Energia de Biomassa

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Energia de biomassa
Conceito de biomassa
A energia provinda da biomassa é caracterizada
como uma fonte termelétrica renovável, não fóssil e
primária de energia, cuja matéria orgânica origina-se
de animais ou plantas.
NOTA: As vantagens de se usar a biomassa são o
seu baixo custo, baixa emissão de poluentes e
possuir várias fontes para produção de energia.
1.1 princípio de funcionamento da bioenergia
A bioenergia envolve o uso de materiais biológicos,
como resíduos da agricultura, silvicultura, resíduos
orgânicos e líquidos, para �ns energéticos.
Essas matérias primas podem ser convertidas em
calor, eletricidade e combustíveis para transporte
(biocombustíveis).
A biomassa contém energia armazenada sob a forma
de energia química e pode ser classi�cada nas
seguintes categorias:
Bioenergética �orestal
Biomassa energética da agropecuária
(culturas agroenergéticas)
Rejeitos urbanos
NOTA: A produção de energia provém de
biocombustíveis sólidos, do biogás e biocombustíveis
líquidos de várias fontes.
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1.3 parque gerador de biomassa
Um parque gerador de biomassa é uma usina
termelétrica (UTE) que utiliza a biomassa como
principal fonte. a ute é uma instalação industrial
que gera energia elétrica, operando com um �uido de
trabalho que sofre uma série de processos de
transformação físico-química e retorna para seu
estado inicial.
A bioeletricidade é uma energia limpa e renovável,
que se constitui da produção simultânea de energia
térmica (vapor), mecânica e elétrica a partir do uso
de um biocombustível. Nesse tipo de geração, pode-se
alcançar um aproveitamento de 80% de energia
contida no combustível.
tipos de biomassa
No brasil, as principais matérias-primas são:
❖ resíduos industriais
❖ colheitas e resíduos �orestais
❖ resíduos animais
❖ esgoto
❖ resíduos sólidos municipais
❖ resíduos agrícolas
NOTA: A bioeletricidade é obtida principalmente
através da cogeração em unidades dos segmentos
industriais sucroenergético e, em menor escala, de
papel e celulose, tendo como fonte principal a lixívia.
-Oferta interna de energia por fonte
2.1 bagaço
A matéria-prima mais usada (11.712MW) para a
produção de bioenergia no Brasil é a
cana-de-açúcar. Esse material também é
responsável pela fabricação do combustível
renovável de menor impacto ambiental no país: o
etanol.
A cana-de-açúcar é uma gramínea com uma haste
�brosa espessa. A planta é constituída por raízes,
talho (fruto), folhas e �ores.
O talho é constituído por um tecido esponjoso, muito
rico em sumo açucarado.
NOTA: A cana se tornou a principal fonte de
biomassa devido a sua abundância e quantidade
signi�cativa de bagaço após seu processo de moagem
para a fabricação de açúcar e álcool.
2.2 biogás
Obtido de resíduos agrícolas, excrementos animais e
humanos. A formação do biogás acontece durante a
decomposição da matéria viva por bactérias
microscópicas. Durante esse processo, as bactérias
retiram da biomassa parte das substâncias de que
necessitam para viverem e lançam na atmosfera
gases e calor.
Os três tipos de uso do biogás como fonte
energética são: combustão direta, gasei�cação e
biodigestão.
2.2.1 rejeitos industriais sólidos e líquidos
Se enquadram nesta categoria os subprodutos das
atividades agroindustriais e da produção animal.
exemplos: rejeitos de criadouros, abatedouros,
destilarias, fábrica de laticínios, indústria de
processamento de carnes, entre outros.
2.2.2 rejeitos Urbanos sólidos e líquidos
A biomassa contida em resíduos sólidos e líquidos se
encontra no lixo e no esgoto.
Além de um processo com maior rendimento
energético, possui considerável capacidade de
despoluição, permitindo valorizar o biogás e ainda
obter um fertilizante.
2.2.3 lixívia
O licor negro, conhecido como lixívia negra, é um
resíduo líquido proveniente do digestor após o
processo de cozimento da madeira. é uma mistura
complexa que contém grande número de substâncias
orgânicas da madeira junto a seus componentes
inorgânicos.
O licor negro é de particular interesse devido aos
diversos impactos ambientais que pode causar no
controle biológico, nas estações de tratamento de
e�uentes.
2.3 Resíduos de madeira
A lenha é de�nida como ramos, troncos, achas
(toras) ou quaisquer pedaços de madeira que
possam ser usados como combustível.
A lenha é composta por celulose (41%-49%),
hemicelulose (15%-27%) e lignina (18%-24%).
Combustão, gaseificação e biodigestão
3.1 combustão
A combustão é o processo de transformar em calor
a energia química existente nas fontes de biomassa.
O processo ocorre em fogões, fornos e caldeiras,
onde o calor gerado serve para alimentar turbinas a
vapor.
Pouco e�ciente: grande quantidade de matéria para
pouca geração de energia.
3.2 gaseificação
A gasei�cação é um processo em que um insumo
energético sólido é convertido em um gás de síntese
que pode ser queimado em turnos á gás ou motores
de combustão
As duas etapas da gasei�cação são:
● Pirólise (formação de líquidos e gases a
partir da fração volátil)
● Gasei�cação dos hidrocarbonetos (em alta
temperaturas e com um agente oxidante)
3.3 biodigestão (biogás)
A biodigestão é um processo simples de digestão
anaeróbica da biomassa gerando um biogás rico em
metano e gás carbônico. (ocorre em um biodigestor)
A quantidade de biogás produzida depende da
tecnologia empregada na digestão e do substrato.
Limpeza dos gases
Como dito anteriormente, o processo de gasei�cação
é a conversão de combustíveis sólidos em gasosos.
-Esquema de geração de energia por sistema de
gasei�cação da biomassa.
4.1 principais poluentes no biogás
Os principais que devem ser eliminados do gás são:
● Material particulado
● Componentes alcalinos
● Alcatrão
● Enxofre
4.2 classificação das técnicas de limpeza do gás
As técnicas de limpeza para o condicionamento do
gás podem ser classi�cadas em relação ao local
onde os contaminadores são removidos e em relação
à temperatura em que ocorre a remoção destes
contaminadores.
● Limpeza do gás à quente (ocorrem na faixa
de 400°C a 1300°C)
● Limpeza do gás à frio (ocorre a temperaturas
abaixo do ponto de ebulição da água)
● Limpeza do gás morno (ocorre acima da
temperatura de ebulição e abaixo de 300°C)
Biodiesel
Devido às características semelhantes às do diesel,
o biodiesel pode ser usado em motores de veículos ou
motores estacionários.
5.1 Transesterificação
O biodiesel é obtido a partir do processo químico de
transesteri�cação
O biodiesel não deve conter impurezas para ser
usado, nem conter traços de glicerina, água,
catalisador residual ou álcool excedente.