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EDITORIAL

ÍNDIC E

1º Anuário Brasileiro das indústrias de Biomassa e Energias Renováveis

Mercado brasileiro de energias renováveis...................04 Fontes limpas e sua representatividade........................12 Cenário mundial das energias renováveis.....................14

A

s energias renováveis tem marcado presença cada vez mais forte em todo o cenário mundial.

Apesar do destaque e crescimento que o setor teve nos últimos anos, o caminho para uma matriz energética renovável ainda deve ser longo; porém, a urgente necessidade de preservar os recursos naturais do nosso planeta ajuda ampliar, á curto prazo, a participação das renováveis no fornecimento de energia. As indústrias da Biomassa e Energias Renováveis têm um papel fundamental nessa importante fase de reciclagem quanto ao fornecimento da energia e suas fontes. O Anuário é a mais importante e completa fonte de pesquisas e consultas, com artigos e matérias dos principais pesquisadores e associações em nível mundial; além de apresentar ao mercado opções para fornecimento, tecnologia, consultoria, máquinas e equipamentos. Como a publicação está disponível também em versão digital, temos a convicção de que todo seu conteúdo será acessado diariamente por internautas em busca de informações sobre biomassa e energias renováveis. Esta ação gera uma vitrine ímpar para parceiros e anunciantes, cujos produtos e serviços são divulgados a um público diretamente interessado no assunto. Todo esse potencial justificou a criação de um produto que reunisse todas estas importantes informações em um só lugar.

A força brasileira no uso das fontes renováveis............16 Indústria de energias renováveis na europa..................24 Energia solar – Mercado e perspectivas.........................26 Veículos elétricos............................................................28 Energia eólica.................................................................32 Etanol..............................................................................34 Biodiesel..........................................................................38 Umidade da biomassa – Valor agregado........................42 Cadeia energética da madeira no Brasil.........................46 Biomassa – Introdução e aspectos gerais.......................48 Revolução energética no canavial e floresta...................49 Biomassa como fonte de energia...................................52 Carvão vegetal................................................................60 Gestão inteligente com BIOBALER...............................64 Energia da biomassa......................................................66 Aproveitamento de resíduos para biomassa..................70 Briquetes de eucalipus...................................................74 Briquetes de resíduos agroflorestaias da Amazônia.....76 Pellets..............................................................................82 Biogás – Produção através de resíduos..........................84 Critérios de sustentabilidade para bioenergia..............92 Florestas energéticas...................................................100

E XPEDIE N T E DIRETOR EXECUTIVO

Tiago Fraga Oliveira TEXTO

FRG MÍDIA BRASIL e colaboradores

GERÊNCIA COMERCIAL E MARKETING:

Bianca Ramos COMERCIAL

Diego Lopes / Bianca Ramos / José Pinheiro / DIAGRAMAçãO E ARTE Marina Cardoso Gastão - Vorus Design DISTRIBUIçãO SUPERVISãO

Lucas Azambuja

Eliane Oliveira REVISãO

Cláudio Souza FOTOS / IMAGENS

FRG / Shutterstock

TRADUçãO (VERSÃO DIGITAL)

Alejandro Regalini VERSãO DIGITAL

Cláudio Fraga

Briquetes de casca de coco...........................................106 CORREçãO DE TEXTO

Aproveitamento de resíduos sólidos urbanos............108

Maria Cristina Cardoso

ERB – Geração de energia a partir de biomassa..........110

APOIO RENABIO, APROER, ABVE, INEE, CENBIO, IDEAL, PER, ABIB, PORTAL FLORESTAS E DESIGN, BIOMASSA BR, RECICLAÇÃO, GREEENERGY, JORNAL BRASILEIRO DAS INDÚSTRIAS DE BIOMASSA, ABOISSA, EXPOFOREST, JMA, CBCN, INSTITUTO BESC, ACHEI EDITORA, NÚCLEO TÉCNICO AMBIENTAL RAILTON FAZ.

Energia verde...............................................................112 Resfriamento de fornos de carvão vegetal.................114 Potencial energético florestal no estado do RN..........116

Anuário 2012/2013 | 3


Energias Renováveis e Tendências no Mercado Brasileiro

O

planejamento energético brasileiro prevê várias etapas discutidas no âmbito empresarial, governamental e sócios ambiental. As prioridades estão na segurança no abastecimento, garantias de equilíbrio tarifário, atendimento universalizado e diversificação na matriz energética. Em um horizonte econômico do mercado brasileiro temos que considerar que a população do Brasil irá saltar para 207 milhões de habitantes em 2019 e que a renda per capita irá sair dos US$ 9.120 de dois anos atrás para US$ 13.357 em 2019, em um aumento médio de 3,8% ao ano. Considerando-se esta evolução a matriz energética projeta uma expansão de 267 milhões de tep em 2010, para 439 milhões de tep em 2020, sendo que participação das energias renováveis passará dos 45,3% para 47,7%, no mesmo período. A dependência do petróleo é grande e continuará sendo, pelo menos por mais duas décadas. Conforme observa Roberto Meira Junior, Coordenador-Geral de fontes alternativas do Ministério de Minas e Energia. Com relação ás energias renováveis, 4 | Anuário 2012/2013

nos próximos 20 anos o destaque brasileiro na oferta continuará sendo os biocombustíveis etanol e biodiesel. Já para 2017 as estimativas indicam produção de cerca de 60 bilhões de litros de etanol, com aumento proporcional na geração de energia elétrica com o bagaço da cana-de-açúcar. Quanto ao biodiesel, ao se considerar a capacidade industrial, há possibilidades de se alcançar até 11 bilhões de litros, também para 2017, a depender de matéria-prima e da regulação do mercado. A agroenergia tem a vantagem de ser a fonte de energia com maior potencial de expansão no curto prazo. Se forem resolvidas as questões socioambientais que a envolvem, a atividade será a vitrine da matriz brasileira, se tratando de geração energética renovável, com geração de renda, inserção social e com baixa emissão de GEE. Com a proibição do cultivo da cana-de-açúcar nos biomas Pantanal e Amazônia no Zoneamento Ecológico Econômico (ZEE) da cana, a ser ainda aprovado no Congresso Nacional, a preocupação central quanto aos impactos na produção volta-se, principalmente, para os

biomas mais afetados por monoculturas no país, que são o Cerrado, a Mata Atlântica e o Pampa, nos quais se situa a quase totalidade da produção do biodiesel e do etanol. A estimativa de maior demanda por terra para os biocombustíveis aponta 15 milhões de hectares (ha), para 2022, somando-se a cana-de-açúcar para o etanol e a soja para o biodiesel, além de outros cultivos em desenvolvimento. A entrada de novas matérias-primas substituiria a soja, em menor intensidade de terra – casos do dendê, na região Norte; da macaúba, na região Centro-Oeste; entre outros possíveis. É esperado, com isso, maior geração de emprego e menor dano ambiental, principalmente em relação à demanda por água e aos impactos à biodiversidade. Porém há, pelo menos, uma grande incoerência no ZEE da cana: caso a produção de biodiesel se concretize na Amazônia, será necessário importar etanol – de outra região – ou metanol – do exterior – para o processo industrial – transesterificação. Essa questão deverá suscitar debates. Mesmo não havendo consenso sobre a quantificação dos ganhos sociais das atividades rurais ligadas à agroindústria sucroalcooleira e do


biodiesel, os ganhos ambientais, na etapa de consumo, são muito relevantes. Por exemplo, para o âmbito comercial e industrial e para o meio urbano, esses ganhos são reais com relação a: redução de CO2 e de poluentes atmosféricos; melhorias no diesel consumido no país; criação de empregos na cadeia industrial; aumento do lucro das indústrias de óleos vegetais; aumento da capacidade tecnológica com P&D.

Hidrelétricas As usinas hidrelétricas são os maiores empreendimentos em operação na matriz elétrica brasileira. Atualmente, a capacidade instalada de geração elétrica em território brasileiro é de 109.245,6 megawatts (MW) de potência, sendo a fonte hídrica a maior contribuidora, seguida dos empreendimentos à base térmica. Não menos importante, um total de 8.170 MW de potência é injetado no sistema elétrico brasileiro, oriunda da importação de países, como o Paraguai (5.650,0 MW), a Argentina (2.250,0 MW), a Venezuela (200 MW) e o Uruguai (70 MW). No caso das usinas hidrelétricas atualmente existem 852 usinas em

operação, perfazendo um total de 79.182,3 MW de capacidade instalada, o que representa 72,5% do parque gerador de energia elétrica em território brasileiro. Existem 311 usinas hidrelétricas que agregarão à matriz elétrica cerca de 15.000 MW, resultando em 94.519 MW de capacidade instalada, ou seja, a participação futura da fonte hídrica diminuirá para 64,4%.

salto de 0,7% de usinas eólicas para 2,1% a sua participação no parque gerador.

A participação das PCHs – Pequenas Centrais Hidrelétricas, com capacidade de 1 a 30 Mw, poderá garantir os 15.000 Mw. Entre as vantagens está o fato que o Brasil tem tecnologia plenamente desenvolvida e preço competitivo. O coordenador de energias renováveis do MME, Roberto Meira Junior destaca que o país, entretanto, enfrenta restrições ambientais como grande desafio para implementação de projetos.

O crescimento é resultado dos incentivos regulatórios proporcionados a este tipo de fonte, e impulsionado por conta dos últimos leilões de energia promovidos pelo MME, objetivando o planejamento energético federal.

Sustentabilidade Do ponto de vista da sustentabilidade ambiental, a participação de outras fontes como a eólica tem ganhado espaço junto à matriz elétrica, saindo de 45 usinas em operação, com aproximadamente 794,3 MW de potência para mais de 2.000 MW de capacidade com o acréscimo de mais 41 usinas. Ou seja, há um

O crescente aumento reflete-se ao fato que o custo na implantação é competitivo, considerando-se em aproximadamente R$ 4.000,00/ kw e para a energia de R$ 130,00 / Mw.h. A expectativa é que para 2013 já se atinja o potencial de 5.300 Mw de capacidade instalada.

No mundo a potencia instalada em 2010 era de 197 Gw, sendo que somente naquele ano o mercado cresceu 24%, principalmente na Ásia, Europa Oriental e América do Norte. A participação da fonte solar na matriz elétrica brasileira é pequena, chegando a 0,1%. O custo é o principal impeditivo para a expansão deste tipo de tecnologia. Devido ao incipiente estágio de desenvolvimento e sua produção em escala não industrial, ele não é atrativo de um ponto de vista estritamente econômico. O custo de instalação

Expansão da Matriz Energética

Fonte: PDE 2020

Anuário 2012/2013 | 5


varia de US$ 5.000 a US$ 7.000 Kw, e o custo de energia deste sistema chega a R$ 800,00 / Mw.h. Entretanto, se a forma tradicional de avaliação de energia considerar os custos ambientais das fontes convencionais e a vantagem das fontes alternativas renováveis ao meio ambiente, certamente esse quadro seria modificado. O Brasil é o segundo produtor mundial de silício metálico com um a produção média anual de 220 mil toneladas, sendo que deste total 80% são exportados. O principal destino das exportações brasileiras são os Estados Unidos, com 35%,

a Alemanha, com 20% e os Paises Baixos, 12%. A China tornou-se o maior produtor mundial de painéis fotovoltaicos, com 33% da produção mundial. Através de uma resolução da ANEEL, estão sendo implementadas ações visando reduzir as barreiras para implantação de geração distribuída de pequeno porte, a partir de fontes incentivadas, conectada em tensão de distribuição e também na alteração do desconto na TUSD e TUST para usinas com fonte em energia solar. Em termos gerais, Roberto Meira

Junior destaca as novas fontes renováveis estão se aproximando dos preços das fontes convencionais. Isto, combinado como a preocupação ambiental, gera tendência de aumento da participação destas fontes na matriz energética. Este quadro leva a oportunidades em geração de energia, tecnologia, eficiência, produção de equipamentos e materiais, com competitividade em nível internacional.Neste ponto a parceria torna-se muito importante, através da cooperação entre vários agentes tem sido a tônica nos desenvolvimentos recentes na área de energia.

Expansão da Matriz Energética

Fonte: PDE 2020

Expansão da Potência Instalada de Geração (GW) Fontes

2010

2020

HIDRO

76,3

NUCLEAR

Incremento

Estruturas (%)

2010-20

2010

2020

108,5

32,2

64,5

57,9

2,0

3,4

1,4

1,7

1,8

GÁS NATURAL

11,3

13,4

2,2

9,5

7,2

CARVÃO

1,6

3,4

1,8

1,3

1,8

ÓLEO

6,9

10,9

4,1

5,8

5,8

GÁS INDUSTRIAL

1,3

3,1

1,8

1,1

1,7

PCH

4,3

7,1

2,8

3,6

3,8

BIOMASSA

7,8

20,1

12,3

6,6

10,7

EÓLICA/SOLAR

0,9

11,5

10,6

0,8

6,2

TOTAL BRASIL

112,4

181,6

69,2

95,1

96,9

5,9

5,9

0,0

4,9

3,1

118,2

187,4

69,2

100,0

100,0

IMPORTAÇÃO TOTAL OFERTA

Nota: inclui autoprodutor e sistema isolados Fonte dados de 2010: Banco de Informações de Geração da ANEEL, em 31/12/2010.

6 | Anuário 2012/2013

Fonte: PDE 2020


Competitividade entre as fontes primรกrias

Potencial Hidrรกulico Aproveitado

Fonte: WEC

Anuรกrio 2012/2013 | 7


Pequenas Centrais Hidroelétricas (PCHs) – 1 a 30MW

Marmelos Zero – MG – 4 MW

Santa Rosa – RJ – 30 MW

• O Brasil tem um potencial estimado de cerca de 15.000 MW em PCHs • As PCHs no Brasil tem tecnologia plenamente desenvolvida e preço competitivo

Energia Eólica Brasil • Fator de capacidade típico: 20~45%; • Custo competitivo Instalação: ~R$ 4.000,00 / kW Energia: R$ 130,00 / MW.h • Potencial eólico: >300 GW (estimativa preliminar – 100m) • Em 2011: ~ 1.000 MW (Até 2013: 5300 MW)

Potencial Eólico

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mer


Energia Eólica • Nos últimos anos a energia eólica tem alcançado altas taxas de crescimento no Brasil, graças a uma combinação de políticas de incentivos e forte interesse dos empreendedores. • A utilização combinada de Hidro e Eólica aumenta o potencial energético de ambas as fontes, devido à sua sazonalidade complementar. Fazenda Eólica de Sangradouro, RS

Energia Solar Fotovoltaica Brasil • Fator de capacidade típico: 8~18%; • Custo Instalação: U$ 5.000~U$7.000/ kW • Energia: ~R$ 800,00 / MW.h • É o 2º maior produtor mundial de silício metálico Grau metalúrgico (baixo valor agregado) Mundo • Potência Instalada até 2010: ~21 GW; • China tornou-se o maior produtor mundial de painéis fotovoltaicos (33%)

Comparação da Matriz de Energia Elétrica Brasileira com outros países que utilizam PV

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Energia Solar Heliotérmica Brasil • Fator de capacidade típico: 30%; • Custo de implantação: U$ 4.200~U$ 8.400/kW (IEA) • Custo de operação: U$ 13 ~ U$ 30/ MW.h • Custo da energia: alto (U$ 200 ~ U$ 300/ MW.h) • Potencial solar: Semiárido Nordestino

Bioeletricidade: Cana de Açúcar • O Brasil possui 423 usinas sucroenergéticas das quais 129 unidades (1.002 MW médios) geram excedente de energia para a rede; • A bioeletricidade cresceu 50% (70 unidades - 670 MW médios); • Necessidade de reforços para a conexão ao Sistema Elétrico - custo de acessar a rede atualmente é arcado integralmente pelo gerador e, por vezes, tem representado até 30% do investimento total.

Mundo • Potência Instalada até 2010: 1 GW; • Projetos em desenvolvimento: 15 GW (EUA e Espanha)

Anuário 2012/2013 | 11


Fontes limpas já somam 88,8% da matriz elétrica

O

grande destaque para a matriz elétrica em a média mundial e a dos países ricos (OCDE) que gira em 2011 foi a fonte de energia eólica, com 24% torno dos 20%. de crescimento, vindo a biomassa como se-

gundo maior crescimento, com 7,1%, em variação de um ano para outro.

De acordo com especialistas, podia ser ainda melhor. Mas houve significativa redução na produção de bioeletricidade a partir da biomassa da cana-de-açúcar.

No total, o Brasil alcançou 88,8% de fontes renováveis em O crescimento de fontes renováveis no ano ficou em 2,5 sua matriz elétrica em 2011. O número oficial é divulgado pontos percentuais (de 2010 para 2011) porque o clima pela Empresa de Pesquisa Energética. É bem mais do que ajudou a aumentar em 6,3% nossa produção hidrelétrica.

FONTES OFERTA TOTAL [GWh] ENERGIA NÃO RENOVÁVEL Gás Natural Derivados do Petróleo Nuclear Carvão e Derivados 1 ENERGIA RENOVÁVEL Hidráulica Importação 2 Biomassa 3 Eólica Inclui o gás de coqueria Hidráulica 3 Inclui lenha, bagaço de cana, lixívia e outras recuperações 1 2

12 | Anuário 2012/2013

2011

2010

Δ 11/10

571.302 64.186 26.242 14.401 15.659 7.883 507.116 428.570 38.430 37.411 2.704

551.704 75.320 36.475 16.065 14.523 8.256 476.384 403.290 35.906 34.940 2.177

3,6% -14,8% -28,1% -10,4% 7,8% -4,5% 6,5% 6,3% 7,0% 7,1% 24,2%


Energias Renováveis no Brasil e no Cenário Mundial O tema Energias Renováveis ocupa papel de destaque no cenário mundial, particularmente quando tratamos da necessidade de investimentos energéticos, relacionados aos três pilares do desenvolvimento sustentável: o econômico, o social e o ambiental, que podem orientar o planejamento estratégico das organizações, independente da área de negócios.

de quais os aspectos são relevantes para a sua implantação e viabilidade. Esse cenário deve contemplar não só as áreas rurais ou isoladas, mas também a aplicação em ambiente urbano, sempre com foco na sustentabilidade.

Alinhados ao tema, destacam-se estudos e ações relativas à geração distribuída como condição para atender ao objetivo maior presente nos debates internacionais, que é garantir No âmbito da geração, transmissão e distribuição de ener- a democratização do acesso à energia limpa e sustentável. gia, o ponto central de discussões procura alternativas para O International Institute for Applied Systems Analysis e o vencer os desafios econômicos, regulatórios e estruturais World Council Energy elaborou um conjunto de cenários para o setor energético. O momento implica na necessidapara o século 21, sintetizados: de de construção de um cenário em torno das principais tecnologias atuais de energia renovável e na identificação Definindo desenvolvimento sustentável como o desenvolA1 com abundância de petróleo e gás natural

Cenário A

Grande desenvolvimento tecnológico e crescimento econômico no mundo.

Cenário B

Avanços tecnológicos e crescimento econômico mais moderado; desigual nos países menos desenvolvidos.

Cenário C

Dominado por restrições ecológicas, conservação e uso eficiente de energia, com grande avanço tecnológico e econômico.

14 | Anuário 2012/2013

A2 limitando as reservas de óleo e gás às atuais (e aumentando muito o uso de carvão) A3 com domínio de energia nuclear e renovável, eliminando os fósseis até 2100

C1 muito mais dependente de novos reatores nucleares (seguros) C2 dominado por energia renovável


Ocupando a liderança no cenário mundial na produção e uso de biocombustíveis, o Brasil promove uma economia substancial na substituição de gasolina por etanol e, mais importante, reduzindo a emissão de CO² em cerca de 800 milhões de toneladas. Entre 1975 e 2004, a substituição da De acordo com o Departamento de Energia dos EUA, as gasolina pelo etanol correspondeu a uma economia de US$ demandas globais de energia (total e elétrica) devem cres- 60,7 bilhões em divisas. cer 78% e 92%, respectivamente entre 1996 e 2020. No Segundo dados do Itamaraty, “o Brasil tem participado atientanto, estudos dos cenários indicam poucas diferenças vamente do debate internacional sobre a sustentabilidade dos nos consumos energéticos, havendo sensíveis reduções biocombustíveis. No âmbito multilateral, o Governo brasileiro nas emissões de CO2. Os riscos associados ao suprimento tem atuação destacada em foros como a Parceria Global para a e aos impactos no meio ambiente farão crescer o interesse Bioenergia (GBEP, na sigla em inglês) e o Fórum Internacional em combustíveis limpos, de diversas fontes renováveis, em de Biocombustíveis.No âmbito bilateral, o esforço diplomático especial de biomassa, ou, no limite, do gás natural. Consi- brasileiro foi fundamental para o reconhecimento, pelo Goverderando que o avanço no uso de energia nuclear continua- no dos EUA, em fevereiro de 2010, do etanol de cana-de-açúcar rá a ser limitado pelas implicações na segurança para sua produzido no Brasil como biocombustível avançado”(5). aceitação pela opinião pública, as tecnologias mais seguras Durante a Conferência Rio + 20, realizada no Rio de Janeiro continuarão a ser buscadas para aumentar a geração distriem junho de 2012, houve destaque para o papel das enerbuída (2). gias renováveis no cenário mundial, colocando-se em pauta a importância das iniciativas concretas para o uso produEnergias Renováveis tivo da energia para o desenvolvimento social, ambiental A matriz energética brasileira, considerada uma das mais e econômico das populações atendidas. É pertinente deslimpas do mundo, participa com 46% das fontes renová- tacar que na aplicação de diferentes fontes renováveis, o veis, sendo que na geração da energia, a participação é em Brasil tem alinhado com consistência o uso produtivo da torno de 74%, prevalecendo a fonte hidráulica, embora o energia, direcionando os resultados para a melhoria de potencial brasileiro para geração de energia esteja compos- qualidade de vida das comunidades1. to por diversas outras fontes renováveis. No cenário munÉ nesse contexto que as energias renováveis deverão atendial, as fontes renováveis participam com 13%. der cada vez mais a demanda, inicialmente na produção As fontes renováveis de energia são uma pequena parcela fotovoltaica e eólica. O seu crescimento, incluindo biomasna mistura de recursos energéticos. Elas podem ser renova- sa, será estimulado pelos compromissos ambientais, segudas em um ciclo constante (água); outras em períodos va- rança no suprimento e impacto social. De um modo geral, riados (sol e vento); outras rapidamente exauríveis ou sem o crescimento econômico, a proteção ao meio ambiente e movimento (resíduos e geotérmicos). As Fontes de Energia melhorias sociais serão os principais motivadores de muRenovável ou Inesgotável ao longo prazo são aqueles recur- danças no setor energético, implicando em um crescimensos cuja fonte é considerada de quantidade infinita para to da oferta em sintonia com a responsabilidade social das efeitos práticos ou que sofrem transformações reversíveis. organizações. Pode-se concluir que, embora o caminho até Podem ser agrupadas em: Energia solar (Fotovoltaica e Fo- 2020 seja essencialmente evolucionário, desde já a particitotérmica); Biomassa (Lixo, Resíduos agrícolas, Resíduos pação de novas tecnologias, particularmente para uso de industriais) Energia hidroelétrica (Pluvial e Oceânica esta fontes renováveis, deverá crescer significativamente. última reunindo as Ondas, Marés e Térmica); Energia eólica; Fonte : APROER Energia geotérmica. vimento com baixo impacto ambiental (local e global) e com distribuição equitativa de recursos e riqueza, somente os cenários A3, C1 e C2 podem promover uma transição para um desenvolvimento sustentável. O Cenário B não levaria à sustentabilidade.

Em relação à biomassa, registra-se a ampla experiência bra1  Experiências exitosas são destaques em diversas comunidades rurais e isoladas em variados pontos do sileira na utilização de etanol de cana-de-açúcar desde a dé- território nacional, onde se pode constatar o desenvolvimento sustentável de fato, registrando aqui alguns exemplos: mch em Cachoeira do Aruã, Pará; Termelétrica em Breves, Ilha do Marajó; Eólica, também na Ilha cada de 70, representando aproximadamente 2,2% do PIB de Marajó; Biomassa em comunidade de Tuiué, no Amazonas; Instalação de biodigestores na Comunidade rural Linha Ajuricaba, em Marechal Cândido Rondon, Oeste do Paraná; Fogão Gera Luz - Funtac – Funnacional, com faturamento anual de mais de US$ 8 bilhões, dação de Tecnologia do Estado do Acre, instalados na Reserva Extrativista Chico Mendes, no município de Xapuri, Acre; Biocombustíveis, no município de Quixeramombim, região do sertão central do Ceará, e geração de cerca de um milhão de empregos diretos e de mínima amostragem dentre uma vasta série de projetos implantados, demonstrando o potencial do Brasil para alinhar geração de energia a partir de fontes renováveis e usos produtivos da energia, com a visão do desenvolvimento sustentável. três milhões de indiretos. Anuário 2012/2013 | 15


Brasil:

exemplo no uso de energias renováveis

O

Brasil tem sido exemplo mundial no uso de energias renováveis ao manter, desde os anos 1970 matriz energética que oscila entre 61% (1971) e 41% (2002) originada de fontes renováveis. Por ser uma atividade naturalmente impactante, o setor energético é responsável por quase 10% de todo o consumo final de energia no país e também responde por cerca de 16% das emissões nacionais de gases de efeito estufa, considerando-se toda geração. Porém, o impacto maior, para o modelo atual da matriz, encontra-se no consumo de combustíveis fósseis, que são os maiores emissores e de uma série de poluentes atmosféricos.

As projeções da Agência Internacional de Energia apontam que a demanda global de energia passará de 12 bilhões de tep, para 17,3 bilhões de tep em 2030, permanecendo-se o cenário atual de políticas de energia, sem metas de redução das fontes fósseis. Essa demanda seria atendida pelo aumento da oferta de fontes emissoras de GEE – petróleo, gás e carvão mineral –, cuja participação na matriz mundial de energia passaria dos atuais 77,8% para 80,6% da matriz mundial, em 2030.

De acordo com o Ministério de Minas e Energia, o consumo médio por habitante, no Brasil, de 1,34 tonelada equivalente de petróleo (tep)/habitante por ano, é ainda baixo A previsão da agência para energias renováveis para comparado aos países da Organização para a Cooperação e Desenvolvimento Econômico (OCDE), de 4,69 tep/ habitante, 2030 é de 14,2% da produção total, sem acordos de redução obrigatória das fontes de origem fóssil. Em uma perspectiva e também inferior à média mundial, de 1,78 tep/habitante. Porém, mesmo com Oferta interna de energia – Brasil a busca por maior eficiência energética, o atendimento a todos os setores da sociedade, em cenário de crescimento médio do produto interno bruto (PIB) implicará aumento de 105 milhões de tep no país, saindo de 251 milhões de tep para 35 milhões de tep em 2030. Essa média de consumo por habitante tem maior relevância quando é confrontada com o tipo de energia utilizada e o tipo de desenvolvimento industrial que se configura em um dado país ou região. Por isso, outra forma de analisar a questão, abordada neste texto, é a eficiência energética por setor de produção e de consumo, enfoque que incorpora preocupações ambientais e mercadológicas no plano internacional. 16 | Anuário 2012/2013

As unidades de energia aqui utilizadas são: tonelada equivalente de petróleo (tep) e o kwh ou Mwh, cuja equivalência é: 1 tep = 11,63 x 103 kWh = 11,63 MWh.


Anuรกrio 2012/2013 | 17


de controle das emissões de GEEs, toma-se como referencial Esse perfil destaca o Brasil no cenário mundial com a maa estabilização da concentração de CO2 atmosférico em 450 triz energética de menor grau de emissão GEE entre os países ppm, a base energética renovável passaria para 33% da oferta industrializados. mundial de energia, em 2030 . Há de se observar, porém, o que levou à estimativa da O Brasil, ao buscar o padrão de desenvolvimento eco- EPE a apontar aumento das fontes energéticas fósseis até nômico dos países industrializados, desenvolve também 2030, embora a parcela de energias renováveis no Brasil um padrão de produção e de consumo de energia no qual há (45,9%,) seja bastante superior à média global, de 12,9% . Os uma relação direta entre o crescimento econômico – medi- dados mostram que continuará forte a dependência do petró-

Energia renovável e não renovável – variação percentual

do pelo PIB – e a expansão do consumo de energia. As projeções de consumo e oferta de energia para 2030 apontam continuidade do perfil da matriz energética brasileira, com maior grau de dependência de combustíveis fósseis. A matriz passou de altamente dependente de lenha e carvão vegetal para altamente dependente do petróleo, a partir da década de 1940, quando se alavancou a industrialização do país.

leo na matriz, até 2030. As novas hidrelétricas e outras fontes renováveis, como a eólica e a geração termelétrica com o bagaço da cana, são os elementos que indicam a possibilidade de se manter o patamar atual de fontes renováveis na área de geração elétrica. Ao analisarem as projeções, especialistas consideram os cenários otimistas demais, no que se refere à relação energia/

Participação de fontes na oferta interna de energia em diferentes cenários (Em %)

Agrupamento energético Gás natural Carvão mineral e derivados Lenha e carvão vegetal Etanol Derivados de petróleo Hidráulica e eletricidade Combustíveis residuais Total 18 | Anuário 2012/2013

PNE 2004 BEN 2008 5,3 7,1 13,7 4,0 34,4 18,4 17,1 100,0

9,3 6,0 12,0 3,7 37,4 14,9 13,7 100,0

Projeções para 2030 (% da oferta total) Na crista Surfando Pedalinho Náufrago da onda a marola 8,5 8,0 7,9 7,9 8,1 7,0 7,8 8,4 5,7 6,2 7,3 7,9 6,8 6,6 7,3 4,9 32,2 33,8 31,9 32,3 22,5 22,0 22,7 23,5 16,2 16,4 15,1 15,1 100,0 100,0 100,0 100,0


meio ambiente. A crítica se baseia no crescimento do PIB, que tem sido menor do que as previsões, ao passo que a matriz tem se tornado mais poluente do que o previsto pela EPE. Há incoerência no aumento do número e da capacidade de geração por meio de usinas térmicas. De fato, entre 2004 e 2009, houve aumento da capacidade de emissão de CO2 em função das novas usinas termelétricas movidas a óleo combustível que foram licitadas. Porém, a oferta de energia, nessa modalidade, ainda está abaixo do previsto para o período 20042010, devendo-se, então, efetivar a previsão do aumento das hidrelétricas. A descoberta do petróleo na camada pré-sal não altera as condições de projeção em termos do consumo final dos combustíveis, em um cenário de continuidade das políticas de incentivo às energias renováveis. Isso porque as estimativas, mesmo antes do pré-sal, são de aumento do uso das energias de origem fóssil. Esse cenário permite supor que, em condições socioeconômicas estáveis, o petróleo do pré-sal, ou de outros campos, não substituiria as fontes renováveis, no Brasil, exceto por deliberação em contrário que possam desincentivar as renováveis, o que parece pouco provável, pois setores como do etanol e do biodiesel se fortalecem a cada ano.

preendimentos em operação. Atualmente, a capacidade instalada de geração elétrica em território brasileiro é de 109.245,6 megawatt (MW) de potência, sendo a fonte hídrica a maior contribuidora, seguida dos empreendimentos à base térmica. Não menos importante, um total de 8.170 MW de potência é injetado no sistema elétrico brasileiro, oriunda da importação de países, como o Paraguai (5.650,0 MW), a Argentina (2.250,0 MW), a Venezuela (200 MW) e o Uruguai (70 MW). No caso das usinas hidrelétricas atualmente existem 852 usinas em operação, perfazendo um total de 79.182,3 MW de capacidade instalada, o que representa 72,5% do parque gerador de energia elétrica em território brasileiro. Em construção existem 311 usinas hidrelétricas que agregarão à matriz elétrica cerca de 15.000 MW, resultando em 94.519 MW de capacidade instalada, ou seja, a participação futura da fonte hídrica diminuirá para 64,4%. Já a fonte térmica possui um total de 1.341 usinas em operação com cerca de 27.000 MW, representando um quarto da matriz elétrica brasileira. Por seu turno, o acréscimo por conta das usinas em construção na quantidade de 216 resultará em 46.082,5 MW de capacidade instalada. Com isso, futuramente a participação das usinas térmicas na matriz saltará de 25% para 31,4%. Conforme distribuição das fontes térmicas este crescimento ocorre principalmente em razão do

Participação dos diferentes recursos energéticos na geração de energia elétrica (Potência em MW)

Em operação Número Potência (%) de usinas Hidrelétricas² 852 79.182,3 (72,5) Térmicas 1.341 27.262,0 (25,0) Combustíveis fósseis 948 19.302,0 (17,7) Biomassa 368 6.989,6 (6,4) Outros³ 25 970,4 (0,9) Termonucleares 02 2.007,0 (1,8) Eólicas 45 794,3 (0,7) Total 2.240 109.245,6 (100) Tipos – usinas

Em construção Número de usinas 311 216 122 81 13 01 41 569

Total parcial

Potência (%)

Potência (%)

15.336,7 (40,8) 18.820,5 (50,0) 14.599,7 (38,8) 3.654,4 (9,7) 566,4 (1,5) 1.350,0 (3,6) 2.096,3 (5,6) 37.603,5 (100,0)

94.519,0 (64,4) 46.082,5 (31,4) 33.901,7 (23,1) 10.644,0 (7,2) 1.536,8 (1,0) 3.357,0 (2,3) 2.890,6 (2,0) 146.849,1 (100)

Fonte: Aneel, 2010.

