Resíduos Que Podem Ser Utilizados Como Fonte De Produção De Energia?

Biomassa é toda matéria orgânica, de origem vegetal ou animal, utilizada na produção de energia, como plantas, lenha, bagaço de cana-de-açúcar, resíduos agrícolas, restos de alimentos, excrementos e até do lixo.

Para definir a biomassa no contexto da geração de energia, não são contabilizados os tradicionais combustíveis fósseis, apesar de serem também derivados do ramo vegetal e mineral (são exemplos disso o carvão mineral, do ramo vegetal, e o petróleo e gás natural, do ramo mineral), e é por isso que pode ser considerada um recurso natural renovável.

O Brasil possui situação privilegiada para produção de biomassa em larga escala, pois existem extensas áreas cultiváveis e condições climáticas favoráveis ao longo do ano. Cerca de 9% da energia elétrica produzida no país é gerada a partir de biomassa. Você já sabe como a WEG está gerando energia a partir de resíduos sólidos urbanos?

Vantagens e desvantagens da Biomassa

Por meio da intervenção humana adequada, a biomassa é uma alternativa viável para substituir os combustíveis fósseis e poluentes, como o petróleo e o carvão, por exemplo.

Além disso, a biomassa é comumente utilizada em usinas termelétricas para gerar eletricidade, tem baixo custo de aquisição, as emissões não contribuem para o efeito estufa, é menos agressiva ao meio ambiente, diminuindo assim o risco ambiental.

Resumidamente, suas vantagens incluem: alternativa de energia renovável; baixo custo; baixa emissão de gases poluentes; produzida a partir de uma grande variedade de materiais.

Porém a produção de biomassa também por comprometer a conservação das florestas e originar novas áreas desmatadas. Existe ainda a dificuldade logística de armazenar os seus resíduos sólidos.

  • Dentre as principais desvantagens, estão: eficiência reduzida; biocombustíveis líquidos podem emitir enxofre e contribuir com o fenômeno da chuva ácida; pode resultar em impactos ambientais em florestas; elevado custo financeiros de equipamentos; a queima da biomassa é relacionada com aumento de casos de doenças respiratórias; dificuldade de armazenar a biomassa sólida.
  • Fontes de Biomassa
  • As fontes de biomassa podem ser classificadas como: vegetais lenhosos (madeiras), vegetais não lenhosos (sacarídeos, celulósicos, amiláceos e aquáticos), resíduos orgânicos (agrícolas, industriais, urbanos) e biofluidos (óleos vegetais).
  • Entre os principais produtos agrícolas usados como fonte energética alternativa geradora da biomassa encontra-se a cana de açúcar, que é aproveitada para a produção de álcool.

O bagaço da cana de açúcar, a casca do arroz, da castanha e do coco também são utilizados para gerar energia para as caldeiras. No Brasil, o bagaço da cana de açúcar é o principal recurso potencial para geração de energia elétrica.

A mandioca, os amidos, os óleos vegetais (dendê, babaçu, mamona etc.) e a celulose, entre vários outros materiais, podem ser utilizados para a produção de combustíveis para os motores.

Os dejetos urbanos, industriais e agropecuários são matérias orgânicas que podem ser transformadas em biogás, usado na produção de energia nas residências, na indústria, nos motores, com alto poder calorífico, semelhante ao gás natural. A queima da madeira ainda é bastante usada na indústria, para geração de energia. 

Como a biomassa é utilizada e transformada em energia utilizável?

A biomassa é utilizada diretamente como combustível ou através da produção de energia a partir de processos de pirólise, gasificação, combustão ou co-combustão de material orgânico que se encontra presente num ecossistema. É graças a essas tecnologias de conversão que é possível obter diversas variedades de biocombustíveis como o etanol, o metanol, o biodiesel e o biogás. Conheça os principais processos de conversão da biomassa:

Pirólise: através dessa técnica, a biomassa é exposta a altas temperaturas sem a presença de oxigênio, acelerando a decomposição da mesma. O que sobra da decomposição é uma mistura de gases, líquidos (óleos vegetais) e sólidos (carvão vegetal).

