Uso da energia Proveniente da Biomassa 7ª CONFERÊNCIA

Biomassa Chama-se biomassa ao material de origem vegetal ou animal, bem como dos seus derivados (resíduos e lixo). Trata-se de material orgânico, baseado em carbono, que reage com oxigénio na combustão e em processos metabólicos naturais para libertar calor. O tal calor, especialmente se as temperaturas são maiores que 400 ºC, pode ser usado para produzir trabalho e electricidade. O material inicial pode ser transformado através de processos químicos e biológicos para produzir biocombustíveis. Deste modo, biomassa é processada para obter formas mais convenientes, particularmente combustíveis líquidos para o transporte.

Fonte de biomassa

Ciclo de Biomassa No processo de fotossíntese, as plantas transformam a energia solar em energia química, podendo esta ser convertida em energia eléctrica, combustível ou calor

Tipos de Biomassa: Há três tipos de biomassa: Biomassa sólida Biomassa líquida Biomassa gasosa. Exemplos de biocombustíveis inclui: Gás metano, etanol líquido, óleos e carvão vegetal.

Biomassa sólida Tem como origem: os produtos e resíduos da agricultura (incluindo substâncias vegetais e animais), os resíduos das florestas Fracção biodegradável dos resíduos industriais urbanos. Ex: A biomassa sólida é usada para cozinhar e aquecer habitações no inverno.

USO DE BIOMASSA NA COMBUSTÃO DIRECTA Biomassa é queimada para produzir calor para: Cozinha Aquecimento de espaços Secagem de colheita Processos industriais Obtenção de vapores para efeitos de produção de electricidade e para o uso no transporte. Existem usos tradicionais de biomassa: Uso da lenha na cozinha Usos comerciais e industriais para aquecimento e obtenção de potência.

Uso de biomassa sólida na cozinha e aquecimento doméstico: Parte significante da população mundial depende do combustível lenhoso ou outro tipo de biomassa para a cozinha, aquecimento e outros usos domésticos. Em média o consumo diário dos combustíveis é cerca de 0,5 –1 kg de biomassa seca por pessoa, o que corresponde Este consumo surge como consequência dos mais difundidos e ineficientes métodos de cozinha , o mais comum dos quais Continua a ser feito à fogo aberto.

Uso de biomassa sólida na cozinha e aquecimento doméstico (cont.) Com este método a eficiência térmica do dispositivo é cerca de 5 %. O que significa que apenas 5 % do calor que podia ser libertado na combustão completa da lenha alcança o interior da panela. O resto perde-se por: Combustão incompleta da lenha Ventos e brisas suaves que arrastam para longe o calor gerado na fogueira Perdas por radiação Perdas resultantes do desajustamento entre a fogueira e o tamanho da panela. Evaporação a partir de panelas sem tampas e madeira não seca.

Uso de biomassa sólida na cozinha e aquecimento doméstico (cont.) A eficiência e os espaços na cozinha podem ser melhorados através de: Uso de lenha seca Introdução de alimentos e métodos de cozinha alternativos. Diminuição de perdas de calor optando por fazer fogueiras fechadas ou fogões fechados Panelas com tampas ajustadas Introduzir sistemas de controle que sejam robustos e de fácil uso Explicação, formação e gestão Com essas medidas, os melhores fogões para a cozinha, usando combustível lenhoso e circulação natural do ar pode ter uma eficiência de 20 %.

AQUECIMENTO E PRODUÇÃO DE ELECTRICIDADE Secagem de colheitas A secagem das colheitas (frutas, copra, cocoa, café, chá) para armazenamento e a subsequente venda é muitas vezes feita: Queimando a madeira e resíduos da colheita Usando os desperdícios de calor provenientes da produção de electricidade. AQUECIMENTO E PRODUÇÃO DE ELECTRICIDADE Nas fábricas , é possível obter vapores para o aquecimento, queimando : combustível lenhoso ou Outro tipo de resíduos de biomassa.