Matriz de geração De uma forma geral matriz elétrica pode ser definida como sendo um conjunto de fontes distintas que ofertam internamente energia. No caso da matriz elétrica brasileira no que diz respeito à participação das diversas fontes na geração de energia, as usinas hidrelétricas são de longe as majoritárias entre os em-

aumento de usinas térmicas à base de combustíveis fósseis e biomassa, ou seja, as usinas térmicas à base de biomassa saltarão de 6,4 para 7,2%, enquanto as derivadas de combustíveis fósseis passarão de 17,7 para 23,1%. Observa-se que a magnitude do crescimento relativo junto ao parque gerador futuro para combustíveis fósseis foi de 5,4% enquanto que para fontes à base de biomassa de 0,8%, ou seja, uma diferença de mais de cinco vezes. Portanto, a perda de espaço da

Anuário 2012/2013 | 19


fonte hídrica na matriz elétrica é por conta das usinas térmicas, porém se verifica que uma quantidade significativa usa como combustível fontes renováveis, como bagaço de cana, madeira, carvão vegetal etc. Por outro lado, do ponto de vista da sustentabilidade ambiental, a participação de fontes eólicas nos últimos anos tem ganhado espaço junto à matriz elétrica, saindo de 45 usinas em operação, com aproximadamente 794,3 MW de potência para mais de 2.000 MW de capacidade com o acréscimo de mais 41 usinas. Ou seja, há um salto de 0,7% de usinas eólicas para 2,1% a sua participação no parque gerador. Ressalta-se que esse crescente aumento demonstra que o custo não está

sendo proibitivo na implantação destes empreendimentos. Também, em certa medida, é resultado dos incentivos regulatórios proporcionados a este tipo de fonte, e impulsionado por conta dos últimos leilões de energia promovidos pelo MME, objetivando o planejamento energético federal. Na contramão do bom desenvolvimento da fonte eólica a participação da fonte solar na matriz elétrica brasileira é bastante desprezível, não chegando a 0,1%. Certamente o custo é o principal impeditivo para o alastramento deste tipo de tecnologia. Devido ao incipiente estágio de desenvolvimento e sua produção em escala não industrial, ele não é atrativo de um ponto de vista estritamente econômico.

Contribuições dos diferentes tipos de combustíveis na base térmica (Potência em MW)

Em operação Número Tipo – combustíveis de usinas Óleo Ultraviscoso Gás natural Óleo diesel Gás de refinaria Óleo Combustível Carvão mineral Total (fósseis) 948

1 94 808 8 28 9

Licor negro Resíduos de madeira Biogás Cana-de-açúcar Carvão vegetal Casca de arroz Capim elefante

14 35 9 300 3 7

Total (biomassa) 368 Gás de alto forno Gás de processo Efluente gasoso Gás siderúrgico Enxofre Total (outros) 25 Total final Fonte: BIG/Aneel, 2010.

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12 5 2 1 5 1.341

Potência (%) Fósseis 131,0 (0,5) 11.055,6 (40,6) 3.903,4 (14,3) 305,0 (1,1) 2.313,0 (8,5 1.594,0 (5,8) 19.302,0 (70,8) Biomassa 1.240,7 (4,6) 302,6 (1,1) 44,6 (0,2) 5.344,9 (19,6) 25,2 (0,1) 31,4 (0,1) 6.989,4 (25,6) Outros 285,8 (1,0) 138,4(0,5) 211,3 (0,8) 278,2 (1,0) 56,6 (0,2) 970,3 (3,6) 27.261,7 (100)

Em construção Número Potência (%) de usinas

Total parcial Potência (%)

– 29 52 – 30 11 122

– 2.501,7 (13,3) 394,4 (2,1) – 5.948,6 (31,6) 5.755,0 (30,6) 14.599,7 (77,6)

131,0 (0,3) 13.557,3 (29,4) 4.297,8 (9,3) 305,0 (0,7) 8.261,6 (17,9) 7.349,0 (15,9) 33.901,7 (73,6)

1 11 5 56 1 3 4

0,4 (0,0) 108,6 (0,6) 30,2 (0,2) 3.371,5 (17,9) 2,0 (0,0) 17,8 (0,1) 123,9 (0,7)

1.241,1 (2,7) 411,2 (0,9) 74,8 (0,2) 8.716,4 (18,9) 27,2 (0,1) 49,2 (0,1) 123,9 (0,3)

81

3.654,4 (19,4)

10.643,8 (23,1)

10 3 – – – 13 216

57,9 (0,3) 508,5 (2,7) – – – 566,4 (3,0) 18.820,5 (100)

343,7 (0,7) 646,9 (1,4) 211,3 (0,5) 278,2 (0,6) 56,6 (0,1) 1.536,8 (3,3) 46.082,2 (100)


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A geração de energia elétrica proveniente de fonte nuclear, no caso as usinas termonucleares, apresentam duas unidades em operação totalizando atualmente cerca de 2.000 MW de potência instalada, ou seja, 1,8% da matriz elétrica nacional. Para os próximos anos haverá o ingresso de mais uma unidade com 1.350 MW de potência, totalizando 3.357 MW de potência e resultará em uma participação no parque gerador na ordem de 2,3%.

nor extensão de áreas para uma dada produção, menor ciclo produtivo – duas a quatro colheitas por ano –, possibilidade de mecanização e acima de tudo ser um energético renovável, recentemente tem despertado o interesse no campo da energia. Conforme pesquisas, enquanto o eucalipto, muito utilizado para produzir carvão vegetal, fornece em média 7,5 toneladas (t) de biomassa seca/ha/ano, e até 20t nas melhores condições, o capim alcança de 30 a 40t.

Entre os vários motivos para a baixa participação desta fonte uma de bastante relevância é o fato de competir à União a exploração dos serviços e instalações nucleares de qualquer natureza e o exercício do monopólio estatal sobre a pesquisa, a lavra, o enriquecimento e o reprocessamento, a industrialização e o comércio de minérios nucleares e seus derivados. Os empreendimentos à base de biomassa majoritariamente utilizam-se de bagaço de cana-de-açúcar. Observa-se que estas usinas representam 19,6% dos empreendimentos em operação, seguido pela fonte à base de licor negro com 4,6%. No entanto, percebe-se um pequeno aumento para usinas que utilizam resíduos de madeira, provavelmente por conta do crescente interesse das empresas madeireiras que cada vez mais vem utilizando seus resíduos para a geração de energia. Por outro lado, a baixa participação da fonte biogás demonstra que o setor ainda necessita de políticas públicas incentivadoras ao uso deste recurso energético.

Fonte: Assessoria Técnica IPEA

A presença do recurso energético capim elefante já se apresenta como uma realidade na futura matriz elétrica, ultrapassando em termos de capacidade instalada individual recursos como biogás, carvão vegetal e casca de arroz. Por ser semelhante à cana-de-açúcar e por possuir várias vantagens, como maior produtividade de massa seca/ha/ano, me-

22 | Anuário 2012/2013

Emissão de gases de efeito estufa e o setor energético No Brasil, o conjunto geração e disponibilização de energia ocupa a segunda posição da emissão de GEE, com 23%, o que se deve, essencialmente, ao setor de transportes, maior demandante de energia. Fica atrás apenas das mudanças de usos do solo (que inclui emissões nas barragens) somada com a agropecuária que, devido às queimadas, somam 75% das emissões, segundo dados do inventário de emissões, elaborado pelo Ministério de Ciência e Tecnologia. O MCT considerou apenas os gases e as famílias de gases de efeito estufa regulados pelo Protocolo de Quioto: dióxido de carbono (CO2), gás metano (CH4), óxido nitroso (N2O), hexafluoreto de enxofre (SF6), hidrofluorcarbonos (HFCs) e perfluor¬carbonos (PFCs). Portanto, no montante emitido de 1.481.259 Gg de CO2 eq, não foram incluídos os gases de efeito estufa indireto, como sulfetos, óxidos de nitrogênio e monóxido.


Anuรกrio 2012/2013 | 23


A indústria portuguesa de energias renováveis

O

setor das Energias Renováveis teve um grande desenvolvimento nos últimos dez anos. Como em grande parte do mundo, a tecnologia renovável mais difundida em Portugal eram as usinas hidrelétricas. Desde 2002, através de diversos mecanismos de incentivo, como tarifas bonificadas (FiT – feed-in-traiffs) ou isenções fiscais, fontes como a eólica, solar e biomassa registaram um aumento exponencial. Isto refletiu-se na duplicação da capacidade instalada, de 5 GW em 2004, para 10 GW em 2011, na duplicação da contribuição energética bruta, no desenvolvimento de empresas e criação empregos. Portugal ocupa normalmente o top 3 da União Europeia (UE15) com a maior incorporação de energias renováveis no seu mix energético.

dução do investimento e dos incentivos, sendo certo que o crescimento deste setor abrandará significativamente nos próximos anos.

Atualmente o setor passa por algumas incertezas, devido essencialmente às novas políticas de austeridade, re-

Ao nível da energia solar térmica existem cerca de 600 mil metros quadrados de área de coletores, aproxima-

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A potência de renováveis instalada até 2012 em Portugal é de cerca de 10377 MW, distribuída por 4,3 GW eólica onshore, 2 MW eólica offshore, marcando o inicio desta tecnologia no país, 600 KW de mini-eólica, 160 MW de parques fotovoltaicos, 66 MW de microprodução fotovoltaica (<10 kW), 50 MW de biogás , 400 MW de biomassa, e ainda mais de 4 GW de usina hidrelétrica (>30 MW), 275 MW de hidrelétrica de médio porte (10-30 MW) e 346 MW de PCH (pequena central hidrelétrica) (<10 MW).


damente 0,5 GW térmicos. (600000 x 700 /1e6).

Produção energética

dução das importações de energia, beneficiando a balança comercial portuguesa.

Em Portugal grande parte dos projetos internos deA incorporação de fontes de energia renováveis no consumo bruto de energia elétrica foi de 43,5% em 2011, pendem de tarifas bonificadas, que na atual conjuntura considerando apenas o Continente. não são sustentáveis a longo prazo, pelo que o desenvolviPortugal foi, em 2010, o terceiro país da União Euro- mento da indústria não pode ficar apenas dependente da peia (UE15) com maior incorporação de energias renová- procura interna, tendo assim que virar-se para novas oporveis. A posição de Portugal, reforçou-se relativamente a tunidade no exterior, tendo como mais valia a experiência 2009, devido ao forte aumento na produção hídrica (86%) e conhecimento neste setor. e ao acréscimo de 21% na produção eólica.

Exemplos como:

Dependendo das condições climáticas, sobretudo da ŠŠO cluster eólico no norte do país ENEOP, Viana do quantidade de chuva anual, a contribuição de energias reCastelo – manufatura de pás, torres e outros componentsnováveis acima referida oscila entre os 30% e os 60%. A indústria portuguesa das Energias Renováveis está como parte do conteúdo local obrigatório pelo esquema de sas de licenças do governo português dividida por algumas grandes e médias empreengenharia e construção, e pequenos instaladores. Neste sector existem ainda empresas fabricantes de equipamentos, firmas de engenharia e consultores, assim como algumas empresas de distribuição.

ŠŠUma das maiores centrais europeias de produção fotovoltaica no sítio com mais horas de sol da Europa – Amareleja - 45 MW ŠŠ O programa de CSP e CPV com Fit específicas conta com 5 projetos de CPV, 2 projetos de canais parabólicos, 2 de Linear Fresnel, 2 de torres e 5 Stirling

Existe grande capaciŠŠ A universidade de Evora cooperando com dade e conhecimentos nos a Siemens para testar a utilização direta de sais funsetores hídricos e da biomasdidos nos recetores de canais parabólicos sa, mas também no fotovoltaico ŠŠLaboratório de teste e certificação de PV com equie eólico que beneficiaram nos últimos 10 anos de esquemas de incentivos. Outros setores como o Biogás, con- pamento de qualidade mundial centrado essencialmente em pequenas instalações de ŠŠPrimeiro projeto eólico combinado com bombagem cogeração de estações de tratamentos de águas e aterros inversa – 1 GW de resíduos, ou o das ondas, onde contamos com a priŠŠPrimeira plataforma para eólica offshore 100% pormeira instalação comercial a nível mundial e com uma tuguesa - Windfloat grande passado em investigação e desenvolvimento. ŠŠEstações de carregamento de veículos elétricos em várias cidades portuguesa Economia renovável Em termos de investimentos e se estimarmos em termos médios que a hidroelétrica custa cerca de 2 M€/MW, a eólica 1,5 M€/MW, o fotovoltaico 2,5 M€/MW, a biomassa 3 M€/MW, em cerca de 10 anos registramos fluxos de 6,5B€ de eólica, 2 B€ de hidroelétrica, 0,5 B€ de PV, 0.3 B€ de biomassa, o que totaliza cerca de 10 B€, que representa no PIB cerca de 1% por ano.

ŠŠProjetos de cidades inteligentes onde todas as casas têm contadores inteligentes e soluções completas de distribuição inteligentes.

Colocam Portugal na linha de frente da inovação e da experiência em Energias Renováveis que nos pode abrir portas para outros mercados e tirar partido das oportunidades a nível mundial e ao mesmo tempo criar valor nesses O crescimento do setor significou também a criação mercados. de empresas e mais de 50.000 postos de trabalho diretos novos e ainda mais 70.000 indiretos. A incorporação de produção endógena representou também diretamente a re- Autores: João Saraiva e Agostinho Garcia. Anuário 2012/2013 | 25


Energia solar

fotovoltaica no Brasil

Não há um símbolo tão brasileiro quanto o sol: a cor que ilumina nossas festas, o calor que faz nosso povo tão acolhedor e, por que não, a energia que ilumina nossas casas? A radiação solar na região menos ensolarada do país é 40% maior do que na região mais ensolarada da Alemanha, por exemplo, que é um dos líderes no uso da energia fotovoltaica. Se nas cidades há vastas áreas sobre as edificações para a instalação de painéis fotovoltaicos, no meio rural essa fonte energética é a opção mais limpa e segura para levar eletricidade a comunidades isoladas e de difícil acesso. As usinas fotovoltaicas integradas às edificações urbanas e conectadas à rede oferecem diversas vantagens para o sistema elétrico de um país, muitas das quais relacionadas à redução de custos e que ainda não são consideradas ou quantificadas. Podemos citar: redução de perdas por transmissão e distribuição de energia, já que a eletricidade é consumida onde é produzida; redução de investimentos em linhas de transmissão e distribuição; baixo impacto ambiental; forEstádio de Pituaçu em Salvador. necimento de maiores quantidades de eletricidade nos momentos de maior demanda; a não exigência de área física dedicada e rápida instalação, devido à sua grande modularidade e curtos prazos de instalação. Diversos acontecimentos no decorrer do ano têm dados sinais de que 2012 deve se tornar um marco para o desenvolvimento do mercado fotovoltaico no país. Em abril, vieram três importantes notícias: a inauguração da primeira usina solar fotovoltaica em um estádio de futebol da América Latina; seguido pela publicação da regulação de geração distribuída da ANEEL e o lançamento do Selo Solar. O sistema de 400 kW instalado no estádio de Pituaçu, em Salvador, é um projeto da Neoenergia/Coelba em parceria com o governo do Estado da Bahia, e que tem o apoio da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), do Instituto Ideal e da Deutsche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ) GmbH. Ele é o primeiro de diversos que devem concretizar o projeto “Estádios Solares”, criado pelo Instituto Ideal. Mineirão (MG), Maracanã (RJ), Mané Garrincha (BSB), Arena Pernambuco (PE), Arena do Corinthians (SP), Arena da Bai26 | Anuário 2012/2013

xada (PR) e Complexo da Arena de Manaus (AM) já anunciaram que terão usinas de geração FV. Neste ano a ANEEL publicou uma nova resolução normativa (482/2012) para facilitar a conexão à rede de distribuição de mini e microusinas de geração elétrica a partir de fontes renováveis. Além de estabelecer os procedimentos gerais para a conexão, a resolução propõe a criação de um sistema de compensação de energia, conhecido internacionalmente como net metering. Com ele, o proprietário de uma pequena usina não precisa consumir toda a energia produzida no momento da geração, uma vez que ela poderá ser injetada na rede elétrica pública e, nos meses seguintes, o consumidor receberá créditos em kWh na conta de luz referentes a esta eletricidade gerada mas não consumida. E ainda, o Instituto Ideal, em parceria com a Câmara de Comercialização de Energia Elétrica (CCEE) e com o apoio da GIZ, lançou o Selo Solar (www.selosolar.com.br), com o intuito de incentivar empresas a consumirem eletricidade solar. Fruto de um trabalho de quase dois anos, o selo solar será concedido a empresas que instalarem um sistema próprio ou comprarem a energia no mercado livre, de projetos com o Megawatt Solar da Eletrosul, que irá vendê-la em lotes. Em seis anos, o custo dos sistemas fotovoltaicos caiu 65%, passando de cerca de €5.000,00 o kWp instalado em 2006 para € 1.776,00 o kWp no segundo trimestre de 2012, segundo dados da Associação da Indústria Solar da Alemanha (BSW). Tudo isso, converge para a consolidação de um cenário promissor para a geração de eletricidade solar no Brasil nos próximos anos. Fonte: Instituto Ideal

O Instituto para o Desenvolvimento de Energias Alternativas da América Latina (IDEAL) é uma instituição sem fins lucrativos, com sede em Florianópolis, que atua no fomento das energias renováveis www.institutoideal.org


Anuรกrio 2012/2013 | 27


O

carro elétrico ainda está em fase embrionária no Brasil, mas não é por falta de dedicação de organizações não governamentais e privadas que, em conjunto ou separadamente, trabalham para que o Brasil esteja inserido no que há de mais moderno no setor automobilístico global. Neste sentido, muito se evoluiu na semana da Rio + 20, especialmente no Fórum Global em Mobilidade Elétrica, onde foi discutido, dentre outros assuntos, a viabilidade e o futuro do carro elétrico no Brasil. O Presidente Executivo da Associação Brasileira do Veículo Elétrico – ABVE, Pietro Erber, defende a importância de ter uma política pública para os VEs priorizando os seguintes pontos: tratamento fiscal diferenciado, controle de emissões e incentivo ao sucateamento de veículos obsoletos, preços das energias compatíveis com seus custos de obtenção e utilização, cobrança de externalidades negativas para financiar a racionalização dos transportes. Para Pietro, a difusão do carro elétrico no Brasil, depende de pelo menos três medidas: a) fiscal - redução de impostos e taxas dos VEs (o Imposto sobre a Propriedade de Veículos Automotores - IPVA deve ser cobrado proporcionalmente ao consumo e ao espaço ocupado; b) Carregamento - expandir a rede, padronizar conexões, incentivar carregamento fora de ponta e obter apoio das empresas distribuidoras; c) Produção local - produzir VEs localmente, criar fontes de financiamento e padronização.

entre diversos outros itens são produzidos nas dependências internas da Itaipu ou em seus parceiros”, explica Celso Novais, assessor de Mobilidade Elétrica Sustentável da Itaipu Binacional.

Até o momento, 64 veículos elétricos foram produzidos, dos quais 32 encontram-se em teste na Itaipu e o restante com os parceiros do projeto. Cada novo desenvolConvencer a indústria a produz carros elétricos no vimento é oferecido para que os parceiros os incorporem e Brasil e ainda por cima subsidiar o governo brasileiro teste-os. “São os feedbacks deles que ajudam no aprimoracom soluções inovadoras e informações fidedignas sobre mento do produto”, revela Novais. o desenvolvimento do VE é um desafio e tanto. Pois saiba Vale destacar que todos os veículos até agora produzique é exatamente isso que se propõe a Itaipu Binacional e seus parceiros com o projeto do carro elétrico nacional. dos são protótipos homologados pelo Denatran para circu“O Projeto Veículo Elétrico iniciou-se em 2007 e de lá para lar em vias públicas. Os produtos são: automóvel Palio Wecá, muita coisa mudou para melhor. No início, quase tudo ekend em parceria com a Fiat, caminhão de pequena porte era importado, agora em torno de 60% de tudo que tem no com a Iveco, Jipe 4 x 4 com a Agrale , Mini Ônibus para 18 carro é nacional. O motor, ar condicionado, direção elétrica passageiros para rodar na cidade (autonomia de 100km) e 28 | Anuário 2012/2013


praticamente 100% reciclável, os metais são facilmente utilizados na indústria, a matéria-prima abundante no planeta, não possui efeito memória, e são três vezes mais leves e 30% menores do que as baterias de chumbo -ácido e apropriadas para países tropicais. Há desvantagens também, como a capacidade limitada de carga em relação a de íons de lítio, por exemplo, mas na avaliação final compensa, garante ele. Hoje, 29% do consumo energético do Brasil ocorre nos transportes, sendo que 92% desse no rodoviário. E conclui que “no Brasil, poderíamos economizar energia equivalente à produção de oito usinas do porte de Itaipu por ano, que hoje é convertida em calor e poluentes”.

Ônibus híbrido O fabricante chinês BYD está testando no Rio de Janeiro e em São Paulo um ônibus híbridos movido por baterias de fosfato de ferro, sendo recarregáveis quando o veículo está na garagem. “A meta do fabricante chinês é ganhar mercado neste segmento para somente depois construir uma fábrica no país. O ônibus tem velocidade máxima de 90 km/h e autonomia entre 250 km, mas pode chegar a 400 km. O tempo de recarga de apenas três horas”, comentou Fred Ni, Vice-Presidente da BYD America. Em sua apresentação, Fred Ni ressaltou a importância de uma mobilidade sustentável nas grandes cidades: “Atualmente, Hong Kong possui uma frota de mais de 17 mil ônibus. Se todas as viaturas fossem trocadas por ônibus elétricos, só com redução em consumo de Ônibus híbrido elétrico plug-in Etanol para 54 passageiros produzido em parceria com a Mitsubishi a partir do motor combustível e manutenção, a cidade economizaria mais de 288 milhões de dólares de Hong Kong (pouco mais de 37 da caminhonete Triton. milhões de dólares americanos) e reduziria a emissão de Ele lembra que “ou o Brasil desenvolve aqui a tecnolo- CO2 para a atmosfera em mais de 2 milhões de toneladas”. gia para VE, ou terá que importá-la da China e outros países. O fato da BYD ser uma empresa especializada na faA diferença é que produzir aqui é mais vantajoso, já que gera bricação de baterias é um diferencial considerável, já que emprego, impostos e desenvolvimento nacional.”. As principais ações para a evolução do VE no Brasil, segundo a sua pelo que tudo indica os vencedores na corrida pelo veículo avaliação, é a redução do preço dos componentes, desenvol- elétrico serão aqueles que conseguirem desenvolver a mevimento de infraestrutura e políticas públicas adequadas, lhor bateria. sendo essa última a prioridade do momento.

Caminho sem volta Novais explica que no passado o mercado de carros se diferenciava pela motorização, e a partir da entrada do VE Os veículos elétricos vieram para ficar e quem não se passará a ser pela bateria. Haverá muitos tipos de baterias preparar para atender as necessidades do consumidor pae cada um deverá escolher a que melhor convier. No caso gará mais tarde o preço da decisão. Pensando assim é que a da Itaipu Binacional a escolha foi pela de sódio, por ser BMW já rodou mais de 16 milhões de quilômetros testando Anuário 2012/2013 | 29


São Paulo, por exemplo, 28% das emissões são derivadas dos veículos automotores. Além disso, os carros elétricos são oito vezes mais eficientes se comparados com os equipados com motores a combustão”. Calcagnotto entende que é preciso que haja tratamento diferenciado do governo brasileiro para o sucesso do carro elétrico. Não considera justo que o VE tenha a mesma carga tributária do veículo a combustão, pois os benefícios do VE para o meio ambiente e a saúde da população nos grandes centros urbanos são enormes. Ele disse não acreditar que no futuro haverá um tipo dominante de carro, a exemplo do que ocorre hoje com os os seus carros elétricos e híbridos. Isso é o que garantiu o motores a combustão. Acredita que o mercado será divididiretor presidente da BMW Henning Dornbusch. do entre carros híbridos, elétricos, a combustão (com moApesar de diagnosticar a Ásia, América do Norte e Eu- tores mais eficientes) e outros (em menor quantidade). ropa como as regiões que mais chances têm de dominar o Fonte: Associação Brasileira de Veículos Elétricos - ABVE mercado de VE, Dornbusch diz que o domínio da melhor tecnologia do carro elétrico não se dará por país ou região, mas sim por fabricante. Para ele, regiões como Rio e São Paulo têm grande potencial para explorar mercado de carros elétricos. Com relação à aliança do Pacifico, ele acredita que não vai afetar tanto a nossa região, pois “o Brasil é um país de consumo, ao contrário do México que é exportador. Além disso, o potencial do Brasil é de 5 milhões de carros por ano, e hoje são produzidos em torno de 3,6 milhões.” O VE irá se desenvolver por aqui a medida que houver regulamentação do governo, investimento em infraestrutura , benefícios adequados para os consumidores e desenvolvimento de fornecedores de classe global que atualmente estão na Ásia, América do Norte e Europa.

Carro elétrico Para o diretor de Relações Institucionais Renault-Nissan, Antônio Calcagnotto, os carros elétricos vieram para ficar. Segundo ele, a movimentação global em torno do veículo elétrico não é uma questão para ser ignorada pelo Brasil, que ocupa posição de destaque no cenário econômico global e no ranking dos maiores produtores de veículos automotores. Questionado se o movimento que agora tenta impulsionar o carro elétrico não seria uma repetição do que aconteceu na década de 70 em plena crise do petróleo, ele diz não ter duvidas de que “agora a situação é muito diferente. Naquela ocasião discutia-se o fim do Petróleo. Atualmente, a questão é redução da poluição e eficiência energética. Em 30 | Anuário 2012/2013


Eólica é o grande destaque das energias renováveis

A

produção e geração de energia eólica no Brasil tem se destacado vertiginosamente nos últimos anos. O Brasil está para se tornar

um dos líderes mundiais na produção de aerogeradores, equipamentos destinados a produzir energia elétrica a partir dos ventos. Nos próximos cinco anos, estima-se um mercado de R$ 25 bilhões para esses produtos, de forma a atender a expectativa do setor de contratar, pelo menos, 2,5 gigawatts (GW) por ano até 2020, acrescentando, a partir de 2012, mais 20 GW de energia eólica ao sistema. Os dados são de levantamento da Associação Brasileira de Energia Eólica (Abeeólica). Estudos recentes mostram que o potencial onshore do Brasil em energia a partir dos ventos é da ordem de 300 GW. O maior estímulo a essa criação de uma cadeia industrial do setor de energia eólica no Brasil vem do Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico e Social (BNDES). A instituição vincula seus financiamentos a um índice de nacionalização mínimo dos equipamentos. presidente-executiva da Abeeólica, Élbia Melo, destaca que há 10 anos, tínhamos apenas um fabricante local, hoje os principais agentes já instalaram fábricas no Brasil. 32 | Anuário 2012/2013


Serão necessários instalar pelo menos mil aerogeradores em média por ano no Brasil. Hoje, para se ter uma ideia, existem 1.342 equipamentos funcionando em 71 parques eólicos. Na esteira dessas turbinas, toda uma sorte de equipamentos acessórios também serão demandados. Os primeiros investimentos em energia eólica no país foram feitos em 2004, com subsídios do Programa de Incentivo às Fontes Alternativas de Energia Elétrica (Proinfa). O objetivo era trazer novas tecnologias e formas renováveis de produção de energia, entre elas pequenas centrais hidrelétricas (PCHs), biomassa e eólica. A eólica é a segunda fonte mais competitiva no país. Hoje, ela só não é mais barata que as grandes hidrelétricas. O investimento feito pela indústria eólica em todos os leilões realizados no Brasil, entre 2004 e 2011, alcançou R$ 25 bilhões. O potencial eólico no país soma 300 GW e está concentrado, basicamente, no Nordeste e no Sul, com destaque para os estados da Bahia, do Rio Grande do Norte, Ceará e Rio Grande do Sul, disse. O número foi revisto este ano, com base na nova tecnologia implantada. O primeiro levantamento, realizado em 2001, identificou potencial para geração eólica da ordem de 143 GW.

matriz, trouxe a cadeia produtiva,

de

suprimentos,

como um todo. Como se trata de uma fonte intensiva em capital e tecnologia, o número de fabricantes de equipamentos no país passou de dois, em 2008, para 11, no ano passado. Questões tecnológicas explicam a grande competitividade apresentada pela fonte eólica. As torres para produção de energia a partir dos ventos, que tinham 50 metros de altura até 2009, hoje têm 100 metros. Essa mudança

melhorou a captação do vento e a produtividade, tornando Em junho deste ano, o indústria eólica completou 2 GW de capacidade instalada para gerar energia, distribuí- os custos de produção mais baratos dos por 71 parques. Até o fim de 2016, a meta é inserir no A China é hoje o grande destaque neste setor e a capasistema elétrico nacional 8,4 GW de potência eólica, o que cidade eólica do país alcançou os 52,58 GW, ultrapassando significará 5,4% de participação na matriz elétrica brasileiassim os Estados Unidos, com 50GW. ra, contra os atuais 1,5%. Vai crescendo ao longo dos anos e deve chegar, em 2020, a um patamar de 15% de participaO crescimento do setor eólico chinês foi assombroso, ção da fonte eólica, se for mantido esse ritmo de contratapassando de apenas 2GW em 2006 para os mais de 50GW ção. A previsão é vender em leilões cerca de 2 GW por ano. atuais, uma taxa média anual de expansão de mais de 87%. O cenário da eólica é bastante favorável em termos de A previsão do governo é que em 2015 a capacidade instaperspectivas futuras porque, além de inserir essa fonte na lada já ultrapasse os 100GW e em 2020 chegue a 200GW. Anuário 2012/2013 | 33


Uso veicular do

álcool combustível O álcool etílico, ou etanol, é usado no Brasil, em larga escala, como combustível, por meio de dois programas distintos: como álcool hidratado, comercializado via bombas específicas nos postos de abastecimento, em veículos movidos exclusivamente a álcool e em veículos Flex Fuel, ou como álcool anidro em mistura obrigatória à gasolina.

tíveis, desempenho e consumo. Desde o lançamento já foram comercializados 15,3 milhões de veículos Flex Fuel. Em 2011 a participação destes veículos no mercado brasileiro de veículos leves foi de 83,1 % .

