Energia de Biomassa Explicada: Benefícios, Desafios e Potencial Futuro

No mundo da produção de energia, a biomassa é uma das formas comuns de produzir energia usando resíduos animais, pellets de madeira, etc., para criar eletricidade. Embora possa haver alguns fatores ambientais, a energia de biomassa é chamada de fonte de energia renovável. O debate ainda está em andamento sobre se a biomassa é o tipo de energia mais verde comparado a outros.

Ao longo dos anos, a energia de biomassa parece ser benéfica e serve como uma fonte de energia alternativa com muito potencial para ser tanto confiável quanto consistente. No Reino Unido hoje, mais de 45% da energia renovável consumida, a energia de biomassa fornece cerca de 12%, o que é bastante. Isso a torna a segunda maior contribuinte após a eólica. Hoje você vai conhecer a definição, aplicações, tipos, funcionamento, efeito ambiental, vantagens e desvantagens da energia de biomassa. Você também vai saber como a biomassa é convertida em energia e como é usada para gerar eletricidade.

O que é energia de biomassa?

Biomassa simplesmente significa 'Matéria orgânica'. Ou seja, biomassa é qualquer coisa que está viva ou esteve viva, como resíduos animais, resíduos de culturas, resíduos de jardim, etc. Então, energia renovável de biomassa é a energia obtida do método de usar matéria de biomassa. A biomassa obtém e armazena energia do sol; plantas absorvem a energia do sol em um processo chamado fotossíntese. A energia química nas plantas é passada para animais e pessoas os comem.

O material vegetal e animal também pode ser cana-de-açúcar, culturas de milho, cavacos de madeira ou até esterco. Estes materiais são chamados de matérias-primas (feedstocks) quando usados como biomassa.

De acordo com a UE e ONU, a biomassa é uma fonte renovável de energia porque pode ser renovada plantando mais árvores e plantas. No entanto, pode não ser tão verde quanto se espera, porque queimar biomassa cria uma dívida de carbono, que pode levar até 104 anos para reabsorver. Mas ainda é considerada uma fonte renovável por causa do seguinte:

• Resíduos de recursos florestais, serrarias e madeira sucata nunca deixarão de existir.
• Florestas são gerenciadas adequadamente devido aos seus benefícios.

Fontes de biomassa para energia incluem:

• Madeira e resíduos de processamento de madeira – lenha, pellets de madeira e cavacos de madeira, serragem e resíduos de serrarias e móveis, e licor negro de fábricas de celulose e papel
• Culturas agrícolas e materiais residuais – milho, soja, cana-de-açúcar, capim-elefante, plantas lenhosas e algas, e resíduos de processamento de culturas e alimentos
• Materiais biogênicos em resíduos sólidos municipais – papel, algodão e produtos de lã, e resíduos de alimentos, jardim e madeira
• Esterco animal e esgoto humano

Aplicações de energia de biomassa

As aplicações de energia de biomassa são vastas, mas matérias-primas de biomassa podem ser usadas para criar 3 tipos de energia: calor, eletricidade e biocombustíveis, como biodiesel. A maioria das usinas de biomassa são multi-tarefa, pois criam tanto calor quanto eletricidade. Estas usinas são frequentemente chamadas de CHP (Combined Heat and Power - Calor e Energia Combinados). Elas criam calor apenas queimando as matérias-primas como é feito há milhares de anos.

Aplicações de energia de biomassa podem variar de pequenos fogões usados em casas a grandes usinas usadas por utilidades centralizadas para produção de eletricidade. Em aplicações residenciais, a biomassa é usada principalmente para cozinhar e aquecer. Madeira é o recurso de combustível mais comum, embora outros materiais possam ser utilizados. Fogões a lenha de novos designs podem melhorar a eficiência do sistema de resfriamento ou aquecimento, diminuindo a quantidade de combustível necessária.

