Uso de cana-de-açúcar como fonte de energia desvantagens

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Com a capacidade dos reservatórios em níveis críticos, discutir novas fontes de energia não é mais uma opção. É o caso da biomassa de cana-de-açúcar, que representa 19% da energia consumida no mercado brasileiro. Segundo o balanço energético nacional deste ano, publicado pela Empresa de Pesquisa Energética (EPE), a cana é a principal fonte de energia renovável do país.

“Das 400 usinas que existem no Brasil, cerca de 55% produzem energia de biomassa. As outras 45% produzem para o seu processo produtivo, então temos um potencial de fazer com que essas usinas que não colocam energia na rede sejam inseridas para acelerar a matriz de energia e deixar ela ainda mais diversificada”, diz Roberto Rossi, diretor de negócios da Cooperativa dos Plantadores de Cana de São Paulo (Coplacana).

De acordo com Rossi, para que todo o potencial da bioeletricidade de cana seja explorado é necessário um plano amplo e bem estruturado. “Esse é um problema que não é exclusivo de nenhum governo e persiste por várias décadas. Precisamos de uma agenda estruturada para falar de bioelectricidade, pois infelizmente a gente só lembra de diversificar a matriz energética quando os reservatórios estão em baixa ou quando temos problemas com as hidrelétricas”, pontua.

 Biomassa corresponde ao conjunto de resíduos de origem animal ou vegetal utilizado na produção de energia, oriunda de fontes como vegetais lenhosos, cultivo agrícola e resíduos urbanos e industriais. Dentre os produtos derivados da biomassa estão os biocombustíveis, os óleos vegetais e o biogás.

A biomassa é uma fonte renovável e barata de geração de energia, por isso considerada uma alternativa viável para substituir os derivados de combustíveis fósseis. Seu uso crescente, no entanto, pode refletir em um processo de desmatamento mais intenso, além de haver problemas em relação à sua armazenagem e transporte. Essa fonte de energia é, hoje, responsável por pouco mais 8% da eletricidade produzida no Brasil, desempenhando um papel importante na matriz elétrica nacional.

Leia também: Fontes alternativas de energia — por que causam menos impacto?

Resumo sobre biomassa

• Biomassa são os resíduos e a matéria orgânica utilizada na produção de energia.

• A energia gerada a partir da biomassa, que são calor e eletricidade, é produzida por meio da combustão direta ou de processos de conversão termoquímica.

• Cultivos agrícolas, vegetais lenhosos, resíduos da agropecuária e efluentes urbanos e industriais são exemplos de fontes de biomassa.

• A biomassa é uma fonte renovável de energia e de baixo custo, sendo uma alternativa viável a fontes poluentes, como os combustíveis fósseis.

• Por outro lado, sua obtenção intensifica o desmatamento e a substituição de áreas de vegetação nativa por monocultura, além de ser uma fonte de baixa eficiência energética.

• A biomassa é a terceira maior fonte de eletricidade no Brasil.

• Biocombustíveis, biogás e óleos vegetais são alguns dos produtos derivados da biomassa.

O que é biomassa?

O termo biomassa é empregado para designar toda substância de origem animal ou vegetal que pode ser utilizada na geração de energia (calor e eletricidade) e também na fabricação de biocombustíveis. Trata-se, portanto, da matéria orgânica que tem como finalidade a produção de direta e indireta de bioenergia.

Como funciona a biomassa?

A biomassa consiste em um conjunto de elementos vasto e bastante diversificado. Por essa razão, existem várias maneiras através das quais resíduos e matéria orgânica podem ser convertidos de modo direto em energia ou, ainda, processados e transformados em subprodutos, como os biocombustíveis.

A primeira etapa da produção energética através da biomassa acontece ainda na natureza, iniciada pela fotossíntese. É por meio desse processo, utilizando a luz proveniente do Sol, que a planta obtém energia necessária para sua sobrevivência, resultando na produção de um carboidrato, a glicose. A partir de então, essa energia gerada naturalmente no interior do organismo será convertida direta ou indiretamente em outras formas energéticas, que são bastante úteis no nosso cotidiano, como o calor e a eletricidade.