O advento dos veículos Flex Fuel gerou um aumento significativo no consumo de álcool hidratado no Brasil: 4,3 A competência legal para definir bilhões de litros em 2003 para 15 o percentual de álcool anidro na bilhões de litros em 2010. Cabe desgasolina é do Conselho Interministacar que nos EUA a frota deste tipo terial do Açúcar e do Álcool (CIMA). de veículo é superior a 7 milhões de Desde 01/10/11 vigora a mistura de unidades que podem ser abastecidas 20% de álcool anidro na gasolina. com qualquer mistura de E-85 (85% de etanol e 15% de gasolina) e gaOs veículos Flex Fuel foram lansolina. Outros países como Suécia, çados comercialmente no mercado brasileiro em 2003. Atualmente dez montadoras (Peugeot- Espanha, Alemanha, França, Holanda, Inglaterra e Canadá Citroen, Fiat, Ford, General Motors, Volkswagen, Renault, estão incentivando o uso de veículos Flex Fuel. Mitsubishi, Toyota, Honda e Nissan) estão fabricando e coOs veículos Flex Fuel e os movidos exclusivamente a mercializando 114 modelos de veículos Flex Fuel no Brasil. álcool hidratado têm alíquotas do Imposto sobre Produtos A Kia Motors também comercializa no Brasil veículos Flex Industrializados (IPI) menores em relação aos veículos a Fuel produzidos na Coréia do Sul. Os proprietários destes gasolina.. veículos podem escolher o combustível (qualquer proporFabricantes brasileiros têm trabalhado no desenvolção ou mistura de gasolina ou álcool hidratado) a cada abastecimento conforme preço e disponibilidade dos combus- vimento de motocicletas Flex Fuel cujo primeiro modelo Produção Brasileira de Etanol Ano - Safra 07/08 08/09 09/10 10/11 11/12 12/13(*) Norte/Nordeste 2.193.358 2.410.999 2.005.164 1.991.614 2.108.363 217.072 Centro-Sul 20.252.621 25.270.240 23.733.511 25.612.506 20.597.334 8.238.554 Brasil 22.445.979 27.681.239 25.738.675 27.604.120 22.705.697 8.455.626 Regiões

Fonte: DCAA/SPAE/MAPA Source: DCAA/SPAE/MAPA (*) Valores atualizados em 01/08/2012 - Data updated on August 1st 2012

34 | Anuário 2012/2013


(Honda CG 150 Titan MIX) foi lançado comercialmente em março de 2009. Desde 2005 a indústria aeronáutica Neiva, subsidiária da Empresa Brasileira de Aeronáutica (Embraer), comercializa aviões agrícolas movidos a álcool hidratado usados para pulverização de lavouras. O modelo Ipanema foi a primeira aeronave de série no mundo a obter autorização para voar com álcool combustível. Para os proprietários de modelos Ipanema movidos a gasolina, exisde-obra e radiação solar intensa, possam ser produtores te a opção de realizar a conversão do motor para utilizar e exportadores de álcool, ampliando e diversificando sua álcool por meio de kits. oferta no mercado mundial. A intenção é tornar o álcool Em outubro de 2007 ocorreu o lançamento do pri- uma commodity internacional. meiro ônibus brasileiro movido a álcool, no âmbito do Projeto BEST - BioEthanol for Sustainable Transport. Trata-se de uma iniciativa da União Européia que tem como objetivo divulgar mundialmente o uso do álcool combustível, com o apelo à redução do uso de combustíveis fósseis e de emissões de gases geradores de efeito estufa. O Projeto está sendo coordenado pelo Centro Nacional de Referência em Biomassa (CENBIO) da Universidade de São Paulo (USP). Os ônibus (chassis e motores) com motorização do ciclo diesel, movidos a álcool, serão importados da Suécia e circularão no corredor Jabaquara – São Matheus (Região Metropolitana de São Paulo) para a realização de estudos de viabilidade comercial e avaliação do desempenho deste tipo de ônibus em relação aos ônibus convencionais. Os referidos ônibus a álcool são equipados com motores que atendem a norma de emissões. Produção e comércio O Brasil tem trabalhado não só no sentido de aumentar sua produção de álcool etílico para fins carburantes, a partir da canade-açúcar, como também de transferir sua experiência e tecnologia para que outros países tropicais, que dispõem de terras, mão-

Na safra 2010/2011 foram produzidos no Brasil 27,6 bilhões de litros de álcool (8 bilhões de litros de anidro e 19,6 de hidratado), aumento de 7% em relação a safra 2009/2010 na qual foram produzidos 25,8 bilhões de litros. Na safra 2010/2011 foram produzidas no Brasil 624 milhões de toneladas de cana-de-açúcar. O setor sucroalcooleiro tem 437 unidades produtoras, sendo 168 produtoras de álcool, 16 de açúcar e 253 de açúcar e álcool. O Brasil dispõe de um parque industrial de produção de bens de capital para a agroindústria sucroalcooleira que lhe permitiu fazer toda expansão e aprimoramento na sua produção de álcool. Também agora, não só a ampliação e aperfeiçoamento de sua capacidade instalada está baseada no setor brasileiro de bens de capital como tem ocorrido exportações para ampliação da indústria sucroalcooleira de outros países. Alcoolquímica No Brasil a alcoolquímica é anterior à petroquímica. Só algumas décadas depois de a indústria alcoolquímica ter sido implantada é que chegou a petroquímica. Com a elevação dos preços do petróleo, a indústria química procura sucedâneos e já duas novas indústrias foram anunciadas para produzir eteno a partir de etanol. O retorno da alcoolquímica abre grandes perspectivas para ampliação de mercado para a agroindústria sucroalcooleira. O BNDES possui programas para o financiamento de Anuário 2012/2013 | 35


diversos elos da cadeia produtora de biocombustíveis, tais como: plantio da cana-de-açúcar e de oleaginosas; aquisição de máquinas e equipamentos; desenvolvimento tecnológico; infra-estrutura para armazenagem, cogeração de energia.

mente projetos que objetivam estimular o desenvolvimento tecnológico e a inovação de interesse estratégico para o país), PROINFA (investimentos em projetos de geração de energia a partir de fontes alternativas).

Destaca-se o FUNTEC (fundo tecnológico), por ser O BNDES desembolsou em 2010 cerca de R$ 7,6 bi- um programa destinado a investir em áreas consideradas lhões para o setor sucroalcooleiro. Em 2009, o banco libe- de fronteira tecnológica, incluída os desenvolvimentos tecrou R$ 6,5 bilhões para o setor. nológicos ligados às energias renováveis provenientes da biomassa, capazes de assegurar, no longo prazo, a competiPode-se citar os seguintes programas de financiatividade do Brasil nesta área. mento do BNDES para a cadeia sucroalcooleira: FINAME agrícola (financiamento para aquisição de máquinas e Em 2011 o Brasil exportou 1,964 bilhão de litros de equipamentos novos, de fabricação nacional), FINEM (fi- álcool, volume 3,4% superior ao mesmo período de 2010. nanciamento para a realização de projetos de implantação, Em 2010 o Brasil exportou 1,9 bilhão de litros de álcool, expansão e modernização), MODERFROTA (financiamen- volume 42,4% inferior ao de 2009. As receitas obtidas com to para a aquisição de tratores agrícolas e implementos as- as exportações de álcool em 2010 foram de US$ 1 bilhão sociados e colheitadeiras), MODERMAQ (financiamento à (redução de 24% em relação a 2009). aquisição de bens de capital), FUNTEC (apoiar financeiraO Brasil exporta para países como EUA, Japão, Jamaica, Nigéria, Coréia do Sul, Suécia, Países Baixos (Porto de Roterdam, Holanda), Costa Rica, El Salvador e México. Os EUA são grandes importadores de álcool brasileiro (664 milhões de litros importados diretamente em 2011). Empresas brasileiras também exportam para países da América Central e do Caribe etanol hidratado que é reindustrializado (desidratado e transformado em anidro) e reexportado para os EUA. Em 2011 o Brasil exportou para os referidos países cerca de 343 milhões de litros. Em 2011 o Brasil importou 1,136 bilhão de litros de álcool, sendo 1,099 bilhão de litros importados diretamente dos EUA. 36 | Anuário 2012/2013


Anuรกrio 2012/2013 | 37


Plantio de oleaginosas para produção de

biodiesel

O IAPAR, como participante do Programa Paranaense de Bioenergia, tem buscado alternativas de plantas oleaginosas potenciais produtoras de Biodiesel e que proporcionem um sistema integrado de produção agrícola e pecuária.

O biodiesel pode ser produzido a partir de várias matérias graxas classificadas em grupos, designados de acordo com suas origens ou fontes. Assim, de acordo com sua origem, as matérias primas para produção de biodiesel podem ser classificadas em: óleos e gorduras animais (matadouros, frigoríficos e curtumes) ; óleos e gorduras vegetais (agriculturas temporárias e perenes); óleos e residuais de frituras (cocções comerciais e industriais) e óleos e graxas de esgotos (águas residuais das cidades e de certas industriam). O processo de obtenção do óleo varia conforme a matéria prima utilizada, podendo ser realizado através de água e vapor (gorduras animais); por processo mecânico, com solvente químico e ainda por processos mistos

A diversidade de espécies possíveis de serem cultivadas no Estado do Paraná exigiu e continua exigindo um estudo aprofundado sobre cada uma das espécies no seu aspecto tecnológico, econômico, ambiental e social. Assim, utilizando-se de todas as informações levantadas e pesquisadas, em cada uma das espécies oleaginosas, será recomendada a inclusão dessas espécies no sistema de produção do agricultor com vistas a agregação de valor e maior rentabilidade da propriedade, bem como um maior equilíbrio agro A extração de óleos vegetais de grãos ou amêndoas é defini-ecológico do sistema produtivo. da de acordo com a capacidade produtiva da planta e o teor Cada espécie tem a sua característica específica em todos de óleo dos grãos. Assim, a extração do óleo pode ser mecâos sentidos, quer na exigência tecnológica para produção, nica, química com solvente ou mista (mecânica/química). A no manuseio de grãos para extração de óleo vegetal, na in- extração mecânica é recomendada para pequenas e médias serção da espécie em sistema de produção, no benefício ou capacidades industriais e oleaginosas com alto teor de óleo malefício da sucessão de culturas, entre outros. (acima de 30%); a química para processamento de grandes 38 | Anuário 2012/2013


Tabela 1. Características de plantas oleaginosas cultivadas no Brasil.

Espécie Dendê/Palma Coco Babaçu Pinhão Manso Tungue Girassol Colza/Canola Mamona Amendoim Nabo Forrageiro Cártamo Linhaça Crambe Soja Algodão

Origem do Óleo

Teor de Óleo (%)

Amêndoa Fruto Amêndoa Fruto Fruto Grão Grão Grão Grão Grão Grão Grão Grão Grão Grão

22,0 55,0-60,0 66,0 32,0-35,0 30,0-35,0 38,0-48,0 40,0-48,0 45,0-50,0 40,0-50,0 32,0-42,0 30,0-44,0 33,0-43,0 26,0-36,0 18,0-23,0 18,0-20,0

Meses de Colheita/Ano 12 12 12 6 4 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3

Rendimento (ton. Óleo/ha) 3,0-6,0 1,3-1,9 0,1-0,3 1,0-1,4 0,5-0,7 0,5-1,5 0,5-1,1 0,5-1,2 0,6-1,2 0,3-0,5 0,3-0,6 0,3-0,6 0,3-0,6 0,4-0,6 0,2-0,4

Obs. Adaptado por Ruy Seiji Yamaoka

quantidades de matéria prima (acima de 300 ton/dia) e oleaginosas com baixo teor de óleo (abaixo de 25%); e a mista para médias e grandes capacidades de processamento (acima de 200 ton/dia) e oleaginosas com médio a alto teor de óleo (acima de 25%). As diferenças entre os processos de extração estão na eficiência de extração, no teor de óleo de grãos e na economicidade de extração. O processo com solvente (químico), utilizado na extração de óleo de soja, tem a sua viabilidade em função da escala e do valor agregado que tem o farelo, que possui menos de 2% de óleo residual. O processo mecânico varia conforme o sistema de prensagem utilizado (prensagem simples, prensagem com extrusão, prensas com desintegradores, prensas com sistemas de aquecimentos, entre outras) A grande variação que se encontra na produção de óleo vegetal está associada a diversos fatores entre as quais podemos destacar: as diferentes espécies vegetais , as variedades dentro dessas espécies, as tecnologias e condições de produção usadas em cada uma das espécies, as regiões produtoras, as exigências climáticas, as características dos grãos/amêndoas, os métodos de extração, etc. O Programa Nacional de Biodiesel que ocorreu em 2004,

definiu as condições legais para introdução do biodiesel na Matriz Energética Brasileira de combustíveis líquidos. Desde o seu lançamento o Programa tem enfrentado o desafio de aumentar rapidamente a produção de oleaginosas, para atender as metas estabelecidas e definidas em adição ao diesel, mistura essa que foi de 2%, no início de 2008, passando para 3% em julho de 2008, para 4% a partir de primeiro de julho de 2009 e de 5% a partir do início de 2010. Esse crescimento tem proporcionado um incremento na demanda de óleos vegetais e gorduras animais. O Plano Nacional de Agroenergia em revelado que no Brasil, as alternativas para a produção de óleos vegetais são diversas, o que constitui num dos muitos diferenciais para a estruturação do programa de produção e uso do biodiesel no país. Por se tratar de um país tropical, com dimensões continentais, o desafio colocado é o do aproveitamento das potencialidades regionais. Isso é válido tanto para culturas já tradicionais, como a soja, o amendoim,o girassol, a mamona e o dendê, quanto para alternativas novas, como o pinhão manso, o nabo forrageiro, o pequi, o Anuário 2012/2013 | 39


sas que ocorrem e que podem ser cultivados no Brasil seria um equívoco, diferentemente da Europa que utiliza predominantemente a colza, por falta de alternativas. É muito importante o conhecimento profundo sobre as matérias-primas a serem utilizadas como: sua origem, clima indicado e os cuidados necessários ao seu cultivo, as possíveis pragas e doenças com tratamentos indicados para seu controle, a produtividade, o teor de óleo, as características do óleo da oleaginosa para o biodiesel, os métodos de extração de óleos, etc. Assim, faz-se necessário investir em culturas oleaginosas tradicionais e não tradicionais, ajustando as tecnologias de produção para condições locais e regionais. Várias opções estão sendo analisadas, na intenburiti, a macaúba e uma grande variedade de oleaginosas a ção de obter a produção de grãos de oleaginosas ao longo serem exploradas. dos 12 meses do ano, uma vez que não é economicamente Entretanto, embora algumas plantas nativas apresentem interessante ter as indústrias de biodiesel ociosas. bons resultados em laboratórios, como o pequi, o buriti e Respeitando-se as variabilidades locais e regionais que a macaúba, sua produção ainda é extrativista e portanto ocorrem na produtividade e no teor de óleo das oleaginão existem plantios comerciais que permitam avaliar com nosas, a perda no processamento, a densidade do óleo, o precisão as suas potencialidades. Isso levaria certo tempo, teor de óleo residual nas tortas, a capacidade operacional uma vez que a pesquisa agropecuária nacional ainda não dos equipamentos de extração de óleo o seu tempo de fundesenvolveu trabalhos com foco no domínio dos ciclos bo- cionamento, juntamente com os teores de proteínas e de tânico e agronômico dessas espécies. nutrientes nas tortas é possível de fazer um planejamento Portanto a definição de oleaginosas para atender essa de- de plantio de oleaginosas, estabelecendo unidade de áreas manda de óleo vegetal para produção de biodiesel tem sido para cada uma das espécies selecionadas para o plantio na feito com muitas controvérsias, ora por problemas tecnoló- propriedade. gicos para produção de oleaginosas e de biodiesel, ora por problemas econômicos para produção de oleaginosas, ora Autores: Ruy Seiji Yamaoka Eng. Agrônomo, MS, IAPAR, por falta de uma política pública para incentivar o cultivo Luiz Osvaldo Colasante, Eng. Agrônomo, MS, IAPAR, Antonio Costa Eng. Agrônomo, Dr. IAPAR, de determinadas espécies. Paulo Roberto Martins, Tec. Processamento de Imagens, MS, A produção de biodiesel no último ano, foi originada de óleos de soja (76,37%), de gordura animal (19,36%), de algodão (2,04%) e de outras matérias primas (2,23%). Essa dependência da soja torna muito vulnerável a produção de biodiesel, pois se trata de uma commodity, que considera viáveis do mercado externo para fixação do seu preço o que provoca instabilidade do seu uso como matéria prima para o atendimento do mercado interno. A cultura da soja, no seu aspecto de sustentabilidade econômica é muito importante pelo valor agregado que é proporcionado pelo elevado teor de proteína do farelo (42%), porém o teor de óleo do grão é considerado baixo (20%). Mesmo assim empregar uma única matéria prima para produção de biodiesel com a diversidade de espécies oleagino40 | Anuário 2012/2013

IAPAR.


Anuรกrio 2012/2013 | 41


UsO ENERGÉTiCO DA BIOMASSA

Durante a leitura de uma descrição das viagens de Marco Polo ao extremo oriente deparei-me com a seguinte afirmação: “O mundo passava por uma crise ...”. Era o final do século XIII, entre os anos 1270 e 1294. Ano após ano, século atrás de século as crises se repetem me levando a pensar que somos movidos por crises. Isso soa natural quando observamos que o progresso da humanidade exige mudanças, estas geram novas necessidades que, por sua vez, geram as crises. Coube ao nosso tempo fazer frente às mudanças (e conseqüentes crises) geradas pela necessidade urgente de equacionar a utilização dos recursos naturais de nosso planeta. É dentro dessa perspectiva que se impõe a necessidade de avaliarmos com critério as novas fontes de energia que se apresentam como opções para os próximos tempos. Uma das opções que temos é a energia gerada a partir da biomassa de origem florestal ou como subproduto das lavouras.

Para contornar essa dificuldade pode-se quantificar o material pelo seu volume em m³. Essa metodologia é muito conveniente já que o volume dos cavacos de madeira não varia para teores de umidade acima do ponto de saturação das fibras. O PSF varia entre as espécies e situa-se na faixa de 22 a 30%. Assim, para biomassa com conteúdo de umidade acima de 30% a variação de umidade não afeta o seu volume. Usando o exemplo anterior, em ambas as situações o volume seria exatamente o mesmo. O equipamento mais comum no mercado são as balanças, sejam do tipo rodoviário ou integradoras. Ambas são soluções bastante difundidas e se prestam muito bem à quantificação de materiais não higroscópicos. Por outro lado a medição de volume poderá ser feita considerando-se o volume da carga de caminhões ou caçambas ou então por meio de medidores de volume instalados em esteiras transportadoras de carga ou descarga.

Na utilização de biomassa como combustível devemos considerar, entre outros, os seguintes fatores: quantidade, qualida- qUALIDADE de e uso final. A avaliação correta de cada aspecto estabelecerá A qualidade da biomassa é afetada principalmente pelos sea viabilidade do seu uso. guintes fatores: A biomassa normalmente é comercializada a granel. O méto• Composição do mais utilizado para quantificar os recebimentos é o peso da • Teor de cinzas carga. O grande problema de quantificar pelo peso é o conteú• Umidade do de umidade do produto. Veja o exemplo: A composição do material caracteriza também a sua origem. • 30 t de biomassa a 50% de umidade tem 15 ton de água; Temos biomassa originária de muitas fontes: resíduos flores• 30 t de biomassa a 30% de umidade tem 9 ton de água; tais picados, madeira picada (pinus, eucalipto, etc), casca, maA diferença referente ao teor de umidade é de 6 ton ou seja, deira utilizada na construção civil, resíduos de serraria (serragem, maravalhas), bagaço de cana, palha de lavoura, etc. 20% da carga! 42 | Anuário 2012/2013


Cada composição apresenta valores de PCS (Poder Calorífico Superior) distintos e que devem ser avaliados em laboratório para o dimensionamento de um sistema alimentado por biomassa. Os materiais encontrados com freqüência no mercado já têm estes valores definidos. Veja na tabela abaixo alguns exemplos (fonte: IBAMA):

Como mostrado na tabela conhecer o teor de cinzas é importante, pois poderá representar uma parcela significativa do total da biomassa seca, contudo, para um mesmo tipo de biomassa a variação é relativamente pequena. Além do teor de cinza natural de cada combustível deveremos nos preocupar com o teor de cinzas oriundo da contaminação do material, o que acontece durante o processo de colheita e transporte.

Outro fator importante para a definição da qualidade da biomassa é o teor de cinzas. Veja na tabela abaixo o teor de cinzas As razões para nos preocuparmos com o teor de cinza da biomassa são duas em especial : de alguns combustíveis :

Poder calorífico superior, poder calorífico inferior e teor de umidade de resíduos lignocelulósicos PCs Nome Científico

Nome comum

Anacardium spruceanum Benth. ex Engl. Brosinum rubescens Taub. Dipteryx alata Vogel Dipteryx adorata Willd. Piptadenia suaveolens Miq. Tabebuia spp. Trattinickia burseraefolia Mart. -

Cajuaçu, cajuí Amapá-amargoso, pau-rainha Casca-de-baru Cumaru Faveira-folha-fina Ipê Breu-sucuruba Briquete1 Eucalyptus sp. Costaneiras de Pinus sp.(2) Costaneiras de Pinus sp.(3) Costaneiras de Pinus sp.(4) Palha de milho Pó de serra Aparas de madeira Resíduo de compensado Casca de arroz Bagaço de cana

PCi

TU

(Kcal kg-1)

(%)

4.411 4.685 4.389 4.828 4.647 4.957 4.606 4.545 4.545 4.978 4.720 5.036 3.570 4.880 4.800 4.424 3.730 3.700

3.092 3.553 3.664 3.722 3.181 4.065 3.838 3.884 3.884 4.122 3.894 4.174 -

23,5 18,7 11,7 17,7 25,8 13,6 12,1 10,4 10,4 12,9 12,9 12,9 -

Fonte: Testes realizados no LPF/IBAMA; PCI = poder calorífico inferior; e TU = teor de umidade. (1) Briquete de resíduo de madeira misturado com casca de arroz; (2) madeira com casca; (3) madeira; e (4) casca.

Teor de Cinzas, base seca em % mássica VOLÁTEIS

CINZAS

Casca de Arroz Fibra de Coco

63,60 70,60

20,60 4,7314

CARBONO FIXO 15,8 24,67

Caroço de Açaí Madeira

79,44 75 a 85

1,1957 0,5 a 5

19,45 15 a 25

• A cinza não queima e permanece no local do processo. Assim, exige um sistema de retirada próprio. • Por ser material abrasivo pode danifi car (corrosão) partes dos equipamentos. • Em grandes quantidades a cinza torna-se um passivo ambiental, o descarte deste material é dificultoso o que representa custos adicionais.

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• A cinza é formada por óxidos de materiais inorgâni- exatidão o seu valor energético. cos, que podem fundir-se formando incrustações no interior USO FINAL da caldeira, danificando-a. UMIDADE O teor de umidade da biomassa afeta diretamente a sua capacidade de gerar energia. Isso se dá porque antes de queimar a água contida deverá ser evaporada. Se considerarmos que para cada quilograma de água presente na biomassa são necessários cerca de 600kcal para evaporá-la, fica clara a importância do teor de umidade do combustível. • Quantidade: 30.000 kg biomassa de eucalipto. • Teor de Umidade: 50% base úmida. • Quantidade de matéria seca: 15.000kg • Energia gerada pelo material seco: 67.900 Mcal. • Energia gasta para evaporar a água: 9.200 Mcal. • Saldo energia: 58.700 Mcal.

• Perda em função de umidade: 12%.

Ao falarmos biomassa é comum associarmos o termo com a produção de energia térmica, resultado de sua queima. Contudo, a biomassa é utilizada por vários setores industriais sendo o mais evidente o setor de produção de celulose e papel, seguido da indústria de chapas e por fim a indústria de pellets e briquetes. Este último setor pode ser considerado um processo para melhoria da biomassa de origem, pois uniformiza o produto garante um poder calorífico definido e uniforme. Nos processos de produção de celulose e papel o controle dos cavacos de madeira é importante, pois tanto umidade como volume são parâmetros que definirão o rendimento do processo. Na indústria de chapas a situação é semelhante. Contudo, diferentemente da biomassa utilizada para combustível, os cavacos de madeira utilizados nestas indústrias deverá

apresentar qualidade muito superior. Se a umidade do produto for de 30% a energia gerada chegaria Em mercados onde a produção e o comércio de biomassa a 95.000 Mcal e a perda seria de apenas 2,2%. como combustível estão mais estruturados já existem normas O gráfico abaixo ilustra a variação típica do valor do PCS (Poder Calorífico Superior) para biomassa de origem vegetal em que uniformizam os tipos de biomassa considerando sua origem, sua qualidade e quantificam sua capacidade de fornecer função do teor de umidade: energia. Em nosso mercado este processo ainda está em imExistem no mercado várias alternativas para avaliação do teor de umidade de biomassa. Dependendo do volume e da condi- plantação, porém, por ser uma alternativa muito promissora, ção de uso existem equipamentos portáteis ou em linha que o processo de regulamentação do mercado caminha a passos fornecem todas as informações necessárias para definir com largos na mesma direção. 44 | Anuário 2012/2013


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Cadeia Energética da

Madeira no Brasil

A

madeira é uma importante fonte de energia no Brasil, origem de mais de 10% da energia primária utilizada pelo país. É, também, a forma de energia menos compreendida e que tem um potencial de grandes ganhos no futuro próximo. A maior parte dessa energia se destina a um uso industrial, nas fábricas de papel e celulose, cerâmica, gesso e ferro gusa.

tação, transferência, transporte, armazenagem, comercialização, distribuição, avaliação de conformidade e certificação de qualidade de biocombustíveis”.

O que parecia um avanço frustrou-se em setembro de 2011 quando o conceito de biocombustível, universalmente entendido como “combustível derivado de biomassa renovável” foi definido (XXIV, Art. 2 da PNE na versão atual) da seguinte Com a exceção da indústria de papel e celulose, a cadeia de forma: transformações e usos energéticos da madeira no Brasil se caracteriza pela baixa eficiência. A maior parte dos combus- “(...) substância derivada de biomassa renovável, tal como tíveis tem origem extrativa com o emprego de tecnologias biodiesel, etanol e outras substâncias estabelecidas em reprimitivas, dificultando o aumento da produção em bases gulamento da ANP, que pode ser empregada diretamente ou renováveis. As fábricas de gusa que produzem o carvão com mediante alterações em motores a combustão interna ou para madeira plantada raramente aproveitam os gases e voláteis outro tipo de geração de energia, podendo substituir parcial coproduzidos no carvoejamento pela inexistência de um mer- ou totalmente combustíveis de origem fóssil;” cado organizado para esses biocombustíveis. O texto exclui, na prática, os combustíveis da cadeia da maOs combustíveis da cadeia são as únicas formas de energia deira. Isto reflete preconceito dos que associam o seu uso inproduzidas, transportadas e comercializadas no Brasil à mar- tensivo a subdesenvolvimento, pois sendo de fácil obtenção gem de qualquer regulamentação energética. Uma organiza- e uso com tecnologias simples, atendem as necessidades de ção mínima e a existência de uma política energética para a populações pobres. Essa visão embute a perspectiva de econocadeia da madeira aumentariam a eficiência gerando mais re- mias avançadas das regiões temperadas onde a baixa produceita para o mesmo insumo, reduzindo preços, melhorando a tividade florestal inviabiliza seu uso vis-à-vis os combustíveis qualidade dos combustíveis e asfixiando economicamente a fósseis e pouco se investiu para aperfeiçoar essa cadeia. Explica também porque os investimentos em pesquisa e deseninformalidade e o recurso ao desmatamento. volvimento para essa fonte renovável são mínimos no Brasil Em 2005 a Política Energética Nacional – PEN deu um passo quando se considera a sua importância na matriz energética importante nesse sentido quando ampliou o escopo da ANP e a produtividade das biomassas em geral. O preconceito não para que a agência, criada originalmente para regulamentar o tem mais razão de ser. Na Europa, a busca de alternativa aos petróleo, regulasse também “a produção, importação, expor- combustíveis fósseis aumentou o uso de densificados, resídu-

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os de madeira industrial e florestal comprimidos sob a forma de “pellets” (pequenos cilindros), com queima limpa, preço competitivo e grande vantagem ambiental sobre os combustíveis fósseis. Apesar de ter metade da densidade energética do óleo combustível, o densificado é usado para substituí-lo nos usos urbanos. Mais recentemente ajuda a reduzir a emissão de CO2 em termelétricas onde substitui até 30% do carvão mineral (“co-firing”).

como a valorização do real, custo de transporte e pequena escala de produção. O exemplo externo, a existência de normas que podem ser adaptadas às condições brasileiras, a possibilidade de reduzir custos de logística, no entanto, fazem prever uma expansão do uso no país. Cabe lembrar que as tecnologias de produção e uso desses biocombustíveis são compatíveis com a nossa capacidade industrial que terá acesso aos últimos avanços e desenvolvimentos europeus e norte-americanos. Apesar dos baixos investimentos em P&D para o uso energético da madeira e derivados, o Brasil tem um pequeno, porém competente grupo de especialistas. Se comprovadas as virtudes dos torrefados, ajudarão a mitigar as emissões das termelétricas para as quais a lei brasileira já impõe limites de emissão do CO2.

O consumo de pellets na Europa pulou de meio para treze milhões de toneladas na primeira década, do século, um crescimento anual explosivo de 38%. Mais de 20% dos pellets são importados dos EUA e do Canadá. Em 2010 foram estabelecidos normas e padrões internacionais para o biocombustível que vai se tornando uma importante “commodity energética” que movimenta em torno de dois bilhões de euros naquele continente. Com isso, é possível otimizar os processos de pro- Esses avanços servirão de paradigma para alavancar a cadeia dos pirolizados em geral, notadamente o carvão vegetal. O dução e dos bicombustíveis densificados. Brasil é o único país do mundo a produzir gusa Essa evolução desperta com carvão vegetal em o interesse pelo “torrelarga escala (30% da defado”, um derivado sólimanda do país). Pela audo obtido aquecendo os sência de enxofre e conresíduos a 250°C na autaminantes esse gusa sência de oxigênio. Com tem elevada qualidade. densidade energética A organização da cadeia superior à dos pellets de para esse biocombuscondensados e próxima tível e uso dos voláteis à do carvão mineral, esse organizará o mercado biocombustível pode ser com sinais econômicos estocado por longos períodos sendo mais apropriado ao transporte e à formação de adequados à criação e desenvolvimento de biorefinarias, com estoques. Empresas elétricas norte-americanas estudam seu o aumento da receita dos produtores do carvão vegetal em bauso para substituir 100% do carvão mineral na geração elé- ses modernas. trica. O Brasil terá a oportunidade, assim, de rapidamente liderar o Essas novidades me fazem crer que forças de mercado vão desenvolvimento tecnológico e o domínio da produção e uso organizar no Brasil a cadeia da madeira energética. A deman- desses biocombustíveis, mais adaptados ao país e a todos pada para exportação de densificados já mobiliza iniciativas no íses da faixa tropical, para competirem com os combustíveis país e já levanta polêmicas sobre se valeria a pena a plantação fósseis. densificada. A exportação é pequena e dificultada por fatores Fonte: INEE - Instituto Nacional de Eficiência Energética

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Biomassa para a geração de energia Biomassa é todo recurso renovável oriundo de matéria orgânica (de origem animal ou vegetal), existente na natureza ou gerado pelo homem e/ou animais, como resíduos sólidos urbanos, rurais (agrícolas e de pecuária), agroindustriais e da silvicultura, que podem ser utilizados para produção de energia. Também são incluídos os combustíveis produzidos a partir de resíduos e produtos agrícolas como óleos vegetais, carvão vegetal e os biocombustíveis líquidos, como biodiesel e etanol. Recentemente, nota-se interesse crescente pelo aproveitamento energético dos resíduos rurais e urbanos. O uso da biomassa traz vantagens (i) ambientais - pela redução na emissão de poluentes locais e globais (gases de efeito estufa), principalmente no setor de transporte, que é o mais impactante; (ii) estratégicas - pela garantia da segurança energética, principalmente dos países em desenvolvimento dependentes de importações de petróleo; (iii) socioeconômicas - pela redução da pobreza, particularmente pela geração de empregos na zona rural e acesso à energia em regiões de baixa renda como nas comunidades isoladas brasileiras e em países pobres da África e da Ásia. A bioenergia, além de contribuir para a melhoria da qualidade de vida da população, auxilia na geração de renda por agregar valor em atividades sustentáveis extrativistas, por exemplo.

pactos ambientais decorrentes das diferentes matérias-primas para biodiesel. O Brasil tem capacidade instalada de 5,8 bilhões de litros de biodiesel (B100), mas em 2010 produziu apenas cerca de 2,4 bilhões de litros, sendo o metanol e o óleo de soja as principais matérias-primas. Em relação aos biocombustíveis líquidos, o Brasil é pioneiro no uso de etanol como combustível de automóveis com o PROALCOOL na década de 1970. Hoje, continua valorizando o uso deste combustível nas frotas de veículos leves, principalmente com o advento da tecnologia flex. Recentemente, o projeto Best – “Bioethanol for sustainable transport”, coordenado no Brasil pelo CENBIO, contribuiu para que ônibus movidos a etanol aditivado fossem introduzidos à frota da cidade de São Paulo. Em 2010, a produção nacional de etanol anidro e hidratado alcançou cerca de 28 bilhões de litros (70% de etanol hidratado para abastecimento da frota automotiva e 30% de álcool anidro para ser misturado à gasolina A e formar a gasolina C).

A matriz de energia elétrica brasileira também é impactada positivamente pela biomassa, por meio de usinas termoelétricas que representam 7% do total gerado. Somente o bagaço de cana-de-açúcar é responsável por mais de 80% desta energia. Licor Negro, resíduos de madeira, carvão veRessalta-se a importância do uso da biomassa moderna, getal, biogás, casca de arroz e capim elefante são os outros baseada em tecnologias mais eficientes de combustão dire- tipos de biomassa que já contribuem para a geração de energia ta de biomassa (fogões e fornos) e tecnologias avançadas de elétrica. conversão de biomassa para que seja garantida a renovabiliTal contribuição poderia ser ampliada. A última edição dade e a sustentabilidade dos recursos. Neste sentido, uma do Atlas de Bioenergia do Brasil aponta que o potencial das importante ferramenta é a Avaliação de Ciclo de Vida (ACV). cascas de amendoim, de arroz e de coco é da ordem de 330 O CENBIO investiga três formas de geração de energia elétri- MW/ano; o dos resíduos da cana-de-açúcar (bagaço, palha e ca a partir de resíduos sólidos urbanos e lodo proveniente de pontas) é de 9 GW por safra; o dos resíduos da silvicultura, estação de tratamento de esgoto: tratamento por incineração; cerca de 2 GW/ano; enquanto o biogás proveniente da decomtratamento mecânico biológico; e disposição final em aterro posição dos resíduos sólidos depositados em aterros sanitásanitário. rios e do tratamento anaeróbio em estações de tratamento de Assim, com os resultados da análise ambiental, econô- esgoto tem potencial de 320 MW, e o biogás gerado na suinomica e social que têm previsão de divulgação para o início de cultura tem potencial de 220 MW. 2014, o CENBIO pretende colaborar com o poder público na seleção de alternativas para o problema crescente do lixo municipal, e contribuir para que a Política Nacional de Resíduos Sólidos, que proíbe a disposição de resíduos sem prévio tratamento a partir de 2014, seja colocada em prática.

