biomassaé toda matéria orgânica de origem vegetal ou animal usada com a finalidade de produzir energia.

Na definição debiomassapara ageração de energia,excluem-se os tradicionaiscombustíveis fósseis,embora estes também sejam derivados da vida vegetal (carvão mineral) ou mineral (petróleoegás natural), embora resultado de várias transformações que requerem milhões de anos para acontecerem. A biomassa pode ser considerada umrecurso natural renovável,enquanto os combustíveis fósseis não se renovam a curto prazo.

A biomassa é utilizada na produção de energia a partir de processos como acombustãode materialorgânicoproduzida e acumulada em um ecossistema, porém nem toda a produção primária passa a incrementar a biomassa vegetal doecossistema.Parte dessa energia acumulada é empregada pelo ecossistema para sua própria manutenção. Suas vantagens são: o baixo custo; é renovável; permite o reaproveitamento deresíduos;e é menos poluente que outras formas de energias como aquela obtida a partir de combustíveis fósseis.

A queima de biomassa provoca a liberação dedióxido de carbononaatmosferamas, como este composto havia sido previamente absorvido pelas plantas que deram origem ao combustível, o balanço de emissões de CO₂é nulo.

Utilização da biomassa como combustível

Um dos primeiros empregos da biomassa pelo ser humano para adquirirenergiateve início com a utilização dofogocomo fonte decaloreluz.O domínio desserecurso naturaltrouxe, à humanidade, a possibilidade de exploração dosminerais,minériosemetais,marcando novo períodoantropológico.Amadeira,do mesmo modo, foi, por um longo período de tempo, a principal fonte energética. Com ela, acocção,asiderurgiae acerâmicaforam empreendidas.Óleosde fontes diversas eram utilizados em menor escala. O grande salto da biomassa deu-se com o advento da lenha na siderurgia, no período daRevolução Industrial.

Amidodemandiocapode ser empregado na produção debio-hidrogénio(ver:Hidrogênio verde).

Nos anos que compreenderam o século XIX, com a revelação datecnologia a vapor,a biomassa passou a ter papel primordial também para obtenção deenergia mecânicacom aplicações em setores na indústria e nos transportes. A respeito do início da exploração doscombustíveis fósseis,como ocarvão minerale opetróleo,alenhacontinuou desempenhando importante papel energético, principalmente nos países tropicais. No Brasil, foi aproveitada em larga escala, atingindo a marca de 40% da produção energética primária, porém, para omeio ambienteum valor como esse não é motivo para comemorações, afinal, o desmatamento das florestas brasileiras aumentou nos últimos anos.

Durante os colapsos de fornecimento de petróleo que ocorreram durante a década de 1970, essa importância se tornou evidente pela ampla utilização de artigos procedentes da biomassa comoálcool,gás de madeira,biogáse óleos vegetais nosmotores de combustão interna.Não obstante, os motores de combustão interna foram primeiramente testados com derivados de biomassa, sendo praticamente unânime a declaração de que os combustíveis fósseis só obtiveram primazia por fatores econômicos, como oferta e procura, nunca por questões técnicas de adequação.

Para obtenção das mais variadas fontes de energia, a biomassa pode ser utilizada de maneira vasta, direta ou indiretamente. O menor percentual depoluição atmosféricaglobal e localizado, a estabilidade dociclo do carbonoe o maior emprego demão de obra,podem ser mencionados como alguns dos benefícios de sua utilização.

Igualmente, em relação a outras formas de energias renováveis, a biomassa, comoenergia química,tem posição de destaque devido à alta densidade energética e pelas facilidades de armazenamento, câmbio e transporte. A semelhança entre os motores e sistemas de produção de energia de biomassa e deenergia fóssilé outra vantagem, dessa forma a substituição não teria um efeito tão impactante nem na indústria de produção de equipamentos nem nas bases instituídas para transporte e fabricação deenergia elétrica.

