Aula 11: BioCombustíveis 1

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Biocombustíveis
AULA 11
Biomassa
 É a quantidade total da matéria viva existente em um ecossistema ou 
numa população animal ou vegetal. 
 São considerados biomassa os resíduos sólidos naturais, os resíduos 
resultantes da atividade humana, ou seja são biomassa os subprodutos 
da pecuária, da agricultura, da floresta ou da exploração da indústria 
da madeira, etc.
 É também considerada biomassa a parte biodegradável dos resíduos 
sólidos urbanos (lixo doméstico).
Qualquer material de constituição orgânica que pode ser empregado 
para algum tipo de produção de energia. 
O termo biomassa aglomera todos os derivados de organismos vivos que 
são utilizados como combustíveis ou para a produção de combustíveis.
https://www.portal-energia.com/o-que-e-energia-biomassa/ 05/04/2018
http://www.liberato.com.br/sites/default/files/arquivos/Revista_SIER/v.%2015,
%20n.%2024%20(2014)/5%20-%20Biomassa.pdf
 05/04/2018
http://www.liberato.com.br/sites/default/files/arquivos/Revista_SIER/v.%2015,%20n.%2
024%20(2014)/5%20-%20Biomassa.pdf
 05/04/2018
 A determinação da composição dos combustíveis pode ser avaliada 
em porcentagem de massa de carbono fixo (F), voláteis (V) e 
cinzas (A)
Classes de Biomassa
 Biomassa Sólida - tem como fonte os produtos e resíduos da agricultura 
(incluindo substâncias vegetais e animais), os resíduos das florestas e a 
fração biodegradável dos resíduos industriais e urbanos.
 Biomassa Líquida - existe em uma série de bicombustíveis líquidos com 
potencial de utilização, todos com origem nas chamadas “culturas 
energéticas”. São exemplos o biodiesel, obtido a partir de diversas 
oleaginosas; o etanol, produzido com a fermentação de carboidratos 
(açúcar, amido, celulose) e o bioquerosene.
 Biomassa Gasosa - é encontrada nos efluentes agropecuários provenientes 
da agroindústria e do meio urbano. É achada também nos aterros de RSU 
(resíduos sólidos urbanos). Estes resíduos são resultado da degradação 
biológica anaeróbia da matéria orgânica, e são constituídos por uma 
mistura de metano e gás carbônico. Esses materiais são submetidos à 
combustão para a geração de energia.
http://www2.aneel.gov.br/aplicacoes/atlas/biomassa/5_3.htm 06/04/2018
Processos de Conversão - Combustão Direta
 Materiais como a madeira e todas as variedades de resíduos 
orgânicos (agrícolas, industriais e urbanos) podem ser submetidos 
à combustão com a finalidade de gerar energia.
 O processo de combustão consiste na transformação da energia 
química existente nos combustíveis em calor. Para fins 
energéticos, a combustão direta é usada em fornos e fogões. 
 Apesar da praticidade, o processo de combustão direta tende a 
ser bastante ineficiente. Além disso, os combustíveis que podem 
ser usados no processo geralmente apresentam alta umidade (20% 
ou mais no caso da lenha) e baixa densidade energética, 
dificultando seu armazenamento e transporte.
Co geração
 A biomassa é queimada diretamente em caldeiras e a 
energia térmica resultante é utilizada na produção do vapor 
que pode acionar turbinas de trabalho mecânico do processo 
e turbinas para geração de energia elétrica. Ao final do 
processo, o vapor pode ser encaminhado para atender as 
necessidades térmicas do processo produtivo. 
Co geração
https://energiasalternativas.webnode.com.pt/energias-renovaveis/biomassa/ 06/04/2018
Processos de Conversão - Gaseificação
 É um processo de conversão de combustíveis sólidos em gasosos, por 
meio de reações termoquímicas, envolvendo vapor quente e ar, ou 
oxigênio, em quantidades inferiores à estequiométrica (mínimo teórico 
para a combustão). 