Na indústria e negócios, o uso de energia de biomassa inclui aquecimento de espaço, aquecimento de água quente e geração de eletricidade. A maioria das instalações industriais, como serrarias, naturalmente produzem resíduos orgânicos.

Em 2020, a energia de biomassa ofereceu cerca de 4.532 trilhões de unidades térmicas britânicas (TBtu) ou cerca de 4,5 quatrilhões (Btu), que é cerca de 4,9% do consumo total de energia primária dos EUA. Cerca de 2.101 TBtu eram de madeira e biomassa derivada de madeira, 2.000 TBtu eram de biocombustíveis (principalmente etanol), e 430 TBtu eram da biomassa em resíduos municipais.

Tipos de recursos de energia de biomassa

Abaixo estão os vários tipos de fontes de energia de biomassa:

Madeira e resíduos de madeira

Estes são a forma mais comum de fontes de energia de biomassa. Tem sido usado por milhares de anos queimando madeira para aquecimento e cozimento. A biomassa continua a ser uma fonte importante de energia hoje; cerca de 84 por cento de madeira e combustível de resíduos de madeira usados nos Estados Unidos é consumido pela indústria, empresas comerciais e produtores de energia elétrica. O resto, principalmente madeira, é usado em casas para aquecimento e cozimento.

Resíduos de madeira mais comuns incluem casca, serragem, cavacos de madeira e sucata de madeira. Eles fornecem apenas cerca de 2 por cento da energia usada hoje. Muitas indústrias de manufatura de madeira e papel usam resíduos de madeira para produzir seu próprio vapor e eletricidade. Isso economiza mais dinheiro para a empresa e eles não precisam descartar resíduos, bem como comprar tanta eletricidade.

Resíduos sólidos municipais, gás de aterro e biogás

Resíduos sólidos municipais (RSM) são lixo ou resíduos como restos de comida, aparas de grama e folhas. RSM pode ser uma fonte de energia seja queimando RSM em usinas de energia a partir de resíduos ou capturando biomassa. No primeiro, o lixo é queimado para produzir vapor que é usado para aquecimento ou geração de eletricidade.

Em aterros, a biomassa apodrece e libera gás metano, que também é chamado de biogás ou gás de aterro. A maioria dos aterros tem um sistema de coleta de gás metano que é usado como fonte de combustível. Alguns fazendeiros de laticínios obtêm biogás de tanques chamados 'digestores' onde colocam todo o lodo e esterco de seus celeiros.

Biocombustível

Existem dois biocombustíveis comuns que incluem etanol e biodiesel. Estes combustíveis são feitos de materiais de biomassa, geralmente misturados com combustíveis de petróleo como gasolina e diesel. Embora possam ser usados por conta própria. No entanto, usar etanol ou biodiesel elimina grande queima de combustível fóssil. Estes biocombustíveis são geralmente mais caros que combustíveis fósseis, mas são combustíveis de queima mais limpa, produzindo menos poluentes do ar.

Etanol é um combustível alcoólico feito de açúcar encontrado em grãos como milho, sorgo e trigo, bem como cascas de batata, arroz, cana-de-açúcar, beterraba açucareira e aparas de jardim. Pesquisa ainda está em andamento sobre como tornar o etanol mais barato usando todas as partes de plantas e árvores. Por outro lado, biodiesel é um combustível feito com óleos vegetais, gorduras ou graxas, como graxa de restaurante reciclada. É usado em motores diesel sem alterá-los. Biodiesel é um combustível renovável, é seguro, biodegradável e reduz a emissão da maioria dos poluentes do ar.

