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BIOMASSA NO BRASIL

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  • Atlas de Energia Eltrica do Brasil

    Derivados de Petrleo | Captulo 7

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    4Biomassa

    Parte IIFontes renovveis

  • Atlas de Energia Eltrica do Brasil

    Captulo 7 | Derivados de Petrleo

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    Box 4

    A produo de energia eltrica a partir da biomassa

    Existem vrias rotas tecnolgicas para obteno da energia eltrica a partir da biomassa. Todas prevem a converso da matria-prima em um produto intermedirio que ser utiliza-do em uma mquina motriz. Essa mquina produzir a ener-gia mecnica que acionar o gerador de energia eltrica.

    De uma maneira geral, todas as rotas tecnolgicas, tambm, so aplicadas em processos de co-gerao produo de dois ou mais energticos a partir de um nico processo para gerao de energia - tradicionalmente utilizada por setores industriais. Nos ltimos anos, transformou-se tambm em um dos principais estmulos aos investimentos na produo de energia a partir da cana-de-acar por parte das usinas de acar e lcool.

    As principais rotas tecnolgicas so analisadas no estudo so-bre biomassa constante do Plano Nacional de Energia 2030 e resumidas a seguir:

    Ciclo a vapor com turbinas de contrapresso: emprega-do de forma integrada a processos produtivos por meio da co-gerao. Nele, a biomassa queimada diretamente em caldeiras e a energia trmica resultante utilizada na produ-o do vapor. Este vapor pode acionar as turbinas usadas no trabalho mecnico requerido nas unidades de produo e as turbinas para gerao de energia eltrica. Alm disso, o vapor que seria liberado na atmosfera aps a realizao desses pro-cessos pode ser encaminhado para o atendimento das neces-sidades trmicas do processo de produo. Este processo est maduro do ponto de vista comercial e o mais disseminado atualmente. O Brasil conta, inclusive, com diversos produto-res nacionais da maior parte dos equipamentos necessrios.

    Ciclo a vapor com turbinas de condensao e extrao: Consiste na condensao total ou parcial do vapor ao final da realizao do trabalho na turbina para atendimento s ati-vidades mecnicas ou trmicas do processo produtivo. Esta energia a ser condensada, quando inserida em um proces-so de co-gerao, retirada em um ponto intermedirio da

    expanso do vapor que ir movimentar as turbinas. A dife-rena fundamental desta rota em relao contrapresso a existncia de um condensador na exausto da turbina e de nveis determinados para aquecimento da gua que alimen-tar a caldeira. A primeira caracterstica proporciona maior flexibilidade da gerao termeltrica (que deixa de ser condi-cionada ao consumo de vapor de processo). A segunda pro-porciona aumento na eficincia global da gerao de energia. Este sistema, portanto, permite a obteno de maior volume de energia eltrica. No entanto, sua instalao exige investi-mentos muito superiores aos necessrios para implantao do sistema simples de condensao.

    Ciclo combinado integrado gaseificao da biomassa: A gaseificao a converso de qualquer combustvel lqui-do ou slido, como a biomassa, em gs energtico por meio da oxidao parcial em temperatura elevada. Esta converso, realizada em gaseificadores, produz um gs combustvel que pode ser utilizado em usinas trmicas movidas a gs para a produo de energia eltrica. Assim, a tecnologia de gasei-ficao aplicada em maior escala transforma a biomassa em importante fonte primria de centrais de gerao termeltri-ca de elevada potncia, inclusive aquelas de ciclo combinado, cuja produo baseada na utilizao do vapor e do gs, o que aumenta o rendimento das mquinas.

    A tecnologia de gaseificao de combustveis conhecida desde o sculo XIX e foi bastante utilizada at os anos 30, quando os derivados de petrleo passaram a ser utilizados em grande escala e adquiridos por preos competitivos. Ela ressurgiu nos anos 80 quando comeou a ficar evidente a necessidade de conteno no consumo de petrleo mas, no caso da biomassa, ainda no uma tecnologia competitiva do ponto de vista comercial. Segundo o Plano Nacional de Energia 2030, a maior dificuldade para a sua aplicao no o processo bsico de gaseificao, mas a obteno de um equipamento capaz de produzir um gs de qualidade, com confiabilidade e segurana, adaptado s condies particula-res do combustvel e da operao.

  • Atlas de Energia Eltrica do Brasil 65

    Biomassa | Captulo 4

    4Biomassa

    4.1 INFORMAES GERAIS

    A biomassa uma das fontes para produo de energia com maior potencial de crescimento nos prximos anos. Tanto no mercado internacional quanto no interno, ela conside-rada uma das principais alternativas para a diversificao da matriz energtica e a conseqente reduo da dependncia dos combustveis fsseis. Dela possvel obter energia el-trica e biocombustveis, como o biodiesel e o etanol, cujo consumo crescente em substituio a derivados de petr-leo como o leo diesel e a gasolina.

