Biomassa - Introdução

Entende-se por biomassa, como todo o tipo de matéria utilizada na produção de energia a partir de processos como a queima de matéria orgânica produzida num ecosistema. Dessa matéria produzida, apenas uma parte pode ser utilizada como biomassa, devido ao que absorvido pelo próprio ecosistema para a sua manutenção.

As vantagens deste tipo de combustível são o custo reduzido, o facto de ser renovável e de permitir o reaproveitamento de resíduos que de outra forma seriam desperdiçados sem qualquer tipo de aproveitamento. A queima deste tipo de resíduos é também menos poluente do que a queima dos combustíveis fosseis convencionais como o petróleo e o carvão mineral.

Este tipo de energia é considerado renovável por dois motivos: por a produção de matéria-prima ser considerada teoricamente inesgotável e porque o balanço de emissões de CO2 para a atmosfera ser nulo (o que é libertado na queima é igual ao que a árvore absorveu durante a sua vida).

A lenha é utilizada para produção de energia por biomassa. Este tipo de combustível tem como vantagem a sua abundância e o facto de estar uniformemente distribuída pelo país. Podem também ser utilizadas como matérias-primas as aparas de madeira, papel, restos de limpeza das florestas ou embalagens de papelão.

Para além da queima directa deste tipo de produtos, existem outros que são obtidos através de processos químicos ou naturais. O biodiesel, por exemplo, derivado de cereais, é utilizado como substituto do gasóleo nos automóveis convencionais. O outro tipo de aproveitamento da biomassa está na produção de biogás, nomeadamente metano, que é produzido nas ETAR (estações de tratamento de águas residuais) ou em aterros sanitários. Também com um elevado grau de implantação está o bioetanol, extraído à base da cana-de-açucar, milho ou beterraba e tem uma grande aceitação no Brasil, Estados Unidos da América e França respectivamente.

Tipos de Biomassa

Este tipo de energia orgânica inicia o seu ciclo através da fotossíntese, onde as plantas capturam a energia do sol e transformam-na em energia química. Essa energia pode então ser convertida em várias outras formas de energia: electricidade, calor ou combustível. As fontes orgânicas que são usadas para produzir energia usando este processo de conversão são chamadas de biomassa.

Estão incluídos também nesta classificação os efluentes provenientes da indústria agro-pecuária, agro-industrial e urbanos. A energia consumida proveniente de recursos renováveis representa já cerca de 20% do total consumido mundialmente, sendo que desses, 14% correspondem à produção por biomassa.

Podemos então considerar 3 áreas dentro do aproveitamento de biomassa:

- Biomassa sólida - Biocombustíveis gasosos - Biocombustíveis líquidos

1. Biomassa sólida

Tem como fonte os produtos e resíduos da agricultura (incluindo substâncias vegetais e animais), os resíduos da floresta e das indústrias conexas e a fracção biodegradável dos resíduos industriais e urbanos. Quanto à biomassa sólida, o processo de conversão ou aproveitamento de energia, passa primeiro pela recolha dos vários resíduos de que é composta, seguido do transporte para os locais de consumo, onde se faz o aproveitamento energético por combustão directa.

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; Desvantagens: - Menor poder calorífico; - Maior possibilidade de emissões de partículas para a atmosfera. Isto significa maior custo de investimento para a caldeira e os equipamentos de redução de emissões de partículas (filtros, etc.) - Dificuldades no stock e armazenamento.

2. Biocombustíveis gasosos

Tem origem nos efluentes agro-pecuários, da agro-industria e urbanos (lamas das estações de tratamento dos efluentes domésticos) e ainda nos aterros de RSU (residuos sólidos urbanos).

Este resulta na degradação biológica anaeróbica da matéria orgânica contida nos resíduos anteriormente referidos e é constituído por uma mistura de metano (CH4) em percentagens que podem variar entre os 50% e os 70% sendo o restante dióxido de carbono (CO2).

Existem vários tipos de aplicações dos biocombustíveis nomeadamente em grupos de cogeração onde o gás produzido pela ETAR ou aterro sanitário é usado para produção de energia eléctrica.