Gasificação: assim como na pirólise, nesse processo a biomassa também é acalorada na ausência do oxigênio, originando como produto final um gás inflamável. Esse gás ainda pode ser filtrado, visando remover componentes químicos residuais. A diferença básica em relação à pirólise é o fato de a gaseificação exigir menor temperatura e resultar apenas em gás.

Combustão: a queima da biomassa é realizada em alta temperatura na presença abundante de oxigênio, produzindo vapor a alta pressão. Esse vapor geralmente é usado em caldeiras ou para mover turbinas. É uma das formas mais comuns hoje em dia e sua eficiência energética situa-se na faixa de 20 a 25%.

Co-combustão: esse processo propõe a substituição de parte do carvão mineral, utilizado em urnas termelétricas, por biomassa. Assim, é reduzida significativamente a emissão de poluentes. A faixa de desempenho da biomassa encontra-se entre 30 e 37%, por isso é uma escolha bem atrativa e econômica atualmente.

Resíduos Que Podem Ser Utilizados Como Fonte De Produção De Energia?

Energia da Biomassa – Esquema de funcionamento

Por ser uma fonte de energia muito ampla e de baixa eficiência, utilizada, principalmente, em países pouco desenvolvidos, existem poucos dados referentes à representatividade dessa fonte de energia para a matriz energética mundial. No entanto, segundo relatório da ANEEL, cerca de 14% da energia consumida no mundo é proveniente da biomassa. Falando nisso, você conhece a matriz energética brasileira? Leia aqui! ????

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Resíduos Que Podem Ser Utilizados Como Fonte De Produção De Energia?

Resíduos Que Podem Ser Utilizados Como Fonte De Produção De Energia?Geração de briquetes e péletes a partir da biomassa residual é alternativa sustentável à dependência do país de fontes não renováveis de energia.

ETHOS RESÍDUOS SÓLIDOS – O Brasil possui condições vantajosas para produzir energia, mas a recomendação é de que não sejamos dependentes de fontes não renováveis, como o petróleo, o gás natural, o urânio ou o carvão mineral. Necessitamos buscar fontes renováveis de energia. No país, a biomassa é a principal fonte de energia renovável.

Ela gera calor, energia elétrica e pode ser transformada em biocombustível sólido, como briquetes, por exemplo, resultantes da compactação de resíduos vegetais.

Como somos um dos maiores produtores agrícolas e florestais do mundo, a quantidade gerada de biomassa residual pode e deve ser mais bem aproveitada, especialmente na forma de briquetes e péletes.

Os briquetes podem ser produzidos a partir de qualquer resíduo vegetal, explicou o pesquisador José Dílcio Rocha, da Embrapa Agroenergia, ao participar da Dinâmica Agropecuária (Dinapec) 2015, mostra que a Embrapa promoveu entre 11 e 13 de março de 2015, em Campo Grande (MS). Em sua apresentação, feita para um público formado por professores, universitários, estudantes, produtores e empresários, Rocha explicou em detalhes como os briquetes são feitos, suas vantagens, utilização e investimento para produção.

Dentre os materiais utilizados para produzir os briquetes, o pesquisador citou a serragem e restos de serraria, cascas de arroz, sabugo e palha de milho, palha e bagaço de cana-de-açúcar, cascas de algodão, cascas de café, soqueira de algodão, feno ou excesso de biomassa de gramíneas forrageiras, cascas de frutas, cascas e caroços de palmáceas, folhas e troncos das podas de árvores nas cidades.

Os briquetes têm diâmetro superior a 50 milímetros e substituem a lenha em muitas aplicações, inclusive em residências (lareiras e churrasqueiras), hotéis (geração de vapor), indústrias (uso em caldeiras) e estabelecimentos comerciais como olarias, cerâmicas, padarias, pizzarias, fábricas de lacticínios e de alimentos, indústrias químicas, têxteis e de cimento. Do ponto de vista econômico, o pesquisador alertou para a realização de um plano de negócio; já do ponto de vista ambiental, ele afirmou que a tendência é tornar-se um bom ou excelente investimento.

No Brasil, são produzidas cerca de 1,2 milhão de toneladas de briquetes por ano. Destas, 930 mil são de madeira e 272 mil de resíduos agrícolas.

A taxa de crescimento da demanda de briquete é de 4,4% ao ano, o que demonstra a importância potencial no mercado de energia renovável, atestou o pesquisador.

