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_____________________________________________________________ Acta Iguazu, Cascavel, v.3, n.2, p. 87-96, 2014

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ISSN: 2316-4093

Estudo do panorama da gerao de energia a partir da biomassa de resduos na regio

sul do Brasil

Cristiano de Assumpo Santos1, Elisandro Pires Frigo

2, Carlos Eduardo Camargo Nogueira

3

1Universidade Estadual do Oeste do Paran UNIOESTE, PPGEA Programa de Ps Graduao em Energia na

Agricultura Nvel Mestrado, Rua Universitria n 2069, 85819-110 Cascavel-PR.

2Prof. Dr. Adjunto da Universidade Federal do Paran UFPR, Palotina-PR.

3Prof. Dr. da Universidade Estadual do Oeste do Paran UNIOESTE, Cascavel-PR.

[email protected], [email protected], [email protected].

Resumo: Atualmente os custos so, dentre outros fatores, um empecilho para a utilizao de

energias alternativas em maior escala. Este problema se torna maior quando se fala de um pas

com dimenses continentais como o Brasil. No entanto, se faz necessrio discutir este tema

partindo do princpio onde se busca fomentar a iniciativa de novos projetos, sobre meios

alternativos de gerao de energia, para suprir uma crescente demanda. Fica, evidenciado

neste estudo, quais as principais fontes de gerao de energia utilizando como base a

biomassa de resduos, e como esta gerao de energia est distribuda no Brasil. Tambm foi

demonstrada como o atual panorama de gerao de biogs na regio sul do Brasil e o que

pode ser feito para melhorar a distribuio de bioenergia. Pode-se observar que devido s

propores continentais do Brasil, se tem variados tipos de clima que podem influenciar

diretamente na quantidade de energia gerada dependendo da metodologia de transformao

utilizada.

Palavras-chave: biomassa, energia, biogs, biodigestor e bioenergia.

Study the landscape of power generation from biomass residues in region south of

Brasil.

Abstract: Currently the costs are, among other factors, a hindrance to the use of alternative

energies in larger scale. This problem becomes larger when we speak of a country with

continental dimensions such as Brazil. However, if it is necessary to discuss this topic on the

assumption where search foster the initiative for new projects on alternative means of energy

generation, to meet a growing demand. It is evidenced in this study, what are the main sources

of energy generation using as a basis the biomass residues, and as this generation of energy is

distributed in Brazil. It was also demonstrated how is the current landscape of generation of

biogas in the southern region of Brazil and what can be done to improve the distribution of

bioenergy. It can be observed that due to the continental proportions of Brazil, it has varied

types of climate that can directly influence the amount of energy generated depending on the

methodology of processing used.

Keywords: biomass, energy, biogs, biodigester and bioenergy.

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SANTOS, C.A., et al.


Introduo

Atualmente os custos so, dentre outros fatores, um empecilho para a utilizao de

energias alternativas em maior escala. Isto se torna um problema para o Brasil e deve ser

discutido a partir do momento em que se busca fomentar a iniciativa de projetos sobre novos

meios de gerao de energia para suprir uma crescente demanda.

A eletrificao rural por sua natureza tornou-se um problema para a distribuio de

energia (PELEGRINI, et al, 2000). As distribuidoras de energia veem como uma extenso das

atividades normais da empresa para mercados distantes e dispendiosos a distribuio de

energia para as zonas rurais.

Para Oliveira (2003) existe uma relao direta entre a falta de eletricidade e a renda da

populao, visto que, a capacidade de consumo por parte de algumas famlias em funo da

escassez de recursos financeiros, favorecida pela ausncia de energia eltrica.

Segundo especialistas do Jornal do Estado de So Paulo (2013) o Brasil detm a maior

rea agricultvel do mundo e a utilizao de diversas tecnologias para gerao energtica que

devem subsidiar essa potencialidade, principalmente em pequenas propriedades rurais, onde o

formato energtico mais rstico e deve ser fomentado. Outro fator que favorece tais

pesquisas que os recursos naturais disponveis, bem como as caractersticas climticas do

territrio brasileiro possibilitam, mesmo nestas reas, a utilizao de formas energticas

brutas que compem um cenrio ideal para desenvolver projetos alternativos de gerao de

energia eltrica.

Ento, como melhorar a capacidade de gerao de energia das regies brasileiras

aproveitando todo o potencial energtico de cada uma? Esta pergunta est entre diversas

outras que respondidas trariam um aumento considervel na gerao de energia nestas

propriedades, reduzindo assim a necessidade de abastecimento nestas regies.

Este trabalho de pesquisa tem o objetivo de verificar o panorama atual da gerao de

energia atravs de biomassa de resduos e verificar se o potencial energtico da regio sul est

sendo aproveitado.

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Material e Mtodos

A metodologia de pesquisa foi realizada principalmente atravs de dados

preexistentes, literaturas, artigos relacionados ao assunto proposto. O foco deste projeto

manteve-se na forma de reviso bibliogrfica.