3. Biocombustíveis líquidos

Existe uma série de biocombustíveis líquidos com potencial de utilização, todos com origem nas chamadas “culturas energéticas” respectivas do país de origem. São disso exemplos: - Biodiesel (éter metílico): obtido principalmente a partir de óleos de girassol, por um processo químico chamado transesterificação. - Etanol: É o mais comum dos álcoois e caracteriza-se por ser um composto orgânico, incolor, volátil, inflamável, solúvel em água, com cheiro e sabor característicos. Produzido a partir da fermentação de hidratos de carbono (açúcar, amido, celulose), com origem em culturas com a cana-de-açúcar ou por processos sintéticos. - Metanol: Os processos de produção mais comuns são de síntese a partir do gás natural, ou ainda a partir da madeira através de um processo de gaseificação. Os biocombustíveis (biodiesel, etanol, metanol) podem ser utilizados na substituição total ou parcial como combustíveis para veículos motorizados.

No caso do biodiesel, a sua utilização, com uma percentagem até 30%, é possível em motores diesel convencionais, sem necessidade de qualquer alteração mecânica ao nível do motor. A sua utilização numa proporção de 100% na mistura obriga à produção de motores especialmente preparados para o efeito.

O etanol ocupa um lugar de destaque no mercado brasileiro, com cerca de 43% dos veículos motorizados a funcionar a etanol. No entanto, existem algumas desvantagens que continuam por ultrapassar na produção deste tipo de combustível, tais como: - A queima da palha do canavial, visando o aumento da produtividade e redução de custos de transporte, tem consequências para o ambiente, ao libertar dióxido de carbono, ozono, compostos de azoto e de enxofre (responsáveis pelas chuvas ácidas); - A produção de efluentes do processo industrial da cana-de-açucar, os quais devem ser tratados e se possível, reaproveitados na forma de fertilizantes.

Eólica caseira

Existem várias formas de se poder poupar energia, mais que não seja para reduzir a nossa factura ao fim do mês. A energia eólica, como é sabido, é uma forma de energia que pode ser convertido em energia eléctrica. É uma boa solução para o espectro das energia renováveis, tendo-se já instalado em todo o mundo uma potência total de 58 982 MW (World Wind Energy Association 2005). No entanto á parte de estes valores astronómicos podemos nós próprios fazer o aproveitamento desta energia que é o vento, energia que é tão vasta. Aqui e aqui poderão aprender como fazer a vossa própria turbina eólica. Neste vídeo pode-se ver uma turbina eólica de eixo vertical, aparentemente do tipo "Darrieus", instalada no terraço de uma habitação. É importante, no entanto, salientar que estas soluções caseiras são relativamente fáceis de as meter a produzir energia eléctrica. A dificuldade é a qualidade dessa energia eléctrica. Portanto nunca é demais chamar á atenção que é necessário filtros electrónicos que permitem corrigir estes problemas. Há que tomar em conta o tipo de aplicação que se pretende e no qual se pode aproveitar esta energia. UPDATE: Turbina eólica caseira

Novas células solares duplicam rendimento

O laboratório da Boeing, Spectrolab, anunciou uma nova tecnologia que dobra a eficiência das células solares.

As células são usadas em painéis para captar a energia do sol e transformá-la em electricidade. Actualmente, células deste tipo são capazes de converter, em média, 22% da luz que recebem. A Boeing anunciou ter fabricado um novo composto de silício capaz de funcionar em camada dupla. Na prática, a tecnologia dobra a superfície de recepção de luz solar, o que permitiu a painéis de teste da Boeing transformar em energia 41% da luz que receberam.

De acordo com o Spectrolab, esta é a primeira vez que um experimento ultrapassa a barreira dos 40% em conversão de luz em energia eléctrica. O projecto foi financiado pelo Departamento de Energia dos Estados Unidos.

Ao duplicar a área de recepção de luz com o método de células em camadas, o Spectrolab espera poder criar alternativas para levar a energia solar a equipamentos de pequeno tamanho, como telemóveis e PDA.

Uma das maiores dificuldades neste tipo de tecnologia é isolar o calor recebido pela célula solar dos componentes electrónicos contidos nos objectos. O calor excessivo é capaz de danificar os equipamentos. Via.