Rocha afirmou também que nosso país possui condições vantajosas para produzir com sucesso não só briquetes como também péletes, outro substituto da lenha em muitas aplicações. “A prática é excelente opção para que vários setores produtivos agreguem valor aos resíduos que hoje são subaproveitados.”

Fábrica de briquetes

A oficina sobre briquetes incluiu visita à Eco Esfera Indústria e Comércio de Artefatos de Madeiras, empresa de Campo Grande que os produz. No local os visitantes tiveram a oportunidade de acompanhar a linha de produção, ver o funcionamento das máquinas e as etapas da fabricação, além de tirar dúvidas com o proprietário Glauco Silva, um adepto da preservação do ambiente.

“O briquete tem alto poder calorífico e produz pouca fumaça”, diz Glauco. “É um produto 100% reciclado e feito de madeira com baixo teor de umidade.

Produzimos o briquete industrial, em forma de bolachas, e o briquete em forma de tarugos de 5 a 10 centímetros de diâmetro e 40 centímetros de comprimento, para uso doméstico e para utilização em fornos de padarias e pizzarias. É um combustível ecologicamente correto, substituindo a lenha.

” Segundo Glauco, uma tonelada de briquete corresponde a três árvores altas preservadas, ou 7 metros cúbicos de madeira, e o poder de calor do briquete é de 5.000 kcal/kg, enquanto o da lenha é de 750 kcal/kg.

Participantes da oficina de briquetes na Dinapec ficaram satisfeitos com as apresentações e a programação do evento.

“Divulgar essa tecnologia de aproveitamento de resíduos é importante”, disse Brenda Farias, estudante de zootecnia da Universidade Federal de Mato Grosso do Sul, que, como outras 12 universitárias, ficou surpresa com a visita à fábrica da Eco Esfera.

“Foi muito bom assistir a palestra e ver de perto o processo de fabricação dos briquetes”, disse Brenda, que não sabia da existência de uma fábrica de lenha ecológica em Campo Grande.

Fábio Alexandre, gerente da Agropecuária Agro HB, também saiu da Dinapec com boa impressão: “Eu me inscrevi nessa oficina porque tenho interesse em fazer esse tipo de aproveitamento na fazenda em que atuo”.

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Já Antônio Carlos de Souza, engenheiro mecânico e professor da Universidade Federal da Grande Dourados, lamentou não ter divulgado mais o evento entre os colegas.

Ele aproveitou para levar uma publicação técnica da Embrapa sobre produção de briquetes e uma amostra do produto para apresentar aos seus alunos do Curso de Engenharia de Energia.

O pesquisador da Embrapa Agroenergia José Dilcio, que ministrou a oficina de briquetes pela primeira vez na Dinapec, gostou da receptividade do público. Para ele, a Dinapec é aconchegante, uma feira tecnológica interessante, e a Embrapa tem tudo para dar um salto ainda maior nesse tipo de ação.

Por Eliana Cezar, da Embrapa Gado de Corte

Biogás – energia por meio do lixo. Combustível biogás

  • A crescente demanda de energia, a elevação do preço dos combustíveis, a poluição ambiental, o fato de o petróleo ser um combustível não renovável e o aumento do desenvolvimento econômico vêm estimulando pesquisas para se descobrir fontes de energia renováveis.
  • Além disso, outro problema muito importante que a sociedade enfrenta é o acelerado aumento na produção de resíduos sólidos (lixo) e o consequente uso de lixões nos grandes centros urbanos, o que acarreta problemas de saúde e ambientais.
  • Esses problemas de demanda de energia e do lixo podem ter como uma possível solução uma única fonte: o biogás.

Esse gás é resultado da fermentação anaeróbica (em ausência de oxigênio ou de ar) da biomassa por bactérias.

Isso significa que a matéria orgânica, como resíduos agrícolas, madeira, bagaço de cana-de-açúcar, esterco, cascas de frutas e restos animais e vegetais, sofre degradação por bactérias, produzindo o biogás.

Ele é formado basicamente de gás metano (CH4), um gás incolor, inodoro e muito inflamável; além de outros gases, conforme mostrado na tabela abaixo:

Resíduos Que Podem Ser Utilizados Como Fonte De Produção De Energia?