Efeito ambiental da biomassa

A biomassa pode poluir o ar quando queimada, embora não tanto quanto combustíveis fósseis. Combustíveis de biomassa não produzem poluentes como enxofre quando queimados, mas liberam dióxido de carbono, um gás de efeito estufa. No entanto, quando culturas de biomassa são cultivadas, uma quantidade quase equivalente de dióxido de carbono é capturada através da fotossíntese. Os diferentes tipos de recursos de biomassa e usos impactam o ambiente de formas diferentes. Por exemplo, a fumaça de queimar madeira contém poluentes como monóxido de carbono e material particulado; a maioria das áreas do país não permite o uso de lareiras ou fogões a lenha em dias de alta poluição. Além disso, coletar e usar gases de aterros e biogás reduz a quantidade de metano liberada no ar. Metano é um dos gases de efeito estufa associados à mudança climática global.

Como a biomassa é convertida em energia

Converter biomassa em energia pode ocorrer através de vários processos, como:

• Combustão direta (queima) para produzir calor.
• Conversão termoquímica para produzir combustíveis sólidos, gasosos e líquidos.
• Conversão química para produzir combustíveis líquidos.
• Conversão biológica para produzir combustíveis líquidos e gasosos.

A combustão direta é a forma mais comum de converter biomassa em energia útil. A biomassa pode ser queimada diretamente para aquecer edifícios e água, para processos industriais e para gerar eletricidade em turbinas a vapor. Em um processo de conversão química conhecido como transesterificação, é usado para converter óleos vegetais, gorduras animais e graxas em ésteres metílicos de ácidos graxos. É usado para produzir biodiesel.

A conversão biológica inclui fermentação para converter biomassa em etanol e digestão anaeróbica para produzir gás natural renovável. Este gás natural renovável também é chamado de biogás ou biometano.

Quando a biomassa é queimada, libera energia na forma de calor, que é usada para gerar vapor. A energia do vapor é direcionada através de tubos para acionar turbinas. O vapor sobe para acionar turbinas que eventualmente produzem eletricidade ou geram calor para casas e indústrias.

Assista ao vídeo abaixo para saber mais sobre como a biomassa é convertida em energia:

Vantagens e desvantagens dos recursos de energia de biomassa

Vantagens:

Abaixo estão os benefícios da energia de biomassa em suas várias aplicações.

• A biomassa é uma fonte limpa de energia.
• É boa para a natureza e para os negócios.
• A biomassa emite dióxido de carbono e o captura de volta para seu próprio crescimento.
• Minimiza a possibilidade de enchimento de aterros
• Resíduos prejudiciais são convertidos em energia útil.
• A emissão de recursos de biomassa não é prejudicial.
• A energia de biomassa é totalmente natural e não apresenta efeitos colaterais quando usada.
• Recursos de biomassa têm ciclo de vida completo.
• São recursos renováveis.
• A energia de biomassa reduz a dependência de combustíveis fósseis.
• Recursos de biomassa podem ser usados para desenvolver produtos diversos.

Desvantagens:

Apesar dos bons benefícios dos recursos de energia de biomassa, algumas limitações ainda ocorrem. Abaixo estão as desvantagens da energia de biomassa em suas várias aplicações.

• Biodiesel como etanol é comparativamente ineficiente a combustível fóssil.
• São às vezes misturados com combustível fóssil para funcionar melhor.
• Combustão de biomassa requer muito espaço.
• Gases como metano são emitidos no ambiente quando recursos de biomassa são queimados.
• Usar energia de biomassa resulta em degradação ambiental.
• Pode ser prejudicial à natureza.

Conclusão

De acordo com a UE e ONU, a biomassa é uma fonte renovável de energia porque pode ser renovada plantando mais árvores e plantas. Energia renovável de biomassa é a energia obtida do método de usar matéria de biomassa. Matérias-primas de biomassa podem ser usadas para criar 3 tipos de energia: calor, eletricidade e biocombustíveis, como biodiesel. É tudo para este artigo, onde a definição, aplicações, tipos, funcionamento, vantagens e desvantagens da energia de biomassa. Você também aprendeu como a biomassa é convertida em energia e como é usada para gerar eletricidade.

Espero que você tenha aproveitado a leitura; se sim, compartilhe com outros estudantes. Obrigado por ler, até a próxima!