Utiliza-se principalmente a combustão direta e a conversão termoquímica para produção de energia a partir da biomassa.

Na geração de eletricidade que se dá no interior das usinas termelétricas ocorre a queima de bagaço, como o da cana-de-açúcar, e de pedaços de madeira, processo que aquecerá a água da caldeira até o seu ponto de vapor. Esse vapor d’água será então responsável pelo acionamento das turbinas do gerador elétrico, o qual produzirá eletricidade. Em algumas usinas movidas a carvão mineral, faz-se o uso combinado dele com a biomassa, por meio de um processo denominado co-combustão, reduzindo assim o emprego de combustível fóssil.

O processo de conversão termoquímica é aquele que dá origem aos biocombustíveis e abrange as reações de pirólise – quebra pelo fogo que origina líquidos e gases – e gasificação – aquecimento da biomassa em seu estado sólido, com a presença de oxigênio e vapor, para a obtenção de produtos em estado gasoso.

Ressalta-se que, antes do emprego na geração de energia, determinados tipos de biomassa precisam passar pelo processo de torrefação para retirada de seu excesso de umidade.

Leia também: Bioenergia — a energia proveniente da biomassa

Fontes de biomassa

Sendo uma matéria-prima de origem natural, são consideradas fontes de biomassa:

• Culturas agrícolas e diversos tipos de vegetais, como cana-de-açúcar (bagaço, palha, vinhaça), palha de soja e de milho, cascas de arroz e de café.

• Óleos vegetais (girassol, colza), que poderão servir como matéria-prima para produção de combustível.

• Vegetais lenhosos, dos quais se extrai madeira.

• Resíduos da indústria madeireira.

• Resíduos biodegradáveis urbanos, industriais, florestais e agrícolas.

• Efluentes urbanos e industriais.

Vantagens da biomassa

A biomassa é uma fonte de energia natural e renovável, visto que sua produção é parte do ciclo de carbono do planeta. Além do mais, os processos de geração de energia a partir da biomassa emitem poucos gases poluentes na atmosfera. Diante desses fatores, ela se torna vantajosa, por representar uma das principais alternativas às fontes não renováveis e altamente poluentes, como os combustíveis fósseis.

Soma-se a isso o fato de a biomassa possuir baixo custo de aquisição e poder ser extraída a partir de diversos elementos, tornando-a uma fonte de fácil acesso, que não possui muitas limitações de obtenção.

Desvantagens da biomassa

Proveniente de fontes como árvores lenhosas e lavouras agrícolas, uma das principais desvantagens da biomassa é o impacto que ela pode gerar ao meio ambiente, mais precisamente à cobertura vegetal. Isso porque sua obtenção leva ao desmatamento de áreas e/ou à substituição da vegetação original por cultivo agrícola. A retirada da cobertura vegetal prejudica diretamente o solo, química e fisicamente, e afeta a vida animal, uma vez que destrói seu habitat. Além disso, a rápida remoção de florestas pode fazer com que algumas das fontes de biomassa deixem de ser renováveis, já que o tempo de reposição dessas formações tende a ser longo.

Há também o problema relacionado à dificuldade de armazenamento da biomassa sólida e o fato de essa fonte de energia ser menos produtiva quando comparada a outras fontes. Para aumentar a eficiência da biomassa, muitas usinas fazem o uso conjunto de materiais orgânicos e combustíveis fósseis, aumentando seu impacto ambiental.

Os produtos derivados da biomassa, isto é, os biocombustíveis, quando utilizados em motores a combustão, liberam uma série de gases poluentes na atmosfera, dentre os quais estão os óxidos de nitrogênio e o enxofre, podendo originar chuva ácida e outros problemas associados à concentração de poluentes suspensos no ar.