Visto que pode ser produzido no lixo, o gás metano é chamado muitas vezes de gasolixo. Nos lixões a céu aberto, o metano e o gás carbônico são liberados para a atmosfera, poluindo o meio ambiente, pois são gases do efeito estufa, além de poderem provocar explosões e mau cheiro.

É por isso que muitos aterros sanitários possuem um sistema de captação dos gases liberados na fermentação do lixo e que são levados para os flares, onde são queimados e o metano se transforma em gás carbônico, que intensifica menos o problema do aquecimento global.

O gás metano é também chamado de gás dos pântanos, porque é formado em regiões alagadiças, com baixa oxigenação, pela decomposição do material orgânico depositado nos lagos. Outro nome que ele recebe é grisu, pois durante a formação das jazidas de carvão na natureza, esse gás é formado simultaneamente nos interstícios do carvão.

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Voltando aos aterros sanitários, é possível tratar, reciclar o lixo, evitar os lixões e ainda produzir o biogás para geração de energia, podendo ser usado para iluminação de residências, aquecimento de água, aquecimento de caldeiras e fornos em usos industriais, como combustível de veículos etc.

A sua produção nos aterros é feita coletando-se os gases do lixo e levando-os para os biodigestores. Isso pode ser feito também na agricultura por meio da biodigestão de resíduos agrícolas, como mostrado na imagem abaixo. O biogás produzido pode ser usado no próprio local e o excedente pode ser vendido para empresas privadas.

Resíduos Que Podem Ser Utilizados Como Fonte De Produção De Energia?

Os fatores que afetam a geração de biogás são: a composição do resíduo, umidade, pH, tamanho das partículas, idade do resíduo, temperatura, nutrientes, bactérias, compactação de resíduos, dimensões do aterro (área e profundidade), operação do aterro e processamento de resíduos variáveis.

Portanto, as principais vantagens da produção e utilização do biogás são:

  • É renovável (visto que está presente no lixo e no esgoto, é praticamente inesgotável);
  • Fontes de matéria-prima são de fácil obtenção;
  • Ajudam a evitar os chamados lixões, que trazem doenças e contaminam o solo;
  • A reutilização de resíduos orgânicos;
  • A redução das emissões de gases do efeito estufa;
  • A produção de bio­fertilizante como um subproduto;
  • A obtenção de energia térmica e elétrica a baixo custo.

Publicado por: Jennifer Rocha Vargas Fogaça

O que é reciclagem energética?

Resíduos Que Podem Ser Utilizados Como Fonte De Produção De Energia? Imagem de Alfonso Navarro no Unsplash

A reciclagem energética é a tecnologia de transformação de resíduos em energia térmica e/ou elétrica. Aqueles resíduos que já não podem ser reutilizados e reciclados física, biológica, ou quimicamente, são indispensáveis na reciclagem energética, pois promovem a combustão. Dessa forma, eles são substitutos ao óleo diesel e ao óleo combustível, o que possibilita a diminuição na exploração de combustíveis fósseis, que não são renováveis.

Dentre os resíduos que podem ser utilizados na reciclagem energética, estão os restos de alimentos, materiais higiênicos descartáveis, plásticos, entre outros.

Entretanto, o material descartado mais viável para a reciclagem energética é o plástico. Por ser derivado do petróleo, ele possui um alto poder calorífico, o que viabiliza sua utilização na produção energética.

A energia média contida em um quilo de plástico, por exemplo, tem o poder energético de um quilo de óleo diesel!

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As misturas de plástico encontradas em lixões e aterros urbanos possuem poder combustível de cerca de nove mil BTUs (unidade térmica britânica) por quilo de resíduo (BTUs/kg).

Por outro lado, os materiais plásticos separados por categoria podem apresentar valor combustível até 42 mil BTU/kg de resíduo – valor energético bem vantajoso se o comparado à madeira seca, por exemplo, que apresenta um valor combustível de até 16 mil BTU/kg; ao carvão, que possui um valor combustível de 24 mil BTU/kg e ao petróleo de refino, com 12 mil BTU/kg de valor combustível.

Como funciona

A energia elétrica e/ou térmica é obtida a partir da utilização do vapor resultante da queima dos resíduos. Esse vapor movimenta as pás ligadas a um eixo (turbina). E é esse movimento (energia cinética) causado pelo vapor que é utilizado para gerar energia elétrica.