Energia Solar - Australia

Situada no deserto da Austrália, esta fábrica de energia solar será a mais alta construção do mundo e também a mais ambiciosa obra para gerar electricidade a partir de uma fonte não poluente.

O maior projecto de produção de energia solar do planeta está a ser contruído em Mildura, no meio do deserto australiano. Uma torre de 1 km de altura por 130 m de diâmetro, que será a mais alta construção do mundo quando ficar pronta, em 2009; será erguida no centro de um imenso painel solar, de 20 km quadrados.

Se tudo correr como o previsto, o calor gerado pelo painel formará uma corrente de ar de até 50 km/h na enorme chaminé, o bastante para movimentar 32 turbinas, gerar 200 megawatts de energia e abastecer até 1 milhão de pessoas.

O gigantismo do projecto dá uma ideia de quanto as fontes renováveis, como o sol e os ventos, começam a merecer atenção e a tornarem-se viáveis.

O filme é de aproximadamente 3 minutos e vale a pena ser visto. Via.

Eólicas e hídricas complementam-se ao nível da produção

“A noite passada, aqui na Aguieira, só tivemos 15 minutos de bombagem, o que é claramente insignificante, mas a explicação é simples: uma vez que se prevê muita chuva para o fim-de-semana há que guardar espaço na albufeira para as águas que aí vêm”. José Franco, director do Departamento de Produção Hídrica da EDP, explica que caso não houvesse previsão de chuva intensa, provavelmente a bombagem – processo pelo qual se volta a colocar água na albufeira, invertendo o sentido das turbinas – teria outro significado.

Numa pequena sala contígua ao sopé do paredão da barragem, situada perto de Penacova, José Franco fala das especificidades daquela infra-estrutura.

Desde logo – sublinha – foi feita para acautelar as situações de cheias na cidade de Coimbra. No entanto, a Aguieira é também uma das barragens nacionais com mais capacidade instalada de produção de energia hídrica (336 MWh).

Outra das particularidades desta obra de engenharia dos anos oitenta é que se trata de uma das cinco barragens que pratica a bombagem. Ou seja, que durante a noite, quando a energia é mais barata, em vez de a estar a produzir para a injectar na rede a utiliza apenas para sugar água da pequena albufeira que lhe sucede (a da Raiva, cujo paredão se situa cerca de 12 quilómetros mais à frente), voltando a colocá-la no seu próprio reservatório.

O processo até já nem é novo. O que é realmente inovador é o facto de a energia gasta naquela operação provir dos parques eólicos, cuja actividade, curiosamente, costuma ser mais significativa à noite, altura em que os ventos normalmente sopram com mais intensidade.

‘Tesouro’ hídrico subaproveitado

Durante o dia, quando a procura de electricidade é maior e o seu preço é mais elevado, a Aguieira produz energia eléctrica para vender. À noite, quando o consumo é muito baixo e há um excesso de produção por via das eólicas, aproveita-se o facto de ela ter um custo menor para se bombear a água para trás. Como diz Carlos Pimenta, especialista em questões energéticas, “põe-se o rio a andar ao contrário”. “Já que não se pode armazenar a energia, armazena-se a matéria-prima, que é a água, mesmo que já tenha sido utilizada no dia anterior”, explica António Eira Leitão, secretário-geral do Conselho Nacional da Água e director da Hidroerg, uma empresa independente presente nas mini-hídricas.

Miguel Barreto, director-geral de Geologia e Energia, garante que, no processo de bombagem se recupera 80% do custo dessa operação com a reutilização da água e que a perda é de apenas 20%. Este responsável refere ainda que estamos claramente perante uma alternativa a seguir, tanto mais agora que as eólicas começam a ganhar expressão em Portugal, no domínio das energias alternativas: “Se temos vento que nos dá energia a baixo custo e se, com ela, temos a possibilidade de reutilizar a água dos rios para a produção de mais energia, que pode ser vendida nas horas de ponta, então não podemos desperdiçar este nosso verdadeiro ‘tesouro’ hídrico que quando cai do céu se limita a correr para o mar. Temos que o trabalhar tanto quando possível”.

