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5.1. INFORMAÇÕES GERAIS

Do ponto de vista energético, para fim de outorga de empreendimentos do setor elétrico, biomassa é todo recurso renovável oriundo de matéria orgânica (de origem animal ou vegetal) que pode ser utilizada na produção de energia. Assim como a energia hidráulica e outras fontes renováveis, a biomassa é uma forma indireta de energia solar. A energia solar é convertida em energia química, através da fotossíntese, base dos processos biológicos de todos os seres vivos.

Embora grande parte do planeta esteja desprovida de florestas, a quantidade de biomassa existente na terra é da ordem de dois trilhões de toneladas; o que significa cerca de 400 toneladas per capita. Em termos energéticos, isso corresponde a mais ou menos 3.0 EJ por ano ou seja, oito vezes o consumo mundial de energia primária (da ordem de 400 EJ por ano) (RAMAGE; SCURLOCK, 1996).

Uma das principais vantagens da biomassa é que, embora de eficiência reduzida, seu aproveitamento pode ser feito diretamente, por intermédio da combustão em fornos, caldeiras etc. Para aumentar a eficiência do processo e reduzir impactos socioambientais, tem-se desenvolvido e aperfeiçoado tecnologias de conversão mais eficientes, como a gaseificação e a pirólise, também sendo comum a co-geração em sistemas que utilizam a biomassa como fonte energética, conforme comentado no capítulo 2. No referido capítulo, pode-se observar a participação da biomassa em 30% dos empreendimentos de co-geração em operação no País.

A médio e longo prazo, a exaustão de fontes não-renováveis e as pressões ambientalistas poderão acarretar maior aproveitamento energético da biomassa. Atualmente, a biomassa vem sendo cada vez mais utilizada na geração de eletricidade, principalmente em sistemas de co-geração e no suprimento de eletricidade para demandas isoladas da rede elétrica.

5.2.DISPONIBILIDADE DE RECURSOS E CONSUMO DE BIOMASSA

Embora grande parte da biomassa seja de difícil contabilização, devido ao uso não-comercial, estima-se que, atualmente, ela possa representar até cerca de 14% de todo o consumo mundial de energia primária. Em alguns países em desenvolvimento, essa parcela pode aumentar para 34%, chegando a 60% na África (Tabela 5.1).

Atualmente, várias tecnologias de aproveitamento estão em fase de desenvolvimento e aplicação. Mesmo assim, estimativas da Agência Internacional de Energia (AIE) indicam que, futuramente, a biomassa ocupará uma menor proporção na matriz energética mundial – cerca de 1% em 2020 (AIE, 1998). Outros estudos indicam que, ao contrário da visão geral que se tem, o uso da biomassa deverá se manter estável ou até mesmo aumentar, por duas razões, a saber: i) crescimento populacional; i) urbanização e melhoria nos padrões de vida (HALL; HOUSE; SCRASE, 2000). Um aumento nos padrões de vida faz com que pessoas de áreas rurais e urbanas de países em desenvolvimento passem a usar mais carvão vegetal e lenha, em lugar de resíduos (pequenos galhos de árvore, restos de materiais de construção etc.).

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TABELA 5.1Consumo de biomassa (MtEP)

A precariedade e a falta de informações oficiais sobre o uso da biomassa para fins energéticos deve-se principalmente aos seguintes fatores: i) trata-se de um energético tradicionalmente utilizado em países pobres e setores menos desenvolvidos; i) trata-se de uma fonte energética dispersa, cujo uso, via de regra, é ineficiente; i) o uso da biomassa para fins energéticos é indevidamente associado a problemas de desflorestamento e desertificação.

Entretanto, essa imagem da biomassa está mudando, graças aos seguintes fatores: i) esforços recentes de mensuração mais acurada do seu uso e potencial, por meio de novos estudos, demonstrações e plantas-piloto; i) uso crescente da biomassa como um vetor energético moderno (graças ao desenvolvimento de tecnologias eficientes de conversão), principalmente em países industrializados; i) reconhecimento das vantagens ambientais do uso racional da biomassa, principalmente no controle das emissões de CO e enxofre (ROSILLO CALLE; BAJAY; ROTHMAN, 2000).

No que concerne especificamente ao peso relativo da biomassa na geração mundial de eletricidade, embora difícil de avaliar, projeções da Agência Internacional de Energia (1998) indicam que ela deverá passar de 10 TWh em 1995 para 27 TWh em 2020 (AEI, 1998).

Estudos indicam que, nos Estados Unidos, a capacidade instalada do parque gerador de energia oriunda de biomassa, no final dos anos 70, era de apenas

200 MW, subindo para 8,4 GW no início dos anos 1990 (WALTER; NOGUEIRA, 1997). A maioria corresponde a plantas de co-geração, com utilização de resíduos agrícolas e florestais. Embora com eficiência termodinâmica relativamente baixa (18% a 26%), essas plantas têm sido economicamente competitivas. Os custos foram avaliados em cerca de US$ 1.40,0 por kW instalado e entre US$ 65,0 e US$ 80,0 por kWh gerado.