Assim, nota-se que a biomassa moderna tem muito a colaborar para aumentar ainda mais a participação da energia renovável na matriz elétrica brasileira, que já é da ordem de 80%, somando as usinas hidroelétricas, eólicas e de biomassa. Contudo, com exceção de grandes indústrias como as sucroEm outro estudo, o CENBIO realiza uma análise compa- alcooleiras e de papel e celulose, as fontes de biomassa ainda rativa por meio da ACV de biodiesel produzido a partir de soja são pouco exploradas no Brasil e merecem atenção especial da e gordura animal (sebo bovino), pelas vias metílica e etílica, iniciativa privada e do governo. e pretende contribuir para elucidar a discussão sobre os im- Fonte: Centro Nacional de ReferÊncia em Biomassa - CENBIO 48 | Anuário 2012/2013


Biomassa

Uma Revolução Energética Sustentabilidade e uso de recursos renováveis não são Unindo o conceito de biomassa ao agronegócio, a New Holland está aplicando no Brasil projetos que permitem gerar mais apenas opções para o agronegócio. Hoje, já existe a consciência de que, para se produzir, é preciso usufruir da nature- energia sustentável através de biomassas residuais e plantadas. O primeiro projeto foi desenvolvido em parceria com o za de maneira consciente e responsável. Centro de Tecnologia Canavieira (CTC) e visa a utilização da A Biomassa, que conceitualmente é todo recurso renová- palha residual da colheita mecanizada da cana-de-açúcar. O vel oriundo de matéria orgânica (vegetal ou animal) utilizado segundo projeto é voltado para o setor florestal, e tem como na produção de energia, vem ano após ano aumentando sua matéria prima o eucalipto oriundo de plantios adensados de participação na matriz energética brasileira. Desta maneira, curta rotação, a Floresta Energética. A parceria com a Univercontribui para a diversidade de fontes de energia renováveis, sidade Estadual Paulista (UNESP), através do Campus de Bogarantindo participação superior à 45% de toda energia gera- tucatu, é estratégica para o sucesso deste projeto. da no país destacando o Brasil como referência mundial em A Força da Cana-de-açúcar fontes renováveis. Desde 2010 a New Holland desenvolveu pesquisas A Biomassa pode ser dividida em dois grandes grupos: as com o CTC para utilização de enfardadoras no processo de residuais e as plantadas. Como principal exemplo de Biomas- recolhimento e aproveitamento da palha da cana de açúcar. sa Plantada temos a cana-de-açúcar, que é cultivada em mais O objetivo é a geração de energia através da queima desta de 8,5 milhões de hectares. Pensando em Biomassa Residual biomassa, aliando as necessidades de redução de custos opepodemos utilizar como exemplo o bagaço da cana-de-açúcar, racionais agrícolas e industriais. Durante este período foram um resíduo industrial da produção de açúcar e álcool que pas- recolhidos e enfardados mais de 15.000 toneladas. O processo sou de um problema para a indústria canavieira para impor- de recolhimento da palha se divide em uma série de etapas: tante subproduto, tendo seu valor em toneladas muitas vezes aleiramento, recolhimento e enfardamento, carregamento, superior ao valor da própria tonelada de cana. recepção e preparo. Após a colheita mecanizada a palha é dei-

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xada sobre o solo por um período de 7 a 10 dias, durante este período a palha irá de 50% de umidade para menos de 15%, esta etapa é fundamental para garantirmos um elevado poder calorífico do material e desempenho operacional dos equipamentos. Quando o material se encontra em condições ideais, a palha é acumulada em leiras (a quantidade de palha a ser recolhida irá depender de condições agronômicas e edafo-climáticas). Após o aleiramento, é feito o recolhimento e enfardamento do material. Nos ensaios foi utilizada a enfardadora BB9080 que produz fardos gigantes que podem pesar 500 kg, com densidade de 180 kg/m3. O ganho do processo está no aumento da densidade da palha que viabiliza toda a logística do recolhimento da palha. Os fardos formados são retirados do campo por uma carreta específica que diminuiu os impactos da compactação. Carregados e transportados até a usina serão processados e misturados ao bagaço para queima e consequente cogeração.

massa seja para produção de pellets ou briquetes (até mesmo combustão direta), associamos mais ao aproveitamento de resíduos. Isto se deve ao fato de que a colheita de uma Floresta Energética passa por inúmeros processo, tais como: corte, carregamento, transporte, processamento em cavacos. O objetivo dos testes feitos com a colhedora é o de viabilizar, em um único processo de colheita, todos esses processos. Este conceito já é amplamente utilizado na Europa com madeiras mais leves, como o álamo. No Brasil os primeiros testes com eucalipto apontam para viabilidade da operação. Porém para este projeto deveremos levar em consideração os custos da formação de uma floresta adensada. Por se tratar de uma Biomassa plantada, esta avaliação será fundamental para a recomendação desta nova tecnologia.

Em média a conversão de toneladas de palha para MWh é de 0,7 (este valore pode ser maior em função do tipo de caldeira utilizado, podendo chegar até 0,88). Ou seja, é preciso de aproximadamente 1,4 toneladas de palha para gerarmos 1 MWh. Considerando que das 14 toneladas por hectare de palha disponível após a colheita mecanizada iremos recolher em média 50%, cada hectare tem potencial de geração de 5,0 MWh.

como todos os aspectos agrícolas, agronômicos e financeiros. De nada adianta termos uma máquina que colhe eucalipto se não conhecermos os custos e como deve ser manejada uma Floresta Energética. Por isso a importância de parcerias para o desenvolvimento destas pesquisas.

Florestas Energéticas Em parceria com a UNESP/Botucatu a New Holland esta realizando pesquisa na área florestal com a colhedora FR9060 associada a plataforma coppice 130FB, plataforma que permite colher eucaliptos com até 15 cm de base.

Hoje quando se fala em eucalipto como fonte de Bio-

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O importante é reforçarmos a importância de mapearmos toda a operação e as atividades complementares, assim

O Futuro das Energias Renováveis A utilização de Biomassa como fonte renovável é uma realidade com tendência a rápida evolução para os próximos anos. É fundamental agora que se consiga alinhar as estratégias políticas para fomentar a utilização de todas elas. Não deve haver competição e sim complementariedade, pois nosso país e vasto e requer soluções distintas em função de cada ambiente social e econômico. A indústria, por sua vez, deve estar preparada para atender às demandas necessárias e viabilizar o uso de todas.


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Biomassa como fonte alternativa de energia Atualmente a maioria dos países está promovendo ações para que as energias alternativas renováveis tenham participação significativa em suas matrizes energéticas. A motivação para essa mudança de postura é a necessidade de redução do uso de derivados do petróleo e, conseqüentemente, a dependência energética desses países em relação aos países exportadores de petróleo. Além disso, a redução no consumo dos derivados do petróleo também diminui a emissão de gases promotores do efeito estufa. Neste contexto destaca-se a biomassa residual. A energia de biomassa é aquela fornecida por materiais de origem vegetal renovável ou obtido pela decomposição de dejetos. O Brasil tem desenvolvido tecnologia há vários anos para a utilização da biomassa como fonte geradora de energia, gerando empregos e com muito pouco recurso financeiro. Hoje são conhecidas -diversas fontes renováveis de biomassa como: lenha, carvão vegetal, babaçu, óleos vegetais, resíduos vegetais, sisal, biogás, casca de arroz, cana de açúcar, dentre outros. 52 | Anuário 2012/2013

Formação de Biomassa

Considera-se que a médio e longo prazo a exaustão de fontes não-renováveis e as pressões ambientalistas poderão acarretar maior aproveitamento energético da biomassa. Dessa forma, espera-se que a utilização da biomassa, como fonte de energia, aumente consideravelmente, através de uma política clara de comercialização. A biomassa é qualquer matéria orgânica que possa ser transformada em energia mecânica, térmica ou elétrica. De acordo com a sua origem, pode ser: florestal (madeira, principalmente), agrícola (soja, arroz e cana-de-açúcar, entre outras) e rejeitos urbanos e industriais (sólidos ou líquidos, como o lixo). Os derivados obtidos dependem tanto da matéria-prima utilizada (cujo potencial energético varia de tipo para tipo) quanto da tecnologia de processamento para obtenção dos energéticos. A energia da biomassa é a energia que se obtém durante a transformação de produtos de origem animal e vegetal para a produção de energia calorífica e elétrica. A formação de biomassa a


partir de energia solar é realizada pelo processo denominado de fotossíntese, pelas plantas que, por sua vez, está acionando a cadeia biológica. Através da fotossíntese, plantas que contêm clorofila transformam o dióxido de carbono e a água mineral a partir de produtos sem valor energético, em materiais orgânicos com alto teor energético e, por sua vez, servem de alimento para os outros seres vivos. A biomassa através destes processos armazena a curto prazo a energia solar sob a forma de carbono. A energia armazenada no processo fotossintético pode ser posteriormente transformada em calor, eletricidade ou combustível a partir de plantas, liberando novamente o dióxido de carbono armazenado. As fontes da biomassa podem ser obtidas através de vegetais não-lenhosos, de vegetais lenhosos, como é o caso da madeira e seus resíduos, e também de resíduos orgânicos, nos quais encontramos os resíduos agrícolas, urbanos e industriais. Assim como, também se pode obter biomassa dos biofluidos, como os óleos vegetais, tendo como exemplo, a mamona e a soja.

Fontes de Biomassa A biomassa é considerada uma fonte de energia renovável devido ao fato de que a sua reposição na natureza pode ser feita sem grandes dificuldades em prazos de apenas alguns anos ou até menos, ao contrário dos combustíveis fósseis, os quais a reposição natural envolve milhares de anos e condições favoráveis. Apenas há pouco mais de 100 anos a biomassa começou a perder cada vez mais sua liderança histórica para a energia do carvão, e depois, com o crescimento contínuo do petróleo e do gás natural, a utilização da biomassa foi reduzida praticamente às residências particulares em regiões agrícolas. De acordo com a ANEEL, historicamente a biomassa residual tem sido pouco expressiva na matriz energética mundial, ao contrário do que ocorre com outras fontes, como carvão, energia hidráulica ou petróleo, não tem sido contabilizada com precisão. As estimativas mais aceitas indicam que representa cerca de 13% do consumo mundial de energia primária. Porém, com a necessidade de redução no consumo de combustíveis fósseis, a biomassa residual passou a ser uma importante fonte alternativa de energia. Em vista disso, atualmente ela é considerada uma das principais alternativas para a diversificação da matriz energética e a conseqüente redução da dependência dos combustíveis. A biomassa possui um enorme potencial para contribuir com o fornecimento total de energia nas próximas décadas. A Agência Internacional de Energia (AIE) calcula que dentro de aproximadamente 20 anos cerca de 30% do total da energia consumida pela humanidade será proveniente das fontes renováveis, que hoje representam 14% da energia produzida no mundo, em que a biomassa tem 11,4% na participação da oferta. Quando se busca determinada disponibilidade de biomassa energética em um país ou região, é importante considerar as restrições de ordem ecológica, econômica (incluindo a social e a política) e tecnológica. Somente assim toda a biomassa potencialmente disponível pode assumir o conceito de reserva, a partir do qual se determina o potencial anual de produção. As restrições

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Matriz de Consumo Final de Energia nos Anos 1973 e 2006

Projeções da Contribuição Mundial das Energias Renováveis. Mtep* Biomassa PCHs Hidros Grandes e Médias Eólica Solar Fotovoltaica (PV) Solar Térmica, Calor Solar Térmica, Eletricidade Geotermal Marinha (Marés, Ondas, Correntes) Total Renováveis Mtep* Consumo Total Renováveis / Total (%)

2001 10.038,3 13,6

2001 1.080 9,5 222,7 4,7 0,2 4,1 0,1 43,2 0,05 1.364,5 2010 10.549 16,6

2010 1.313 19 266 44 2 15 0,4 86 0,1 1.745,5

2020 1.791 49 309 266 24 66 3 186 0,4 2.694,4

2020 11.425 23,6

2030 12.352 34,7

2030 2.483 106 341 542 221 244 16 333 3 4.289

2040 3.271 189 358 688 784 480 68 493 20 6.351 2040 13.310 47,7

Fonte: Goldemberg e Lucon (2008). Nota: (*) Mtep (Milhões de Toneladas Equivalentes de Petróleo).

ecológicas estão associadas à preservação do meio ambiente e à qualidade de vida. As limitações econômicas são analisadas em dois níveis, sendo que, em primeiro lugar, é necessário saber se a biomassa a ser explorada energeticamente não tem outros usos mais econômicos, como industrial ou alimentício e em segundo lugar, se todos os custos da biomassa explorada são compatíveis com os benefícios energéticos e comparáveis com os demais combustíveis. Finalmente, as restrições tecnológicas se devem à existência ou não de processos confiáveis e operações para conversão da biomassa em combustíveis de uso mais geral. 54 | Anuário 2012/2013

Geração de Energia Analisando as tecnologias das fontes energéticas alternativas renováveis, somente a biomassa, utilizada em processos modernos com elevada eficiência tecnológica, possui a flexibilidade de suprir energéticos tanto para a produção de energia elétrica quanto para mover o setor de transporte. Em vista disso, há diferentes tecnologias para o processamento e transformação de energia, mas todas as tecnologias de biomassa atualmente usadas no mundo possuem dois problemas cruciais: o custo da biomassa e a eficiência energética de sua ca-


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deia produtiva.

cessárias ao processo termoquímico, este poderá compreender diversas alternativas, como a queima direta ou pirólise, gaseificação e liquefação para, finalmente, ser encaminhado ao processo de combustão final. Quanto aos grupos de equipamentos necessários à implementação de um processo termelétrico a partir da biomassa, tem como opção o sistema de conversão energética entre turbina a gás e a turbina a vapor, ou ambas, no caso de ciclo combinado.

Todo o planejamento do cenário de tecnologias passíveis de serem aplicados à conversão do conteúdo energético primário da biomassa passa pela definição do propósito de uso desta energia. Por isso, reduzindo-se o perfil de usos da energia às opções de aproveitamento térmico, cogeração ou exclusivamente geração de energia elétrica, verifica-se que, na maioria dos casos, há necessidade de algum processo de tratamento da biomassa para seu aproveitamento energético. Com rela- A evolução do mercado das tecnologias de produção de enerção a esses processos, a biomassa pode sofrer três tipos de gia a partir da biomassa está majoritariamente associada a asinterferência primária: pectos ambientais, priorizando a necessidade de minimização Processos Físico-Químicos: Como moagem, atomização, se- das emissões atmosféricas que causam impactos ambientais.

cagem, prensagem, extração, etc.; Processos Microbiológicos: Como fermentação para obtenção de álcool etílico, digestão Impactos Ambientais anaeróbia, etc.; Processos Termoquímicos: Podem ser precedidos dos processos anteriores, e incluírem combustão direta, Os impactos ambientais da biomassa residual podem ser observados nas águas, devido às escalas preocupantes pelos efeigaseificação, pirólise, etc. tos cumulativos das concentrações de nutrientes orgânicos e Estes processos de alteração das características físico-quími- inorgânicos, que ocasionam a redução da qualidade das águas cas são necessários, pois os combustíveis em sua forma bruta de lençóis freáticos, reservatórios e lagos. não estão em condições favoráveis ao transporte, manipulação ou mesmo, em uma granulometria adequada, a obter uma Quando a biomassa residual é lançada diretamente na água, boa eficiência de reação associada ao processo selecionado sem passar por um processo de tratamento, causa inúmeros como melhor alternativa tecnológica. Dessa forma, uma vez problemas que comprometem a qualidade dos recursos hídrique o combustível esteja condicionado às características ne- cos e colabora para o desequilíbrio ambiental entre as diversas espécies, sendo esses efeitos sentidos também pelo homem. A água tem a capacidade de diluir e assimilar a carga orgânica presente na biomassa, sendo que essa degradação é realizada por organismos aeróbios que consomem o oxigênio disponível na água, e quando existe a abundância de matéria orgânica, cresce o número de indivíduos que atuam na degradação da mesma, e conseqüentemente pode-se chegar ao desaparecimento do oxigênio disponível no corpo hídrico.

Uso da biomassa como fonte primária de energia.

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Dessa maneira, estes baixos índices de oxigênio dissolvido na água comprometem as outras formas de vida, principalmente os organismos aeróbios, que acabam morrendo pela falta de oxigênio e com isto há a prevalência de microorganismos anaeróbios. Além do problema relacionado à falta da quantidade de oxigênio necessária no corpo hídrico, tem-se também o problema da eutrofização artificial, que decorre do aumento da concentração de nutrientes, principalmente o nitrogênio e o fósforo. A eutrofização artificial pode ser considerada uma forma de poluição, pois se caracteriza por ser um processo dinâmico, onde causa grandes modificações, quantitativas e qualitativas, nas comunidades aquáticas, nas condições físicas e químicas e do nível de produção do sistema.


Além dos impactos ambientais da biomassa residual nos recursos hídricos, o solo também é considerado outro compartimento ambiental profundamente afetado pela disposição inadequada da biomassa residual. Na maioria das vezes, somado ao fato de haver a contaminação do solo por causa da biomassa, essa acaba sendo transferida para os corpos hídricos devido ao carreamento provocado pelas chuvas. Diversos outros fatores estão relacionados à disposição da biomassa, sendo inclusive muitos associados aos problemas de saúde pública e ambiental. Portanto, devido às suas características físicoquímicas e biológicas, a biomassa residual, antes de sua disposição final necessita passar por um processo de tratamento adequado, visando à redução do seu potencial poluidor.

de tratamento e valorização de resíduos, apresenta inegáveis vantagens, o que conduz a crescentes interesses por parte de entidades públicas e privadas, na sua aplicação em resíduos de natureza orgânica. Entretanto, para a escolha de qual processo adotar para o tratamento da biomassa residual, demanda uma série de conhecimentos sobre o funcionamento do mecanismo escolhido. No Brasil, devido às condições ambientais favoráveis, utilizase na maior parte, o tratamento anaeróbio, pois a operação do mesmo é de baixo custo e gera subprodutos com grande aplicação e bom retorno econômico. Nesta linha, destaca-se a utilização de Upflow Anaerobic Sludge Blaket (UASB - Reator Anaeróbio de Manta de Lodo), lagoas de estabilização e biodigestores, entre outros.

Tratamento da Biomassa O tratamento da biomassa residual é formado por uma série de operações conhecidas como operações unitárias, que removem as substâncias desejáveis, ou as transformam em outras substâncias mais aceitáveis. Dessa forma, os níveis de tratamento se classificam em tratamento preliminar, primário, secundário e terciário. O tratamento secundário utilizase de processos biológicos, ou seja, reações bioquímicas realizadas por microorganismos para remover a matéria orgânica presente na biomassa residual. Por meio dos processos biológicos ocorre a maior redução da Conversão Biológica em Sistema Aeróbio. carga orgânica com potencial poluidor presente na biomassa. Assim sendo, esses processos biológicos utilizados para o traReator AnaeróbioDQO (100%)Biogás (70 a 90%)Efluente (10 tamento da biomassa se classificam em processos aeróbios e a 30%)Lodo (5 a 15%). anaeróbios. Nos sistemas aeróbios há a injeção de gás oxigênio para a remoção da matéria orgânica, sendo que nos sistemas anaeróbios a remoção se dá em condições de anaerobiose, ou seja, na ausência de oxigênio. No primeiro sistema, aproximadamente 40 a 50% da matéria orgânica é biodegradada, sendo convertida em CO2, o restante, de 50 a 60%, constitui o lodo, que é composto por biomassa microbiana. O material que não é biodegradável atinge um total de 5 a 10%. Já nos sistemas anaeróbios esse balanço de massa se dá da seguinte forma: 70 a 90% do material orgânico é biodegradável e é convertido em biogás, de 5 a 10% é convertido em biomassa microbiana, e de 10 a 30% não é Conversão Biológica em Sistema Anaeróbio biodegradável. Atualmente, muitos estudos estão voltados para a compreenOs sistemas anaeróbios são uma das tecnologias atualmente são do sistema biológico da biodigestão anaeróbia, pois esse disponível, capaz de contribuir para a redução da poluição am- processo é um dos mais promissores no campo da biotecnobiental e, ao mesmo tempo, de valorizar os subprodutos em logia, uma vez que pode promover a degradação de resíduos causa. Dessa maneira, a biodigestão anaeróbia como processo orgânicos que são gerados em grandes quantidades em áreas

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Tabela 2 - Vantagens e Desvantagens do Sistema de Tratamento Anaeróbio. Vantagens

Desvantagens

Baixa produção de sólidos, cerca de 5 a 10 vezes inferior à que ocorre nos processos aeróbios Baixo consumo de energia, usualmente associado a uma elevatória de chegada. Isso faz com que os sistemas tenham custos operacionais muito baixos Baixa demanda de área Baixos custos de implantação, de ordem de R$ 20 a 40 per capita Produção de metano, um gás combustível de elevado teor calorífico Possibilidade de preservação da biomassa, sem alimentação do reator, por vários meses Tolerância e elevadas cargas orgânicas, podendo ser aplicado em pequena e grande escala e há baixo consumo de nutrientes

As bactérias anaeróbias são susceptíveis à inibição por um grande número de compostos A partida do processo pode ser lenta, na ausência de lodo de semeadura adaptado Alguma forma de pós-tratamento é usualmente necessária A bioquímica e a microbiologia da digestão anaeróbia são complexas Possibilidade de geração de maus odores, porém controláveis Possibilidade de geração de efluente com aspecto desagradável Remoção de nitrogênio, fósforo e patógenos insatisfatória.

Fonte: Chemicaro (1997) apud Chemicaro et al. (2001).

urbanas, em atividades industriais e agroindustriais .

Escola USP,

Além disso, destaca-se o meio rural, ao qual, à medida que se intensifica a modernização dos sistemas criatórios, se intensificam também as necessidades energéticas e a geração de resíduos. Assim, o desenvolvimento tecnológico da biodigestão anaeróbia está ligado à problemática do tratamento dos resíduos industriais, dos resíduos urbanos, como é o caso dos esgotos, e dos resíduos provenientes da atividade agropecuária, como é o caso dos estercos.

Rui Alexandre Pereira Faria - Biólogo, Mestrando em Energia na Agricul-

A utilização da energia da biomassa residual é fundamental para o desenvolvimento de novas alternativas energéticas, pois é renovável e gera baixas quantidades de poluentes. No entanto, esse recurso nunca foi tratado pelas autoridades como uma fonte nobre, como se considera a energia hidráulica, petróleo, gás natural, carvão mineral e nuclear, ao qual existem políticas energéticas específicas. Em vista disso, torna-se necessário desenvolver mecanismos que incentivem a geração de energia a partir de biomassa, já que este é um recurso bastante abundante em nosso país, pois é proveniente das diversas atividades produtivas. Autores: Dangela Maria Fernandes - Engª Ambiental, Mestranda em Energia na Agricultura pela UNIOESTE, Ana Beatryz Prenzier Suzuki - Engª Agrônoma, Mestranda em Energia na Agricultura pela UNIOESTE, Ana Carla Vieira - Engª Ambiental, Mestranda em Energia na Agricultura pela UNIOESTE, Izabela Regina Costa Araújo - Engª Florestal, Especializando em Engenharia de Segurança do Trabalho pela UTFPR, Ricardo Nagamine Costanzi – Engº Civil, Doutor em Saneamento pela

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tura pela UNIOESTE Thiago Edwiges – Engº Ambiental, Mestrando em Energia na Agricultura pela UNIOESTE .


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Carvão vegetal:

Biocombustível sólido renovável

Durante os últimos 10 anos, as empresas brasileiras do setor de base florestal, sustentadas no crescimento interno e nas cotações internacionais, montaram fortes estratégias com o objetivo de acompanhar o crescimento generalizado de outros setores da economia. Dentro desse contexto, a busca de uma economia de escala levou diversas empresas a aquisições e fusões com similares e também à realização de investimentos que aumentassem sua produção e, consequentemente, sua competitividade. Como resultado, o País cresceu em importância como exportador de produtos como ferrogusa, ferroligas, aço, celulose, painéis e móveis. 60 | Anuário 2012/2013

A súbita mudança de ordem econômica ocorrida no cenário mundial a partir de setembro de 2008 provocou marcantes alterações na economia nacional e quebrou um ciclo de otimismo vivido pelo setor de base florestal brasileiro, especialmente nos últimos 5 anos. A área de florestas plantadas anualmente, que crescera, em média, quase 20% ao ano entre 2003 e 2008, aponta nos últimos anos queda. Embora todas as atividades econômicas tenham sido afetadas pela recessão global, a indústria siderúrgica foi, de início, a mais duramente castigada. Os


efeitos da crise sobre as ferroligas não foram tão imediatos, mas, já agora se fazem sentir com a redução da produção e a pior das conseqüências: a perda de grande número de postos de trabalho.

a expansão dos plantios florestais de modo a suprir a crescente demanda industrial de madeira e derivados. Além da demanda evidente, é muito provável que haja também uma grande demanda reprimida, isto é, uma escassez da matéria-prima que impede o aparecimento Dentro de um sistema de produção integrado, a de novas indústrias. perda de mercado do produto final, seja ele ferro-gusa, ferroliga ou aço, acaba refletindo em toda a cadeia proComo se observa, o consumo de material de origem dutiva. nativa ainda é bastante elevado. Como têm crescido as restrições legais ao seu uso, é correto presumir que, Os estudos de cenários futuros têm sido crescenteSequência de colheitas mente utilizados na área de planejamento estratégico Próximos anos de pequenas e grandes empresas, por oferecer um reUnidade: 1.000 ha ferencial de alternativas em face das quais as decisões Ano 1ª Rot 2ª Rot 3ª Rot serão tomadas. Num cenário de crise mundial, quando aumentam as incertezas em quase todas as atividades 2011 92 18 109 econômicas, cresce também a necessidade de análise e 2012 112 17 40 reflexão sobre as perspectivas futuras de cada ramo de 2013 99 21 52 negócios, mesmo tendo-se em conta que o futuro é algo 2014 110 27 39 incerto e indeterminado. É claro que as estimativas usa2015 130 39 30 das aqui levam em consideração o contexto econômico da atualidade, porém, as projeções futuras baseiam-se, 2016 60 47 22 fundamentalmente, nas tendências históricas observa2017 100 65 15 das na última década. 2018 110 92 18 2019 120 112 17 A siderurgia a carvão vegetal brasileira é única no 2020 130 99 21 mundo e, por depender da cadeia produtiva de base florestal, constitui importante fator de inclusão social na medida em que gera empregos e renda em todas as camadas sociais. Importante é também ressaltar que os dentro de no máximo 10 anos, somente será consumibenefícios da silvicultura sistematizada não se limitam do carvão vegetal originário de florestas plantadas ou apenas aos aspectos socioeconômicos. De fato, todos os de matas naturais em regime manejo sustentável. vegetais em processo de crescimento retiram gás carbônico da atmosfera, porém, pelas suas dimensões, pela Todos os prognósticos da economia mundial deisuperfície foliar e pelo ciclo de colheita, as árvores fa- xam claro quea situação da economia brasileira não é zem isso com particular eficiência. Num sistema de ren- das piores, porém, não há dúvidas de que haverá redudimento sustentável, para cada 01 hectare em processo ção do crescimento e, portanto, redução geral do consude colheita, existem mais 06 em fase de crescimento, mo. É claro que essa situação não vai continuar indefiretirando carbono da atmosfera e amenizando as varia- nidamente. ções climáticas. Nunca é demais lembrar que o carvão vegetal é um biocombustível sólido renovável Vale ainda ressaltar que os produtos siderúrgicos brasileiros elaborados com carvão vegetal, desfrutam Na última década, o consumo de carvão atingiu seu de ótimo conceito nos mercados mundiais. Isso signiponto máximo, quanto foram produzidos e consumidos fica que, tão logo haja uma retomada de crescimento, mais de 38 milhões de mdc(¹). São bem conhecidos os esses produtos voltarão a ter seus mercados garantidos, altos rendimentos alcançados pela silvicultura brasilei- com as naturais tendências de crescimento em médio e ra, no entanto, as plantações florestais homogêneas não longo prazos. Ademais, tanto pelo seu apelo ambiental são capazes de suprir toda a demanda das empresas, ha- quanto pelas suas qualidades intrínsecas, os produtos vendo um déficit anual médio de quase 50% (no míni- siderúrgicos brasileiros estão plenamente habilitados à mo 100 mil ha) que é suprido com resíduos e manejo conquista de novos mercados. de florestas naturais. Torna-se, portanto, necessária e urgente a implementação de medidas que incentivem De acordo com as previsões elaboradas por orga-

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Produção anual de carvão e o déficit florestal. Produção Anual de Carvão Possível com as Florestas Plantadas Existentes Unidade: 1.000 mdc Déficit Déficit Produção Consumo Ano 1ª Rot 2ª Rot 3ª Rot Possível Estimado 1.000.mdc 1.000 ha -440 -3,6 2011 11.040 1.800 8.720 21.560 22.000 -3.660 -30,5 2012 13.440 1.700 3.200 18.340 22.000 -4.860 -40,5 2013 11.880 2.100 4.160 18.140 23.000 -4.980 -41,5 2014 13.200 2.700 3.120 19.020 24.000 -3.100 -35,8 2015 15.600 3.900 2.400 21.900 25.000 -11.340 -74,5 2016 7.200 4.700 1.760 13.660 25.000 -6.300 -72,5 2017 12.000 6.500 1.200 19.700 26.000 -960 -38,8 2018 14.400 9.200 1.440 25.040 26.000 -40 -0,3 2019 14.400 11.200 1.360 26.960 27.000 180 1,5 2020 15.600 9.900 1.680 27.180 27.000

nismos internacionais, entre as quais o Banco Mundial, a retomada da plena atividade econômica será gradual. Portanto, a necessária autossuficiência em madeira para energia só será obtida com uma política de incentivos que inclua financiamentos a juros e prazos compatíveis com o ciclo da silvicultura e também uma redução do excessivo controle que o Estado exerce sobre as plantações florestais. Os plantios foram estimados levando-

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se em conta o crescimento da demanda de carvão até 2020 em conexão com a busca da sustentabilidade nesse mesmo ano. Com base nas áreas de plantios histórico e futuros, pode-se assumir que a seqüência de colheitas nos próximos anos.


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Gestão Sustentável de Biomassa com BIOBALER

O

atual contexto mundial aliado aos insistentes apelos pela preservação dos recursos naturais do nosso planeta, exigem hoje do setor industrial investimentos e uma atenção especial na busca por uma gestão eficiente de resíduos, também como do reaproveitamento para geração de energia por fontes limpas e renováveis.

co, a biomassa disponível no ambiente (resíduos).

A BioBaler vem preencher esta lacuna, uma vez que é capaz de picar, recolher e enfardar diferentes tipos de biomassa – eucaliptos, resíduos provenientes de poda das árvores, galhadas, bambus, laranjeiras, plantas e árvores invasivas, restolho da limpeza de áreas sob linhas de transmissão e beira de rodovias. Este material tem como destino a queima em caldeiras, entre outras aplicações para geração de energia a partir de biomassa.

A Siltomac é parceira e revendedora exclusiva do Anderson Group para atender este mercado emergente.

É capaz de produzir mais de 40 fardos/hora (20 toneladas/hora) nas plantações; e de 15 a 18 fardos/hora (de 8 a 10 toneladas/hora) em ambientes naturais, com os fardos pesando entre 500 kg e 600 kg, conforme o tipo de biomassa.

Com mais de 40 anos de experiência e know how no desenvolvimento e fabricação de maquinas para pecuária, a Siltomac agora concentra seu esforços também no setor de base florestal, com uma linha de máquinas e equipamentos de alta performance e tecnologia para a produção de bioenergia.

A biomassa de florestas e terras agrícolas é sempre reLíder do setor em todo o Brasil, a empresa represennovável e matéria-prima que se auto-mantém para a prota grandes marcas em nível mundial tais como; Anderson dução de energia limpa. A gestão sustentável dessas áreas Group, CLAAS, Dinamica Generale e Faresin. verdes garante um sistema inteligente e rentável de colheita da biomassa. Na busca por excelência pelo melhor atendimento, garantimos a nossos clientes a melhor e mais rápida assistênNos diferentes biomas, nas florestas e no sertão, a biocia técnica, pronta entrega nas peças de reposição, além de massa é colhida pela BioBaler para restaurar os habitats da uma equipe altamente treinada na produção e manutenção vida selvagem, reduzindo o risco de incêndios e minimidas máquinas e equipamentos. zando a utilização de herbicidas para manutenção destas áreas. Devido ao aumento da demanda energética em nosso país, e também pelo alto custo dessa mesma energia, as empresas buscam formas auto-sustentáveis para a geração e consumo de energia limpa, fazendo com que, a BioBaler torne-se um equipamento indispensável para estas empresas. O robusto maquinário da BioBaler consegue ter acesso e realizar o trabalho que outras máquinas automotrizes não atingem devido a diversos obstáculos, como tocos de árvores, caules, napier com mais de 5 metros, entre outros, aproveitando ainda, com seu alto desempenho tecnológi64 | Anuário 2012/2013

Responsabilidade ambiental A SILTOMAC, empresa extremamente preocupada com a responsabilidade ambiental disponibiliza ao mercado, equipamentos altamente eficazes com baixo consumo de potencia e de energia, de acordo com a regulamentação vigente. Não utilizamos em nossos processos de fabricação, nenhum item, produto ou procedimento que prejudique o meio-ambiente.


