Biomassa: o que é? Vantagens e desvantagens

Marcelo Pimentel

Jornalista formado na PUC/RJ com 25 anos de atuação em veículos especializados em alimentos, agricultura e pecuária.

A Biomassa é o termo utilizado para nomear um tipo de matéria orgânica que, após processo de transformação, poderá ser utilizado como fonte de produção de energia. Nem tudo o que a natureza produz pode ser considerado e utilizado como fonte de energia, pois parte da matéria produzida é utilizada de volta no próprio ambiente.

Os tipos de biomassa mais conhecidos e utilizados são a madeira, o bagaço da cana-de-açúcar, o eucalipto, óleos de sementes de mamona, papelão, galhos de árvores, entre outros. A biomassa também é encontrada como principal fonte de combustão de novas composições e fontes de energia, como o biodiesel, o biogás e o bio-óleo, por exemplo.

A biomassa, como forma de energia, destaca-se pela grande densidade energética e pelas capacidades de conversão, armazenamento e o próprio transporte. Uma outra semelhança é os motores, que aceitam a utilização da biomassa como energia, assemelhando-se aos demais motores utilizadores de energia fóssil, facilitando sua integração. Dessa maneira, a substituição das formas de obtenção de energia não possui repercussão significativa nas corporações, a não ser o impacto positivo ambiental.

Um ciclo natural de renovação da biomassa ocorre através do chamado ciclo do carbono. Essa queima de biomassa ou de seus derivados provoca a liberação de CO₂ na atmosfera.

Veja aqui tudo sobre o Dióxido de Carbono – CO₂.

Como em outros processos, as plantas são as responsáveis transformar esse CO₂ nos hidratos de carbono, liberando oxigênio. As plantas realizam esse processo de transformação por fotossíntese. Sendo assim, e por tratar-se de um processo compensatório da natureza, a utilização da biomassa não altera, nem danifica a composição da atmosfera, não tendo influência negativa na qualidade do meio ambiente.

Esse aspecto benéfico, no entanto, está vinculado a ações sem caráter predatório e dentro das estipulações limites. Embora a utilização de biomassa como fonte de energia seja extremamente benéfica, é importante ressaltar que o processo de obtenção deve acontecer de forma controlada e dentro da legislação vigente.

Vantagens da Biomassa

As vantagens do uso da biomassa na produção de energia são seu baixo custo, o fato de ser renovável, permitir que os resíduos sejam reaproveitados e não ser tão poluente quanto as outras fontes de energia, como o carvão e o petróleo. Além do benefício financeiro, existe uma melhora direta na qualidade do meio ambiente, que é poupado através da reutilização de materiais.

A biomassa também oferece a possibilidade de ser produzida a partir de uma grande variedade de materiais, possibilitando a versatilidade e a segurança ao mercado, diferentemente dos combustíveis fósseis, como o petróleo, que não se renova e é extremamente poluente.

Outra vantagem da biomassa é que, ao usufruir desses resíduos orgânicos agrícolas, industriais e urbanos para a produção de eletricidade, estes estão obtendo uma destinação sustentável, diferentemente do que ocorre com o descarte direto. A maior parte dos resíduos agrícolas do Brasil são de soja, milho, arroz e trigo, sendo os dois primeiros as matérias-primas frequentemente utilizadas para a produção de biodiesel.

Além disso, a biomassa é uma energia renovável e pouco poluente. Também se apresenta de forma barata, sendo a biomassa sólida menos agressiva ao meio ambiente. É altamente fiável e a resposta às variações de procura é elevada e verifica-se uma menor corrosão dos equipamentos (caldeiras, fornos, etc).

Veja aqui tudo sobre Energia Renovável.

Como todo produto, a biomassa também apresenta desvantagens.

Desvantagens da Biomassa

As desvantagens da utilização da biomassa são:

• Desflorestamento, além da distruição de diversos habitats;
• Dispõe de um poder calorífico inferior se comparado a outros combustíveis;
• Os biocombustíveis líquidos contribuem para a formação de chuvas ácidas;
• Dificuldades no transporte e no armazenamento de biomassa sólida.

O que é energia da Biomassa

A biomassa, ou massa biológica, deve ser entendida como a quantidade de matéria orgânica que é extraída de um produto natural em um determinado espaço. Este termo, apesar de ser conhecido anteriormente à sua classificação cientifica, ganhou destaque como as preocupações relacionadas às fontes de energia limpa, sendo a biomassa uma das mais importantes representantes dessa classe.  

A energia obtida através da biomassa é resultado da decomposição de materiais orgânicos que podem ser de origem vegetal ou animal, como o bagaço de cana, o esterco e a madeira, entre outros. A geração de energia por meio da biomassa contribui para a queda do aquecimento global e do efeito estufa.