Definies

A energia pode existir em diversas formas, dentre elas esto: radiao, qumica,

potencial, cintica, trmica, mecnica e a eltrica (HULSCHER, 1991).

A partir da irradiao da luz solar gerar-se energia, um reservatrio de gua onde

existe diferena entre os nveis tambm nos proporciona energia, o vento decorrente do

deslocamento de uma massa de ar, o efeito dos giseres que dissipam energia em forma de

vapores, o eixo de um motor, um dnamo todos estes so definidos como formas diferentes de

energias existentes. Desta forma, nenhuma destas energias pode ser criada menos ainda

destruda.

A energia pode ser transformada e convertida de uma forma para outra e, neste

processo, parte dela perdida. A partir desta afirmao passa-se a haver preocupao com a

parcela de energia que perdida ou desperdiada durante o processo de gerao.

Fontes de Gerao de Energia

Segundo Ageneal (2011) as fontes de energia convencionais so as no renovveis,

baseando-se em utilizao de combustveis fsseis, ou seja, as fontes de energia no

renovveis so aquelas que se encontram na natureza em quantidades limitadas.

Gabetta (2005) descreve a disponibilidade descentralizada como a caracterstica

fundamental das fontes renovveis de energia, pois apresentam propriedades auto

regenerativas em curto espao de tempo. Assim os possveis impactos ambientais so

reduzidos consideravelmente. Guerreiro (2011) coloca como energias renovveis, todas

aquelas formas de energia cuja taxa de utilizao inferior sua taxa de renovao.

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Energia da Biomassa

O processo de digesto anaerbia consiste em um processo de atuao sem a presena

de oxignio, consumindo as estruturas de substncias orgnicas (FILHO, 2007). Dentre os

produtos desta reao tem-se basicamente o metano, o dixido de carbono, e a gua.

Os biodigestores utilizados para gerao de energia so compostos conforme o

Instituto Oliver (2008) pela caixa entrada; a tubulao de entrada; o biodigestor; a tubulao

de sada de biofertilizante; a caixa de sada e finalmente a tubulao de sada de biogs, este

que canalizado at o ponto de seu consumo.

Segundo Oliveira (2003) biomassa um termo que cobre uma ampla variedade de

matria de origem vegetal ou animal. O processo de converso pode ser fsico, trmico ou

qumico, e como resultado final o processo pode apresentar um combustvel slido, liquido ou

gasoso e este ultimo nosso objeto de estudo.

Comercialmente, o mercado tem disponvel diversas tecnologias para o processo de

converso e utilizao de produtos finais. Apesar dos diferentes tipos de biomassa possurem

traos em comum, estes exibem variaes considerveis no que diz respeito s caractersticas

fsico-qumicas que influenciam seus usos como combustveis (OLIVEIRA, 2003).

Ainda para Oliveira (2003), como o Brasil tem dimenses territoriais muito extensas e

suas regies tem caractersticas muito variadas, pode-se afirmar que a produo de resduos

agrcolas e florestais muito diversificada, por isso, o uso energtico dos resduos produzidos

depende das necessidades locais de aproveitamento.

A Tabela 1 apresenta o potencial de gerao de eletricidade a partir dos resduos

agrcolas, para todas as regies brasileiras.

Tabela 1. Potencial de Gerao de Eletricidade a partir da Biomassa nas Regies Brasileiras

Regies Tipo de

Biomassa

Potencial Terico (MW)

Baixo

Rendimento

Mdio

Rendimento

Alto

Rendimento

Centro Oeste

Res

du

os

Agr

cola

s 1.561 2.082 3.122

Sudeste 1.449 1.932 2.899

Sul 4.664 6.216 9.328

Nordeste 593 791 1.187

Norte 1.035 1.379 2.069 Fonte: WINROCK (2002) adaptado pelo autor.

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A Tabela 1 indica que h um espao considervel principalmente na regio Sul do

Brasil, para o aproveitamento da biomassa de resduos agrcolas no que diz respeito aos

sistemas de gerao de energia descentralizados.

Na Figura 1 observa-se que as regies brasileiras, respeitando seus diversos meios de

produo e seus variados tipos de climas, tm modelos diferenciados de gerao de energia

eltrica.

Figura 1. Potencial de gerao de energia eltrica a partir da biomassa.

Fonte: Oliveira (2003)

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Conforme se nota, cada regio tem sua especialidade, como por exemplo, a regio

Norte tem especializao na gerao de energia atravs do aproveitamento de leos vegetais.

J na regio Sul, tem-se gerao de energia atravs de aproveitamento de resduos agrcolas,

podendo gerar at 1.800 GWh/ano, ficando apenas atrs de So Paulo na gerao de energia

por meio de reaproveitamento de resduos da canade-acar.