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Biomassa como fonte de energia

A

s sucessivas crises do petróleo na década de 1970 contribuíram para mostrar que os combustíveis fósseis não eram fontes inesgotáveis ao mesmo tempo em que evidenciaram a necessidade de fontes alternativas e renováveis de energia. Uma delas em particular, a biomassa vegetal, recebeu uma atenção especial. Para atender à demanda energética mundial e atual, as fontes de energia fósseis respondem por 80% do total, enquanto que a energia nuclear contribui com 6,5% e a hidráulica e as demais formas de energia renováveis representam 8%. Atualmente, para fins energéticos os resíduos dos sistemas de produções agrícolas e florestais são os mais utilizados. Dentre esses últimos se destacam os resíduos da transformação da madeira e da colheita florestal e finalmente as plantações com finalidades exclusivamente de produção de energia.

Por: Prof. Luiz Carlos Couto

subsaariana atingem cerca de 90%. Na China (rural) representa 70% e na América latina de 30 a 90%. A combustão é a principal fonte de emissão de dióxido de carbono (CO2) agente principal do efeito estufa, com destaque especial e majoritário para os combustíveis fósseis. Por outro lado, na combustão da biomassa florestal a quase totalidade de CO2 emitida corresponde praticamente àquela captada pelos vegetais fotossintetizadores em seu processo de crescimento. Isso significa que o CO2 liberado na atmosfera é o mesmo captado pelos vegetais clorofilados durante o seu crescimento não havendo assim, novas emissões de CO2 caracterizando assim para o carbono, o ciclo neutro ou fechado. No caso dos combustíveis fósseis ele é considerado aberto uma vez que a cada utilização aumenta a concentração de CO2 na atmosfera. Por essa razão é que a biomassa florestal é considerada um poço natural e inesgotável de CO2 e tido como o mais importante no planeta.

Essas últimas podem ser representadas, por exemplo, nos Estados Unidos pelo aspen e pelo willows respectivamente (Populus spp e Salix spp) e no Brasil, as plantações clonais de A biomassa para fins energéticos classicamente se apreseneucaliptos para a produção de biomassa para energia em curta tam sob a forma lenha; cavacos e os subprodutos de madeira rotação. densificada. Um desses subprodutos é o briquete, denominaSão nos países em desenvolvimento onde a biomassa florestal ção associada à sua forma inicial semelhante à de um tijolo (lenha e carvão vegetal) contribui com uma parcela importan- (brick), embora outras formas sejam conhecidas e utilizadas, te para suprir a demanda energética. Para aqueles da África ou seja, cilíndricas, discos, triangulares, octogonais e a de um 66 | Anuário 2012/2013


paralelepípedo. Essas diferentes formas se devem exclusivamente ao gabarito na saída da prensa. Na Europa os briquetes utilizados nas churrasqueiras apresentam forma circular ou de discos. A serragem constitui a base para a produção da madeira densificada (ex: briquetes). Ela tem origem na etapa do desdobro das toras (> teor de umidade), processamento mecânico da madeira (ex: indústria moveleira-< teor de umidade) e por fim, pelo aproveitamento dos resíduos do setor industrial madeireiro e daqueles oriundos da atividade de colheita florestal. Nesse último caso faz-se necessário processar todo esse material em um picador e em seguida, classificá-lo em uma granulometria apropriada (entre 5 e 10 mm). Os custos de produção serão em consequência maiores. O teor de umidade da serragem no primeiro caso estará entre 40 a 60% e no segundo caso, de 10 a 15%. Quanto ao PCI médio ele varia de 6 a 15,5 Mj/kg., principalmente em função do conteúdo médio de umidade na origem. Em linhas gerais, para a fabricação de briquetes se requer um teor de umidade entre 10 e 15% considerada a faixa ideal para a compactação do material. Valores acima de 15% do material exigirão uma pré-secagem.

de ligantes na biomassa só é permitida para briquetes de uso industrial. A notar igualmente que madeiras que tenham sido impregnadas por produtos químicos (fungicidas, inseticidas, agentes ignífugos etc.) não podem ser usadas na fabricação de briquete por questões ambientais. Não existe um equipamento industrial (prensa) capaz de processar qualquer tipo de matéria-prima. Cada novo projeto demanda uma análise precisa de tal forma que a unidade de produção deverá ser o melhor elo entre a matéria-prima bruta e o produto densificado (ex: briquete) às utilizações previstas. Certas matérias-primas podem ser processadas diretamente, outras necessitam de atividades preparatórias mais longas, que conforme cada matéria-prima e natureza dos subprodutos, deverão ser destinados de acordo com cada tipo de prensa.

Vários fatores deverão ser considerados na fabricação dos briquetes visando atender às especificações mínimas do produto final. Entre esses, citam-se o tipo e a natureza da matéria-prima, sua granulometria, conteúdo de umidade, pressão de trabalho, teor de matérias minerais, massa volúmica da matéria -prima, presença de materiais abrasivos e terra. O controle Sumariamente, a fabricação de briquetes consiste na com- dessas variáveis é que irá caracterizar os briquetes quanto à pactação a pressões elevadas da biomassa em uma prensa massa volúmica, resistência à abrasão, teor de matérias mi(briquetadeira) originando assim um material denso e muito nerais, conteúdo de umidade e poder calorífico inferior (PCI). coeso. Na aglomeração além da própria prensagem poderá ha- Não existe para os briquetes uma forma e dimensões definiver a adição ou não de algum agente ligante. Entre esses são das em função do tipo de prensa e utilização final dos mesconhecido parafina, emulsão de ceras, óleos essenciais, ácido mos, por exemplo, doméstica ou industrial. Alguns apresenesteárico e até mesmo a adição de algum óleo derivado do pe- tam dimensões da ordem de 5 a 10 cm de largura por 20 a 30 tróleo. Esses produtos quando utilizados não poderão exceder cm de comprimento com espessura variando de 2 a 4 cm é o 5% em relação ao peso da biomassa absolutamente seca. Na caso, por exemplo, dos briquetes de forma retangular. Para densificação sem a adição desses agentes, são os compostos aqueles de forma cilíndrica, são conhecidas dimensões valignocelulósicos, em particular, a lignina, que em razão de riando de 2 a 8 cm de diâmetro, e comprimento de 3 a 29 cm. uma forte pressão da ordem de 1450 psi (100 bars ou 1478,58 Nos briquetes cilíndricos e de maior dimensão, é comum que kg/cm2) aplicada sobre as partículas da madeira provoca uma os mesmos apresentem um orifício central a exemplo de uma elevação da temperatura (> 205 ºC). Em consequência, ocor- chaminé para aumentar a eficiência da combustão e a tiragem rerá uma fusão parcial desse polímero de tal maneira que após dos gases. Alguns poderão até receber a adição de algum proo seu resfriamento, a lignina agirá como se fosse um aglome- duto para mudar a coloração das chamas e provocar crepitarante para essas partículas. Esse fenômeno é conhecido por ção durante a combustão, É o caso, por exemplo, dos briquetransição vítrea típica desse polímero. O resfriamento dos tes utilizados em lareiras. Assim como no caso da morfologia briquetes ocorre na medida em eles saem da prensa via uma dos briquetes, não existe também uma massa volúmica e PCI correia transportadora de comprimento variável (ex: 10 m) aplicáveis a todos os tipos de briquetes, em razão de uma série e assim conduzidos até o local de armazenamento. A etapa de variáveis, como por exemplo: o tipo de prensa e processo de resfriamento é muito importante tendo em vista a fragi- de fabricação, granulometria, matéria-prima, nível de pressão lidade inicial dos briquetes e somente após o mesmo é que aplicado e teor de umidade entre outros. São usuais valores de serão maximizadas a eficácia das ligações entre as moléculas massas volúmicas compreendidas entre 650 a 1000 kg/m3 ou de lignina. As prensas do tipo parafuso com rosca-sem-fim até um pouco maiores e quanto ao PCI, ele varia entre 600 a são as mais empregadas na produção dos briquetes. A adição 800 kWh/t.. Ressalta-se que o PCI dos briquetes é cerca de 2,5

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a 3 vezes superior ao da lenha. Os briquetes vêm vem sendo utilizados desde os meados de 1970 quando surgiu nos EUA, e na Europa a partir de 1990. Entre outras características citadas precedentemente, a sua densidade energética elevada o fazem um biocombustível sólido altamente promissor e competitivo com outras formas de bioenergia. A sua combustão além do balanço neutro de carbono, é pouco impactante ao meio ambiente. Um inconveniente dos briquetes reside no fato de que dado às suas dimensões, a automatização na linha de alimentação constitui ainda um desafio, mas que logo deverá ser superado. Finalmente, o biocombustível sólido representado pelos briquetes pode e deve ser considerado por suas características favoráveis, uma solução alternativa aos combustíveis fósseis. Tecnologias necessárias para a sua produção já existem e são bem conhecidas. Um dos desafios, no entanto, para os países desenvolvidos e europeus em particular, está ligado à estabilidade de um aprovisionamento constante de matéria-prima e a custos compatíveis. Isso se deve ao fato de que nesses países os resíduos tem sido cada vez mais valorizado. A propósito, vale ressaltar que no caso dos países desenvolvidos os resíduos da transformação da matéria-prima, estão sendo cada vez mais destinados à fabricação de produtos de maior valor agregado ao invés da geração de energia. Concernente àqueles oriundos das atividades de colheita florestal nesses mesmos países, a disponibilidade dos mesmos depende, sobretudo, da vitalidade das respectivas indústrias para sua disponibilização. Dessa forma, torna-se evidente a necessidade de que se disponha nesse caso, de fontes alternativas de aprovisionamento exclusivamente para fins de geração de energia. Quanto ao Brasil, a disponibilidade e a oferta de resíduos oriundos do setor industrial madeireiro assim como aqueles resultantes das atividades de colheita florestal não constituem um problema, visto que são considerados significativamente abundantes. A propósito, pesquisadores da Universidade Federal do Pará – UFPA, têm mapeado em todo território paraense, as fontes de suprimentos em resíduos do setor industrial madeireiro. Nos Estados de Minas Gerais, São Paulo, Mato Grosso, Mato Grosso do Sul e Espírito Santo, dado ao grande número de empresas do setor produtivo de biomassa 68 | Anuário 2012/2013

florestal, a oferta de resíduos das atividades de colheita florestal é significativamente elevada para suportar produções de briquetes sob uma base sustentável. Adicionalmente, com o advento das plantações clonais de eucaliptos adensados para a produção de biomassa para energia de curta rotação, constituem uma realidade no país. Em efeito, as primeiras iniciativas ainda que relativamente recentes, nos Estados de São Paulo, Maranhão, Tocantins e Piauí, atestam a confiança do setor empresarial em apoiar programas de expansão da participação da biomassa florestal para a geração e/ou co-geração de energia. Esses projetos apresentam um grande potencial de serem implantados consorciados com outras fontes de biomassas vegetais e entre essas se destacam as gramíneas, o bagaço-de-cana, bambus e algumas leguminosas como a leucena e o sansão-do-campo ou sabiá. Dentro deste contexto, para o Brasil todas essas possibilidades de aprovisionamento de matéria-prima consolidadas, a oferta de bioenergia a partir de biocombustível sólido como, por exemplo, os briquetes favorecerão plenamente a autonomia energética em diferentes regiões e por consequência ao país como um todo, aumentando significamente dessa forma a participação da biomassa florestal na Matriz Energética Nacional. Finalmente, com a pressão das economias emergentes (China, Brasil, Índia, Rússia, África do Sul etc.) concernente ao consumo energético mundial, não existe nenhuma dúvida quanto ao consenso de que a tendência de elevação dos preços dos combustíveis fósseis deverá se acentuar nos anos a seguir. Esses se tornarão muito voláteis e variáveis em função do contexto geopolítico e econômico mundial. Por outro lado, a alta do preço das energias fósseis permitirá em consequência contribuir nos próximos anos, para uma recrudescência da popularidade da geração de energia a partir da biomassa florestal e em particular, com os combustíveis sólidos oriundos da madeira densificada (ex. briquetes e pellets). Trata-se, pois, de um mercado favorável e em franca expansão que poderão ser disponibilizados a custos favoráveis, sustentáveis e ecologicamente equilibrados. Dentro deste contexto, as potencialidades do Brasil são extremamente promissoras.


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Aproveitamento de resíduos para biomassa

Através da fotossíntese, as plantas capturam energia do sol e transformam em energia química. Esta energia pode ser convertida em eletricidade, combustível ou calor. As fontes orgânicas que são usadas para produzir energias usando este processo são chamadas de biomassa. Os combustíveis mais comuns da biomassa são os resíduos agrícolas, madeira e plantas como a cana-de-açúcar, que são colhidos com o objetivo de produzir energia. O lixo municipal pode ser convertido em combustível para o transporte, indústrias e mesmo residências.

neira significante para com a produção de energia elétrica. Pesquisadores estimam que com a recuperação de um terço dos resíduos disponíveis seria possível o atendimento de 10% do consumo elétrico mundial e que com um programa de plantio de 100 milhões de hectares de culturas especialmente para esta atividade seria possível atender 30% do consumo.

A produção de energia elétrica a partir da biomassa, atualmente é muito defendida como uma alternativa importante para países em desenvolvimento e também outros países. Programas nacionais começaram a ser desenvolvidos visando o incremento da eficiência de sistemas para a combustão, Os recursos renováveis representam cerca de 20% do supri- gaseificação e pirólise da biomassa. Segundo pesquisadores, mento total de energia no mundo, sendo 14% proveniente entre os programas nacionais bem sucedidos no mundo cide biomassa e 6% de fonte hídrica. No Brasil, a proporção da tam-se: energia total consumida é cerca de 35% de origem hídrica e • O PROÁLCOOl, Brasil 25% de origem em biomassa, significando que os recursos re• Aproveitamento de biogás na China nováveis suprem algo em torno de 2/3 dos requisitos energé• Aproveitamento de resíduos agrícolas na Grã-Bretanha ticos do País. • Aproveitamento do bagaço de cana nas Ilhas Maurício • Coque vegetal no Brasil Em condições favoráveis a biomassa pode contribuir de ma70 | Anuário 2012/2013


No Brasil cerca de 30% das necessidades energéticas são su- das indústrias sucro-alcooleira e de papel e celulose, que além de demandar potência elétrica e térmica, dispõem de compridas pela biomassa sob a forma de: bustíveis residuais que se integram de modo favorável ao pro• Lenha para queima direta nas padarias e cerâmicas • Carvão vegetal para redução de ferro gusa em fornos si- cesso de cogeração. A cogeração é usada em grande escala no derúrgicos e combustível alternativo nas fábricas de cimento mundo, inclusive com incentivos de governos e distribuidoras de energia. do norte e do nordeste • No sul do país queimam carvão mineral, álcool etílico ou álcool metílico para fins carburantes e para indústria química • O bagaço de cana e outros resíduos combustíveis são utilizados para geração de vapor para produzir eletricidade, como nas usinas de açúcar e álcool, que não necessitam de outro combustível, pelo contrário ainda sobra bagaço para indústria de celulose.

A produção elétrica nas usinas de açúcar e álcool, em sistemas de cogeração que usam o bagaço de cana como combustível, é uma prática tradicional deste segmento, em todo o Mundo. O que diferencia seu uso é a eficiência com que o potencial do bagaço é aproveitado. No Brasil, maior produtor mundial de cana-de-açúcar, a cogeração nas usinas de açúcar e álcool também é uma prática Outra forma de aproveitamento da biomassa é o Biogás que é tradicional, produzindo-se entre 20 a 30 kWh por tonelada de cana moída, como energia elétrica e mecânica, esta última uma fonte abundante, não poluidora e barata de energia. usada no acionamento direto das moendas. Biomassa e Eletricidade

Do mesmo modo que na indústria sucro-alcooleira, a produção de papel e celulose apresenta interessantes perspectivas para a produção combinada de energia elétrica e calor útil, tendo em vista suas relações de demanda de eletricidade e vapor de baixo-média pressão e a disponibilidade de combustíveis residuais de processo, como o licor negro e as cascas e resíduos de biomassa.

A tabela 1 demonstra a situação de empreendimentos termelétricos no Brasil, classificando por fonte e situação. O bagaço de cana e o licor negro estão entre as fontes mais importantes, nos setores sucro-alcooleiro e de papel e celulose, respectivamente, além de diversos tipos de sistemas híbridos com combustíveis fósseis. O Plano Decenal de Expansão 2000/2009 confirmou o potencial técnico de co-geração nes- A tecnologia de produção de celulose mais difundida no Brasil tes dois setores em 5.750 MW, com um potencial de mercado é o processo Kraft, que emprega uma solução de hidróxido de sódio/sulfito de sódio, o licor branco, para separar a celulose de pouco mais de 2.800 MW, em 2009. da matéria prima lenhosa, na etapa denominada digestão. Os sistemas de cogeração, que permitem produzir simultaneamente energia elétrica e calor útil, configuram a tecnologia Ainda podem ser citadas as agroindústrias que empregam mais racional para a utilização de combustíveis. Este é o caso este combustível em sistemas de cogeração, como é o caso de diversas unidades de processamento de suco de laranja no Estado de São Paulo, que adotam tecnologias bastante similares Potência Combustível (MW) as usinas de açúcar e álcool, utilizando turbinas a vapor de contrapressão com tipicamente 21 bar e 280 °C como condiBagaço de cana 391,15 ções para o vapor vivo. Biomassa 82,75 Biomassa e bagaço de cana 4 Pode-se ainda citar neste contexto o aproveitamento de resíBiomassa e óleo combustível 8,8 duos sólidos urbanos gerados à taxa média diária de 1 kg per Lenha picada 5,31 capita – cada vez mais problemática quanto à sua disposição final. Licor negro 310,18 Licor negro e biomassa 142,9 A energia química da biomassa pode ser convertida em calor e Lixo urbano 26,3 daí em outras formas de energia: Lixo Urbano e gás natural 600 • Direta - através da combustão na fase sólida, sempre foi Óleo e biomassa a mais utilizada Óleo diesel e biomassa 70,2 • Indireta - quando através da pirólise, são produzidos Total 1633,59 gases e/ou líquidos combustíveis. Tabela 1 - Fonte: Aneel

O processo de produção de um gás combustível a partir da

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biomassa é composto por três etapas: • Secagem - a secagem ou retirada da umidade pode ser feita quando a madeira é introduzida no gaseificador, aproveitando-se a temperatura ali existente, contudo a operação com madeira seca é mais eficiente • Pirólise ou carbonização - durante a etapa de pirólise formam-se gases, vapor d\’água, vapor de alcatrão e carvão • Gaseificação - é liberada a energia necessária ao processo, pela combustão parcial dos produtos da pirólise. Assim, o processo de gaseificação da biomassa, como da madeira, consiste na sua transformação em um gás combustível, contendo proporções variáveis de monóxido de carbono, dióxido de carbono, hidrogênio, metano, vapor d’água e alcatrões. Esta composição do gás combustível depende de diversos fatores, tais como, tipo de gaseificador, introdução ou não de vapor d’água, e principalmente do conteúdo de umidade da madeira a ser gaseificada.

serragem, carvão vegetal, derivados da cana-de-açúcar e outras mais). A utilização de biomassa para produção de energia, tanto elétrica como em forma de vapor, em caldeiras ou fornos já é uma realidade no Brasil. O uso da madeira para a geração de energia apresenta algumas vantagens e desvantagens, quando relacionadas com combustíveis à base de petróleo. Vantagens: • Baixo custo de aquisição; • Não emite dióxido de enxofre; • As cinzas são menos agressivas ao meio ambiente que as provenientes de combustíveis fósseis; • Menor corrosão dos equipamentos (caldeiras, fornos); • Menor risco ambiental; • Recurso renovável; • Emissões não contribuem para o efeito estufa.

Uma das propostas é criar conglomerados, que são grupos (vi- Desvantagens: las, moradores) ao redor de empresas que possam ser incen• Menor poder calorífico; tivados e treinados para o aproveitamento rentável dos resí• Maior possibilidade de geração de material particulado duos, propiciando novas alternativas e novas fontes de renda. para a atmosfera. Isto significa maior custo de investimento O conceito de resíduo para estas entidades é tudo o que se para a caldeira e os equipamentos para remoção de material pode agregar valor, gerando uma nova cadeia produtiva, ao particulado; • Dificuldades no estoque e armazenamento. contrário de lixo que é todo o resíduo que não possui valor agregado. Existem algumas vantagens indiretas, como é o caso de maA intenção é criar uma agenda comum, além de mostrar que o deireiras que utilizam os resíduos do processo de fabricação lucro pode ser maximizado (para as indústrias) e que os danos (serragem, cavacos e pedaços de madeira) para a própria produção de energia, reduzindo, desta maneira, o volume de resípodem ser minimizados (sociedade e meio ambiente). Atualmente o Brasil encontra-se em situação privilegiada no duo do processo industrial. que se refere a suas fontes primárias de oferta de energia. Verifica-se que a maioria da energia consumida no país é proveniente de fontes renováveis de energia (hidroeletricidade, biomassa em forma de lenha e derivados da madeira, como

Algumas das desvantagens podem ser compensadas através de monitoramento de parâmetros do processo. Para o controle do processo de combustão deve ser monitorado o excesso de ar, CO e, para instalações de grande porte, também, deve existir o monitoramento da densidade colorimétrica da fumaça por um sistema on-line instalado na chaminé. Esses controles do processo de combustão são medidas para impedir a geração de poluentes e, assim chamadas indiretas. As Medidas Indiretas visam reduzir a geração e o impacto de poluentes sem aplicação de equipamentos de remoção. O uso de equipamentos de remoção é uma medida direta que visa remover aquela parte de poluentes impossíveis de remover com as medidas indiretas. Portanto, deve-se, sempre que possível, tentar implantar as medidas indiretas antes de aplicar as diretas. Autores: Andreas Grauer e Mauricy Kawano - FIEP.

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ANÁLISE DE BRIQUETES DE

EUCALYPTUS tualmente a madeira esta presente na matriz energética mundial, no Brasil a utilização se relaciona ao setor domiciliar, onde se estima que 30 milhões de pessoas utilizem desta fonte de energia, e nos setores industriais e comerciais, pela utilização da lenha e o carvão vegetal . Um dos grandes problemas é o resíduo gerado por indústrias madeireiras que gira em torno de 19.255.000 m³/ano de resíduo e no possível impacto ambiental gerado, a solução seria uso do material como fonte de energia, na qual resulta na transformação destes resíduos em algo útil, como a produção de briquetes. A realização de briquetagem é uma opção interessante ao país visando mercado externo, visto que sua produção e utilização, principalmente nos EUA e Europa é alta. O processo de briquetagem, que se caracteriza pela aglomeração de partículas de granulometria fina, resultante da ação de uma força de pressão sobre o material. A densidade energética do briquete chega a ser três vezes maior que a da lenha, em relação a resíduos de serrarias a energia chega ser 5 vezes maior, ou seja, em 1m³ de briquete espera-se 5 vezes mais energia que em 1m³ de resíduo . Em pesquisa, em 2000, estudou-se a relação entre as pressões de compactação e a resistência a compressão, obteve como resultado a influencia significativa desta relação. Este parâmetro é de grande importância pois simula condições reais como o empilhamento e manuseio. Este trabalho tem como objetivo analisar a relação da formação do briquete em diferentes pressões e sua resistência a compressão diametral.

Inicialmente 50g de serragem de Eucalyptus sp. foi colocada numa estufa a 102°C (+/-2ºC) a fim de obter a umidade inicial do material, pela comparação da massa seca (anidra) do material, posteriormente corrigiu-se a umidade adicionadose água ao material até que atinge-se 12% de umidade, por auxilio de um saco plástico homogeneizou-se. A fim de diminuir a granulometria do material, utilizou-se um Moinho Willey, o próximo passo foi colocar o material triturado nas peneiras granulométricas, onde após agitadas, separou-se as porções retidas nas granulometrias de 40 e 60 mesh, que foram misturadas em um recipiente. Para a confecção dos briquetes (corpos de prova) utilizou-se um molde de aço cilíndrico de 3,5 cm de diâmetro por 16 cm de altura e uma prensa hidráulica de 15 toneladas, cada corpo foi fabricado a partir de uma massa fixa de 20g, pelo auxilio da balança de precisão. Levando em consideração a área interna do molde as pressões aplicadas para a fabricação foram de 311,8 kgf.cm-2, 623,7 kgf.cm-2, 935,5 kgf.cm-2 e 1247,4 kgf.cm-2, adotou-se o tempo de prensagem de 30 segundos.

Figura 2 – Molde de aço cilíndrico 3,5cm de diâmetro por 16cm da altura e prensa hidráulica manual.

Os Briquetes foram produzidos no laboratório de procesO teste de resistência buscou avaliar a o comportamento sos industriais da Universidade Federal de São Carlos – Campus Sorocaba. mecânico dos briquetes, pela ação de uma carga. 74 | Anuário 2012/2013


Através da máquina de testes uni- do pelas comparações das médias (Tabela2) e por fim foi feita versal EMIC 300KN, a carga foi aplicada uma comparação entre as médias das forças máximas aplicano sentido perpendicular a fabricação dos das pela máquina de ensaio. briquetes, onde foi avaliada a força máxima Tabela 2 – Teste das médias relacionando o exercida pela maquina ate atintratamento com a carga média das forças máximas gir o colapso. O experimento apresentou 4 tratamentos e 10 repetições, sendo pressão aplicada ao material na prensa a variável a ser analisada, seu delineamento foi inteiramente causalisado, onde se relacionou os tratamentos (pressões) com a força máxima dos ensaios de compressão. O resultado foi comprovado pelo Anova e pela analise de variância a 5%. RESULTADOS Primeira análise foi visual buscando avaliar a formação dos briquetes nas determinadas pressões, onde foi possível formar todos os briquetes mesmo naqueles produzidos na menor pressão. Pode-se observar o fato que nos briquetes submetidos a pressão de 311,8 kg.cm-2 apresentaram maior altura, que os prensados nas demais pressões, e que esta altura relaciona-se com a pressão, ou seja, quanto maior foi a pressão, menor foi a altura obtida como visto na figura 1.

Pressão de compactação

Carga média de Força (N)

311,8 kgf.cm -2 623,7 kgf.cm -2 935,5 kgf.cm -2 1247,4 kgf.cm -2

166,6a 418,7b 626,6c 815,5d

O valor do F obtido pelo ANOVA foi de 374,19 (F5%=3,01) assim mostrando ser claramente significativo, ou seja, existe diferença entre os tratamentos (pressões). No teste de Tukey pode-se reforçar a diferença entre os tratamentos, visto que o resultado mostrou claramente a diferença entre todas médias a 5% de significância. A pressão se mostrou ser um importante fator para a resistência do briquete visto que, os que obtiveram maior resistência foram aqueles formados nas maiores pressões, em comparação pode-se notar que os briquetes fabricados a pressão de 1247,4 kgf.cm-2 apresenta uma resistência 5 vezes maior que os briquetes fabricados a 311,8 kgf.cm-2 de pressão. Foi efetuado teste de compressão no sentido longitudinal, ou seja, no mesmo sentido da pressão de formação do corpo de prova, porém a força máxima alcançada foi a força máxima oferecida pela máquina de ensaio. Isso mostra que a resistência alcançada pelo corpo de prova é superior à capacidade da máquina.

Pode-se concluir que foi possível a fabricação dos briquetes nas diferentes pressões e que a melhor formação foi a reFigura 1 - Variação da altura dos briquetes produzidos. alizada na pressão de 1247,4 kgf.cm-2 na qual, mostrou obter Os resultados obtidos da ANOVA está representado na uma maior resistência a compressão (815,5 N). Tabela 1, onde pode-se obter a possível significância entre os tratamentos. O resultado do teste de Tukey foi representaTabela 1 - Anova para os tratamentos Causa de variação Tratamento

Graus de Soma de Quadrado liberdade quadrados médio 3

1148233

382744,3

Resíduo

16

16365,77

1022,861

Total

19

1164599

*F significativo a 5% de probabilidade.

Autores:

F 374,19*

Danilo Ribeiro da Costa, graduando do curso de Engenharia Florestal – UFSCar campus Sorocaba.; Fábio M. Yamaji, Bolsista ProGrad-UFSCar, graduando do curso de Engenharia Florestal – UFSCar campus Sorocaba. ; Laís Vendrasco, Bolsista do PIBIC- CNPq, graduanda do curso de Engenharia Florestal – UFSCar campus Sorocaba.; Wesley de Paula Flores, Bolsista do PIBITI – CNPq, graduando do curso de Engenharia Florestal – UFSCar campus Sorocaba.

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BRIQUETE DE RESÍDUOS

AGROFLORESTAIS DA AMAZÔNIA A Amazônia já perdeu 17% de sua cobertura original e 83% do índice de desmatamento nos últimos 15 anos. Isso é influenciado pelas duas grandes commodities da Região: carne e soja. Se aumentam os preços, ocorre uma proporção direta em relação ao desmatamento, pois mais áreas são necessárias. Não há interesse em pesquisar a otimização de solo para tais capitais, pois é credo que a devastação florestal é mais econômica. Outro agravante é o setor madeireiro ilegal por ausência do poder público sob as áreas extensas da Amazônia. Somente o sul do Amazonas já perdeu 2 milhões de hectares de floresta. A partir de Humaitá, a pecuária avança rumo à Apuí, seguindo o traçado da Transamazônica. A soja segue para renovar as pastagens degradadas .

rendimento de 40%. Uma das alternativas para minimizar o consumo de madeira para lenha ou carvão é a briquetagem a partir de resíduos madeireiros e agroflorestais, Uma média de consumo que mostra a importância de continuarem as pesquisas em substituição ao carvão vegetal é: para produzir uma tonelada de ferro-gusa são necessários 875Kg de carvão vegetal, que para ser produzido demanda mínima de 2.600Kg de madeira seca, que em termos medios tem densidade de 360Kg/m3 e, se esta for retirada de mata nativa leva 600m2. Uma cooperativa do Amazonas consegue gerar durante produção máxima até 200 toneladas/mês de resíduo viável para briquetagem. A logística de coleta deste recurso para a briquetagem precisa de mais estudos para que seja efetuada de forma otimizada e garanta dois benefícios ambientais: resíduos deixam de ter descarte aleatório e a floresta permanece preserva. Estudos indicam que cada hectare de floresta primária da Amazônia está acumulando de 0,6 e 1,0 tonelada de biomassa por ano, o que indica que cada hectare absorve 1,6 a 2,8 toneladas de dióxido de carbono da atmosfera.

O Estado do Amazonas possui um total estimado em 6,3 x 109 m3 de madeira comercializável dentro de aproximadamente 14,8 x 109 m3 de biomassa . Esta riqueza sofre com as ações antrópicas como desmatamento, queimadas e uso indiscriminado de poucas espécies e sem total conhecimento do que está sendo destruído ao redor. Os principais fins da madeira amazônica no Estado são serrarias e carvoarias ao longo de estradas e em comunidades. A conversão da le- A biomassa por si só é um combustível com potencial latente nha em carvão vegetal através da pirólise atinge o máximo de de uso por ser renovável, ter baixos teores de cinza e enxofre, 76 | Anuário 2012/2013


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ƒƒ Custo com financiamento = 20% pode favorecer a empregabilidade de mão-de-obra não qualificada, dentre outras vantagens. No Brasil, alguns estudos Assim, os objetivos desta pesquisa são identificar o poapontam novos materiais para este fim em substituição tencial de uso através de caracterização tecnológica dos às espécies madeireiras pressionadas ao longo de décadas. resíduos de uma cooperativa de frutos da Amazônia para Frutos de palmáceas representam um grande campo de in- extração de óleos, gerar produto briquete com os resíduos vestigação científica. Das 06 espécies estudadas em compara- de maior volume e analisar quimicamente o produto gerado. ção com o eucalipto, as variações não foram significativas em geral ao ponto de desqualificar qualquer espécie como não energética. Para regiões mais populosas do país, indústrias atuam como fontes geradoras de resíduos para conversão energética, como a papeleira, sucro- alcooleira e madeireira. Utilizando-se resíduos dos setores agrícola e madeireiro para determinar sua densidade energética, o resultado foi uma média de PCS de 4500 a 5000 Kcal kg-1.

Os resíduos foram coletados, de acordo com a disponibilidade no momento da pesquisa, na cooperativa de beneficiamento de frutos de palmáceas da região para extração de óleos essenciais. Os resíduos foram separados por espécie e por tipo: casca, caroço e torta, esta última define a pasta residual proveniente do cozimento seguido do esmagamento da amêndoa para extração do óleo.