Confira no nosso podcast: Sustentabilidade, degradação ambiental e a responsabilidade humana

Biomassa no mundo

A biomassa é uma fonte primária de energia que desde os tempos pré-históricos é utilizada para obtenção de calor e para cozedura de alimentos. Com o passar do tempo, a modernização das técnicas e o aparecimento de aparelhos e automóveis movidos a energia, ela se tornou uma importante geradora de eletricidade e energia à combustão. Sua importância no mundo atual se baseia na necessidade de redução do uso de fontes não renováveis, como os combustíveis fósseis, e na substituição por fontes renováveis, mais vantajosas economicamente e que geram baixo impacto negativo na natureza.

Os biocombustíveis e a matéria orgânica representam, atualmente, uma pequena parcela da matriz elétrica mundial – apenas 2,4%, de acordo com a Agência Internacional de Energia (IEA, sigla em inglês). Levando em consideração toda a matriz energética, que compreende a matriz elétrica (conjunto de fontes produtoras de eletricidade) e todas as demais fontes utilizadas para a produção de energia no mundo, a parcela é de 9,3%. No ano de 2020, foram gerados 126.557 MW de energia a partir de biocombustíveis, no total, e 102.852 MW através de biocombustíveis sólidos (como pedaços de madeira, pallets e outros compostos) e resíduos renováveis. Embora tenha pequena representação na matriz energética global, o total de energia gerada a partir da biomassa quase dobrou na última década.

A China é o país com a maior capacidade para produção de energia a partir de biomassa em todo o mundo, colocando a Ásia em primeiro lugar. Contribui também para esse cenário a Índia, que fica em terceiro no ranking internacional. O Brasil aparece com a segunda maior capacidade, sendo o bagaço da cana-de-açúcar sua principal fonte de energia.

Biomassa no Brasil

O Brasil possui a segunda maior instalação energética a partir da biomassa, além de ser também o segundo maior produtor mundial de biocombustíveis, atrás somente dos Estados Unidos. As principais fontes de obtenção tanto de energia quanto de produção de derivados bioenergéticos são a cana-de-açúcar e a madeira.

A bioenergia responde por 8,4% da matriz elétrica brasileira, ao passo que os produtos derivados da cana-de-açúcar, bem como da lenha e carvão vegetal, contabilizam 26,8% da matriz energética do país. Em ambos os casos, conforme mostram os dados da Empresa de Pesquisa Energética (EPE), a biomassa fica atrás somente da hidreletricidade, sendo assim a segunda principal fonte de geração de energia no Brasil.

A biomassa representa uma grande parcela na geração de energia das usinas termelétricas brasileiras. Elas são essenciais para o sistema nacional de energia elétrica, uma vez que atuam de forma complementar às hidrelétricas e, em cenários de crise energética, são acionadas para que o atendimento da demanda não seja prejudicado.

Já o uso de biocombustíveis tem crescido ano a ano no Brasil e, hoje, representa 20% do consumo do setor de transportes, de acordo com o Ministério de Minas e Energia |1|, o que se deve a programas de incentivo de substituição de combustíveis fósseis, implantados desde a década de 1970, como o Proálcool e, mais recentemente, a Política Nacional de Biocombustíveis (RenovaBio). Entre os mais utilizados estão o biodiesel e o etanol, derivado da cana-de-açúcar.

Produtos derivados da biomassa

Além do calor e da eletricidade, são derivados da biomassa:

Leia também: Diferenças entre carvão vegetal e carvão mineral

Exercícios resolvidos sobre biomassa

1) (Enem) O potencial brasileiro para gerar energia a partir da biomassa não se limita a uma ampliação do Proálcool. O país pode substituir o óleo diesel de petróleo por grande variedade de óleos vegetais e explorar a alta produtividade das florestas tropicais plantadas. Além da produção de celulose, a utilização da biomassa permite a geração de energia elétrica por meio de termelétricas a lenha, carvão vegetal ou gás de madeira, com elevado rendimento e baixo custo.