A Biomassa no Brasil

A biomassa é uma eficiente opção de energia limpa, apresentado-se como uma confiével fonte de produção energética, capaz de suprir as necessidades locais. Entre os benefícios, ela possui uma característica renovável e com pequenas taxas de geração de poluentes. A biomassa já é utilizada, por exemplo, em usinas de produção de álcool, onde os resíduos do bagaço da cana podem ser a matéria para produzir biomassa e energia capazes de abastecer os geradores.

A utilização de biomassa no Brasil passou a ganhar mais espaço nos ultimos anos, em especial com a implementação do biodiesel e o uso de novas tecnologias aplicadas à geração de energia limpa. Cerca de 10% da energia elétrica gerada no Brasil tem como fonte principal a biomassa, tendo destaque o uso do bagaço da cana.

A Biomassa do combustível

A utilização da biomassa como combustível pode ser atribuída por meio de seu formato bruto, como madeira, resíduos agrícolas, florestais e pecuários, lixos e excrementos de animais. Também é utilizada como forma de biodiesel, com o óleo de mamona e outros.

O biodiesel é um biocombustível concebido a por meio de óleos vegetais (plantas) ou de gordura animal, com o objetivo de cambiar o óleo diesel utilizado em automóveis pesados, como caminhões e ônibus, e já funciona como fonte de energia em muitos veículos.

Veja aqui tudo sobre Biocombustíveis.

Rotas de conversão da Biomassa

A conversão da biomassa em energia pode ser realizada de quatro formas, sendo elas:

Pirólise: Através dessa técnica de conversão, a biomassa é exposta a temperaturas elevadas sem que exista a presença de oxigénio, com o intuito de provocar a decomposição acelerada da mesma. O que sobra desse processo é uma mistura de gases, líquidos (óleos vegetais) e sólidos (carvão vegetal).

Gasificação: Nesse processo, também ocorre a exposição da biomassa ao calor intenso, ainda sem o oxigénio. Desta forma, é possível obter como produto um gás inflamável. Esse gás poderá passar por processo de filtragem para que sejam removidos componentes residuais, de caráter industrial. A principal diferença em relação à pirólise é o fato de a gaseificação exigir uma temperatura menor e não conseguir obter outras formas de biomassa liquidas ou sólidas.

Combustão: Nesse processo, a queima da biomassa é realizada também sob altas temperaturas, mas agora com a presença abundante de oxigênio. Será obtido no processo um vapor de alta pressão. Esse tipo de vapor pode ser usado especialmente em caldeiras ou para mover turbinas. Sua eficiência energética situa-se na faixa de 20 a 25% e é um dos processos mais comuns utilizados para a obtenção de energia limpa.

Co-combustão: O principal objetivo dessa prática é a substituição de parte do carvão mineral utilizado em urnas termoelétricas pela energia limpa da  biomassa, reduzindo assim significativamente a emissão de poluentes. A faixa de desempenho da biomassa encontra-se entre 30 e 37%. É uma das rotas de conversão com maior ganho econômico e viabilidade financeira.

As fontes de Biomassa

As fontes da biomassa são consideradas como todos aqueles produtos que podem ser transformados em energia, através dos processos de transformação. Os principais exemplos são bagaço de cana, óleo derivado de sementes, cascas e madeira.

Nos dias atuais, o recurso com maiores chances de ser usado no país como biomassa na geração de energia elétrica é o bagaço oriundo da cana-de-açúcar. A esfera sucroalcooleira desenvolve uma maior quantidade de resíduos, podendo ser utilizados como biomassa, de preferência em sistemas de cogeração.

Outras variedades vegetais com grande potencial para a produção de energia elétrica são o azeite de dendê, que exibe uma produtividade anual média por hectare quatro vezes maior que a da cana-de-açúcar, o babaçu, o buriti e a andiroba. Eles surgem como alternativas para o abastecimento de energia elétrica limpa.

Na produção do etanol por meio da cana-de-açúcar, aproximadamente 28% da cana é convertida em bagaço, que é uma biomassa muito utilizada nas usinas para a geração de vapor de baixa pressão, que é usado em turbinas de contrapressão em mecanismos de extração (63%) e na produção de eletricidade (37%).

Outros resíduos agrícolas com alto potencial para serem usados como biomassa na produção de energia elétrica são a casca do arroz, a casca da castanha de caju e a casca do coco-da-baía.

Veja mais sobre os benefícios da Cana de Açúcar  e da Castanha de Cajú para a saúde.

A transformação da Biomassa

Como vimos, a  biomassa é usufruída de forma direta como combustível ou por meio da produção de energia através de processos de pirólise, gasificação, combustão ou co-combustão de material orgânico que é econtrado num ecossistema.