Cada matéria-prima trabalhada foi pesada, levada a uma deOs briquetes podem ser feitos com resíduos madeireiros e terminada temperatura de acordo com sua composição orgâagroflorestais, e seu fim pode abranger diversos usos nica, sujeita a pré-testes até que atingisse tempeconforme seu poder calorífico e sua proporção raturas satisfatórias para ser transformado de aglutinante, o que está diretamente finalmente em briquete. relacionado com a granulometria do A carbonização de cada matéria-pricarvão. A briquetagem é um mema foi feita em retorta com aquecanismo eficiente de aglomerar cimento elétrico, com capacidade energia disponível em uma dada de 20 litros em temperatura de biomassa. Da compactação de 300ºC. Os gases voláteis foram qualquer resíduo ligno-celulócondensados e o líquido pirolesico o briquete gerado tem nhoso recolhido em balão para qualidade superior a qualquer análise química imediata. Foespécie de lenha, com 02 a 05 ram determinados os rendivezes mais densidade energémentos em gases condensáveis tica. As características termofísie não condensáveis, relacionandocas típicas dos briquetes são: PCS = se a massa do respectivo produto com 19,2 MJ/Kg; Umidade = 12%; Carbono a massa de material pirolisado. O rendifixo = 14%; Voláteis = 84%; Cinzas = 2%; mento em gases incondensáveis foi obtido Densidade = 1200 Kg/m3. No comércio internasubtraindo-se de 100% o somatório dos rendimencional, o briquete pode valer até quatro vezes mais que o cartos gravimétricos em carvão e em gases condensáveis. Cada vão vegetal. resíduo carbonizado foi feito o processo de briquetagem, no O uso de resíduos da Amazônia para melhorar a qualidade qual o carvão triturado em moinho elétrico simples, misturade vida, seja em nova fonte de renda e emprego, seja na do com aglutinante natural e prensado para formar briquetes redução de resíduos no ambiente, representa não apenas va- tipo bolacha. lores positivos já relatados, mas a oportunidade concreta de Para dar início ao processo de análise química foram utilizamanter a floresta viva e capaz de ser usada sustentavelmente. dos os equipamentos: A estrutura de custos de produção é dividida da seguinte maa) Moinho – para triturar cerca de 100 gramas dos resíduos neira: já carbonizadas; ƒƒ Matéria-Prima = 26% ƒƒ Energia Elétrica= 5% ƒƒ Pessoal = 15% ƒƒ Despesas Administrativas = 5% ƒƒ Peças de Reposição = 5% ƒƒ Comercialização = 24% 78 | Anuário 2012/2013

b) Peneirador e Malhas de 0,149 mm; 0,074 mm; 0,84 mm; 0,53 mm - para separar o material disposto na malha 0,074 dos demais, utilizando-o para análise. A análise química imediata do carvão seguiu a Norma NBR 8112/1983 a fim de determinar teores de materiais voláteis


(%), de cinza (%), carbono fixo (%) e de umidade (%). A densidade básica da matéria-prima torta de açaí, torta de andiroba, casca de babaçu e caroço tucumã foi descrita pelo Método da Balança Hidrostática (Norma ABCP M14/70); e para o carvão, foi descrita pelo CETEC .

Pesquisa A Agroindústria de Extração de Óleos de Manaquiri – Coopfitos da Amazônia faz extração de babaçu, tucumã, andiroba, açaí, patauá e castanha. A escolha das espécies foi baseada em dois fatores: existência na região que circunvizinha as comunidades e a agroindústria e valor no mercado. Com exceção do tucumã, todas as espécies trabalhadas são de comunidades inseridas na cooperativa. O rendimento médio é baixo, o que agrava a urgência de estruturar um fim sustentável aos resíduos. Segundo acompanhamento, a cada 50 Kg de fruto de babaçu, por exemplo, são retirados 2,600 kg de amêndoas e estas geram um rendimento médio de 40% de óleo, considerando um teor seco do fruto e seu tamanho apropriado para extração de óleo. De cada espécie, os principais resíduos são casca e torta.

uma temperatura de 300°C e 400ºC, respectivamente, por ser considerado um material mais resistente se comparado à torta de andiroba que carbonizou a 150°C. A pré-carbonização ou torrefação é a fase endotérmica da pirólise, entre 250 e 300ºC. A densidade energética, ou seja, a energia por unidade de volume e os teores de carbono fixo aumentam com o aumento da temperatura e do tempo do processo de torrefação. O produto final torrado apresenta qualidades ótimas para o fim proposto, como impermeabilidade, resistências mecânica e às pragas. O combustível possui baixas emissões de fumaça e pode ser estocado por longos períodos, o que o caracteriza como ótimo para usos doméstico e industrial. A torrefação apresenta vantagens quando comparada em termos de rendimento energético à carbonização, pois a biomassa torrada possui aproximadamente 80% da energia inicial e a carbonizada, apenas 50%.

Tal resultado indica que a torta, por suas características granulométricas, pode ser carbonizada ou não. A etapa de carbonização completa foi substituída pela torrefação, o que representa economia de tempo e custo orçamentários. Vale A cooperativa compra de Manaus apenas o caroço, vendido a ressaltar que a briquetagem pode ser a partir de materiais in R$ 2,00 o saco de 50 kg, mesmo preço do babaçu. Já a andiro- natura, ou seja, sem a obrigação apenas de finos de carvão vegetal. ba é vendida a R$ 6,00 a lata. O carvão vegetal obtido de qualquer madeira é passível de ser usado na forma pulverizada. O poder calorífico varia de 6.500 a 7.000kcal/kg e o teor de cinzas, de 1,0 a 3,5%. A partir deste estudo, busca-se criar também parâmetros para resíduos agroflorestais do Estado do Amazonas a fim de suprir carênAs etapas que correspondem ao maior volume de resíduos são cias energéticas locais e dar suporte para redução de impactos a pré-lavagem devido a lavagem de jatos d’água para remoção ambientais com o descarte irresponsável do inservível dentro dos resíduos, a secagem ao sol que são levadas ao secador num de agronegócios. período de 15 a 20 dias, durante a qual pode ocorrer apodrecimento de alguns frutos e o despolpe mecânico, no qual o fruto Em pesquisa feitas com madeiras, a media dos produtos obtidos na carbonização de 16 espécies de madeira da Amazônia é partido para retirada da amêndoa e separação das cascas. segue na tabela 2 e na tabela 3 há um resumo dos valores enNa análise da agroindústria e seu processo, os resíduos gecontrados também com frutos de palmáceas. rados são casca e torta, ambos sem possibilidade de aproveitamento, da maneira que estão dispostos, mas com grande Existe influência direta da temperatura sobre o rendimento potencial de reutilização no próprio negócio. O processo esco- dos produtos da carbonização. No caso da casca de babaçu, lhido de reaproveitamento é o de briquetagem, pelas seguin- houve maior produção de gases em relação aos demais fatores Resultados do processo de carbonização. tes considerações: é um novo processo na Região que pode gerar novas frentes de trabalho, renda, ampliar o mercado Rendimento das carbonizações da agroindústria, investimento de retorno de curto a médio Volume Carvão Licor Gases prazo e fácil transferência de tecnologia na fabricação de briResíduo inicial % % % quetes. O combustível adquirido apresenta-se mais denso, % homogêneo, uniforme, com as características semelhantes ao Casca de Babaçu 100% 29,2% 23,3% 47,5% carvão, com vantagens em termos de manuseio e estocagem. Caroço de Tucumã 100% 30,08% 52,63% 17,29% A capacidade máxima de produção de óleo da cooperativa é de 60 kg/hora de babaçu, 50 kg/hora de andiroba e 40 kg/hora de tucumã. As espécies que são plantadas são açaí e andiroba, as demais são extraídas de áreas nativas.

Resíduos

Torta de Açaí

100%

48,81%

39,76%

11,43%

O processo de pirólise da casca de babaçu e de tucumã foi a

Torta de Andiroba

100%

74,9%

6,07%

19,03%

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por conta do tempo e da alta temperatura que ficou exposto. Com relação a media criada a partir da carbonização de 16 espécies madeireiras amazônicas, comparando as medias de rendimento sólido, ou seja, de carvão vegetal de resíduos e de

Rendimento da carbonização madeiras amazônicas Rendimento Produtos (base seca), % Carvão vegetal Pirolenhosos Produtos orgânicos Água Gases Total

33,72 11,68 10,50 26,60 17,50 100,00

madeiras, percebe-se superioridade dos resíduos açaí e andiroba sobre as madeiras.

tagem na agroindústria está em fase de elaboração e seguiu parâmetros de análise: custos técnicos e operacionais, valor agregado para logística de comercialização e benefícios ambientais. Estudos confirmam as mesmas dificuldades vividas na Amazônia e encontradas na cooperativa em questão sobre os maiores ônus no processo de briquetagem: Transporte dos resíduos (matéria-prima) até a fábrica, pois sua baixa massa específica aparente, logo, baixa densidade energética, aumenta o custo desta logística. Outro ônus levantado é a heterogeneidade da matéria-prima em termos de forma, teor de umidade e granulometria, o que demanda previamente uma padronização do material para garantir a homogeneidade e qualidade do produto. Nestes dois casos, as cooperativas do Amazonas apresentam em frente aos concorrentes, pois os resíduos já estão no pátio, restando apenas a transferência de tecnologia e investimento em equipamentos e qualificação de pessoal, o que já foi afirmado ser de fácil a média execução. Além disso, os resíduos provêm de um mesmo processo e espécies trabalhadas separadamente, o que facilita a organização do material para seguir na briquetagem.

Diante disso, em termos de rendimento de produto, o uso de resíduos agroindustriais selecionados apresenta resultados satisfatórios. Vale ressaltar que este estudo pode ter respostas ainda mais positivas se usar outros métodos de queima, O potencial dos resíduos das agroindústrias de extração de como a torrefação. óleos essenciais de frutos palmáceos para geração de energia é O processo de briquetagem foi o convencional, com carboniendossado pelas vantagens elencadas diretamente no cenário zação previa, moagem do carvão, aglutinação do mesmo com amazônico : aglutinante natural e prensagem. ƒƒ Reaproveitamento energético dos resíduos: o que seria Rendimento da carbonização de cocos descartado nos aterros terá um outro fim, aumentando a vida Rendimento Alcatrão Líquido útil deste local; Espécie Gravimétrico insolúvel Pirolenhoso Gases ƒƒ Energia revertida ao processo: o que agrega valor à ener(%) (%) (%) gia gerada e, consequentemente, ao produto da comunidade; Babaçu 28,91 3,71 56,58 10,79 ƒƒ Criação de emprego e renda: capacitação profissional Tucumã 26,91 9,64 41,10 23,44 específica para operação da biomassa e da caldeira, além de outras frentes de trabalho; Os resultados encontrados de análise química imediata para ƒƒ Diminuição da dependência aos combustíveis fósseis. açaí e tucumã, respectivamente 3,63% e 7,08% de umidade. O panorama apresentado indica que cooperativas do Estado Os valores de materiais voláteis foram para açaí de 22,45% e do Amazonas precisam ter organização e suporte técnico, potucumã de 16,13%, cinzas para açaí foram 3,53% e para tuculítico e econômico para gerar lucro e economia ambiental com mã, 1,85% e carbono fixo foi de 74,02% e 82,02%, respectivasua produção principal e com os resíduos desta gerados. Há caminhos, mas deve existir planejamento para saber qual o Base de preparo para a briquetagem melhor a ser adotado. Briquetagem da torta de andiroba Aglutinante Briquete Resíduo 2,05% 88,93% 9,01% Autores: Marcela Amazonas Cavalcanti, Tecnóloga da Madeira, Mestre em Ciências Florestais e Ambientais, Instituto Nacional de Pesquisas da

mente para açaí e tucumã. A densidade verdadeira das amostras foi de 1,38 g/cm3 para açaí e 1,34g/cm3 para tucumã.

Amazônia – INPA;

Viabilidade

quisas da Amazônia – INPA;

O estudo dos benefícios da inserção do processo de brique-

zônia – INPA.

80 | Anuário 2012/2013

Antônio de Azevedo Correa, Químico, Mestre, Instituto Nacional de PesNelson Silva dos Santos, Técnico, Instituto Nacional de Pesquisas da Ama-


Anuรกrio 2012/2013 | 81


Pellets de madeira Expansão e Diversificação

E

m tempos de energia limpa e produção de combustíveis derivados da biomassa vegetal, os pellets de madeira estão em alta. Eles são pequenas pelotas cilíndricas de madeira, compactadas e densas que são produzidas com baixo teor de umidade (menor que 10%), permitindo maior eficiência na combustão. Sua geometria regular permite tanto a alimentação automática num sistema industrial quanto a alimentação manual, nos aquecedores residenciais, porque é um produto natural e, em sua maioria, não contém elementos tóxicos na sua composição. Na Europa e América do Norte, sua principal aplicação é no aquecimento comercial e residencial de ambientes, mas também podem ser utilizados como combustível para a geração de energia elétrica em plantas industriais ou, até mesmo, em usinas termoelétricas. Como forma de reduzir as emissões de gases do efeito estufa, os governos da Suécia e dos Estados Unidos têm subsidiado a compra de aquecedores movidos a pellets. Na Europa, a meta é reduzir em 20% as emissões até 2020.

vem diminuindo por conta do equilíbrio alcançado entre a oferta e a procura. Em 2003/2004 o número de produtores cresceu 69% enquanto que em 2009/2010 esse crescimento foi de apenas 5,0%.

Figura 1: Pellets de madeira – combustível renovável

Na América do Norte e Europa, em 2010, havia 623 plantas Devido à crise de energia (supervalorização do barril de petróindustriais que produziam pellets. No período de 2002 a 2010, leo) no final da década de 70, o mercado energético teve como este mercado expandiu 890%, mas o ritmo de crescimento alternativa econômica a produção dos pellets, que, desde en82 | Anuário 2012/2013


Figura 2: Evolução do número de indústrias de pellets

tão, encontra-se em expansão.

madeira que absorve o cheiro, a urina e aglutina as fezes dos Atualmente, a busca por fontes renováveis de energia é uma gatos. A utilização dos pellets de madeira para esta finalidatendência global que tem se fortalecido muito mais por ques- de gera bons lucros ao produtor, apesar do uso “pouco nobre” tões ambientais do que econômicas, como no princípio. A destinado ao biocombustível. União Européia se destaca neste cenário por estabelecer metas agressivas para a substituição de combustíveis fósseis por fontes renováveis na sua matriz energética e a energia renovável a partir de biomassa vegetal, como os pellets, tem um papel importante neste contexto. No Brasil, grandes empresas, como a Suzano Energia Renovável, anunciaram volumosos investimentos na construção de indústrias para a fabricação dos pellets de madeira na região nordeste. O projeto audacioso prevê a construção de uma das maiores plantas industriais de pellets de madeira do mundo, com produção estimada de 1 milhão de toneladas ao ano. Atualmente, o Brasil tem poucas empresas atuando neste setor, com baixo volume de produção, o que dificulta o fechamento Figura 3: Granulado de pellets de madeira utilizado de bons contratos para a exportação. Além disto, as emprepelos felinos sas brasileiras sofrem com o câmbio comercial desfavorável, o custo alto da produção, a lentidão dos portos e, sobretudo, a Os investidores reconhecem que os pellets de masazonalidade do mercado que concentra os pedidos somente deira podem trazer lucros e a sociedade, cada vez mais, exige no auge do inverno europeu. Enquanto os lucros não vêm, os produtores adquirem produtos que não agridam o meio ambiente. Portanto, a exknow-how objetivando mais competitividade neste mercado. pansão do mercado e a diversificação da utilização dos pellets O desenvolvimento do mercado interno para os pel- de madeira contribuem para popularizar seu uso e incentivar lets já evoluiu bastante e muitas empresas já desenvolveram a utilização dos recursos renováveis como forma de se obter o queimadores e sistemas de aquecimento residencial e comer- desenvolvimento sustentável. cial, exclusivamente, movidos a pellets. Por aqui, assim como nos Estados Unidos, as empresas começam a diversificar a utilização deste produto. Pode-se encontrar, por exemplo, nos pet shops, um granulado higiênico de

Autores: José Cláudio Caraschi, Professor Doutor da UNESP - Campus de Itapeva Dorival Pinheiro Garcia, Mestre em Engenharia Mecânica - FEG-UNESP.

Anuário 2012/2013 | 83


Produção de Biogás a partir de resíduos

residenciais e industriais

O

biogás é um dos produtos da decomposição anaeróbia (ausência de oxigênio gasoso) da matéria orgânica, que se dá através da ação de determinadas espécies de bactérias.

Na natureza existem vários ambientes favoráveis ao desenvolvimento desse processo, sendo representados O biogás é composto principalmente por metano (CH4) e gás pelos pântanos, estuários, carbônico (CO2) e foi descoberto por Shirley, em 1667. No mares e lagos, usinas de carentanto, foi só um século mais tarde que Volta reconheceu a vão e jazidas petrolíferas. presença de metano no gás dos pântanos. Já no século XIX, Esses sistemas possuem Ulysse Gayon, aluno de Louis Pasteur, realizou a fermenta- concentrações baixas de oxição anaeróbia de uma mistura de estrume e água, a 35ºC, gênio, facilitando a ocorrênconseguindo obter 100 litros de gás por m3 de matéria. Em cia desse fenômeno. Da observação casual desses ambientes, 1884, Louis Pasteur, ao apresentar à Academia das Ciências o ser humano tomou ciência da possibilidade de produzir gás os trabalhos do seu aluno, considerou que esta fermentação combustível a partir de resíduos orgânicos ao observar a compodia constituir uma fonte de energia para aquecimento e ilu- bustão natural desse gás na superfície de regiões pantanosas. minação, devido a presença de metano, o hidrocarboneto de Posteriormente, passou-se a desenvolver e utilizar esse promenor cadeia (1 átomo de carbono), principal componente do cesso fermentativo para o tratamento de esgoto doméstico, gás natural e de elevado poder calorífico. objetivando, principalmente, a destruição da matéria orgâniAtualmente, esse processo vem se difundindo como uma ca. O gás produzido era destinado à iluminação. forma de tratamento de resíduos por vários países. A recu- No começo do século XX, ocorreu na Índia e na China, o início peração de energia gerada pelos processos de anaeróbios teve do desenvolvimento de digestores para a produção de gás megrande impulso com a crise do petróleo onde diversos países tano a partir de esterco de animais, principalmente bovinos. buscaram alternativas para a sua substituição. Entretanto, as soluções para os problemas de desenvolvimento devem ser Somente a partir de 1960, a digestão anaeróbia passou a ser apropriadas às necessidades, às capacidades e recursos huma- pesquisada com caráter mais científico, havendo então grannos, aos recursos financeiros e à cultura. Assim, o impulso re- des progressos quanto à compreensão dos fundamentos do cebido no período de crise não chegou a constituir um sólido processo e também de projetos de digestores e equipamentos movimento de substituição dos recursos não renováveis por auxiliares. outras fontes renováveis.

A aplicação da digestão anaeróbia na América do Norte encontra-se, predominantemente, nos domínios da estabilizaInicialmente, o termo biogás estava associado aos diversos ção do lodo do esgoto urbano e no tratamento anaeróbio de nomes atribuídos a ele, como: gás dos pântanos, gás de aterro, efluentes industriais e agropecuários gás de digestor e gás da fermentação, entre outros. Atualmente, o termo refere-se, de forma geral, àquele gás formado a Durante a digestão anaeróbia, a energia química presente na composição orgânica é largamente conservada, principalmenpartir da degradação anaeróbia da matéria orgânica. 84 | Anuário 2012/2013


te, como metano. A composição do biogás é difícil de ser definida, pois depende do material orgânico utilizado e do tipo de tratamento anaeróbio que sofre. Contudo, em linhas gerais, o biogás é uma mistura gasosa composta principalmente por: • Metano (CH4): 50 – 70% do volume de gás produzido. • Dióxido de carbono (gás carbônico, CO2): 25 – 50% do volume de gás produzido. • e traços de outros gases: o Hidrogênio (H2): 0 – 1% do volume. o o o o

Gás sulfídrico (H2S): 0 – 3% do volume. Oxigênio (O2): 0 – 2% do volume. Amoníaco (NH3): 0 – 1% do volume. Nitrogênio (N2): 0 - 7% do volume.

• A digestão anaeróbia é um processo fermentati- Representação esquemática da Digestão Anaeróbia em três etapas (IPCC, 2011). vo em que matéria orgânica complexa é degradada a Poder Calorífico compostos mais simples. A degradação ocorre através da ação de diversos grupos de microorganismos que interagem simul- O poder calorífico é “a quantidade de calor transferida da câtaneamente, até a formação dos produtos finais, metano e gás mara durante a combustão ou reação a temperatura constancarbônico. te.

Anuário 2012/2013 | 85


O poder calorífico do biogás depende fundamentalmente das proporções de metano e gás carbônico. Através da compilação dos trabalhos de alguns pesquisadores é possível estabelecer uma relação linear entre a concentração de metano e o poder calorífico inferior do Biogás. O gráfico 1 ilustra essa relação.

tentabilidade ambiental, ainda que isso reduza a produção de biogás. Mudanças na forma de tratar os esgotos sanitários também se fazem necessárias, já que somente a parcela sólida do esgoto é aproveitada, e a cada descarga nos sanitários “convencionais” utiliza 8 litros de água em média.

Gráfico 1 - Relação linear entre a Concentração de Metano e o Poder Calorífico do Biogás.

A recuperação do biogás, associada ao seu uso energético, pode não ser solução final para a questão do gerenciamento de resíduos no Brasil, embora seja a melhor opção que se apresenta para o momento. Esforços devem ser feitos buscando a minimização da geração de resíduos e aumento da prática de reciclagem. Lixo Orgânico

Diversos autores citam que a concentração de metano no biogás costuma variar entre 55 e 60. Analisando o biogás produzido em biodigestores modelos indiano e chinês, pelo período de um ano, encontrou-se, em média, 57,7% de CH4 e 34,2 de CO2”. Outros autores utilizam o valor médio de 58,5% de concentração de metano. Considerar-se-á, portanto, seguindo essa referência, que cada m³ de biogás é capaz de produzir 5,8 kWh. Um biodigestor consiste, basicamente, em uma câmara fechada na qual a biomassa é fermentada anaerobicamente. O processo de biodigestão anaeróbica é uma das alternativas utilizadas para o tratamento de resíduos, pois reduz o potencial de contaminação, produz biogás e permite o uso dos dejetos como biofertilizante.

O lixo orgânico em grandes cidades é composto de 30% de sólidos (os outros 70% são água). Desses, 70% são voláteis, ou seja, podem ser usados diretamente para a produção de biogás, sendo o restante sais minerais não -utilizáveis para a produção de gás. Pesquisadores afirmam também que assumindo uma eficiência do biodigestor em 50%, produz-se 0,72 m³ por kg de sólidos voláteis consumidos. Embora a produção de biogás dependa do tipo de resíduo utilizado, pelas as referências bibliográficas citadas. pode-se concluir que para produzir 1 m³ de biogás é necessário consumir cerca de 13,23 kg de lixo orgânico. Um biodigestor de volume útil de 25 m³, operando 24 horas por dia, produz 5,3 m³ de biogás por dia, considerando uma vazão de entrada média de esgoto de 3 m³ por hora , desde que sujeito a um tratamento de purificação do gás precedente ao processo de digestão anaeróbica que acontece no biodigestor.

Assim, para a produção de 1m³ de biogás é necessário forneA utilização do biogás proveniente de lixo e dejetos sani- cer aproximadamente 13,6 m³ de esgoto. tários como insumo para produção de energia representa Já a produção de biogás a partir de dejetos animais depende grande benefício socioambiental, principalmente nos grandes do tipo de animal e do método de armazenamento do esterco centros urbanos, devido à redução de emissões de poluentes, Produção média diária de dejetos nas como o metano, gás de grande impacto no efeito estufa e que, diferentes fases produtivas dos suínos em média, corresponde a 50% do volume do biogás. Esterco + Dejetos Esterco A disposição de lixo em aterro sanitário e o conseqüente aproCategoria Urina Líquidos (kg/ dia) veitamento do biogás não deve ser um paradigma absoluto (kg/dia) (L/dia) para a gestão dos resíduos sólidos. Alternativamente, a digesSuínos (25-100 Kg) 2,3 4,9 7 tão anaeróbica da fração orgânica dos resíduos sólidos em rePorca gestação 3,6 11 16 atores é mais aconselhável. Porca lactação + 6,4 18 27 Além disso, é importante dizer que a tecnologia de produção leitões de biogás não é um “fim em si mesmo”, mas sim uma alter- Cachaço 3 6 9 nativa viável para um problema que ainda não possui melhor Leitões na creche 0,35 0,95 1,4 solução: a questão do lixo urbano. Políticas de redução do desperdício de alimentos são muito importantes para a sus- Figura 2 86 | Anuário 2012/2013


Anuรกrio 2012/2013 | 87


empregado. Em um estudo detalhado sobre o assunto, a EM- (5) Um reservatório para armazenar o biogás produzido e BRAPA apresenta uma estimativa do volume de resíduos para distribuí-lo convenientemente às habitações e à cozinha. diferentes estágios na vida dos suínos. Principais Variáveis Produção média diária de dejetos nas diferentes fases produ- A forma de obtenção e os valores encontrados das principais tivas dos suínos. variáveis de entrada utilizadas nesse modelo para a construSe considera que cada matriz suína produz cerca de 2,25 kg de ção dos cenários são detalhados a seguir. esterco por dia, que pode ser aproveitado para a produção de Demandas Energéticas biogás. A geração de 1 m³ de biogás é necessário cerca de 12 Foi obtida, junto à empresa concessionária de energia da rekg de dejetos suínos. gião, a potência de cada um dos equipamentos. Dessa forma, As relações de equivalência no que diz respeito à produção de calculou-se a demanda média estimada de energia elétrica e biogás através de resíduos suínos consideradas neste estudo térmica por habitação da área, ao longo do dia. são: para produzir 1 m³ de biogás, são necessários 12 kg de dejetos suínos, o que equivale à produção diária de 5,33 porcos Como todas as residências utilizavam chuveiros elétricos, apenas o fogão foi considerado como equipamento deman(ou seja, produção de 0,18 m³ de biogás/animal/dia). dante de energia térmica. Considerando-se todas as residênLocal e Construção cias, como cada fogão consome 60 W.hora, supondo o fogão A figura 2 apresenta uma síntese do sistema de geração de de cada uma das 400 casas sendo usado durante uma hora por dia encontrou-se uma demanda por energia térmica de 24 energia térmica a partir do biogás. kWh/dia (o equivalente a 4,13 m³ de biogás por dia, se consiDestacam-se os seguintes elementos do sistema estudado: derado o poder calorífico do Biogás de 5,815 kWh/ m³). (1) cerca de 400 habitações, genericamente consideradas Para dimensionar as demandas energéticas da futura cozinha industrial foi utilizado um projeto similar à proposta: o projeto dos Restaurantes Populares do Ministério do Desenvolvimento Social e Combate à Fome, experiência replicada em diversos pontos no Rio de Janeiro. A cozinha deverá ser capaz de entregar refeições, bem como disponibilizá-las para consumo no próprio refeitório. O Restaurante Popular está dimensionado para atender à 500 pessoas com 3 refeições diárias. Para suprir a demanda estimada de 6.000 refeições/ dia seria necessário ter capacidade instalada quatro vezes maior do que a do Restaurante Popular.

Figura 3 – Visão Geral do sistema geração de energia térmica

Considerando o funcionamento de quatro fornos industriais durante 7 horas por dia (seguindo o projeto do Restaurante Popular), como cada forno consome 56 kWh / hora chegou-se ao valor de 1.568 kWh/dia de demanda por energia térmica na cozinha industrial (o equivalente a 269,65 m³ de biogás por dia).

em seu conjunto enquanto “residências” no modelo, com Oferta aproximadamente 4.000 habitantes (CEDAPS, 2002); Para estimar a quantidade de esgoto produzido pelas habita(2) Um chiqueiro, já existente, com cerca de 20 matrizes ções foi utilizado o valor de referência adotado pelas concessendo criadas em condições rústicas; sionárias de águas e esgotos do Brasil, de produção de 0,18 (3) uma cozinha industrial, a ser construída, com capacida- m³ de esgoto produzido por dia e por habitante. Dessa forma, de de produção de 6.000 refeições diárias, o suficiente para sendo 4.000 habitantes em Vila Paciência, a estimativa é que alimentar com café da manhã, almoço e jantar 2.000 pessoas; sejam produzidos 720 m³ de esgoto diariamente em Vila Paciência. (4) Um conjunto de Biodigestores, capazes de processar a matéria orgânica proveniente do lixo, do esgoto sanitário e Usando a relação de conversibilidade de 0,07361 m³ de biogás dos resíduos do chiqueiro e gerar biogás e biomassa (fertili- a cada m³ de esgoto tratado, o equivalente em oferta de biogás desses 720 m³ é de 52,99 m³. Significa dizer, também, que 76 zante); 88 | Anuário 2012/2013


pessoas produzem esgoto suficiente para gerar 1m³ de biogás. para 4.000 pessoas) sejam realizadas em casa, essas 2.400 refeições diárias produzem 94 kg de lixo orgânico. A Organização das Nações Unidas para Agricultura e Alimentação (FAO) apresenta um estudo detalhado de consumo de Convertendo esses valores para seus equivalentes em biogás, alimentos por habitante, ano e tipo de alimento, em sete cida- são produzidos 9 m³ de biogás pelo lixo orgânico proveniente des brasileiras. A tabela abaixo apresenta os dados de FAO, di- da cozinha e 7 m³ do lixo oriundo das habitações. vididos por dia e por refeição (supondo três refeições diárias, Além dessa conclusão, deve-se ressaltar que é impressionante de igual ponderação quanto ao consumo de alimentos). perceber como um pequeno desperdício quando se considera Tabela 2 – Quantidade de alimentos consumidos por refeição, habitante e dia Cidade

Frutas e Óleos e Cereais Tubérculos Legumes Carne Peixe vegetais gorduras (g) e raízes (g) (g) (g) (g) (g) (g)

Leite e derivados (g)

Ovos e Doces Outros galinha (g) (g) (g)

Total (g)

Rio de Janeiro

60,7

28,9

18,4

231,9

13,3

27,1

10,4

68,9

36,7

28,9

71,9

597,1

Campinas

68,5

20,1

11,2

157,4

11,6

35,4

4,3

81,0

33,0

25,2

86,5

534,3

Ouro Preto

70,6

19,6

17,3

100,0

12,1

27,1

1,5

50,5

36,6

19,8

55,3

410,4

Goiania

62,0

16,8

13,9

220,3

19,5

34,0

2,2

72,2

28,2

22,7

53,5

545,2

Curitiba

47,4

11,8

12,1

78,6

11,5

10,8

2,4

8,9

32,6

9,4

27,4

252,8

Belém

53,6

35,4

12,6

132,4

9,4

44,3

12,1

9,5

28,9

26,7

35,3

400,3

11,8

154,9

15,6

34,5

3,2

67,6

34,3

31,2

50,7

488,5

Brasília 65,7 19,1 Fonte: Baseado em FAO (2000:15).

Um Estudo sobre o desperdício de alimentos realizado pela uma única refeição (os 6,12 g de desperdício em outros tipos EMBRAPA aponta que cerca de 35% de todas as hortaliças de alimento que não frutas, legumes e verduras em restauranproduzidas pelo Brasil são perdidas . tes equivalem a menos de uma garfada) se transformam em uma grande perda de alimentos quando se pensa em escala Tomando esses valores como referência, supondo um aproindustrial. Isso reforça a visão de que o biogás não é uma soveitamento de 65% na produção de legumes, frutas e vegetais lução em si mesmo: a redução de desperdícios é uma ação tão e 85 % para os demais alimentos, para que em cada refeição ou mais importante do que a produção de biogás a partir dos no Rio de Janeiro se consumam os 250,2 g de frutas, legumes resíduos. e verduras, é necessário produzir 385 g desses alimentos. Já para os demais tipos, que representam 346,9 g por refeição, é Análise dos Dados necessário que se produza 408,13 g. A tabela 3 apresenta o cruzamento da oferta e da demanda de Estima-se também que o desperdício de alimentos nos res- energia térmica, a partir do modelo construído. taurantes fique em 15% e nas cozinhas residenciais em 20% . Conclui-se através da tabela que a soma das produções de bioMultiplicando-se a quantidade de alimento desperdiçada por gás por meio do esgoto das casas, do lixo da cozinha industrial refeição pelo percentual de desperdício que acontece nos res- e do lixo das habitações é capaz de atender à demanda de um taurantes (10%), obtém-se que são desperdiçados 13,47 g de dos quatro fornos da cozinha industrial e de 100 casas. frutas, legumes e verduras por refeição dentro da cozinha inO restante da demanda térmica deve ser atendida por meio dustrial. Para os demais alimentos, esse valor é de 6,12 g. do biogás proveniente dos resíduos suínos. Como atualmente Multiplicando esses 19,6 g de alimento desperdiçado a cada o chiqueiro dispõe de cerca de 20 porcos, é possível que se refeição pelas 6.000 refeições diárias produzidas pela cozinha, atenda também as outras 300 casas, o que corresponde a cerconclui-se que a cozinha joga fora, todos os dias, 118 kg ca de 26% de toda a energia térmica demandada. Entretanto, de alimento. para atender aos outros três fornos existem duas opções: aumentar a quantidade de matrizes suínas ou gerar essa energia Efetuando o mesmo raciocínio para as residências, embora térmica por meio da energia elétrica. considerando o percentual de desperdício nas cozinhas de 20%, são desperdiçados 26,95 g de frutas, legumes e verdu- Portanto, conclui-se que no caso analisado não é possível geras por refeição e 12,24 g dos demais alimentos. Supondo que rar toda a energia térmica necessária para alimentar uma co20% de todas as refeições diárias de Vila Paciência (3 refeições zinha industrial com capacidade para 6.000 refeições diárias

Anuário 2012/2013 | 89


Tabela 3: Consolidação das ofertas e demandas de energia térmica.