As metas do Departamento Americano de Energia (DOE) são de 18 GW de capacidade instalada em 2010 e, para 2030, 100 GW. Espera-se que o desenvolvimento de novas tecnologias, como o acoplamento de sistemas de gaseificação e a integração da pirólise às turbinas a gás, aumente substancialmente a eficiência termodinâmica das plantas e reduza os custos de capital e geração. Em termos de eficiência, estima-se que os índices serão de 35% a 40%. Quanto aos custos, o kW instalado deverá ficar na faixa de US$ 770,0 a US$ 90,0 e o MWh gerado, entre US$ 40,0 e US$ 50,0.

No Brasil, a imensa superfície do território nacional, quase toda localizada em regiões tropicais e chuvosas, oferece excelentes condições para a produção e o uso energético da biomassa em larga escala. Além da produção de álcool, queima em fornos, caldeiras e outros usos não-comerciais, a biomassa apresenta grande potencial no setor de geração de energia elétrica.

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No caso específico do Estado de São Paulo, é intensa a produção de biomassa energética por meio da cana-de-açúcar, sendo comparável à produção de energia hidráulica. O Estado é importador de eletricidade (40% do que consome) e exportador de álcool para o resto do País. Verificase, portanto, que, apesar da produção de biomassa ser mundialmente considerada uma atividade extremamente demandante de terras, mesmo numa região com alta densidade demográfica é possível encontrar áreas para essa atividade. A maior parte da energia dessa biomassa é utilizada na produção do etanol – combustível líquido.

A produção de madeira, em forma de lenha, carvão vegetal ou toras, também gera uma grande quantidade de resíduos, que podem igualmente ser aproveitadas na geração de energia elétrica. Como ilustrado na Figura 5.1, os Estados brasileiros com maior potencial de aproveitamentode resíduos da madeira, oriunda de silvicultura, para a geração de energia elétrica são Paraná e São Paulo. O tipo de produção de madeira, atividade extrativista ou reflorestamento, influi na distribuição espacial dos resíduos gerados. Nos casos de extração seletiva e beneficiamento descentralizado, o aproveitamento de resíduos pode se tornar economicamente inviável.

Atualmente, o recurso de maior potencial para geração de energia elétrica no País é o bagaço de cana-de-açúcar. A alta produtividade alcançada pela lavoura canavieira, acrescida de ganhos sucessivos nos processos de transformação da biomassa sucroalcooleira, têm disponibilizado enorme quantidade de matéria orgânica sob a forma de bagaço nas usinas e destilarias de cana-de-açúcar, interligadas aos principais sistemas elétricos, que atendem a grandes centros de consumo dos Estados das regiões Sul e Sudeste. Além disso, o período de colheita da cana-de-açúcar coincide com o de estiagem das principais bacias hidrográficas do parque hidrelétrico brasileiro, tornando a opção ainda mais vantajosa.

O setor sucroalcooleiro gera uma grande quantidade de resíduos, que pode ser aproveitada na geração de eletricidade, principalmente em sistemas de co-geração. Ao contrário da produção de madeira, o cultivo e o beneficiamento da cana são realizados em grandes e contínuas extensões, e o aproveitamento de resíduos (bagaço, palha, etc.) é faci- litado pela centralização dos processos de produção. A Figura 5.2 mostra o potencial de aproveitamento desses resíduos para geração excedente de energia elétrica, segundo cada Estado da Federação.

Na produção de etanol, cerca de 28% da cana é transformada em bagaço. Em termos energéticos, o bagaço equivale a 49,5%, o etanol a 43,2% e o vinhoto a 7,3%. Mesmo com esse alto valor energético, o bagaço é pobremente utilizado nas usinas, sendo praticamente incinerado na produção de vapor de baixa pressão (20 kgf/cm). Esse vapor é utilizado em turbinas de contrapressão nos equipamentos de extração (63%) e na geração de eletricidade (37%). A maior parte do vapor de baixa pressão (2,5 kgf/cm) que deixa as turbinas é utilizada no aquecimento do caldo (24%) e nos aparelhos de destilação (61%); o restante (15%) não é aproveitado.

Em média, cada tonelada de cana processada requer cerca de 12 kWh de energia elétrica, o que pode ser gerado pelos próprios resíduos da cana (palha, bagaço, vinhoto etc.). Os custos de geração já são competitivos com os do sistema convencional de suprimento, o que possibilita a auto-suficiência do setor em termos de suprimento energético, por meio da co-geração.

Trabalho elaborado pelo Centro Nacional de Referência em Biomassa, com a colaboração de outras instituições e o apoio financeiro da ANEEL, indica um potencial técnicode co-geração de excedentes de energia elétrica de 3.851 MW no setor sucroalcooleiro do Brasil(CENBIO, 2002).