Segundo a ANEEL (2005) em setembro de 2003, havia registro de 217 termeltricas a

biomassa em operao no Brasil, perfazendo uma capacidade instalada de 2.696MW. Como

ilustra a Figura 2, a grande maioria dessas usinas est localizada no Estado de So Paulo,

onde se concentra grande parte do setor sucroalcooleiro do pas.

Pode-se observar na Figura 2 apesar da regio sul do Brasil demonstrar potencial

energtico a partir de resduos agrcolas tem instalado, em sua maioria, usinas termeltricas

que utilizam biomassa de cana-de-acar. Analisando a Figura 2 observa-se que a nica usina

instalada com gerao de energia a partir de biogs est localizada no Estado de So Paulo.

Figura 2. Usinas termeltricas biomassa em operao e potncia instalada em setembro de 2003.

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Fonte: ANEEL (2005) adaptado pelo autor.

A gerao de energia tendo como base os resduos agrcolas utiliza o biodigestor como

meio de converso de energia. De acordo com Winrock (2008) os biodigestores so cmaras

fechadas para deposio de material orgnico para decomposio. Os biodigestores podem ser

abastecidos em bateladas recebendo carregamento de matria orgnica que somente

substitudo aps o perodo adequado de digesto de todo o lote, ou os biodigestores contnuos

que so construdos de maneira a permitir abastecimentos dirios, fazendo com que a cada

entrada de substrato orgnico a ser processado exista sada do mesmo material j tratado.

Segundo a ANEEL (2005) o processo de converso de um biodigestor acontece pela

digesto anaerbia, que consiste na decomposio do material pela ao de bactrias e

microrganismos, o processo ocorre naturalmente com quase todos os compostos orgnicos.

O processo de converso de energia de dejetos orgnicos feitos pela digesto

anaerbia em biodigestores favorecido pela umidade e aquecimento. O aquecimento que

ocorre no processo provocado pela prpria ao das bactrias, mas, em regies ou pocas de

frio, pode ser necessrio calor adicional, visto que a temperatura deve ser de, pelo menos,

35C. O produto final aps o processo de converso o biogs, composto essencialmente por

metano (50% a 75%) e dixido de carbono. Seu contedo energtico gira em torno de 5.500

kcal por metro cbico (ANEEL, 2005).

J Winrock (2008) explica que o principal componente do biogs o metano e o

mesmo inodoro, incolor, einspido, mas os outros gases presentes conferem-lhe ligeiro odor

de ovo podre ou alho. O biogs tem poder calorfico de 5.000 a 7.000 kcal por metro cbico.

A Tabela 2 compara o biogs a outras fontes de energia, 01 (um) metro cbico equivaleria a:

Tabela 2. Comparativo de poder calorifico do biogs a outras fontes de energia.

0,61 Litro de gasolina 0,45 Litro de gs de cozinha

0,58 Litro de querosene 1,50 Quilo de lenha

0,55 Litro de leo diesel 0,79 Litro de lcool hidratado

Fonte: WINROCK (2008) adaptado pelo autor.

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Para que se entenda de forma mais clara a, composio do biogs varia de acordo com

a natureza da matria prima fermentada ao longo do processo, podendo apresentar maiores

propores de metano e gs carbnico, conforme demonstra a Tabela 3.

Tabela 3. Composio do biogs

Gases Percentual (%)

Metano (CH4) 50 a 70

Dixido de carbono (CO2) 30 a 40

Nitrognio (N2) 0 a 10

Hidrognio (H2) 0 a 5

Oxignio (O2) 0 a 1

Gssulfdrico (H2S) 0 a 1

Vapor dgua 0,3

Fonte: WINROCK (2008) adaptado pelo autor.

Winrock (2008) fala que a produo do biogs depende do tipo do substrato, sendo

que o esterco animal conta com grande populao de bactrias nos dejetos, favorecendo a

fermentao. A produo diria de biogs difere tambm em relao massa de esterco que

ocorre devido a diferentes espcies de animais. Esta diferena influenciada tambm por

outros fatores, que podem ser climticos e o tipo de alimento fornecido.

Concluso

O presente estudo demonstra dados que tornam possvel visualizar que existem

diferenas na gerao de energia a partir da biomassa de resduos entre as regies do Brasil.

Estas diferenas ficam evidentes quando se entende que a gerao de energia pode variar

devido aos diversos tipos de produo predominantes em cada regio, e tambm devido a

variao climtica de uma regio para outra.

Pode-se entender que o fator clima, mais especificadamente a temperatura, influencia

na quantidade de biogs gerada por um biodigestor. Assim como tambm fica evidenciado

que a composio qumica do biogs em sua maior parcela o gs metano.

Fica evidente que a regio Sul, pode ser mais bem explorada para a gerao de energia

a partir da biomassa de resduos agrcolas, pois como foi demonstrado no estudo o potencial

energtico desta regio do Brasil ainda no foi desenvolvido.

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Recebido para publicao em: 22/12/2013

Aceito para publicao em: 08/07/2014

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