Produção Mundial

Produção de energia a partir de biocombustíveis sólidos e resíduos renováveis (por país) (MW)

#	País	2020
1	China	17 784
2	Brasil	15 228
3	Índia	10 518
4	Estados Unidos	9 916
5	Reino Unido	5 393
6	Suécia	4 402
7	Tailândia	3 835
8	Alemanha	2 674
9	Finlândia	2 481
10	Canadá	2 360
11	Dinamarca	1 990
12	Indonésia	1 775
13	Japão	1 470
14	Rússia	1 370
15	França	1 339
16	Itália	1 174
17	Áustria	1 085
18	Guatemala	1 029
19	Cuba	951
20	Espanha	855
21	Coréia do Sul	822
22	México	811
23	Malásia	798
24	Polônia	797
25	Austrália	678
26	Portugal	646
27	Países Baixos	624
28	Bélgica	591
29	Turquia	533
30	República Tcheca	472
31	Paquistão	423
32	Uruguai	423
33	Chile	410
34	Hungria	397
35	Taiwan	393
36	Vietnã	378
37	Filipinas	339
38	Colômbia	316

Materiais

Esquema de um biodigestor.

• Alenhaé muito utilizada para produção deenergiapor biomassa - noBrasil,já representou 40% da produção energética primária. A grande desvantagem é odesmatamentodasflorestas;Lembramos que existe a possibilidade de utilizarmos a floresta plantada evitando assim a utilização de florestas nativas.
• Cana-de-açúcar- no Brasil, diversas usinas de açúcar edestilariasestão produzindometanoa partir davinhaça.O gás resultante está sendo utilizado comocombustívelpara o funcionamento de motores estacionários das usinas e de seus caminhões. O equipamento onde se processa a queima ou a digestão da biomassa é chamado debiodigestor.Numa destilaria com produção diária de 100 000 litros deálcoole 1 500 metros cúbicos de vinhaça, possibilita a obtenção de 24 000 metros cúbicos debiogás,equivalente a 247,5 bilhões decalorias.O biogás obtido poderia ser utilizado diretamente nascaldeiras,liberando maior quantidade de bagaço para geração de energia elétrica através determoelétricas,ou gerar 2 916 quilowatts de energia, suficiente para suprir o consumo doméstico de 25 000 famílias;
• Serragem(ou serrim, ou ainda serradura);
• Papeljá utilizado;
• Galhosefolhasdecorrentes dapodadeárvoresemcidadesoucasas;
• Embalagensdepapelãodescartadas após a aquisição de diversoseletrodomésticosou outros produtos;
• Casca dearroz;
• Capim-elefante;
• LododeETE:Especialmente os provenientes do processo delodos ativadosamplamente utilizados na industriatêxtil.

Floresta energética

Este termo representa plantações florestais de curta duração e talhões adensados – com grande número de árvores por hectare- com o objetivo de produção de biomassa – lenha, carvão vegetal etc. – para conversão energética seja térmica, elétrica ou outra. É importante ressaltar que as florestas energéticas são diferentes das nativas.

Objetivo

As florestas energéticas são plantadas com o objetivo de evitar a pressão do desmatamento sobre as florestas naturais. Elas contribuem também para o fornecimento de biomassa florestal, lenha e carvão de origem vegetal. Além disso, o reflorestamento para uso energético diminui a pressão sobre as florestas nativas e desempenha importante papel na utilização de terras degradadas.

Silvicultura

A palavrasilviculturaprovém dolatime quer dizer "floresta" (silva) e "cultivo de árvores" (cultura). Silvicultura é a arte e a ciência que estuda as maneiras naturais e artificiais de restaurar e melhorar o povoamento nas florestas, para atender às exigências do mercado. Este estudo pode ser aplicado na manutenção, no aproveitamento e no uso consciente das florestas.

A silvicultura é divida em clássica e moderna. A clássica abrange as florestas naturais, buscando forças produtivas provenientes dos sítios ecológicos, e as restrições são determinadas pela necessidade de não prejudicar a estabilidade natural do ecossistema. Já a moderna, opera com as florestas plantações, que são mais autônomas do sítio natural, e mantidas artificialmente. O objetivo de ambas é a produção de madeira e, durante seu manejo, é necessária a participação de técnicos de diversas áreas. Porém, a silvicultura moderna não tem apenas a finalidade de produzir madeira, mas também serviços e bens.

