CAPITULO II. UTILIZAÇÃO DE BIOMASSA PARA GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA EM PROPRIEDADES AGRÍCOLAS

Joel Carlos Zukowski Júnior

RESUMO

O mundo caminha gradativamente para uma crise ambiental extrema, tanto do aspecto do clima como da exploração e uso dos recursos energéticos. Desde algum tempo tem-se buscado soluções viáveis tecnicamente e economicamente para estes problemas. Dentre as possibilidades destacam-se as chamadas fontes renováveis de baixo impacto ambiental tais como aproveitamento da energia solar para geração de energia elétrica e calor, aproveitamento da energia eólica para geração de energia elétrica e energia mecânica, esta, milenar e o aproveitamento da energia da biomassa para geração de energia elétrica, seja através da queima direta, seja por gaseificação ou por biodigestão. Os grandes centros, apesar do impacto ambiental, têm disponibilidade de energia elétrica para fins múltiplos a preços competitivos, no entanto, as comunidades isoladas ou propriedades agrícolas distantes das redes de distribuição de energia não gozam do mesmo privilégio. Este trabalho apresenta um estudo de caso do uso de resíduos agrícolas para geração de energia elétrica em uma propriedade rural, visando melhorar o processo produtivo. Os resultados mostraram que, em sistemas de pequeno porte, sempre que a biomassa disponível for gratuita ou de baixo custo este tipo de aplicação é viável economicamente. No entanto para sistemas com potência de geracão acima 75KW o sistema e viável economicamente com tempo retorno de capital investido inferior a 5 anos.

Palavras-chave: Fontes Renováveis de Energia; Biomassa; Aproveitamento de resíduos Agrícolas; Geração de Energia Descentralizada; Termelétrica; Cogeração.

2.1 INTRODUÇÃO

O Brasil, por ser um país agrícola por excelência, dispõe de biomassa para usos múltiplos, seja produzida, seja resíduo de culturas. A biomassa residuária tem se mostrado um problema ambiental, principalmente no caso das culturas de arroz. O estado do Tocantins é um grande produtor de arroz. A produção de arroz no ano de 2000 foi de 171.415 ton de sequeiro e 220.503 ton de arroz irrigado, perfazendo um total de 391.918 ton. Considerando que deste montante cerca de 10% é casca, tem-se uma produção de 39.191,80 ton de casca de arroz. Nas duas safras produziu-se 83.357,6 ton de casca de arroz. A tabela 01 mostra a evolução da safra de 2001 a 2008, bem como a estimativa de produção de casca de arroz nestas safras.

A figura 01 mostra a evolução da produção de arroz de sequeiro e irrigado no Tocantins de 2001 a 2008. A figura 02 mostra a evolução de produção de casca de arroz neste mesmo período.

Os agricultores estão, então, diante de dois problemas: 1- a falta de energia elétrica para melhorar seus processos e 2- a falta de espaço para armazenar/processar este resíduo, visto que o tempo para decomposição é relativamente longo para ser utilizado como adubo.

A alternativa mais inteligente para solucionar este problema é a utilização desta biomassa como fonte de calor em pequenas centrais termelétricas. Queima-se o briquete de casca de arroz para gerar vapor a ser utilizado em turbinas a vapor, gera-se energia elétrica, suprindo as necessidades de energia em pequenas localidades rurais, melhoram-se os processos agrícolas, utiliza-se o vapor saturado como fonte de calor para refrigeração por absorção, ou seja, a cogeração. Produz-se vapor, gera-se energia elétrica, calor residual que seria jogado fora no condensador é reaproveitado no gerador do sistema de refrigeração por absorção para produzir efeito frigorífico. Além do aproveitamento da energia advinda da biomassa, este sistema aumentando a oferta de mão de obra, fixando o homem em sua região de origem, conseqüentemente melhorando a qualidade de vida das populações de localidades isoladas.

Devido o grande crescimento da demanda por energia elétrica, a disponibilidade de biomassa, bem como a falta de eletrificação rural, surge à possibilidade da busca de alternativas para a produção de energia elétrica através de outras fontes de energia primária dentre elas o uso de biomassa para queima em pequenas centrais termelétricas com a finalidade de uso desta energia nos processos agrícolas, inclusive a conservação de produtos agrícolas utilizando frio.