 Há vários tipos de gaseificadores, com grandes diferenças de 
temperatura e/ou pressão. Os mais comuns são os reatores de leito fixo 
e de leito fluidizado. 
 O gás resultante é uma mistura de monóxido de carbono, hidrogênio, 
metano, dióxido de carbono e nitrogênio, cujas proporções variam de 
acordo com as condições do processo, particularmente se está sendo 
usado ar ou oxigênio no processo.
Processos de Conversão - Gaseificação
 Processo conhecido pela limpeza e a versatilidade do 
combustível gerado, quando comparado aos combustíveis 
sólidos. 
 A limpeza se refere à remoção de componentes químicos 
prejudiciais ao meio ambiente e à saúde humana – 
principalmente enxofre.
 A versatilidade se refere a possibilidade de usos alternativos, 
como em motores de combustão interna e turbinas a gás. 
 Um exemplo é a geração de eletricidade em comunidades 
isoladas das redes de energia elétrica, por intermédio da 
queima direta do gás em motores de combustão interna. 
Outra vantagem da gaseificação é que sob condições 
adequadas, produz gás de síntese (CO + H2), que pode ser 
usado na síntese de hidrocarbonetos.
Processos de Conversão - Pirólise ou 
Carbonização
.
 É o mais simples e mais antigo processo de conversão de um 
combustível (normalmente lenha) em outro de melhor qualidade 
e conteúdo energético (carvão, essencialmente). 
 O processo consiste em aquecer o material original 
(normalmente entre 300°C e 500°C), na "quase-ausência" de ar, 
até que o material volátil seja retirado. 
 O principal produto final (carvão) tem uma densidade energética 
duas vezes maior que aquela do material de origem e queima 
em temperaturas muito mais elevadas. Outros produtos são 
gerados como por exemplo, materiais voláteis e líquidos.
Pirólise ou Carbonização
 Nos processos mais sofisticados, costuma-se controlar a temperatura e 
coletar o material volátil, visando melhorar a qualidade do combustível 
gerado e o aproveitamento dos resíduos. Nesse caso, a proporção de 
carvão pode chegar a 30% do material de origem. 
 Embora necessite de tratamento prévio (redução da acidez), o líquido 
produzido pode ser usado como óleo combustível.
 A pirólise pode ser empregada também no aproveitamento de 
resíduos vegetais, como subprodutos de processos agroindustriais. 
 Nesse caso, é necessário que se faça a compactação dos resíduos, 
cuja matéria-prima é transformada em briquetes. 
 Com a pirólise, os briquetes adquirem maiores teores de carbono e 
poder calorífico, podendo ser usados com maior eficiência na 
geração de calor e potência.
Pirólise
 As matérias primas (biomassa) utilizadas no processo de 
pirólise podem ser:
 resíduos vegetais ou agrícolas - bagaço de cana-de-açúcar, 
casca de arroz, palha e sabugo de milho, etc,
 resíduos industriais - casca, cavaco e pó de serra derivados de 
toras de madeira, bagaço de laranja, caju, abacaxi, entre 
outros e 
 resíduos florestais - folhas, galhos, etc.
Processos de Conversão - 
Transesterificação
 Processo químico que consiste na reação de óleos vegetais com um 
produto intermediário ativo (metóxido ou etóxido), oriundo da reação 
entre um álcool (metanol ou etanol) e uma base (hidróxido de sódio ou de 
potássio). Os produtos dessa reação química são a glicerina e uma mistura 
de ésteres etílicos ou metílicos (biodiesel).
 O biodiesel tem características físico-químicas muito semelhantes às do 
óleo diesel.
Transesterificação
https://sites.google.com/site/scientiaestpotentiaplus/biocombustiveis 06/04/2018
Processos de Conversão - Fermentação
 É um processo biológico anaeróbio em que os açúcares contidos 
em plantas, tais como a batata, o milho, a beterraba e, 
principalmente, a cana de açúcar são convertidos em álcool, 
por meio da ação de microrganismos (usualmente leveduras). 
 Em termos energéticos, o produto final, o álcool, é composto 
por etanol e, em menor proporção, metanol, e pode ser usado 
puro ou adicionado à combustíveis fósseis.