DEMANDA Origem m³ Acumulada Acumulada 1 forno 67,4 67,4 53 62 100 casas 1,0 68,4 69 100 casas 1,0 69,5 69,5 100 casas 1,0 70,5 70,5 100 casas 1,0 71,5 71,5 2 fornos 67,4 139,0 139,0 3 fornos 67,4 206,4 206,4 4 fornos 67,4 273,8 273,8

Fonte: Baseado em FAO (2000:15).

OFERTA m³ Origem 53 Esgoto casas 9 Lixo cozinha 7 Lixo casas 0,5 Porcos 1,0 Porcos 1,0 Porcos 67,4 Porcos 67,4 Porcos 67,4 Porcos

Quantidade Porcos Acumulada equivalentes de porcosequivalentes 3 6 6 359 359 359

3 8 14 373 732 1091

biodigestores são os impactos não diretamente econômicos, A partir do levantamento de dados sobre o potencial ofer- tais como: ta de biogás e da posterior análise dos dados, obtiveram-se (1) os biodigestores solucionariam o problema do não traalgumas percepções sobre o fornecimento de energia para a tamento de esgotos e suas conseqüências para a saúde da poárea de estudo, mas que se aplicam ao mercado de energia em pulação local; geral: O que determina a escala do chamado “bairro-cidade” (ou seja, (2) desoneração do governo local da construção de uma unida unidade mínima necessária para que se garanta a sustenta- dade para tratamento de esgotos; e as 400 habitações.

bilidade econômica e ambiental de um lugar) é o forno da cozinha industrial, já que é esse equipamento que determina a quantidade máxima de pessoas que podem participar do mesmo “módulo auto-sustentável. Propõe-se aqui que a oferta de material orgânico para ser processado no biodigestor também é uma restrição de projeto importante e possivelmente será a restrição do sistema. Mostrou-se que a oferta de material orgânico limita (mais do que a capacidade do forno da cozinha) a quantidade de pessoas vivendo em um mesmo “módulo auto-sustentável”. Esse é um dos limitantes (gargalos) na construção de sistemas sustentáveis, pois, “um programa que empregasse todo o gás de lixo na geração de eletricidade, não representaria 1% daquilo que é consumido hoje no país”.

(3) maior interesse de pesquisadores dessa tecnologia pelo local (tanto empresas quanto acadêmicos), valorizando a região; (4) possibilidades de criação de novos negócios para replicação dessa tecnologia para outros locais, usando o conhecimento acumulado pelos moradores, dinamizando a economia local e gerando um processo de “aceleração evolutiva”; (5) aumento da oferta de empregos na comunidade para a administração dos biodigestores, o que não seria conseguido caso houvesse uma gestão centralizada dos resíduos em uma estação de tratamento de esgoto, por exemplo;

Ainda assim, o biodigestor, embora seja uma tecnologia de (6) redução da poluição ambiental, pois é realizado o traprodução de energia, possui um papel muito mais importante tamento do esgoto e do lixo orgânico, que não era realizado como destinação de resíduos do que como produtor de eneranteriormente. gia. A despeito da capacidade de produção menor do que a demanda total de energia do país (e da área de estudo), encontrar uma destinação aos resíduos aparenta ser fator primordial para o ambiente. Cabe ressaltar, entretanto, que não se trata apenas de melhorar a destinação final: o problema que Autor: a humanidade enfrenta é viver melhor, consumindo (muito) Johnson Pontes de Moura, Engenheiro Químico, doutorando em Engenhamenos e regenerando a qualidade do meio-ambiente . ria Mecânica-UFPE; Discente do curso de pós-graduação em Energias RePercebe-se que a principal razão para a adoção da solução dos 90 | Anuário 2012/2013

nováveis com ênfase em Biogás-Unila.


Anuรกrio 2012/2013 | 91


Critérios de sustentabilidade para

bioenergia

O cenário internacional desenhado pela escassez de petróleo que se avizinha e pelas mudanças climáticas geradas pela queima de combustíveis fósseis soma-se às características da economia brasileira para pressionar pelo forte aumento da produção de energia a partir da biomassa nos próximos anos.

o biodiesel, muitas foram as ações, políticas públicas e investimentos privados que desenvolveram tecnologias e mecanismos de gestão capazes de gerar um salto em direção a uma grande ampliação da escala de geração desta fonte de energia. No entanto, este mesmo processo deixou marcas cruéis na devastação de biomas, na concentração de renda e na expulsão de populações O Brasil tem seu desenvolvimento econômico histórico tradicionais de suas terras. fortemente ligado ao uso da energia da biomassa: desde seus primórdios históricos, nos primeiros ciclos eco- Estudos atuais já permitem que a geração de energia nômicos ligados ao açúcar, até as florestas energéticas a partir da biomassa , prevista para os próximos anos, para a siderurgia e o pró-álcool nas últimas décadas e, aconteça de forma diferenciada, respeitando culturas e mais recentemente, o programa do governo federal para modos de vida tradicionais, ao mesmo tempo em que 92 | Anuário 2012/2013


AUTONOMIA Os empreendimentos devem contribuir para a autonomia energética das comunidades e dos povos, para a inovação tecnológica, a utilização de tecnologias apropriadas, a transferência de tecnologia, o desenvolvimento de tecnologias nacionais por meio da aplicação dos recursos existentes de Ciência, Tecnologia e Informação e para a promoção da descentralização da geração de energia. Parte-se do princípio que a sustentabilidade de projetos com impactos relevantes deve ser avaliada quanto a seus aspectos individuais e cumulativos antes mesmo de se iniciar sua avaliação econômica, financeira, institucional e técnica. Sendo o sistema econômico um subsistema de um todo maior que o contém, o que impõe em longo prazo uma restrição absoluta à sua expansão, é necessário que os limites ecológicos à economia, aí consideradas as atenuações resultantes dos progressos tecnológicos, sejam respeitados e considerados nos modelos de desenvolvimento que venham a ser adotados. O objetivo de lucro em curto prazo deve ser substituído por aqueles que visem o desenvolvimento alicerçado no uso prudente e eficiente dos recursos naturais. Os fluxos materiais e energéticos desnecessários característicos da atual economia globalizada devem ser evitados, dando lugar aos sistemas sócio-econômicos descentralizados e diversificados com maior potencial de auto-suficiência e com capacidade de integração solidária aos sistemas e povos vizinhos, que não implique exploração dos mesmos para a satisfação de suas decontribua para substituição do uso dos combustíveis mandas econômicas. fósseis e para a diminuição dos problemas de poluição e O controle social dos empreendimentos energétiaquecimento globais associados. cos compreende o entendimento por parte da população afetada e dos beneficiários do ‘para quê’ e do ‘para A questão da produção de energia, mesmo que de quem’ a energia é produzida, ou seja, qual papel tem forma renovável, não pode ser vista dissociada de um uma determinada técnica, empresa ou projeto no concontexto e do desejo de desenvolvimento de um novo texto socioambiental local e na construção de uma somodelo de sociedade, que contemple o fortalecimento ciedade sustentável. Os mecanismos de controle social da agroecologia e da agricultura familiar como modelo devem ser capazes de incluir agentes representativos transformador e auto-suficiente em alimentos e ener- locais e também representantes da sociedade civil nagia; o uso prudente e eficiente dos recursos naturais; a cionalmente organizada, que consigam gerar diretrizes melhoria da distribuição de renda;o controle social so- para os empreendimentos que harmonizem os interesbre o que se produz e o como se produz; a descentraliza- ses da sociedade local com os interesses nacionais. ção da produção e consumo e o menor impacto negativo Possíveis indicadores de controle social incluem: possível sobre os biomas naturais. participação de representantes de entidades socioamOs empreendimentos de geração de energia devem bientais; participação das comunidades de maneira deacima de tudo visar à inclusão social e ao acesso à ener- liberativa e não apenas consultiva; grau de inclusão da gia e não aos interesses específicos de setores econômi- população local na concepção dos empreendimentos; cos energo-intensivos. conhecimento da proposta e de alternativas.

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A avaliação e a gestão dos impactos socio-ambientais dos empreendimentos não é suficiente para evitar os conflitos. A participação social deve ser entendida como a efetiva influência nas decisões, que é diferente da mera presença dos afetados pelos projetos em reuniões (audiências públicas, seminários, eventos). É imprescindível a qualificação da participação, compreendendo a formação das comunidades e de seus representantes para a efetiva intervenção. É fundamental também que se estabeleçam claramente os espaços onde pode se dar a efetiva influência nos processos decisórios, o que não ocorre nos atuais procedimentos do licenciamento. Segundo o Observatório do Clima: “Devem ser estabelecidas as modalidades por meio das quais o empreendedor deve promover um processo de engajamento e consulta das partes interessadas e antecipação da divulgação de informações”.

energia da biomassa. Para isto é importante viabilizar recursos do Pronaf, do BNDES e demais agentes do sistema financeiro nacional. É também importante que as fontes de financiamento público incorporem políticas e critérios que favoreçam estas formas de produção, como por exemplo os critérios do PROAMBIENTE. Indicadores de sustentabilidade para o financiamento são: a disponibilidade e as condições de financiamento; a real demanda pelas linhas de crédito; o preparo dos agentes.

Uso da Terra No que diz respeito aos ecossistemas e à biodiversidade, a sustentabilidade no uso da terra depende do caráter transformador das atividades humanas sobre os mesmos. Tais atividades devem evitar alterações drásticas e a sobre-exploração de ecossistemas naturais e a ocupação de áreas impróprias, respeitar os instrumentos de gestão territorial previamente definidos como o zoneamento econômico-ecológico, a avaliação ambiental estratégica e os limites ecológicos para a ocupação dos biomas, os quais devem ser desenvolvidos de forma participativa e transparente.

Possíveis indicadores de participação na tomada de decisão incluem: o número, os locais e as diferentes formas das consultas, com destaque para a realização das consultas nos locais demandados pela sociedade; a acessibilidade dos locais de consulta às populações atingidas; as diferentes formas de publicidade utilizadas; a O modelo de ocupação e uso da terra deve promoefetividade do acesso à informação, no idioma nativo e ver e respeitar a sócio-biodiversidade, evitando assim em linguagem adequada. um modelo de especialização do território a serviço das sociedades urbano-industriais. É o caso das grandes Adequação legal monoculturas que implicam fortes impactos ao meio Os empreendimentos devem respeitar todas as ambiente e ineficiência energética, esta última gerada normas e leis aplicáveis ao município e estado em que pelos deslocamentos por grandes distâncias tanto dos operam, além de respeitar os tratados e acordos inter- trabalhadores como do que é produzido e comercializanacionais assinados pelo país. do a partir destes espaços geográficos artificiais. Na atual realidade brasileira, é necessário também Do ponto de vista geográfico, podem ser consideadequar as leis às realidades locais e regionais no que se rados como mais sustentáveis os sistemas de uso da refere à produção e à distribuição de energia por parterra que são descentralizados e diversificados, com te das cooperativas de pequenos produtores indepenuma concentração demográfica menor, do que sistemas dentes ou associações comunitárias, hoje legalmente centralizados e especializados os quais possuem forte impedidas de distribuir a energia gerada em seus petendência de concentração da população em centros urquenos projetos descentralizados para as comunidades banos, bem como de desenho de áreas destinadas para vizinhas em regiões isoladas e sem acesso que foram processos produtivos específicos demandados para o concedidas às grandes concessionárias. seu funcionamento. Os indicadores de adequação legal devem ser dePossíveis indicadores de sustentabilidade do uso terminados em função do empreendimento e da região da terra: descentralização e diversificação dos sistemas em que estão localizados, mas deve-se procurar medir a produtivos na área ou região; tamanho das áreas conadequação dos projetos às leis locais, nacionais e acortínuas de mono-culturas; distância da fonte energétidos internacionais e verificar se respeitam direitos difuca até seus centros de consumo;distância percorrida e sos e anseios e interesses das minorias atingidas. tempo gasto pelos trabalhadores no empreendimento; A produção cooperativada e a disponibilidade de tempo necessário aos trabalhadores fora de sua terra financiamento são fundamentais para a promoção da para o manejo de suas culturas de subsistência, entre agricultura familiar ao longo da cadeia de produção da outros. 94 | Anuário 2012/2013


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Resíduos

incluindo os objetivos de conservação e restauração dos biomas naturais, devem estar explícitos no plano A produção da biomassa para a geração de energia de manejo da plantação e claramente demonstrados na implica utilização de grandes áreas, o que, aliado às corimplementação do plano. rentes práticas monoculturais, gera impactos ambientais significativos sobre a biodiversidade e os modos Para isto, recomenda-se que a configuração e a disde produção. Portanto o aproveitamento de resíduos posição física das plantações florestais promovam a da produção de biomassa para a geração de eletricida- proteção, a restauração e a conservação de biomas nade, calor e de biocombustíveis, seja a partir de bagaço turais, e não aumentem pressões sobre os mesmos. de cana, de resíduos da cultura de arroz, das atividades Corredores para a vida silvestre, matas ciliares e um florestais e da produção de óleos vegetais, entre outras, mosaico de talhões de diferentes idades e períodos de estão entre as melhores práticas para a geração de enerrotação devem ser utilizados no delineamento da plangia com sustentabilidade, desde que não inviabilizem tação, consistentes com a escala da operação. A escala outros usos importantes dos resíduos agrícolas, como a e a disposição dos talhões dos plantios devem ser conconservação de solos, por exemplo. sistentes com os padrões da floresta natural da região A recuperação do metano gerado pela decomposi- encontrados na paisagem natural. ção de resíduos urbanos (em aterros sanitários) ou agro No caso de florestas energéticas, é preferível a di-pecuários (dejetos de suínos e aves, por exemplo) para versidade na composição das plantações, a fim de ama geração de energia pode ser também uma alternativa que contribui para a sustentabilidade, dependendo da pliar a estabilidade econômica, ecológica e social. Esta diversidade pode incluir o tamanho e a distribuição esforma de gestão prévia destes resíduos. pacial das unidades de manejo dentro da paisagem naRestrição é feita à queima – incineração – de resí- tural, o número e a composição genética das espécies, as duos urbanos e industriais, sistemas sabidamente pro- classes de idade e as estruturas. dutores de emissões heterogêneas e não controladas A seleção das espécies para o plantio em plantade poluentes altamente perigosos à saúde humana e ao ções florestais energéticas deve estar baseada na total meio ambiente, e cuja adoção incide em decisões menos sustentáveis e socialmente injustas com relação às de- adequação das espécies ao local e sua conformidade aos objetivos do plano de manejo. Visando ampliar a conmais práticas de gestão de resíduos sólidos. servação da diversidade biológica, as espécies nativas Apesar do afirmado acima, é aceito que “que os são preferíveis às exóticas no estabelecimento de planrecursos florestais e as áreas por eles ocupadas devam tações florestais e na recomposição de ecossistemas deser manejados para suprir as necessidades sociais, eco- gradados. As espécies exóticas, que devem ser usadas nômicas, ecológicas, culturais e espirituais de gerações apenas quando o seu desempenho for maior que o das presentes e futuras”, conforme descrito no documento espécies nativas, devem ser cuidadosamente monitoraPrincípios e Critérios do Conselho de Manejo Florestal das a fim de se detectar taxas de mortalidade anormais, (FSC na sigla em inglês). doenças, ou aumento da população de insetos e impacNão só no caso de florestas, mas também nas prá- tos ecológicos adversos. ticas agrícolas não florestais, a sociedade global aceita e Uma proporção da área total de manejo florestal, promove a utilização do cultivo como forma legítima de apropriada à escala da plantação florestal e a ser detergeração de alimentos, energia e outros bens, de maneira minada nos padrões regionais, deve ser manejada a fim que é necessário construírem-se critérios e indicadores de restaurar o local à cobertura florestal natural. de sustentabilidade para fontes de biomassa utilizadas Devem ser tomadas medidas visando manter ou para a geração de energia que não aquelas provenientes melhorar a estrutura, a fertilidade, e a atividade biolóde resíduos. gica do solo. As técnicas e taxas de exploração floresAssim, alguns critérios desenvolvidos pelo FSC potal, a construção e manutenção de estradas e trilhas de dem ser adaptados, a partir de uma discussão criteriosa arraste, e a escolha de espécies não podem resultar na e aprofundada a ser desenvolvida, para a produção de degradação do solo em longo prazo ou em impactos adenergia da biomassa de maneira a poder-se analisar a versos na quantidade e qualidade da água ou em alterasustentabilidade desta forma de energia. ções significativas dos cursos de drenagem dos cursos d’água. Plantações energéticas Os objetivos do manejo da plantação energética, 96 | Anuário 2012/2013

Também devem ser tomadas medidas para preve-


nir e minimizar o aparecimento de pragas, doenças, ocorrências de incêndio e a introdução de plantas invasoras. O manejo integrado de pragas deve constituir uma parte essencial do plano de manejo, com principal ênfase na prevenção e em métodos de controle biológico em lugar de pesticidas e fertilizantes químicos.

Erosão; Compactação; Contaminação; Sanilização; entreoutros; • Biodiversidade e Ecossistemas: Compatibilidade com biomas nativos; Monitoramento de populações de espécies – fauna e flora – endêmicas, em adaptação e em extinção local ou definitiva; Conectividade entre fragmentos remanescentes; Criação de zonas tampão; Alteração de período de reprodução e crescimento; Antecipação ou retardamento dos períodos de migração de pássaros e/ou insetos; Distribuição geográfica de populações; Alterações em ciclos reprodutivos de espécies; Variação das taxas de infecção de espécies hospedeiras e aumento de vetores; entre outros.

Recomenda-se que no manejo de plantações florestais seja feito o possível para afastar o uso de pesticidas químicos e fertilizantes, incluindo o seu uso em viveiros. O monitoramento de plantações florestais, apropriado à escala e à diversidade da operação, deve incluir avaliação regular quanto aos potenciais impactos sociais e ecológicos dentro ou fora da área de plantação (p.ex., a regeneração natural, os efeitos sobre os recurPossíveis indicadores da sustentabilidade do manesos hídricos e sobre a fertilidade do solo e impactos na jo ambiental podem ser: o consumo de água; as medisaúde e no bem estar social local). das de emissões de poluentes à atmosfera; o volume da Nenhuma espécie deve ser plantada em larga esca- deposição de resíduos ao solo; a perda de solo; compacla até que ensaios e experimentos a nível local tenham tação e de erosão de solos; medidas de impacto sobre a demonstrado que a espécie esteja ecologicamente bem biodiversidade; emissões líquidas de CO². adaptada à área do plantio, não sendo invasora, e não Organização da produção apresentando impactos ecológicos negativos significativos sobre outros ecossistemas. A experiência do pró-álcool mostrou que a organização da produção de biocombustíveis pode ser conAtenção especial deve ser dada às questões sociais de aquisição de terra para plantações florestais, espe- centradora e excludente. Para perseguir-se a sustencialmente quanto à proteção de direitos locais de pro- tabilidade na geração de energia pela biomassa, novos priedade, de uso ou de acesso. Possíveis indicadores da empreendimentos devem incorporar e promover a sustentabilidade da origem da biomassa podem ser: agricultura familiar ao longo das cadeias de produção, a participação dos resíduos como recurso energético, já que para alcançar-se o objetivo da inclusão social, a procedência dos resíduos utilizados, sua forma de pro- agricultura familiar não deve ser mera fornecedora de dução, certificação da origem da biomassa, a fração da matéria-prima, mas sim avançar em processos de maior área de produção ocupada pelo bioma original, a fração agregação de valor e no domínio da cadeia produtiva, o recuperada do bioma tradicional, a adequação e a mini- que demanda capacitação e criação das demais condições para a competição com grandes produtores. mização do uso de fertilizantes e agrotóxicos. Não se deve priorizar o agronegócio, cujas restrições enquanto forma de produção incluem a monoculA avaliação de impactos ambientais diretos do em- tura extensiva, o uso intensivo de agrotóxicos e de espreendimento é essencial para a avaliação da sustenta- pécies geneticamente modificadas. bilidade e deve ser realizada em relação a: Os insumos para a produção, como o etanol para • Água: Consumo absoluto e relativo; Reutiliza- o biodiesel, devem, sempre que possível, serem produção (consumo/unidade produzida); Descarga de efluen- zidos na região. No caso da produção organizada em tes e infiltração; Monitoramento de contaminação por torno de contratos de fomento ou de integração, estes fertilizantes, herbicidas e inseticidas; Turbidez; Eutro- devem ser construídos de forma democrática, transpafização; Partículas sólidas em suspensão; adequação rente, com a participação de sindicatos da categoria e ambiental da tecnologia de captação; uso das melhores com a definição de salvaguardas que protejam adequapráticas disponíveis de irrigação; depleção do lençol fre- damente os contratados da agricultura familiar, além ático; recuperação do lençol freático, entre outros. de incorporar a exigência de fornecimento de sementes • Ar: Emissões de poluentes locais e regionais; certificadas por parte da empresa integradora. Emissão de gases de efeito estufa; Poluição sonora; Para todos os trabalhadores envolvidos, deve-se inOdor; entre outros. corporar a exigência junto aos empregadores da legisla• Solo: Tratamento de efluentes; Resíduo sólidos; ção trabalhista e ao direito inalienável de associação e

Manejo ambiental

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sindicalização dos agricultores familiares. As atividades da cadeia produtiva devem buscar incorporar todos os possíveis produtos que gerem recursos para as comunidades, como no exemplo na produção de biodiesel, o óleo vegetal comestível, a utilização da torta e fibras de cocos como o de babaçu. Possíveis indicadores da sustentabilidade da organização da produção são: fração da renda da cadeia produtiva do biocombustível incorporada pela agricultura familiar; nível de satisfação com os contratos vigentes; quantidade de produtos elaborada pela agricultura familiar ao longo da cadeia produtiva.

Deve-se evitar que a expansão da produção de oleaginosas para a produção de biodiesel, e de outras culturas para a produção de etanol e florestas energéticas, promova a extrema especialização dos territórios, ou seja, surgimento de regiões totalmente voltadas para a produção de biocombustíveis e, com isto, diminua localmente a produção de alimentos, o que pode construir cenários regionais de aumento de custos de alimentação e escassez relativa. As práticas para a sustentabilidade devem prever este cenário incorporando metas específicas de segurança alimentar que promovam, por exemplo, práticas de consorciamento entre oleaginosas ou outras culturas bioenergéticas com culturas alimentares de subsistência.

Em termos de eficiência energética, deve-se buscar o melhor aproveitamento da combustão da biomassa Possíveis indicadores de segurança alimentar são: ou do biocombustível, por exemplo, mediante acopla- tamanho das propriedades e diversidade das culturas mento de geração elétrica com turbinas a produzidas; relação entre as espécies bioevapor ou substituição de máquinas de nergéticas e alimentares; relação entre baixa eficiência. O balanço de caro consumo interno e externo das bono deve ser negativo, ou no culturas produzidas. mínimo o mais próximo de Os aspectos de desennulo, em todo o ciclo de vida volvimento da ciência e de do projeto. transferência e apropriação Entre os indicadores das tecnologias pelas coa serem considerados esmunidades locais devem tão: aplicação de tecnose fazer presente, a tecnologias limpas; inovação logia apreendida deve se tecnológica; capacidade coadunar às potencialidade reprodução da tecnolodes das realidades locais e gia empregada; origem dos não divergir delas. equipamentos; existência de O emprego de tecnoloroyalties e de licenças tecnológias apropriadas implica envolgicas; necessidade de assistência vimento das comunidades, destécnica internacional; variação do centralização da geração dos recursos emprego de energia sustentável; co-geenergéticos e de energia, contribuição do ração; entre outros. projeto para a autonomia energética e superação Pelo seu potencial de impacto sobre populações tecnológica. A transferência tecnológica não deve tradicionais e biomas, a energia da biomassa deve ser destinada a fins que também contribuam para a susten- ser somente vertical, mas também horizontal, seja entabilidade do país. É importante que esta energia supra tre comunidades como entre países do Sul com caracteusos finais de grande eficiência e que contribua para rísticas biogeográficas e realidades regionais semelhana expansão do mercado interno e da renda nacionais. tes. Empreendimentos energo-intensivos, por exemplo, deO desenvolvimento das tecnologias deve prever o vem ser excluídos e modos de transporte mais eficien- envolvimento institucional para o desenvolvimento de tes devem ser privilegiados. P&D e visar a replicabilidade das suas aplicações e exPossíveis indicadores para usos finais eficientes são: periências, sobre tudo possibilitar e ampliar as transfetaxas de redução do consumo por unidade de produto; rências tecnológicas Sul-Sul. capacidade de redução, reuso e reciclagem dos insumos nas atividades fim para qual a energia é destinada; inclusão do gerenciamento da demanda no horizonte de planejamento dos projetos. 98 | Anuário 2012/2013

Autoria: Artur Moret - FOREN, Délcio Rodrigues Instituto Vitae Civilis e Lúcia Ortiz - Núcleo Amigos da Terra / Brasil .


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PRODUÇÃO DE BIOMASSA DE EUCALIPTOS PARA ENERGIA EM CURTA ROTAÇÃO NO BRASIL,

VEIO PARA FICAR Por Prof. Laércio Couto - Renabio

Quando Edmundo Navarro de Andrade, introduziu o eucalipto no Brasil, em 1904, com o objetivo de produzir biomassa para ser utilizada pelas locomotivas da Cia Paulista de Estradas de Ferro, ele jamais poderia imaginar as mudanças e inovações que sua ação traria para o setor florestal brasileiro. O eucalipto, tornou-se a principal matéria prima para a produção de carvão vegetal para suprir o pólo siderúrgico de Minas Gerais e em seguida passou a ser utilizado na produção de chapas de madeira, de celulose e papel, de madeira tratada e madeira serrada para construção civil e moveis. O avanço tecnológico e científico da eucaliptocultura no Brasil permitiu que esse gênero fosse paulatinamente substituindo a madeira nativa nos seus mais diversos usos e principalmente no caso de biomassa para energia, como por exemplo na secagem de grãos, na geração de vapor, na produção de cerâmicas e no uso diário como lenha pelas donas de casa no interior do Brasil. O aumento do preço dos combustíveis fósseis, aliado a todos os problemas por eles causados ao meio ambiente, levaram a maioria dos países desenvolvidos, a buscarem alternativas para atenderem suas matrizes energéticas. Assim, as energias hidráulica, eólica, solar, geotérmica, das marés e da biomassa, se tornaram de repente, objetos de estudos por varias universidades e centros de pesquisa em todo o mundo. Por outro lado, a necessidade de mitigar a ação dos gases causadores do efeito estufa e assim diminuir os efeitos danosos dos mesmos nas mudanças cli100 | Anuário 2012/2013


Figura 1. Eucalyptus cloeziana em Taiobeiras, Minas Gerais

máticas de nosso planeta, tem levado a maioria dos Países a estudarem a produção de biomassa florestal em plantios adensados e de curta rotação. Esses plantios energéticos, além de produzirem biomassa para energia em um curto espaço de tempo e com menor ocupação de terras, absorve gás carbônico da atmosfera, liberando oxigênio, no processo de fotossíntese e crescimento das árvores.

Figura 2.Plantio de eucalipto adensado em Avare, São Paulo

Países como os Estados Unidos da América do Norte, Canadá e os membros da Comunidade Europeia, necessitam de grandes quantidades de energia para aquecimento residencial e demais construções de suas cidades durante o inverno. A biomassa florestal, na forma de pellets, tem sido um componente extremamente importante na composição da matriz energética desses países. Por outro lado, recentes modificações na legislação ambiental nesses países, tem elevado consideravelmente a demanda por pellets para substituição de carvão mineral nas usinas de geração térmica de eletricidade nos mesmos. O Canadá e os Estados Unidos da América do Norte têm sido os principais fornecedores de pellets para os Países Europeus. O Brasil em face da sua disponibilidade de terras e clima para o estabelecimento de plantações de eucaliptos e de outras espécies florestais, dedicadas a produção de biomassa para energia, em curta

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rotação, tem potencial para ser um importante player nesse mercado. O principal problema enfrentado hoje pelos potenciais produtores de pellets para exportação no Brasil, seria a péssima infra-estrutura do País no que se refere a estradas e portos, ou seja, logística de transporte. Nos Estados Unidos da América do Norte, Canadá, e em vários países da Europa, há muito tempo já vem sido estudados os plantios florestais para produção de biomassa para energia em curta rotação (SRWC – Short Rotation Wood Crops) principalmente com espécies do género Populus e Salix. No Brasil, uma primeira tentativa de se plantar eucaliptos em espaçamentos adensados ocorreu no início da década de 70, em Minas Gerais, pelo setor de siderurgia a carvão vegetal. Naquela época ainda não havia no Brasil a eucaliptocultura clonal como existe hoje. A variabilidade genética das mudas levava a uma competição intraespecífica extremamente acirrada nos plantios adensados e os resultados não foram os esperados, levando as Empresas a abandonarem aquela linha de pesquisa e desenvolvimento.

A partir do primeiro trabalho realizado com o plantio adensado de eucalitpos clonais para produção de biomassa para energia em curta rotação , em Minas Gerais, várias Empresas, em diferentes Estados do Brasil iniciaram plantios pilotos e novos estudos, para atender as suas necessidades de biomassa florestal. A RAMIRES Reflorestamento Ltda foi uma das primeiras Empresas do setor florestal a estabelecer no Mato Grosso do Sul e no Maranhão, uma área experimental com vários clones de eucaliptos plantados em diferentes espaçamentos iniciais, adensados. No setor sucroalcooleiro, a Usina Rio Pardo, de Avaré, São Paulo, estabeleceu também uma área com 4 clones no espaçamento inicial de 3 m x 0.5 m visando a produção de biomassa para suprimento da sua térmica de cogeração de eletricidade nos 5 meses do ano quando não existe bagaço de cana disponível. Esse trabalho foi divulgado pela TV TEM e pela Rede Globo no programa Globo Rural o que levou esse tipo de informacao para todas as regiões do território brasileiro.