Cerca de 30% do território brasileiro é constituído por terras impróprias para a agricultura, mas aptas à exploração florestal. A utilização de metade dessa área, ou seja, de 120 milhões de hectares, para a formação de florestas energéticas, permitiria produção sustentada do equivalente a cerca de 5 bilhões de barris de petróleo por ano, mais que o dobro do que produz a Arábia Saudita atualmente.

José Walter Bautista Vidal. Desafios Internacionais para o século XXI. Seminário da Comissão de Relações Exteriores e de Defesa Nacional da Câmara dos Deputados, ago./2002. (Com adaptações)

Para o Brasil, as vantagens da produção de energia a partir da biomassa incluem:

a) implantação de florestas energéticas em todas as regiões brasileiras com igual custo ambiental e econômico.

b) substituição integral, por biodiesel, de todos os combustíveis fósseis derivados do petróleo.

c) formação de florestas energéticas em terras impróprias para a agricultura.

d) importação de biodiesel de países tropicais, em que a produtividade das florestas seja mais alta.

e) regeneração das florestas nativas em biomas modificados pelo homem, como o Cerrado e a Mata Atlântica.

Resolução: Alternativa C. O texto indica a possibilidade do desenvolvimento de florestas mesmo em áreas impróprias para a agricultura, o que seria muito benéfico para a produção de biomassa e, consequentemente, para a geração de energia no Brasil.

2) (UEG) Leia o texto a seguir.

A jovem Raphaella Gondim, 17 anos, é aluna do Instituto Federal da Bahia (IFBA), campus Salvador. Devido à pandemia de covid-19 e à suspensão das aulas presenciais em toda Bahia no período, a estudante resolveu usar o tempo livre para desenvolver uma ideia que já pairava por sua cabeça há cerca de dois anos: um biocombustível à base de banana. Raphaella está no 3º ano do Ensino Médio na modalidade Integrada do curso de Química. Ela conta que, ao estudar sobre biocombustíveis, encontrou em propriedades da polpa da banana da prata um potencial para transformar a biomassa em etanol e criar um combustível sustentável.

Adolescente desenvolve projeto de biocombustível a partir da banana: ‘fruta mais desperdiçada do Brasil e do mundo’. Disponível em: https://g1.globo.com/ba/bahia/noticia/2020/11/12/adolescente-desenvolve-projeto-de-biocombustivel-a-partir-da-banana-fruta-mais-desperdicada-do-brasil-e-domundo.ghtml. Acesso em: 12 nov. 2020. (Adaptado)

O aumento do consumo de energia na sociedade atual e a demanda crescente por novas fontes de energia são uma realidade constante vivida em vários países. A diversificação da matriz energética, como a ideia citada no texto, é fundamental para assegurar o desenvolvimento dos países. Sobre as fontes de geração de energia, tem-se o seguinte:

a) os biocombustíveis, como o etanol, são considerados uma fonte de energia limpa, pois não produzem resíduos.

b) os combustíveis fósseis são tipos de biocombustíveis, visto que têm origem orgânica e são formados ao longo do tempo.

c) o petróleo constitui uma fonte de energia renovável, pois as jazidas da camada “pré-sal” reabastecem os poços petrolíferos.

d) as energias renováveis no Brasil já representam 60% das fontes, com destaque para a energia nuclear e os biocombustíveis.

e) as fontes de energia podem ser renováveis, como a biomassa e as hidrelétricas, e não renováveis, como o gás natural e o petróleo.

Resolução: Alternativa E. Tanto a biomassa quanto as hidrelétricas são consideradas fontes renováveis de energia por não se esgotarem na natureza, diferentemente dos combustíveis fósseis, como o petróleo e o gás natural.

Notas

|1| GOVERNO DO BRASIL. Entrevista: Brasil avança no setor de biocombustíveis. Governo do Brasil, Notícias, 12 jul. 2021. Disponível aqui. Acesso em 09 set. 2021.

Créditos da imagem

[1] Rokas Tenys / Shutterstock.com

Por Paloma Guitarrara
Professora de Geografia