    Mas, se atualmente a biomassa uma alternativa energtica de vanguarda, historicamente tem sido pouco expressiva na matriz energtica mundial. Ao contrrio do que ocorre com outras fontes, como carvo, energia hidrulica ou petrleo, no tem sido contabilizada com preciso. As estimativas mais aceitas indicam que representa cerca de 13% do consumo mundial de energia primria, como mostra o Grfico 4.1 abai-xo. Um dos mais recentes e detalhados estudos publicados a este respeito no mundo, o Survey of Energy Resources 2007,

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    Petrleo OutrosCarvoGs Natural Biomassa Eletricidade

    2006

    1973

    Grfico 4.1 - Matriz de consumo final de energia nos anos de 1973 e 2006.Fonte: IEA, 2008.

  • Atlas de Energia Eltrica do Brasil66

    Captulo 4 | Biomassa

    do World Energy Council (WEC), registra que a biomassa res-pondeu pela produo total de 183,4 TWh (terawatts-hora) em 2005, o que correspondeu a um pouco mais de 1% da energia eltrica produzida no mundo naquele ano.

    A pequena utilizao e a impreciso na quantificao so de-corrncias de uma srie de fatores. Um deles a disperso da matria-prima qualquer galho de rvore pode ser conside-rado biomassa, que definida como matria orgnica de ori-gem vegetal ou animal passvel de ser transformada em ener-gia trmica ou eltrica. Outro a pulverizao do consumo, visto que ela muito utilizada em unidades de pequeno por-te, isoladas e distantes dos grandes centros. Finalmente, um

    terceiro a associao deste energtico ao desflorestamento e desertificao um fato que ocorreu no passado mas que est bastante atenuado.

    Algumas regies obtm grande parte da energia trmica e eltri-ca que consomem desta fonte, principalmente do subgrupo ma-deira o mais tradicional e dos resduos agrcolas. A caracters-tica comum dessas regies a economia altamente dependente da agricultura. O estudo do WEC mostra que, em 2005, a sia foi o maior consumidor mundial, ao extrair da biomassa de madeira 8.393 PJ (petajoules1), dos quais 7.795 PJ foram provenientes da lenha, como mostra a Tabela 4.1 abaixo. A segunda posio foi da frica, com 6.354 PJ, dos quais 5.633 PJ da lenha.

    Tabela 4.1 - Consumo de combustveis base de madeira em 2005 (PJ)

    Pas Lenha Carvo vegetal Licor negro Total

    frica 5.633 688 33 6.354

    Amrica do Norte 852 40 1.284 2.176

    Pases da Amrica Latina e Caribe 2.378 485 288 3.150

    sia 7.795 135 463 8.393

    Europa 1.173 14 644 1.831

    Oceania 90 1 22 113

    Total 17.921 1.361 2.734 22.017

    Fonte: WEC, 2007.

    Ainda segundo o WEC, na gerao de energia eltrica a partir da biomassa, o lder mundial foi os Estados Unidos, que em 2005 produziu 56,3 TWh (terawatts-hora), respondendo por 30,7% do total mundial. Na seqncia esto Alemanha e Brasil, ambos com 13,4 TWh no ano e participao de 7,3% na produo total.

    No Brasil, em 2007, a biomassa, com participao de 31,1% na matriz energtica, foi a segunda principal fonte de ener-gia, superada apenas por petrleo e derivados. Ela ocupou a mesma posio entre as fontes de energia eltrica de origem interna, ao responder por 3,7% da oferta. S foi superada pela hidreletricidade, que foi responsvel pela produo de 77,4% da oferta total, segundo dados do Balano Energtico Nacio-nal (BEN) de 2008.

    Alm disso, no mercado internacional, o Brasil se destaca como o segundo maior produtor de etanol que, obtido a par-tir da cana-de-acar, apresenta potencial energtico similar e

    custos muito menores que o etanol de pases como Estados Unidos e regies como a Unio Europia. Segundo o BEN, em 2007 a produo brasileira alcanou 8.612 mil tep (toneladas equivalentes de petrleo) em 2007 contra 6.395 mil tep em 2006, o que representa um aumento de 34,7%.

    A produo de biodiesel tambm crescente e, se parte dela destinada ao suprimento interno, parte exportada para pases desenvolvidos, como os membros da Unio Europia. Segundo a Agncia Nacional do Petrleo, Gs Natural e Biocombustveis (ANP), em 2007 o pas produziu 402.154 metros cbicos (m3) do combustvel puro (B100), diante dos 69.002 m3 de 2006 confor-me mostra a Tabela 4.2 a seguir.

    Desde 2004, a atividade beneficiada pelo estmulo prove-niente do Programa Nacional de Produo e Uso de Biodie-sel (PNPB), implantado em dezembro de 2003 pelo Governo Federal. J a expanso do etanol provm tanto da crescente

    1 Joule: unidade de energia, trabalho ou quantidade de calor. Um PJ equivale a 1015 joules.

  • Atlas de Energia Eltrica do Brasil 67

    Biomassa | Captulo 4

    atividade da agroindstria canavieira quanto da tecnologia e experincia adquiridas com o Pr-lcool programa fede-ral lanado na dcada de 70, com o objetivo de estimular a substituio da gasolina pelo lcool em funo da crise do petrleo, mas que foi desativado anos depois. Outro fator de estmulo foi a incluso, no Programa de Acelerao do Cres-cimento (PAC), lanado pelo Governo Federal em 2007, de obras cujos investimentos superam R$ 17 bilhes. No perodo que vai de 2007