Fermentação
http://sine.ni.com/cs/app/doc/p/id/cs-13582 06/04/2018
Processos de Conversão 
Digestão Anaeróbia Assim como a pirólise, ocorre na ausência de ar, mas, nesse caso, 
o processo consiste na decomposição do material pela ação de 
bactérias (microrganismos acidogênicos e metanogênicos). 
 Trata-se de um processo simples, que ocorre naturalmente com 
quase todos os compostos orgânicos.
 O tratamento e o aproveitamento energético de dejetos orgânicos 
(esterco animal, resíduos industriais etc.) podem ser feitos pela 
digestão anaeróbia em biodigestores, onde o processo é favorecido 
pela umidade e aquecimento. O aquecimento é provocado pela 
própria ação das bactérias, mas, em regiões ou épocas de frio, 
pode ser necessário calor adicional, visto que a temperatura deve 
ser de pelo menos 35°C.
Processos de Conversão 
Digestão Anaeróbia
 Em termos energéticos, o produto final é o biogás, composto 
essencialmente por metano (50% a 75%) e dióxido de carbono.
 Seu conteúdo energético gira em torno de 5.500 kcal por metro 
cúbico. O efluente gerado pelo processo pode ser usado como 
fertilizante.
Digestão Anaeróbia
http://www.inpper.es/tecnologia.html 06/04/2018
https://www.portal-energia.com/o-que-e-energia-biomassa / 05/04/2018
Transformação de biomassa em 
energia
 Videos
Vantagens do uso da biomassa
 A biomassa é considerada um recurso renovável.
 Baixo custo de aquisição, 
 As emissões não contribuem para o efeito estufa, 
 É menos agressiva ao meio ambiente do que as provenientes 
de combustíveis fosseis diminuindo assim o risco ambiental
 Verifica-se uma menor corrosão dos equipamentos 
(caldeiras, fornos, etc).
Desvantagens da utilização 
da Biomassa
 Possui um menor poder calorífico quando comparado 
com outros combustíveis;
 Dificuldades no transporte e no armazenamento de 
biomassa sólida.
Matriz Energética Brasileira 2017
 Relatório de Balanço Energético Nacional MME - 2017
Biocombustíveis
 São derivados de biomassa renovável que podem substituir, 
parcial ou totalmente, combustíveis derivados de petróleo e 
gás natural em motores a combustão ou em outro tipo de 
geração de energia.
 Os dois principais biocombustíveis líquidos usados no Brasil 
são o etanol obtido a partir de cana-de-açúcar e o biodiesel, 
que é produzido a partir de óleos vegetais ou de gorduras 
animais.
 Cerca de 45% da energia e 18% dos combustíveis consumidos 
no Brasil já são renováveis. No resto do mundo, 86% da 
energia vêm de fontes energéticas não renováveis. 
Biometano
 Biometano é um biocombustível gasoso oriundo do 
biogás. Por sua vez, o biogás é produzido a partir da 
decomposição da matéria orgânica (resíduos orgânicos) 
por ação de bactérias.
 Biodigestão anaeróbica. 
 O biogás pode ser também produzido a partir de 
resíduos sólidos urbanos contidos em aterros sanitários 
ou do esgoto sanitário em estações de tratamento de 
esgoto, sendo, em ambos os casos, também sob a ação 
de bactérias por biodigestão anaeróbica.
http://www.anp.gov.br 04/04/2018
Etanol
 O etanol é uma substância química com fórmula molecular 
C2H6O, produzida especialmente via fermentação de açúcares.
 É um biocombustível utilizado em motores de combustão 
interna com ignição por centelha (Ciclo Otto) em substituição 
especialmente à gasolina e em contraponto a outros 
combustíveis fósseis.
 O Brasil é pioneiro na utilização em larga escala de etanol 
combustível desde o fim da década de 1970. Atualmente, é um 
dos que mais utilizam o produto e ainda o segundo maior 
produtor mundial.
http://www.anp.gov.br 04/04/2018
Etanol
 São duas as formas de utilização do produto: 
 Etanol anidro: como componente de mistura na formação da 
gasolina C; 
 Etanol hidratado, comercializado em todo o país como um 
combustível acabado.