Figura 4. Plantio adensado em Avaré, SP, divulgado pela TV TEM Figura 3. Plantio de willow para energia em New York, USA

A introdução da eucaliptocultura clonal no Brasil, por pesquisadores da Aracruz (hoje FIBRIA) proporcionou condições para que em 2011 se implantasse com sucesso o plantio adensado de eucaliptos clonais em Itamarandiba, Minas Gerais, em um projeto piloto com o apoio da CEMIG, ANEEL, CNPq, ArcelorMittal, UFV e RENABIO. Esse trabalho deu origem a uma tese de Doutorado e três teses de Mestrado, alem de vários trabalhos científicos e o primeiro World Bioenergy Award dado pela World Bioenergy Association a um pesquisador brasileiro que ficou em primeiro lugar entre os 7 finalistas dos 90 competidores de todo o mundo, em 2010, em Jonkoping, Suécia. 102 | Anuário 2012/2013

No Estado de Goias, a COMIGO, implantou também uma área experimental visando a produção de biomassa de eucalipto em curta rotação para a secagem de grãos. No Estado do Tocantins, a GMR Florestal foi a pioneira em um plantio experimental de eucaliptos clonais no espaçamento de 3 m x 0,5 m. Em Santana do Araguaia, no Pará, o Grupo Bertin estabeleceu uma grande área de plantações de eucaliptos no espaçamento de 3 m x 1 m. Na Bahia, a Energias Renováveis do Brasil, implantou uma grande área no espaçamento de 3 m x 1 m com o objetivo de produzir biomassa em curta rotação para a cogeração de eletricidade e produção de vapor para Empresas no Pólo de Camaçari. Em Lins, São Paulo, o Grupo Bertin, implantou a maior area experimental de que se tem conhecimento na América Latina e talvez no


mundo, plantando vários clones de eucaliptos em diferentes espaçamentos iniciais, simples e duplos, visando a produção de biomassa para cogeração de eletricidade e a fabricação de pellets.

possuem padrões bastante restritos no que diz respeito a teor de cinzas e de cloro. No momento, as atenções se concentram no desenvolvimento de equipamentos que possam colher esses plantios em uma única operação em que a árvore já é transformada diretamente em caQuando se fala em escala de produção, pode-se di- vacos e de preferência, deixando as folhas no campo, zer que a Suzano Energia Renovável é sem sombra de para que haja uma ciclagem natural de nutrientes, pelo dúvidas a Empresa brasileira com a maior área de plan- menos de uma parte deles. tio de eucaliptos clonais em espaçamentos adensados, visando a obtenção de biomassa em curta rotação para Vários equipamentos já existem em outros Países, a produção de pellets para exportação para o mercado principalmente para a colheita de populus e willows, Europeu. Esses plantios estão sendo realizados no Nor- mas não especificamente para o eucalipto. Recentedeste do Brasil onde a Empresa vai implantar também, mente, a New Holland, trouxe para o Brasil, a proposta novas fábricas de celulose de fibra curta. de seu equipamento, desenvolvido para ser testado no Brasil para a colheita de eucaliptos adensados em curta Observa-se que inicialmente, o objetivo dos plan- rotacao visando a produção de biomassa para energia. tios adensados de eucaliptos clonais, visava principalmente a produção de biomassa para ser usada como fonte de energia na secagem de grãos e na produção de pellets, vapor e eletricidade. No entanto, dirigentes de Empresas da área de chapas de fibras e de celulose, como a Duratex e o Grupo Orsa, demonstraram interesse em conhecer também o comportamento desses novos plantios de eucaliptos clonais bem como a qualidade da biomassa produzida. Testes ja foram realizados para a produção de pellets e chapas de MDF com a biomassa produzida a partir desses eucaliptos clonais plantados no espaçamento de 3 m x 0,5 m e colhidos com 2 anos de idade. Os resultados foram animadores e estimularam essas Empresas a continuarem suas pesquisas e instalarem os seus próprios experimentos. Figura 6. New Holland para colheita de biomassa florestal para energia

A BioSystems Austrália também está participando por meio do desenvolvimento do seu equipamento, a Bionic Beaver, que já foi testada com sucesso na colheita de eucaliptos para energia na Austrália. O desenvolvimento do novo projeto da Bionic Beaver, que deverá colher os plantios adensados em idades variando de 1 a 5 anos, esta recebendo o apoio de várias Empresas denFigura 5. Plantio adensado de eucalipto do Grupo Bertin em tre elas da Caterpillar e da Energias Renováveis do BraLins, São Paulo sil. A Caterpillar possui também uma alternativa com os seus equipamentos tradicionais como feller-buncher, Os estudos silviculturais desse tipo de plantio skyders e picadores. adensado para a produção de biomassa em curta rotação parecem já ter fornecido uma base adequada para o Novas pesquisas nessa área deverão cuidar da utiestabelecimento dos mesmos em escala comercial. Lo- lização da biomassa desses plantios adensados de eucagicamente ainda se podem fazer estudos visando a re- liptos clonais para produção de biomassa em curta rotadução do custo de implantação e manutenção florestal ção, na produção de carvão vegetal e de biocombustíveis bem como buscar maiores conhecimento sobre a parte pelo processo de pirólise da madeira e de etanol a partir nutricional de tais tipos de plantio e sua influência na da hidrólise enzimática. Por outro lado, outras espécies qualidade principalmente dos pellets produzidos, que florestais que não necessariamente do gênero Eucalyp-

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tus estão sendo também testadas, principalmente para ca por meio da Biomassa, que está em análise na Comisterras localizadas em regiões com baixo índice de preci- são de Minas e Energia, deverá revolucionar a matriz pitação pluviométrica, como por exemplo a leucena e o energética nacional. Sansão do Campo. A proposição está pronta para inclusão na pauta da Comissão de Minas e Energia e recebeu parecer favorável do relator deputado Paulo Magalhães (PSD-BA). O deputado Irajá Abreu considera que a aprovação do projeto é importante para que o país modernize e empregue novas tecnologias para a geração da energia elétrica. “É relevante que o país dê início à modernização da legislação que permita a diversificação da matriz energética brasileira. O projeto 3529 apresentado no início deste ano aborda de forma ampla a geração de energia Figura 7. Plantio de Sansão do Campo para produção de bio- elétrica por biomassa. Há países como a Finlândia em que 22% da energia elétrica é gerada por biomassa. O massa para energia Brasil tem condições de desenvolver com sucesso mais essa opção de potencial energético” segundo o deputaA RENABIO – Rede Nacional de Biomassa para do. Energia juntamente com o Departamento de Engenharia Florestal da Universidade Federal de Viçosa por O projeto de lei de Irajá Abreu incentiva a contrameio da Sociedade de Investigações Florestais, tem sido as principais instituições de pesquisa a divulgarem os tação de energia elétrica gerada pela biomassa e estaconhecimentos obtidos nessa área de produção de bio- belece que as concessionárias de distribuição de enermassa a partir do plantio adensado de eucaliptos clo- gia elétrica do SIN, deverão contratar anualmente, por nais em curta rotação. Não podemos deixar de mencio- meio de leilão, 250 megawatts de energia por biomassa, nar também o excelente trabalho e apoio de dirigentes a partir de 2014, por um período de 25 anos. e pesquisadores da Universidade Federal do Vale do JeNa política nacional de geração de energia elétrica quitinhonha e Mucuri, do NIPE – Núcleo Interdisciplipor meio da biomassa apresentada pelo deputado Irajá nar de Planejamento Energético, da UNICAMP, da IEA Bioenergy, da Universidade de Toronto e da World Bio- Abreu, também são garantidos pelo projeto incentivos energy Association e de todas as Empresas que apoia- específicos às geradoras como o contrato de 15 anos, ram a RENABIO e que replicaram o experimento origi- isenção das tarifas pelo uso das redes de transmissão, nal, com as inovações e modificações necessárias para o IRPJ com 5% inferior a alíquota em vigência. avanço da área. Após a análise na Comissão de Minas e Energia, o No campo político, o projeto de lei 3529-2012 de projeto de lei do deputado federal Irajá Abreu será enautoria do deputado federal Irajá Abreu (PSD-TO) que caminhado à Comissão de Finanças e Tributação e à Coinstitui a política nacional de geração de energia elétri- missão de Constituição, Justiça e de Cidadania.

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BRiQUETEs DE CasCas DE COCO Inovação que gera energia de biomassa

N

o cenário nacional, a produção de energia de biomassa ainda é insignificante, mesmo sendo descartado anualmente bilhões de toneladas de resíduos orgânicos no meio ambiente. Pesquisas comprovam que o aproveitamento adequado das cascas de coco, folhas e cachos de coqueiro que são descartados nas áreas urbanas e rurais, poderão ser coletados e transformados em briquetes, que detêm um alto potencial energético e podem ser utilizados principalmente na indústria para a alimentação de caldeiras, fornos e lareiras.

Considerando o aproveitamento de apenas 20% dos 2,29 bilhões deste resíduo, verifica-se que é suficiente para se produzir cerca de 20.000 mil toneladas/mês de briquetes.

De acordo com o IBGE, a região Nordeste é a maior produtora de coco da baía no Brasil, com 69,4% da produção total (dados de 2008). Percebe-se que há produção de coco da baía em todos os Estados do Nordeste, destacando-se Bahia e Sergipe, como os dois principais produtores. Nessa cultura, esses dois estados participam com mais da metade da produção O Brasil possui cerca de 290 mil hectares culti- regional. vados com coqueiros, distribuídos praticamente em Existe uma demanda crescente de briquetes no quase todo o território nacional, com produção anual mercado Nacional e Mundial. No Brasil o preço de de 2,29 bilhões de cascas de coco, 469,79 milhões de mercado está em torno de R$ 300,00 a tonelada, já na folhas e 469,76 milhões de cachos com ramos florais, Europa, está em torno de 340,00 Euros a tonelada. que caem naturalmente da planta e também devido à poda. Estima-se que a rentabilidade de uma unidade 106 | Anuário 2012/2013


Outro aspecto positivo é que através de acordo produtora de briquetes é superior a 30%, sendo o produto destinado para exportação. entre as nações o “Protocolo de Kyoto”, prever que os Estudos realizados mostram que a produção de países ricos reduzam as emissões de gases causadores briquetes utilizando cascas de coco tem muitas van- do aquecimento global, isso favorece a procura por tagens além do alto poder calorífico na geração de energia de biomassa, entre elas o briquete de cascas de coco. Todos esses elementos tornam este produto uma excelente opção para o mercado da biomassa no Brasil e no mundo.

Enviado por: Clodoaldo Batista dos Santos. Administrador de Empresas. Pesquisador de Resíduos Florestais para Geração de Energia de Biomassa e detentor da Patente de Briquetes de Cascas de Coco. Busca parceiro investidor. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ABNT. NBR 6022: informação e documentação – artigo em publicação periódica científica impressa – apresentação. Rio de Janeiro, 2003.

energia de biomassa. Sendo uma inovação para o mercado, atendendo a todas as normas nacionais e internacionais quanto ao controle de órgãos ligados ao meio ambiente. O briquete de cascas de coco é um produto ecologicamente correto, pois produz menos fumaça, cinza e fuligem devido à baixa umidade e a temperatura se eleva rapidamente. Possui menor custo e menor manutenção das grelhas e fornalhas, reduz o acúmulo de resíduos nos aterros sanitários, que por sua vez, proporcionam a proliferação dos vetores causadores de doenças e epidemias, além de produzirem gases como o metano (CH4), dióxido de carbono (CO2), e óxido nitroso (N2O), que são causadores do efeito estufa e sua decomposição leva, no mínimo, 10 anos.

EMBRAPA. Tecnologia para Biodegradação da Casca de Coco Seco e de Outros Resíduos do Coqueiro. Disponível em: http:tp://www.cpatc.embrapa. br/publicacoes_2007> acesso em: 06/07/2012. BNB.Nordeste em Mapas.Disponível em: htpp://www.bnb.gov.br/content/aplicação/etene/etene/docs/publicação_nordeste_em_mapas.pdf > acesso em: 06/07/2012. TECPAR. Instituto de Tecnologias do Paraná. Disponível em: htpp:www. tecpar.com.br.centro de Energias Renováveis. Relatórios de Ensaios N.° 11011362 > acesso em: 13/09/2011.

O referido briquete já foi produzido para testes com comprovada eficácia. Segue uma análise FísicoQuímica do Briquete de Casca de coco. Análise Físico-Química do Briquete de Casca de Coco: • Carbono fixo: 8,8 % massa • Teor de cinzas: 19,4 % massa • Materiais voláteis: 71,8 % massa • Teor de umidade: 11,6 % massa • Poder calorífico superior: 17.480 (4.177) J/g (cal/g) Fonte: TECPAR - Centro de Energias Renováveis

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Tecnologia sergipana faz aproveitamento Energético de Resíduos Sólidos Urbanos

Railton Faz

Núcleo Técnico Ambiental

Por Amanda Gonçalves

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Sabe-se que a produção de lixo está associada diretamente ao nosso consumo. O censo realizado em 2010 pelo IBGE estima que cada brasileiro produza diariamente cerca de 1,2 Kg/dia de lixo, resultando em aproximadamente 220 mil toneladas por dia. Essa matéria-prima quando associada à caracterização do resíduo (vide NBR 10004:2004) e a crescente preocupação ambiental, resulta em um relevante problema socioambiental presente no mundo. O desafio é tratar de forma economicamente viável um grande volume de material diverso e potencialmente perigoso, de forma que evite impactos negativos ao meio ambiente e às pessoas. Dessa forma, o Núcleo Tecno-Ambiental Railton Faz desenvolveu uma tecnologia baseada no processamento de resíduos sólidos urbanos para a obtenção de carvão. Esse produto poderá ser comercializado ou utilizado para alimentar uma termoelétrica, também desenvolvida por Railton Lima, diretor-presidente do Núcleo. Esta mesma tecnologia teve o mérito de ser reconhecida na América Latina como a maior iniciativa sustentável com o prêmio Greenbest 2011. A Indústria para Processamento de Biomassa parte do princípio da desidratação dos materiais, que compõe o lixo. Dessa forma, o caminhão de coleta de lixo da cidade vasculha a matéria-prima na Moega, equipamento que separa o chorume dos resíduos sólidos. Esses seguem, por meio de uma esteira transportadora para o forno de carbonização, que apresenta uma temperatura de 850 a 900ºC. Os materiais de origem mineral saem esterilizados e prontos para reciclagem. E, os de origem vegetal e animal desidratam e desintegram transformando-se em moinha de carvão. Esse produto é enca-


minhado para o formulador, onde são adicionados pigmentos vegetais que ajudam na união das partículas da moinha e no aumento do poder calorífico do produto final. Posteriormente, essa mistura homogênea segue para a briquetadeira, ganhando formato para ser comercializado. Durante todo o processo, os gases poluentes gerados são emitidos para o Destilador e o RAITEC, equipamentos que condessam os compostos químicos, impedindo a dispersão dos gases contaminantes na atmosfera. Para cada 5 toneladas/ hora de resíduos sólidos são produzidos 2 toneladas/ hora de carvão e 80 litros/hora de subprodutos, como lignina(12), alcatrão(18), água ácida(32) e óleo vegetal(18). Enfatizando que, todos os gases poluentes serão coletados e transformados em subprodutos, inclusive o chorume. Segundo Railton Lima, o inventor e detentor das patentes, nesse processo ocorrerá apenas a liberação de vapor d’água e gás oxigênio para atmosfera.

vidas para beneficiar o meio ambiente. E, resolver a problemática do lixo solucionando outro grande problema: a geração de energia limpa. Tudo isso me dá a sensação de dever cumprido com a nossa geração”, disse Railton Lima.

A presente tecnologia apresenta como vantagens: erradica a disposição final do lixo no solo; processa o lixo passivo (lixão) e o ativo; gera cinco produtos de valorização no mercado (lignina, alcatrão, água ácida, óleo vegetal e carvão); esteriliza os resíduos minerais; promove um trabalho digno e gera emprego e renda; minimiza radicalmente a geração de vetores; reduz o custo com a saúde pública; elimina a geração de gases poluentes; elimina a emissão de gases que colaboram para o aquecimento global; sua implantação, operacionalização e manutenção tem baixo custo; manutenção a cada ano e vida útil de 30 anos; enquadra-se dentro das diretrizes da lei da Política Nacional de Resíduos Sólidos; gera energia através do produto proveniente dos resíduos sólidos urbanos; evita o desmatamento de árvores para uso térmico, auxilianCaso a termoelétrica seja implantada anexada à do na preservação dos Biomas, Cerrado e Caatinga. Indústria de Processamento de Biomassa, os subproO Núcleo firmou contrato de implantação de dutos e a moinha de carvão alimentarão a Termo. Sendo necessário 350Kg de carvão para a geração de uma unidade para processamento de biomassa na 1MWh de energia elétrica. Durante o processo não Florida – EUA e no município de Lagarto, Sergipe. há a utilização de água e os gases produzidos através Como também, outra parceria que pretende gerar da combustão são destinados para o Destilador e o energia para os estádios de futebol durante a Copa RAITEC, ou seja, não existe a emissão de gases polui- 2014, através da unidade móvel com capacidade de dores no ar. “Todas as minhas patentes foram desenvol- processar até 1ton/h de resíduo sólido. Anuário 2012/2013 | 109


ERB investe em projeto inovador de geração de energia a partir do uso de biomassa de madeira

A

Inovação e Sustentabilidade: A ERB – Energias Renováveis do Brasil foi fundada em 2008 e está posicionada como referência no segmento de biomassa. A empresa investe continuamente em pesquisa e desenvolvimento e destacase por utilizar em seus projetos tecnologias sustentáveis e inovadoras e parceiros estratégicos, com profunda expertise em seus segmentos de atuação. Por considerar a Sustentabilidade um de seus valores e pilares de atuação, a ERB tem trabalhado a fim de garantir que seus projetos tragam o desenvolvimento sócio-ambiental às áreas em que são Acredita-se ser este o primeiro projeto do mundo de uso de implantados. biomassa como fonte de energia e vapor industrial por uma A companhia tem agilidade e capacidade para adequar sua indústria petroquímica. O vapor gerado será 100% produ- oferta à real necessidade de seus clientes e, a partir de uma zido a partir de cavaco de eucalipto de reflorestamento pró- análise de cada demanda, a companhia projeta, investe, prio e totalmente dedicado. Com a energia gerada pelo eu- constrói e opera plantas de cogeração de energia (vapor e calipto, a Dow deixará de consumir 200 mil metros cúbicos eletricidade), garantindo, através da produção própria de diários de gás natural (cerca de 50% do volume atual) no biomassa, segurança de suprimento, redução nos custos de complexo de Aratu que inclui plantas de Cloro-Soda, óxido energia e nas emissões de carbono. de propileno e propileno glicol e reduzirá 180 mil toneladas A companhia planta a madeira e as gramíneas que utiliza, de emissões de CO2 por ano. trabalhando com cultivo dedicado. Atua em conjunto com tingir metas de sustentabilidade e reduzir custos de produção com o vapor utilizado em suas fábricas. Estes eram alguns dos desafios da Dow Brasil ao selar parceria com a ERB – Energias Renováveis do Brasil – empresa referência na geração de energia de biomassa. A solução desenhada pela ERB é totalmente integrada e verticaliza a cadeia produtiva de vapor, contemplando a instalação e operação de uma planta de cogeração dentro do Complexo industrial da Dow em Aratu, na Bahia, a maior instalação da companhia no País.

O projeto, cujo contrato foi fechado em 2010, terá capacidade de produção anual de 1,08 milhão de toneladas de vapor industrial e 108 mil megawatts hora de energia elétrica. A planta terá capacidade de produção de 150 toneladas de vapor por hora e, a unidade de processamento de biomassa contará com capacidade de picagem de 80 toneladas por hora de madeira. Cerca de 700 pessoas serão beneficiadas com empregos diretos e 1.750 indiretamente em áreas industrial e florestal até a conclusão do projeto. Além do envolvimento dos trabalhadores e da comunidade local - que plantará os eucaliptos-, a parceria beneficiará diretamente a população do Estado da Bahia ao fornecer a energia elétrica e promover diversas ações socioambientais, como preservação da mata atlântica e apoio às comunidades locais. A unidade entrará em produção no segundo semestre de 2013.

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instituições referência em pesquisa científica, em busca de diferentes fontes de biomassa e rotas de conversão em energia com foco no aumento da densidade, redução da umidade e padronização da biomassa.


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A energia verde Constituído no final dos anos 90, o chamado “mercado da energia verde” está em expansão em vários países europeus. Ele é resultado do compromisso para redução das emissões de dióxido de carbono (CO2) assumidos pelas nações desenvolvidas na assinatura do Protocolo de Kyoto e ratificadas pelo Tratado em 2005. Favorece, portanto, a implementação de usinas abastecidas por fontes renováveis que permitem a “captura” – ou, em outras palavras, reduzem as emissões – de dióxido de carbono (CO2) e outros gases causadores do efeito estufa na atmosfera.

Limpo). Estes certificados comprovam que o projeto foi desenvolvido de maneira sustentável e que permite a captura de CO2. Por convenção, uma tonelada de CO2 corresponde a um crédito de carbono.

O setor elétrico pode participar do mercado de MDL com usinas movimentadas por fontes renováveis e alternativas, com programas de eficiência e conservação de energia e projetos de reflorestamento. Os compradores dos certificados são as companhias situadas nos países desenvolvidos que podem utilizar os créditos adquiridos para diminuir os Segundo a Rede de Energias Renováveis para o Século XXI compromissos de redução das emissões. Um exemplo de (REN21), em 2007 havia mais de 4 milhões de consumi- mercado voluntário de créditos de carbono, ou MDL, é o dores da energia produzida por usinas verdes na Europa, Chicago Climate Exchange (Bolsa do Clima de Chicago). Estados Unidos, Canadá, Austrália e Japão. Essa movimenO projeto piloto da Usina Verde, localizada na Ilha do Funtação foi estimulada por uma combinação de fatores. Entre dão, no Rio de Janeiro, e em operação desde 2004, é veneles, programas oficiais de governo, participação da inidedor de créditos de carbono no mercado internacional. ciativa privada, projetos desenvolvidos pelas companhias Construída pela iniciativa privada com parte da tecnologia de energia e aquisição compulsória de parte da produção desenvolvida pela Coppe da Universidade Federal do Rio por órgãos públicos. A entidade informa, ainda, que os três de Janeiro (UFRJ), a usina obtém eletricidade a partir da principais veículos para aquisição da energia verde são: proincineração do lixo urbano. É considerada “limpa” porque gramas especiais de precificação; a existência de um mercadestrói termicamente os gases poluentes produzidos no do livre (desregulamentado), também chamado mercado processo, liberando na atmosfera, sem causar danos amverde, para a comercialização de um terço da produção; e a bientais, apenas vapor de água e CO2. Além disso, utiliza negociação voluntária de certificados de energia renovável. como matéria-prima a biomassa em substituição aos comNos países da União Européia, as permissões para emissões bustíveis fósseis. por parte das diferentes indústrias podem ser livremente negociadas entre elas. A Usina Verde recebe diariamente 30 toneladas de resíduos sólidos pré-tratados provenientes de aterro sanitário. O Na maioria dos países analisados pela REN21, porém, a calor proporcionado pela incineração da matéria orgânica participação da energia verde no mercado total de eletricié aproveitado para a geração térmica de eletricidade. A podade é pouco significativa. Representa menos que 5% das tência é de 0,7 MW. vendas totais, mesmo em países em que o mercado é desregulamentado para os clientes atendidos em baixa tensão, Fonte: Aneel - PDF: Atlas_par2_cap5 como Finlândia, Alemanha, Suécia, Suíça e Reino Unido. A Holanda é o país que registra maior número destes consumidores, em parte em função dos altos impostos aplicados à eletricidade produzida a partir de fontes fósseis e em parte devido às isenções tarifárias especiais aplicadas à energia verde e divulgadas por meio de campanhas publicitárias. Estimativas apontam que, entre 2006 e 2007, o país abrigava cerca de 2,3 milhões destes consumidores. Nos países em desenvolvimento, como o Brasil, os projetos implantados de “energia verde” podem participar como vendedores de certificados de crédito de carbono no mercado internacional de MDL (Mecanismo de Desenvolvimento 112 | Anuário 2012/2013


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USO DE TROCADORES DE CALOR PARA RESFRIAMENTO ARTIFICIAL DE FORNOS DE CARVÃO VEGETAL

A

tualmente, em grande escala o carvão vegetal é produzido em fornos retangulares de alvenaria, e tem um ciclo médio de produção de 12 dias, sendo 4 dias para carbonizar e 8 dias para o resfriamento, tendo a temperatura máxima no processo de carbonização de 450oC para garantir rendimento e qualidade. Para proceder a abertura do forno e seu descarregamento, a temperatura deve estar abaixo dos 60oC para assegurar a segurança e não ter riscos de focos de fogos.

vegetal é longo período de resfriamento dos fornos, acarretando baixa produtividade da planta de carbonização e exigindo um grande número de fornos para suprir a demanda de produção. Uma das alternativas para redução do tempo de resfriamento dos fornos de carvão é o uso de trocadores de calor. Estes permitem a troca do ar quente de dentro do forno com o ar atmosférico, sem adição de quantidades consideráveis de oxigênio para evitar a combustão da massa de carvão. Há diversos tipos de sistemas construtivos para trocador de calor, dentre os quais, os mais utilizados são os de feixe tubular, constituído por um conjunto de tubos envolto por um casco. Um dos fluidos circula no interior dos tubos e o outro fluido escoa no lado externo.

Quanto ao resfriamento, a prática usual é o processo natural, em que o forno reduz sua temperatura lentamente pela simples exposição ao meio ambiente. A duração do resfriamento depende muito da geometria do forno, de suas dimensões, do material usado na sua construção e da massa de carvão produzida, entre Desde modo, o objetivo principal deste trabalho foi outros (FRANÇA e CAMPOS, 2002). Assim, um impor- avaliar o uso de trocadores de calor ar/gás para redução tante aspecto a ser considerado na produção de carvão do tempo de resfriamento de fornos de carvão vegetal.

Figura 1. Planta baixa do trocador de calor utilizado para o resfriamento dos fornos

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A pesquisa foi realizada na Unidade Produtora de Carvão vegetal da Empresa Arcelormittal Biofloresta, localizada na Cidade de Martinho Campo-MG. Os fornos utilizados para as carbonizações da madeira possuem capacidade volumétrica de enfornamento de 400 st de madeira, 32 m de comprimento, e com ciclo de produção médio de 12 dias, sendo 4 dias de carbonização e 8 dias de resfriamento. Utilizou-se um trocador de calor para reduzir o tempo de resfriamento dos fornos retangulares, conforme Figura 1. O fluxo de gás do trocador para dentro do forno foi efetuado no sentido da porta para o centro do mesmo. Para proceder ao resfriamento dos fornos utilizando o trocador de calor, primeiramente o gás quente do forno é aspirado por um duto central e conduzido até a extremidade superior esquerda do equipamento. Depois o gás quente proveniente do forno passa pelo trocador de calor composto por feixe de tubos organizados em quinquôncio com diâmetro de 5 cm separados por uma distância de 2,5 cm. O gás quente do forno passa externamente aos tubos a uma velocidade estimada de 8 m/s e o fluxo do gás no trocador acontece da esquerda para direita subindo e descendo em 6 “passes” dentro do trocador . Depois de resfriado, o gás passa pelos exaustores centrífugos localizado na parte superior do trocador e retornam ao forno, entrando pelos dutos localizados próximos a porta. O ar atmosférico utilizado para o resfriamento é soprado por ventiladores axiais por dentro dos tubos retirando-se o calor dos mesmos, da direita para esquerda, no sentido contrário ao do fluxo do gás.

A área de troca do trocador a ar é de aproximadamente 890 m2 e a de tubulação externa de 200 m2 perfazendo um total de 1090 m2 de área de troca. Nesta configuração resfria-se um conjunto os dois fornos simultaneamente. No entanto, ressalta-se que pode ser utilizado em 04 ou mais fornos implicando numa redução da ociosidade do equipamento e nos custos de investimento do projeto. O sistema de troca foi concebido em circuito fechado, pois qualquer entrada de ar no sistema acarreta aquecimento do forno uma vez que o oxigênio presente no ar irá atuar como agente oxidante ocasionando combustão em parte do carvão dentro do forno. Neste sistema o tempo médio de resfriamento está em torno de 5,3 dias, o tempo mínimo em 3,3 dias e o tempo máximo em 9,2 dias. O ganho médio em resfriamento em relação ao resfriamento natural é de aproximadamente 48%. Quando da abertura das portas do forno, verificou-se focos de fogo, localizados principalmente no centro do forno, logo os estudos com resfriamento forçado deverão focar esta região. O centro do forno é a última região a sofrer o processo de carbonização e se está distante das portas (região onde há uma perda considerável de calor no resfriamento pela sua maior permeabilidade térmica segundo os modelos matemáticos). Provavelmente, o maior índice de fogo nesta região é influenciado pelo fator vedação da chaminé que permite a entrada de ar e favorece o aparecimento de fogo. Deve-se também ter atenção com a região da porta, que possui também elevado índice de fogo ocasionado, possivelmente, pela vedação ineficiente. Para reduzir o número de focos de fogo na parte centro do forno após a abertura das portas, sugere-se que os novos trocadores de calor trabalhem em fluxo invertido (aspirando-se gás quente nas extremidades dos fornos e soprando-os no centro). Angélica de Cássia O. Carneiro; Augusto Valencia Rodriguez; Daniel Câmara Barcellos; Danielle Bourg; Bartholomeu Amaral; Márcio Aredes Martins6. AGRADECIMENTOS Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais Empresa Arcelormittal Biofloresta Grupo G6 REFERÊNCIAS

Figura 2. Trocador de calor, detalhe dos axiais e entrada do ar de resfriamento.

FRANÇA, G. A. C. e CAMPOS, M. B. Análise teórica e experimental do resfriamento de carvão vegetal em forno retangular. Belo Horizonte, UFMG, 2009. 10 f.

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POTENCIAL ENERGÉTICO DE ESPÉCIES ORIUNDAS DE PLANO DE MANEJO FLORESTAL NO ESTADO DO RIO GRANDE DO NORTE

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avaliação da qualidade da madeira para energia é de extrema importância quando se objetiva uma melhor conversão energética da mesma, seja na queima direta ou na produção de carvão vegetal com alto rendimento e baixo custo. Pois, uma vez conhecendo as características da madeira, pode-se otimizar o potencial das espécies destinando-se àquelas que possui, dentre outra características, maior quantidade de energia por unidade de massa para usos específicos.

ram consumidas diretamente como energia primária. Dentro desse contexto, a lenha, utilizada com baixa eficiência, em função, principalmente, da ausência de estudos específicos do seu potencial, foi a que apresentou a maior participação no consumo final energético com participação de 22,5%.

Um relatório técnico, publicado pelo IBAMA (Instituto Brasileiro de Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis) ressalta que em 1991 aproximadamente 69,3% da energia consumida no Rio Grande do Norte foi originada da vegetação nativa, Um fator limitante relacionado à sua utilização fato esse que representa um consumo de lenha anual com maior eficiência é a falta de conhecimento das de 830.722 toneladas. suas propriedades energéticas e a forma inadequada É sabido que não há desmatamentos legalizados de sua utilização, uma vez que a eficiência de con- em quantidade suficiente no Estado do RN, o que faz versão sofre grande influência da madeira. Além da com que boa parte da lenha consumida pelos setores produtividade, características como densidade bási- doméstico, comercial e industrial que a utiliza seja ca, teores de carbono fixo, materiais voláteis e cinzas, de procedência e, especialmente, com características como também a composição elementar e o poder ca- tecnológicas igualmente desconhecidas. lorífico estão entre os principais critérios de seleção da madeira para esta atividade. Dessa forma, o estudo da potencialidade energética de espécies em áreas sob manejo florestal irá No estado do Rio Grande do Norte, segundo da- amenizar essa realidade buscando solucionar probledos da secretaria extraordinária de energia do estado, mas por meio de alternativas que possam minimizar em 2006, do total de energia produzido, 15,7%, fo- impactos e assegurar a sustentabilidade do uso da le116 | Anuário 2012/2013


Anuรกrio 2012/2013 | 117


nha e do carvão vegetal perante outros combustíveis tratamentos (espécies), quatro repetições (árvores– fósseis, fortalecendo a indústria, contribuindo para amostra), totalizando 32 unidades amostrais. o meio ambiente e desenvolvimento econômico e social do estado do Rio Grande do Norte. De acordo com os resultados houve diferença significativa, a 5% de significância, entre os tratamentos Assim, considera-se indispensável romper o ciclo para todas as variáveis analisadas, exceto para a porentre o estudo de potencialidades sem basear-se em centagem de hidrogênio e relação C/H. A produção áreas que são exploradas de forma planejada, e desde energia observada por hectare foi maior para as

Figura 1 – Vegetação sobre plano de manejo – Fazenda Domingas-RN

espécies Jurema Preta (25.547 kW.h/ha) e Pereiro se modo, proporcionar conhecimento tecnológico da madeira com significativos benefícios para o desen- (6.887 kW.h/ha). Esses resultados estão diretamenvolvimento socioeconômico e ambiental do nordeste te relacionados à densidade básica, como também à e, especialmente, do estado do Rio Grande do Norte. produtividade volumétrica e poder calorífico de cada espécie e auxiliam na tomada de decisão em relação Dentro desse contexto, o objetivo geral deste tra- à utilização da floresta nativa manejada no que se balho foi avaliar, por meio de análises laboratoriais e refere à exploração para fins energéticos, visto que da relação existente entre a produtividade volumétri- não basta apenas a espécie apresentar características ca e a energia produzida por cada espécie, o potencial tecnológicas favoráveis à produção de energia, mas, energético de espécies sob plano de manejo florestal também, deve-se considerar sua produtividade. provenientes da região do Seridó no semi-árido nordestino no estado do Rio Grande do Norte. Para o manejo da área estudada, visando à produUtilizou-se na pesquisa madeira das espécies Jurema Preta, Pereiro, Marmeleiro, Catingueira, Mororó, Imburana, Jurema Branca e Mofumbo, aos 20 anos de idade, originadas da fazenda dominga no município de Caicó/RN. Foram realizadas na madeira as análises da densidade básica, teores de materiais voláteis, cinzas e carbono fixo, poder calorífico superior, composição química elementar e relações carbono/nitrogênio (C/N) e carbono/hidrogênio (C/H). Adicionalmente, estimou-se a quantidade de energia produzida em Kw.h/m3 e em Kw.h/ha para todas as espécies. O experimento foi realizado segundo um delineamento inteiramente casualizado com oito 118 | Anuário 2012/2013

ção de energia da madeira, a espécie que apresentou melhor desempenho energético foi a Jurema Preta, seguida da madeira de Pereiro. No entanto, se o objetivo for selecionar a espécie que mais produz energia por m3 os melhores resultados foram observados para as madeiras de Jurema Preta e Mororó; A densidade básica, a produtividade volumétrica e o poder calorífico das espécies são variáveis imprescindíveis na indicação de espécies potenciais para uso energético. Rosimeire Cavalcante dos Santos (UFRN) e Angélica de Cássia O. Carneiro (UFV).


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1º Anuário Biomassa e Energias Renováveis 2012  

1º Anuário Brasileiro das Indústrias de Biomassa e Energias...