Contudo, o referido trabalho também constata que apenas 133 MW estavam sendo comercializados em setembro de 2001, o que corresponde a cerca de 1% do potencial técnico dessas usinas e a somente 3,4% do referido potencial brasileiro. Não obstante, os dados também revelam que há perspectivas de 1.578 MW em novos projetos (348 MW em curto prazo, 772 MW em médio prazo e 458 MW em longo prazo), o que corresponde a 28% do potencial técnico indicado pelo levantamento. A Tabela 5.2 apresenta uma síntese desses resultados por unidade da federação.

(14) A quantidade de energia aproveitável a partir de resíduos de extração vegetal é função do poder calorífico desses resíduos. (15) Também pesa sobre a decisão econômica de implantação de usinas de aproveitamento o transporte desses resíduos até as usinas. (16) Considerando-se o uso de tecnologias eficientes, comercialmente disponíveis no Brasil. (17) Ressalte-se que esses dados se referem a apenas 51% das usinas sucroalcooleiras dos país, uma vez que as demais não responderam ao questionário utilizado no levantamento dos dados.

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5 FIGURA 5.1Potencial de geração de energia elétrica a partir de resíduos florestais (silvicultura)

Fonte: CENTRO NACIONAL DE REFERÊNCIA EM BIOMASSA – CENBIO. Panorama do potencial de biomassa no Brasil. Brasília; Dupligráfica, 2003. 80 p. (adaptado)

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5 FIGURA 5.2Potencial de geração de excedente de energia elétrica no setor sucroalcooleiro

Fonte: CENTRO NACIONAL DE REFERÊNCIA EM BIOMASSA – CENBIO. Panorama do potencial de biomassa no Brasil. Brasília; Dupligráfica, 2003. 80 p. (adaptado)

TABELA 5.2Potencial e perspectivas de co-geração no setor sucroalcooleiro*

Federaçãoinstalada comercializado de co-geração 2003-2004A partir de 2005

Fonte: CENTRO NACIONAL DE REFERÊNCIA EM BIOMASSA - CENBIO. Levantamento do Potencial Real de excedentes de cogeração no setor sucro alcooleiro - Relatório técnico. ANEEL: 2002.

(*) Considerando-se o uso de tecnologias eficientes, comercialmente disponíveis no Brasil. Ressalte-se que esses dados se referem a apenas 51% das usinas sucroalcooleiras do país que operavam em 2001, uma vez que as demais não responderam ao questionário utilizado no levantamento dos dados.

Em alguns Estados brasileiros, principalmente na Região Amazônica, verifica-se também a importância de várias plantas para a produção de óleo vegetal, que pode ser queimado em caldeiras e motores de combustão interna, para a geração de energia elétrica e o atendimento de comunidades isoladas do sistema elétrico. Entre essas plantas destaca-se o dendê, com produtividade média anual de 4 toneladas de óleo por hectare (dez vezes maior que a da soja, por exemplo!) e a maior disponibilidade tecnológica para o uso do óleo. Outras culturas de grande potencial são o buriti, o babaçu e a andiroba, fartamen- te encontrados naquela região (FREITAS; DI LASCIO; ROSA, 1996). A Figura 5.3 apresenta uma estimativa do potencial para geração de energia elétrica a partir de óleo de palma (dendê), cujos cálculos basearam-se em projetos experimentais na Amazônia.

Outros resíduos agrícolas também apresentam grande potencial no setor de geração de energia elétrica. Os mapas das Figuras 5.4, 5.5 e 5.6 ilustram os potenciais de aproveitamento da casca de arroz, da casca de castanha de caju e da casca de coco-da-baía, respectivamente.

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FIGURA 5.3Estimativa de potencial para geração de energia elétrica a partir do óleo de palma (dendê)

Fonte: CENTRO NACIONAL DE REFERÊNCIA EM BIOMASSA – CENBIO. Panorama do potencial de biomassa no Brasil. Brasília; Dupligráfica, 2003. 80 p. (adaptado)

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5 FIGURA 5.4Potencial de geração de energia elétrica a partir de casca de arroz

Fonte: CENTRO NACIONAL DE REFERÊNCIA EM BIOMASSA – CENBIO. Panorama do potencial de biomassa no Brasil. Brasília; Dupligráfica, 2003. 80 p. (adaptado)

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5 FIGURA 5.5Potencial de geração de energia elétrica a partir de casca de castanha de caju

Fonte: CENTRO NACIONAL DE REFERÊNCIA EM BIOMASSA – CENBIO. Panorama do potencial de biomassa no Brasil. Brasília; Dupligráfica, 2003. 80 p. (adaptado)

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5 FIGURA 5.6Potencial de geração de energia elétrica a partir de casca de coco-da-baía

Fonte: CENTRO NACIONAL DE REFERÊNCIA EM BIOMASSA – CENBIO. Panorama do potencial de biomassa no Brasil. Brasília; Dupligráfica, 2003. 80 p. (adaptado)

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