 Para evitar a fraude conhecida como "álcool molhado", o etanol 
anidro recebe corantes laranja, que só podem ser adquiridos 
pelos agentes regulados específicos e devem ser registrados 
junto à ANP. As especificações do etanol, em todas as formas 
permitidas, teor de pureza, normas de comercialização e de 
adição de corantes estão estabelecidas na 
Resolução ANP n° 19/2015.
http://www.anp.gov.br 04/04/2018
Etanol
 Controle do teor de metanol no etanol combustível
 Com a edição da Resolução ANP nº 696, de 31/08/2017, retificada 
em 03/10/2017, tornou-se obrigatória a análise do teor de 
metanol no etanol combustível pelos fornecedores de etanol 
combustível e distribuidores de combustíveis líquidos, devendo os 
certificados de qualidade e boletins de conformidade 
contemplarem essa característica em todo o produto 
comercializado a partir de 10/03/2018 (data limite especificada 
na Resolução ANP nº 712, de 27/11/2017). Tal obrigatoriedade foi 
estabelecida com o intuito de se coibir o uso do metanol como 
adulterador do etanol.
http://www.anp.gov.br 04/04/2018
Etanol
 O uso de etanol combustível reduz a emissão de gases de efeito 
estufa e reduz a dependência energética de combustíveis fósseis. 
Para avaliar o consumo e as emissões veiculares o Proconve - 
Programa de Controle de Poluição do Ar por veículos Automotores 
estabelece o uso obrigatório de combustíveis de referência.
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Biodiesel
 Obtido a partir do processo de transesterificação: 
 os triglicerídeos presentes nos óleos e gordura animal reagem com um álcool 
primário, metanol ou etanol, gerando dois produtos: o éster e a glicerina. 
 O primeiro somente pode ser comercializado como biodiesel, após passar por 
processos de purificação para adequação à especificação da qualidade, 
sendo destinado principalmente à aplicação em motores de ignição por 
compressão (ciclo Diesel).
 Os primeiros estudos para a criação de uma política para o biodiesel no Brasil 
iniciaram em 2003, com a criação da Comissão Executiva Interministerial do 
Biodiesel (CEIB) e do Grupo Gestor (GG) pelo governo federal.
 Em dezembro de 2004, o governo federal lançou o Programa Nacional de 
Produção e Uso do Biodiesel (PNPB), com o objetivo inicial de introduzir o 
biodiesel na matriz energética brasileira. Com enfoque na inclusão social e 
no desenvolvimento regional, o principal resultado dessa primeira fase foi a 
definição de um arcabouço legal e regulatório.
http://www.anp.gov.br 04/04/2018
Biodiesel
 A sua mistura ao diesel fóssil teve início em 2004, em caráter 
experimental e, entre 2005 e 2007, no teor de 2%, a 
comercialização passou a ser voluntária. 
 A obrigatoriedade veio no artigo 2º da Lei n° 11.097/2005, que 
introduziu o biodiesel na matriz energética brasileira.
 Evolução do percentual de teor de biodiesel presente no diesel 
fóssil no Brasil
 2003 - Facultativo
 Jan/2008 - 2%
 Jul/2008 - 3%
 Jul/2009 - 4%
 Jan/2010 - 5%
 Ago/2014 - 6%
 Nov/2014 - 7%
http://www.anp.gov.br 04/04/2018
Biodiesel
 A Lei nº 13.263/2016 alterou a Lei nº 13.033/2014 determinando 
um cronograma de aumento do teor de biodiesel a partir de 
2017, conforme apresentado:
 Até março de 2017 - 8%
 Até março de 2018 - 9%
 Até março de 2019 - 10%
 A especificação do biodiesel tem sido aprimorada 
constantemente ao longo dos anos, o que tem contribuído para a 
sua harmonização com as normas internacionais e alinhamento da 
sua qualidade às condições do mercado brasileiro, assegurando 
maior segurança e previsibilidade aos agentes econômicos.
http://www.anp.gov.br 04/04/2018
Biodiesel
 Assim, o biodiesel já é uma realidade no País e garante ao 
Brasil uma posição destacada em relação ao resto do mundo.