As principais características desse novo padrão de expansão do setor elétrico podem ser identificadas nas pressões sociais para com a minimização dos impactos ambientais, na necessidade de uso mais racional dos insumos energéticos e no crescente questionamento do papel exercido pelos Estados no aprovisionamento da infra-estrutura. Tais câmbios são favoráveis ao aumento da participação da biomassa na geração de energia elétrica. Com a intensa industrialização, o advento de novas tecnologias, crescimento populacional, aumento de pessoas em centros urbanos e diversificação do consumo de bens e serviços, os resíduos se transformaram em graves problemas urbanos com um gerenciamento oneroso e complexo considerando-se volume e massa acumulados, principalmente após 1980. Os problemas se caracterizavam por escassez de área de deposição de resíduos causadas pela ocupação e valorização de áreas urbanas altas, custos sociais no gerenciamento de resíduos, problemas de saneamento público e contaminação ambiental (JOHN, 1999; JOHN, 2000; GÜNTHER, 2000).

A consciência ecológica, que vem aumentando dia a dia, não mais permite que os resíduos urbanos, sólidos ou líquidos, sejam lançados diretamente no ambiente, sem remover sua carga de organismos patogênicos e a maior parte possível do seu material orgânico para serem devolvidas aos mananciais de água (BETIOL e CAMARGO, 2000).

Mais recentemente a produção de energia elétrica a partir da biomassa tem sido defendida também como uma importante opção para os países em desenvolvimento (WILLIAMS & LARSON, 1992) e mesmo para os países da Comunidade Econômica Européia (GRASSI, 1993). A questão ambiental, dada pela necessidade de minimização das emissões globais de dióxido de carbono, é o ponto comum de ambas as propostas. No caso dos países em desenvolvimento, a crise econômico-financeira do setor elétrico e a necessidade de empréstimos internacionais para viabilizar a construção de novas obras, são colocadas como razões particulares.

Em condições favoráveis a biomassa pode contribuir de maneira significante para com a produção de energia elétrica. Hall (1991) estima que com a recuperação de um terço dos resíduos disponíveis seria possível o atendimento de 10% do consumo elétrico mundial e que com um programa de plantio de 100 milhões de hectares de culturas especialmente para esta atividade seria possível atender 30% do consumo. Considerando a adoção de novas tecnologias, estima-se que as centrais a biomassa, nos próximos 50 anos, poderão apresentar uma capacidade instalada similar a de origem nuclear e hidráulica (MPS, 1993). No Estado de São Paulo, 70%, até o início do século, das propriedades agrícolas, em média, são servidas de energia elétrica, estando conectadas as redes de energia. No entanto, em vários estados brasileiros, em média, menos de 10% das propriedades agrícolas estavam servidas desta fonte de energia. Após os programas governamentais Luz no Campo (gestão Fernando Henrique Cardoso) e Luz para Todos (gestão Luiz Inácio Lula da Silva), esta condição melhorou bastante.

Em regiões mais remotas, principalmente a região amazônica, ainda não há disponibilidade de energia elétrica por fatores diversos, desde a questão ambiental ao custo de distribuição. Em situações como estas a alternativa mais inteligente para solucionar este problema é a utilização da biomassa disponível como fonte de calor em pequenas centrais termelétricas.

Onde houver disponibilidade de casca de arroz pode-se queimar a casca in natura ou o briquete de casca de arroz para gerar vapor a ser utilizado em turbinas a vapor, gera-se energia elétrica, suprindo as necessidades de energia em pequenas localidades rurais, melhoram-se os processos agrícolas, utiliza-se o vapor saturado como fonte de calor para refrigeração por absorção, ou seja, a cogeração. Produz-se vapor, gera-se energia elétrica, calor residual que seria jogado fora no condensador é reaproveitado no gerador do sistema de refrigeração por absorção para produzir efeito frigorífico. Além do aproveitamento da energia advinda da biomassa, este sistema aumentando a oferta de mão de obra, fixando o homem em sua região de origem, conseqüentemente melhorando a qualidade de vida das populações de localidades isoladas.