José Franco vai ainda mais longe e não tem dúvidas em afirmar que estamos na presença de um casamento perfeito entre aqueles dois modos de produção de energia. Ou, por outro lado, sugere ainda que “as hídricas são uma espécie de abono de família das eólicas”. O seu colega António Castro, administrador da EDP Produção, acrescenta que “se à noite havia vento e não havia consumo, só tínhamos duas alternativas: ou desligávamos as eólicas ou as centrais térmicas. Como estas levam horas a retomar a produção, não se desligam. Assim sendo, tínhamos que arranjar uma solução para consumir a energia das eólicas. A solução está encontrada. Ou seja, servem para complementar o funcionamento das hídricas através da bombagem e encaixam-se na perfeição”.

Vítor Andrade in Caderno de Economia, Expresso, 25 de Novembro de 2005

Nuclear é fixe?

A energia nuclear é uma das principais formas de produção de energia eléctrica a nível europeu. Segundo dados da Agência Europeia de Energia Atómica, a França produz 80% da sua electricidade através de energia atómica. Outros países europeus, como por exemplo a Grã-Bretanha, iniciou a discussão pública sobre a temática do nuclear e os seus benefícios económicos, tendo em conta os recursos naturais de cada país.

Embora a lógica do crescimento económico esteja patente, apenas três países europeus decidiram recentemente construir novas centrais nucleares, entre os quais a França, Finlândia e Roménia.

Durante um encontro em Bruxelas, o ministro das Finanças francês, Thierry Breton, explicou a visão de Paris sobre o que deve ser o futuro da política energética na União Europeia. De acordo com ele, a política energética europeia deveria levar em consideração "o crescente aumento da tensão em todo o mundo na situação entre fontes e procura de petróleo e gás, e mudanças climáticas", afirmou. "Manter a contribuição da energia nuclear no menu energético europeu e preservar a posição tecnológica e industrial europeias neste campo, são questões de importância estratégica para a União Europeia", disse.

Estados Unidos, Japão e China, relançaram ou anunciaram a construção de novas centrais nucleares, numa posição clara de favorecimento da energia nuclear face ao uso dos combustíveis fósseis para produção de energia.

A outra solução, as energias renováveis não constituem por si só, uma alternativa energética ao nuclear porque têm a sua disponibilidade sujeita a factores não controláveis economicamente (vento, sol, albufeiras, etc.) pelo que não poderiam substituir as restantes fontes de produção.

No meio desta discussão, sempre louvável, podemos apontar diversos modelos energéticos que poderão surgir num futuro próximo, entre os quais:

• Nuclear + Renovável;
• Fóssil + Renovável;
• Nuclear para hidrogénio + Renovável;

De salientar imediatamente o uso da energia renovável em todos os futuros modelos energéticos. O desenvolvimento desta tecnologia pode ser suportado por um grupo emergente de investidores e empresas, que encontra ai um novo mercado, tendo em conta a crescente pressão das populações à defesa do ambiente e ao aumento do preço dos combustíveis fósseis.

O modelo fóssil + renovável é o modelo praticado pela maioria dos países. É um modelo sustentável a curto/médio prazo, visto que depende fortemente do preço dos combustíveis que têm sido inflacionados pelas disputas militares e pela sua escassez. Outro contra, serão os recentes estudos científicos, que provam a sua influência nas alterações climatéricas e destruição de habitats sensíveis, devido aos chamados “gases de estufa”.

Uma opção que começa agora a ser seriamente encarada como alternativa ao modelo vigente é a Nuclear para hidrogénio + Renováveis. Esta opção é mais abrangente do que as restantes porque propõe um modelo, não para a produção de electricidade, como também para os transportes terrestres. Uma central nuclear produziria a energia necessária à produção de hidrogénio, elemento esse q seria usado a nível local, quer em pilhas de combustível, quer em motores de combustão interna, sendo que a componente renovável seria um complemento para a produção de energia eléctrica.

Fonte:

http://www.comciencia.br/reportagens/nuclear/nuclear02.htm

http://www.apagina.pt/arquivo/Artigo.asp?ID=4414