 
 Juntos, etanol e biodiesel fortalecem a participação dos 
biocombustíveis na matriz energética nacional e a imagem do 
Brasil como país que valoriza a diversidade de fontes 
energéticas.
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Biocombustíveis de Aviação
 Atendendo às regras internacionais de uso do produto, no Brasil o 
biocombustível de aviação pode ser utilizado voluntariamente em mistura 
com o QAV fóssil - desde que seguindo parâmetros e percentuais 
estabelecidos em resolução pela ANP.
 O setor de transportes, incluindo a aviação, é responsável pela maior parte 
das emissões de dióxido de carbono (CO2) - o gás de efeito estufa mais 
presente na atmosfera e grande responsável pelo aquecimento global.
 Por isso, o investimento em pesquisa, desenvolvimento e regulamentação do 
uso de biocombustíveis - oriundos de fontes renováveis e cuja utilização 
reduz o percentual de emissões nocivas - têm papel fundamental do ponto 
de vista ambiental.
http://www.anp.gov.br 04/04/2018
Biocombustíveis de Aviação
 Atualmente, a American Society for Testing and Materials - 
ASTM adota critérios rigorosos para a aceitação de misturas 
de biocombustíveis com o querosene de aviação (QAV) de 
origem fóssil. 
 Estes critérios procuram garantir a qualidade do combustível 
antes e depois da mistura com o QAV, para que não haja 
necessidade de nenhuma alteração nos equipamentos e 
sejam atendidos os mesmos parâmetros de segurança na 
utilização em aeronaves comerciais de grande porte
 Após alguns anos de discussão em grupos de trabalho da 
ASTM, foram estabelecidos três tipos de biocombustíveis de 
aviação:
Biocombustíveis de Aviação
 Podem ser misturados ao querosene de aviação em até 50% em volume:
 SPK (synthesized paraffinic kerosine), chamado de querosene parafínico 
sintético:
 SPK hidroprocessado por Fischer-Tropsch);
 SPK de ésteres e ácidos graxos hidroprocessados (HEFA - hydroprocessed esters and 
fatty acids);
 Pode ser misturado ao querosene de aviação até 10% em volume:
 SIP (synthesized iso paraffinic), chamado de querosene isoparafina: é obtido 
da fermentação da açúcares utilizando microrganismos geneticamente 
modificados.
 A ANP regulamenta o uso voluntário de SPK por Fischer-Tropsch, SPK-HEFA e SIP 
nos respectivos percentuais determinados pela norma americana através da 
Resolução ANP nº 63/2014.
http://www.anp.gov.br/WWWANP/biocombustiveis 05/04/2018
	Slide 1
	Biomassa
	Slide 3
	Slide 4
	Slide 5
	Slide 6
	Classes de Biomassa
	Slide 8
	Processos de Conversão - Combustão Direta
	Co geração
	Co geração
	Processos de Conversão - Gaseificação
	Processos de Conversão - Gaseificação
	Processos de Conversão - Pirólise ou Carbonização
	Pirólise ou Carbonização
	Pirólise
	Processos de Conversão - Transesterificação
	Transesterificação
	Processos de Conversão - Fermentação
	Fermentação
	Processos de Conversão Digestão Anaeróbia
	Processos de Conversão Digestão Anaeróbia
	Digestão Anaeróbia
	Transformação de biomassa em energia
	Slide 25
	Vantagens do uso da biomassa
	Desvantagens da utilização da Biomassa
	Matriz Energética Brasileira 2017
	Biocombustíveis
	Biometano
	Etanol
	Etanol
	Etanol
	Etanol
	Biodiesel
	Biodiesel
	Biodiesel
	Biodiesel
	Biocombustíveis de Aviação
	Biocombustíveis de Aviação
	Biocombustíveis de Aviação