No caso dos plásticos, são produzidos cerca de 650 quilowatt-hora (kWh) de energia por tonelada de resíduo.

Isso acontece porque o movimento giratório produzido pelo eixo da bobina altera o fluxo do campo magnético dentro do gerador e, com a alternância no fluxo do campo magnético, é produzida a energia elétrica.

A decomposição térmica dos resíduos plásticos ocorre num forno a temperatura de 950°C e a oxidação dos gases da combustão ocorre por cerca de dois segundos a mais de 1000°C. As cinzas que são produzidas no processo podem utilizadas na construção civil. No processo em si não há geração de efluentes líquidos, pois as águas de lavagem são neutralizadas e novamente utilizadas.

Os gases poluentes exauridos da caldeira são tratados no sistema de lavagem e de purificação de gases, restando apenas vapor e monóxido de carbono em quantidades insignificantes. A sucata plástica não reciclada química ou mecanicamente também pode ser utilizada em fornos de siderúrgicas no lugar do carvão pulverizado e do óleo, também caracterizando uma reciclagem energética.

No mundo

A introdução das primeiras usinas de reciclagem energética (UREs) se deu em 1980, com implantação em países como o Japão e Europa. Atualmente esse tipo de tecnologia está presente em cerca de 30 países.

Na Alemanha, por exemplo, foram abolidos os aterros sanitários, dando lugar às usinas de reciclagem energética (UREs). E na Noruega já está havendo escassez de resíduos sólidos e rejeitos para utilização em suas UREs, sendo necessária a importação de países vizinhos.

De acordo com relatório da International Solid Waste Association (ISWA), o método de reciclagem que mais cresceu no mundo foi o energético, passando de US$ 1,5 bilhão em 2008 para US$ 11,5 bilhões em 2013 No Brasil, a única URE existente é experimental, e fica no campus da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), a Usina Verde.

Legislação

Na Política Nacional de Resíduos Sólidos está prevista a reciclagem energética como uma das destinações possíveis aos resíduos sólidos.

Vantagens

Na reciclagem energética, diferente de outros processos de reciclagem, não é necessário tratamento prévio dos materiais. Isso caracteriza a reciclagem energética também como um método de higienização, eliminando agentes biológicos nocivos à saúde, por exemplo.

  • Outras vantagens das URE são o tamanho reduzido da planta e o baixo ruído de operação, que possibilitam a instalação em áreas urbanas.
  • Sendo assim, se torna possível reduzir os gastos logísticos que seriam destinados ao transporte de resíduos sólidos para outras regiões/cidades.
  • Além disso, as UREs, apesar de gerarem resíduos nocivos em sua produção, não são emitidos para o meio ambiente, como explicado anteriormente.

Desvantagens

A reciclagem energética é o processo de reciclagem mais custoso de todos, por isso deve ser empregada apenas quando outros tipos de reciclagem não forem viáveis. No caso das siderúrgicas, ainda não existe a cultura de processamento de resíduos plásticos, sendo necessário criar incentivos para tal.

Outro aspecto importante é a garantia do fornecimento de sucata plástica (mais viável energeticamente) tanto às siderúrgicas quanto às UREs, sendo necessário criar uma estrutura logística que agilize a coleta e o transporte dos resíduos plásticos desde os pontos de sua geração até essas usinas.

Novamente em relação às usinas siderúrgicas, outra desvantagem é que a incineração de plásticos do tipo PVC libera cloro. E este, por sua vez, acaba sendo contaminado no próprio processo da usina e adquire potencial corrosivo, causando danos às tubulações e aos queimadores.

Por que utilizar?

O modelo acumulativo da gestão de resíduos sólidos é insustentável e, atualmente, já não há praticamente viabilidade para construção de aterros sanitários. O que acaba acontecendo muitas vezes é a formação ilegal de lixões.

Nesse contexto, mesmo sendo empregados todos os outros tipos de reciclagem (química, física, biológica) ainda há sobras de resíduos, e é aí que a reciclagem energética pode atuar, tanto nas UREs quanto nas usinas siderúrgicas.

Destinando resíduo corretamente

Para descartar seus resíduos recicláveis corretamente, consulte os postos de reciclagem mais próximos de você.

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