Principais espécies de madeira utilizadas em florestas energéticas

Acácia

São originárias dassavanasdaAustrália,África,ÍndiaeAmérica do Sul.Crescem em regiões de clima mais ameno e em altaslatitudes.O seu desenvolvimento dá-se em regiões de baixaprecipitaçãomédia anual (500 a 800 milímetros). Toleramsolospobres e profundos. OgêneroAcaciapossui mais de 700 a 800 [[espécies e as principais espécies energéticas são:Acacia measrnsii,Acacia mangium,Acacia auriculiformis,Acacia branchystachya,Acacia cambagei,e aAcacia cyclops.

A acácia-negra (Acacia measrnsii) é a principal espécie cultivada naRegião Sul do Brasil.A madeira é densa (0,7 a 0,85 g/cm³), com um poder calorífico variando de 3 500 a 4 000 quilocalorias por grama. Produz lenha e carvão de excelente qualidade. Produtividade entorno de 13 a 20 m³/ha.ano.

Eucaliptos

Originário daAustráliae introduzido no Brasil por volta do início do século XX. A partir da década de 1940, foi plantado em larga escala para produção de carvão vegetal, sendo usado na siderurgia. Devido a sua produtividade e adaptabilidade regional, se tornou uma das melhores alternativas para a produção de biomassa energética. A densidade da madeira varia de 0,479 a 0,687 g/cm³com um poder calorífico variando de 4 312 a 5 085 kcal/kg. Produtividade entorno de 30 a 40 m³/ha ano. Produz carvão para indústria siderúrgica.

O gêneroEucalyptuspossui mais de 700 espécies. Entre as principais espécies energéticas, estão:Eucalyptus grandis,Eucalyptus saligna,Eucalyptus citriodora,Eucalyptus urophyllae Híbridos entre essas espécies.

Produtos derivados da biomassa

Alguns exemplos de produtos derivados da biomassa são:

• Bio-hidrogénio:hidrogênioobtido através do processamento da biomassa (ver:Produção biológica de hidrogénio).
• Bio-óleo:líquido negro obtido por meio do processo de pirólise cujas destinações principais são aquecimento e geração de energia elétrica.
• Biogás:metanoobtido juntamente comdióxido de carbonopor meio da decomposição de materiais comoresíduos,alimentos,esgotoeestercoemdigestores de biomassa.
• Biomass to liquids:líquido obtido em duas etapas. Primeiro, é realizado um processo degasificação,cujo produto é submetido aoprocesso de Fischer-Tropsch.Pode ser empregado na composição delubrificantese combustíveis líquidos para utilização em motores do ciclo diesel.
• Etanol celulósico:etanol obtido alternativamente por dois processos. Em um deles, a biomassa, formada basicamente por moléculas decelulose,é submetida ao processo dehidrólise enzimática,utilizando váriasenzimas,como a celulase, celobiase e β-glicosidase. O outro processo é composto pela execução sucessiva das três seguintes fases: gasificação, fermentação e destilação.
• Bioetanol"comum": feito no Brasil à base do sumo extraído da cana-de-açúcar (caldo de cana). Há países que empregammilho(caso dosEstados Unidos) ebeterraba(daFrança) para a sua produção. O sistema à base de cana-de-açúcar empregado no Brasil é mais viável do que os utilizados nos Estados Unidos e na França.
• Biogasolina:substituta dagasolina,produzida dematéria-primavegetal (açúcar,celuloseetc.).
• Biodiesel:ésterproduzido com óleos vegetais como dodendê,damamona,dosorgoe dasojaetc.
• Óleo vegetal:Pode ser usado emMotores dieselusando a tecnologiaElsbett
• Lenha:Forma mais antiga de utilização da Biomassa.
• Carvão vegetal:Sólido negro obtido pelacarbonizaçãopirogenal da lenha oucarbonização hidrotermal(ver:Etanol de carvão).
• Turfa:Material orgânico, semidecomposto encontrado em regiões pantanosas.
• Gás pobre(gás de síntese): produzido porgasogêniosque realizam a combustão controlada e parcial de biomassa.