AQUECIMENTO E PRODUÇÃO DE ELECTRICIDADE (CONT.) A transformação da biomassa em electricidade é feita em centrais termoeléctricas adaptadas para o efeito. A produção de energia eléctrica nas centrais termoeléctricas , independentemente do seu tipo, segue o mesmo princípio básico e consiste em: aquecer água, vaporizá-la e usar a energia transportada pelo vapor de água para accionar uma turbina a vapor. Esta turbina está acoplada a um gerador de energia eléctrica, chamado alternador. No caso da biomassa, os detritos são queimados numa caldeira que aquece a água.

Geração de energia eléctrica a partir de biomassa sólida

Aquecimento e produção de electricidade (cont) É fisicamente sensível usar 1º o vapor para gerar electricidade antes do calor se degradar para temperaturas inferiores. A eficiência para a produção de electricidade a partir de biomassa pode atingir somente cerca de 20 % a 25 %, devido a combustão à baixa temperatura. Isto significa que 75 % a 80 % de energia permanece em forma de calor e mantido à temperatura final útil. Muitas vezes, a operação mais proveitosa de tais processos trata da electricidade como um resultado intermédio do processo térmico , com excesso de electricidade a ser vendido para as companhias locais de fornecimento de energia.

Aquecimento e produção de electricidade (cont) Nas centrais térmicas, pode-se usar a combinação carvão e resíduos de biomassa. O método de combustão é adaptado a essa mistura conhecida (carvão e biomassa) Esta substituição de carvão pode ser uma das formas efectivas do uso de biomassa para a redução das emissões dos gases de efeito estufa.

Biomassa líquida Existe uma série de biocombustíveis líquidos com potencial de utilização, todos com origem nas culturas energéticas. Ex: O biodiesel obtido a partir do óleo de girassol O etanol produzido com a fermentação de hidratos de carbono (açucar, amido, celulose) O metanol gerado pela síntese de gás natural

São constituídos por uma mistura de metano e gás carbónico. Biomassa gasosa: É encontrada : nos efluentes agro-pecuários provenientes da agro-indústria e do meio urbano. Nos aterros de resíduos sólidos urbanos Estes resíduos resultam da degradação biológica anaeróbica de matéria orgânica. São constituídos por uma mistura de metano e gás carbónico. Esses materiais são submetidos à combustão para a geração de energia. A sua queima pode ser feita em pequenas instalações para produzir energia eléctrica

Geração de electricidade a partir de biogas

Vantagens: Podem contribuir para a gestão do lixo assim como segurança de combustível (assegurar energia) O seu uso pode contribuir na prevenção das alterações climáticas (ajuda a reduzir a emissão dos gases do efeito estufa) Reduzem o uso dos combustíveis fósseis Aumentam o desenvolvimento rural Geração de emprego Provisão sustentável de combustível no futuro Baixo custo e é renovável

Limitações: Existe uma certa controvérsia no que diz respeito ao impacto ambiental dos biocombustíveis e são apresentados a seguir: Biocombustíveis causam a emissão de carbono pois para a produção das plantas é necessário energia. Ex: Fabrico de fertilizantes, o combustível usado pelas máquinas, para o transporte das colheitas e o seu processamento Portanto, a quantidade de combustível usado na produção de biocombustíveis tem um impacto muito grande na quantidade dos gases do efeito estufa emitidos.

2. A energia obtida da biomassa é livre de carbono. Limitações (cont.) 2. A energia obtida da biomassa é livre de carbono. O carbono na biomassa é obtido a partir do CO2 na atmosfera via fotossíntese e não a partir dos recursos fósseis. Assim, quando a biomassa é queimada ou digerida, o CO2 emitido é reciclado na atmosfera. De modo que não há adição de CO2 na atmosfera durante o crescimento de biomassa. Portanto, o uso de biomassa contribui para a mitigação das emissões dos gases do efeito estufa.

Limitações (cont.) A produção e processamento de biomassa pode: Criar pressão sobre as reservas de água Provocar a deslocação da população das suas zonas de origem Pode criar um desequilíbrio das reservas alimentares As pesticidas usadas podem contaminar a água, reduzindo desta forma a quantidade de água potável existente.