Para a definição de biomassa no contexto da geração de energia, não são abrangidos os tradicionais combustíveis fósseis, apesar de estes serem também derivados do ramo vegetal e mineral (são exemplos carvão mineral do ramo vegetal e o petróleo e gás natural do ramo mineral), pelo fato destes serem resultado de várias transformações que requerem vários milhões de anos para acontecerem.

A biomassa é considerada um recurso natural renovável, ao contrário dos combustíveis fosseis.

Tipos de biomassa

A biomassa pode ser encontrada nos estados sólido, liquido e gasoso, sendo eles:

Biomassa sólida

É obtida através de produtos e resíduos da agricultura, os resíduos das florestas e a fração considerada biodegradável dos resíduos industriais e urbanos.

Biomassa líquida

É aquela utilizada através dos bicombustíveis líquidos, todos com origem nas chamadas “culturas energéticas limpas”. Podemos utilizar como exemplo o mais famoso deles: o biodiesel. O biodiesel pode ser transformado a partir de óleos. Também devemos citar o  o etanol, produzido através da fermentação de hidratos de carbono (açúcar, amido, celulose); e o metanol, gerado pela síntese do gás natural.

Biomassa gasosa

Esse tipo pode ser encontrada nos efluentes agropecuários advindos da agroindústria e do meio urbano, como forma de resíduos descartados. Uma das principais fontes são os  os aterros de RSU (resíduos sólidos urbanos). A transformação desses resíduos pode ser conseguida pela degradação biológica anaeróbia da matéria orgânica que resultarão numa mistura de metano e gás carbónico. Esses materiais passam pelo processe de combustão para a geração de energia.

A  queima da Biomassa

A queima da biomassa provoca a liberação de CO₂ na atmosfera. As plantas, por meio da fotossíntese, convertem esse gás carbônico nos hidratos de carbono, fornecendo oxigênio. Dessa forma, o usufruto da biomassa, contanto que não seja de forma predatória, acaba não alterando a constituição da atmosfera.

Os principais exemplos de biomassa

1. milho,
2. cana-de-açúcar,
3. pallets de madeira,
4. palha,
5. casca de arroz,
6. estrume,
7. algas,
8. lixo biodegradável,
9. eucalipto,
10. casca de coco verde

Como funcionam as usinas de Biomassa

A biomassa é usufruída na elaboração de energia por meio de procedimentos como a combustão de material orgânico estabelecida e reunida em um ecossistema.

No Brasil, por exemplo, diversas usinas de açúcar e destilarias estão produzindo metano a partir do que sobra do bagaço da cana. O que resulta disso são gases utilizados para o desempenho de motores estacionários das usinas e de seus caminhões. O aparato onde se realiza a queima ou a digestão da biomassa é denominado biodigestor. O biogás conseguido pode ser usado imediatamente nas caldeiras, concedendo maior quantidade de bagaço para a produção de energia elétrica através de termoelétricas, ou gerar 2.916 kW de potência de energia elétrica.

Como surgiu a energia de Biomassa

A utilização da biomassa como fonte de energia acompanha a evolução da própria humanidade. Muito antes de o petróleo ser usado como combustível, a biomassa já representava uma importante matriz energética. Ocorre que, com a propagação do uso do combustível fóssil como fonte de geração de energia, a biomassa passou a exercer um papel secundário, em especial no último século. Podemos citar e afirmar esse contexto com o uso do fogo como fonte de calor, mesmo antes de existirem veículos ou caldeiras.

Um outro exemplo de utilização é a madeira, que foi a principal fonte energética e, ainda, no período da Revolução Industrial, a lenha na siderurgia, que significou a engrenagem para que fosse possível o salto evolutivo do sistema econômico mundial.

Na  tecnologia a vapor, que teve seu ápice no século XIX, a biomassa desempenhou um papel primordial com o objetivo de ter energia mecânica com aplicações em setores na indústria e nos transportes. Era essa energia que movia o mundo.

Mesmo com o  início do estudo dos combustíveis fósseis, como o petróleo e o carvão mineral, a lenha continuou a desempenhar o papel de matriz energética, em especial nos países tropicais e onde encontra-se em maior abundância na natureza.

Em terras brasileiras, a biomassa foi aproveitada em larga escala, chegando perto do índice de 40% da produção energética primária do Brasil, no início do desenvolvimento industrial do país. Com o colapso de fornecimento de petróleo ocorrido nos anos 1970 e a busca por soluções mais sustentáveis, fizeram com que a biomassa retornasse aos holofotes da produção de energia, impulsionando assim novas tecnologias e utilizações, como foi o caso da biomassa do álcool, o gás de madeira, biogás e óleos vegetais que hoje fazem parte da unidade energética do país.