Empreendimentos no Brasil

No Brasil, existem algumas iniciativas neste setor, sobretudo na seção de transportes. A USGA,éter etílico,óleo de mamona e alguns compostos deálcoolcomo a azulina, a motorina e Cruzeiro do Sul,foram produzidos em substituição àgasolinaou aoDieselcom sucesso, da década de 1920 até os primeiros dias da dezena seguinte; período do colapso decorrente daPrimeira Guerra Mundial.

A mistura do álcool na gasolina, iniciada por lei em 1931, permitiu aoBrasila melhoria do resultado dos motores de combustão de forma garantida e higiênica; o uso de aditivos veneníferos como ochumbotetra etílico, que de maneira similar foram utilizados em outros países para o aumento das características antidetonantes da gasolina, foi evitado. É de grande importância tal aumento, pois facilita o uso de maiortaxa de compressãonos motores a explosão.

OPrograma Nacional do Álcool(Pró-Álcool) praticado nosanos 1970consolidou a opção do álcool como alternativa à gasolina. Não obstante os problemas enfrentados como queda nos valores internacionais dopetróleoe oscilações no preço do álcool, que afetaram por várias vezes a oferta interna do álcool, os efeitos da estratégia governamental sobrevivem em seus incrementos. A gasolina brasileira é uma mistura contendo 25% de álcool e a metodologia de fabricação do carro a álcool atingiu níveis de excelência. Os problemas enfrentados na década de 1990 de desabastecimento de álcool que geraram a queda na busca do carro a álcool deixaram de ser uma ameaça ao consumidor graças à recente oferta dos carrosbicombustíveis.

Recentemente, o programa dobiodieselestá sendo implantado para a inserção doóleo vegetalcomo complementar aoóleo diesel.Primeiramente a mistura será de até 2% do derivado da biomassa no diesel com um aumento gradativo até o percentual de 20% num período de dez anos.

O experimento brasileiro não está limitado apenas à esfera dos transportes: o setor deenergia elétricatem sido favorecido com a injeção de energia procedente das usinas de álcool e açúcar, geradas a partir daincineraçãodobagaçoe da palha dacana-de-açúcar.Outros detritos como palha dearrozouserragemde madeira também sustentam algumastermoelétricaspelo país.

Amatriz energéticado país é uma das mais limpas do mundo.Atualmente, alguns empreendimentos tencionam produzir o chamadohidrogênio verde.Ohidrogênio,dependendo da forma como é produzido, é classificado como "marrom", "cinza", "azul", "verde".O H₂,classificado como "verde", é aquele produzido de fontes renováveis e/ou não poluentes.

Em Portugal

Existem, em Portugal, oito projetos de reforços de centrais de biomassa licenciados, emFamalicão,Fundão,ViseuePorto de Mós.

Em 2017, o governo aprovou quatro novas centrais elétricas de biomassa florestal, a instalar nos concelhos deVila Velha de Rodão,Mangualde,Figueira da FozeFamalicão,representando uminvestimentode cerca de 185 milhões deeuros.

Impactos ambientais

A respeito das conveniências referidas, o uso da biomassa em larga escala também exige certos cuidados que devem ser lembrados, durante as décadas de 1980 e 1990 o desenvolvimento impetuoso da indústria do álcool no Brasil tornou isto evidente. Empreendimentos para a utilização de biomassa de forma ampla podem terimpactos ambientaisinquietantes. O resultado pode ser destruição dafaunae dafloracom extinção de certasespécies,contaminação do soloe mananciais de água por uso deadubose outros meios de defesa manejados inadequadamente. Por isso, o respeito àbiodiversidadee a preocupação ambiental devem reger todo e qualquer intento de utilização de biomassa, a biomassa pode ser utilizada tanto para energia quanto para outras utilidades.

Ver também

• Biomassa (ecologia)

• Bioenergia (combustíveis)
• Energia renovável
• Energia sustentável