USO DA BIOMASSA FLORESTAL NA GERAÇÃO DE ENERGIA

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1 REVISTA CIENTÍFICA ELETRÔNICA DE ENGENHARIA FLORESTAL - ISSN PUBLICAÇÃO CI ENTÍFICA DA FACULDADE DE AGRONOMIA E ENGENHARIA FLORESTAL DE GARÇA/FAEF ANO IV, NÚMERO, 08, AGOSTO DE PERIODICIDADE: SEMESTRAL USO DA BIOMASSA FLORESTAL NA GERAÇÃO DE ENERGIA Thelma Shirlen SOARES Universidade Federal de Viçosa Angélica de Cássia Oliveira CARNEIRO Universidade Federal de Viçosa Elzimar de Oliveira GONÇALVES Universidade Federal de Viçosa José Gabriel de LELLES Universidade Federal de Viçosa RESUMO: Desde os primórdios, a biomassa constitui uma fonte de energia renovável de vital importância para a humanidade. Considerando a importância do emprego de fontes alternativas para a geração de energia, este estudo teve por objetivo descrever a potencialidade do emprego da biomassa florestal como fonte sustentável de energia. Palavras-chave: bioenergia, lenha, carvão vegetal. ABSTRACT: From the origins, the biomass constitutes a renewable power of vital importance for the humanity. Considering the importance of the use of alternative sources for the energy generation, the objective of this study was to describe the potentiality of the forest biomass use as sustainable source of energy. Keywords: bioenergy, firewood, charcoal.

2 1. Introdução Desde tempos remotos, o homem vem utilizando o fogo, a tração animal e a energia gerada dos ventos ou das quedas d água para atender algumas de suas necessidades básicas. É fato conhecido de todos que o desenvolvimento da humanidade está intimamente associado ao aumento do consumo energético e com o uso racional e controlado das diversas fontes de energia. O modelo tecnológico, adaptado ao mundo moderno, apoiou-se muito cedo no emprego preferencial de energia proveniente dos combustíveis não renováveis, tais como carvão mineral, gás natural e petróleo. Esse fato obrigou o ser humano a aumentar drasticamente o consumo de combustíveis fósseis a tal ponto que essas reservas, presumivelmente, segundo vários especialistas se esgotarão nos próximos cem anos (ORTIZ, 1996). Como conseqüência dessa previsão e, principalmente das crises do petróleo, de modo especial as de 1973, 1979 e 1985, os países desenvolvidos tomaram consciência da necessidade de fomentar políticas visando lograr um aproveitamento racional e integral dos recursos energéticos disponíveis, objetivando a redução da dependência de fontes não renováveis de energia de modo especial o petróleo (CORTEZ e LORA, 1997). Pelo exposto, conclui-se que a estratégia a ser adotada, especialmente pelos países com economias fragilizadas em decorrência da conta petróleo, é a adoção de políticas capazes de propiciar, a curto e médio prazos, o desenvolvimento de novas fontes alternativas de energia, preferencialmente renováveis, limpas e, potencialmente geradoras de novos postos de trabalho, além de contribuir para um melhor equilíbrio das suas respectivas matrizes energéticas (ORTIZ, 1996). Neste contexto, destaca-se a biomassa florestal que pode ser utilizada como fonte de energia limpa, renovável, e geradora de empregos. De acordo com COUTO et al. (2000). a biomassa florestal possui características tais que permitem a sua utilização como fonte alternativa de energia, seja pela queima da madeira, como carvão, aproveitamento de resíduos da exploração e aproveitamento de óleos essenciais, alcatrão e ácido pirolenhoso. O presente estudo tem por objetivo abordar os principais aspectos relacionados à biomassa florestal para geração de energia.

3 2. Biomassa COELHO (1982) define biomassa como o conjunto de materiais orgânicos gerados por organismos autótrofos do reino vegetal (fitomassa) ou acumulados nos seres heterótrofos do reino animal (zoomassa). Os organismos fotossintéticos (autótrofos) são capazes de transformar a energia solar em energia química, mediante a atuação biogeoquímica dos cloroplastos contidos na clorofila das plantas. Essa energia é retida e acumulada nos espaços intermoleculares e é liberada em processos que envolvem oxidação, redução e hidrólise, que podem ser de natureza termoquímica, bioquímica e biológica. A radiação gerada nas reações de fusão atômica que tem lugar no sol se distribui em um leque de comprimentos de onda muito similares as do corpo negro. A constante solar, isto é, a quantidade de energia que atinge a camada externa da atmosfera terrestre é igual a watts/m², em um plano perpendicular aos raios solares, o que equivale a 1,94 calorias de energia por centímetro quadrado por minuto (ORTIZ, 1996). Ainda segundo o mesmo autor, é fato também conhecido que, a quantidade de energia fixada na biosfera é da ordem de MtEP (milhões de toneladas equivalentes de petróleo), equivalente a dez vezes o consumo energético total do planeta, 1/12 das reservas de combustíveis fósseis ou 200 vezes o consumo mundial de alimentos. No entanto, ela não é susceptível de aproveitamento integral, posto que os processos tecnológicos de concentração, manejo, liberação da massa para torna-la utilizável, na maioria dos casos, levam a um balanço energético negativo tornando-se economicamente inviável o seu aproveitamento. Mas, mesmo não sendo possível utilizar toda esta energia, a energia solar é a forma de energia responsável pela vida em nosso planeta. A energia de biomassa é aquela fornecida por materiais de origem vegetal renovável ou obtido pela decomposição de dejetos. O Brasil tem desenvolvido tecnologia a vários anos para a utilização da biomassa como fonte geradora de energia, gerando empregos e com muito pouco recurso financeiro (FIESP/CIESP, 2001). Segundo LORA e ANDRADE (2004), o potencial energético da biomassa é enorme, tanto em escala mundial como no Brasil. Ao mesmo tempo, os biocombustíveis

4 poderiam ser uma das soluções para o fornecimento de eletricidade em comunidades isoladas, o que simultaneamente pode constituir um incentivo para o desenvolvimento de atividades extrativistas sustentáveis que contribuam para o desenvolvimento destas comunidades. A bioenergia é responsável por aproximadamente 14% do consumo energético mundial. Estimativas projetam que, em vinte anos, cerca de 30% do total de energia consumida pela humanidade será através da bioenergia, enregia essa que não produz poluição nem se esgota e é renovável (CELULOSE..., 2004). Atualmente são conhecidas diversas fontes renováveis de biomassa como: lenha, carvão vegetal, babaçu, óleos vegetais, resíduos vegetais, sisal, biogás, casca de arroz, cana de açúcar (bagaço da cana, palha e álcool). Além destas, temos outras fontes geradoras de energia como solar, eólica, marés, e outras, que também poderiam agregar o seu potencial à matriz energética do país. 2.1 Biomassa Florestal como Fonte de Energia No tocante a florestas plantadas para produção de energia, SOARES FILHO et al. (2002) destacam que a biomassa florestal pode ser utilizada como fonte de energia limpa, renovável, e geradora de empregos. Os autores relatam que, embora possua desenvolvida capacitação tecnológica para exploração dos recursos florestais além de possuir extensas áreas, relevo, clima e condições biológicas excepcionais para a produção da biomassa florestal, o elevado custo de produção seja a explicação para o não aproveitamento da biomassa florestal na geração de eletricidade no Brasil. A lenha foi o produto energético básico na estrutura do mundo até a Revolução Industrial, movendo os vapores e sendo a fonte de energia que impulsionou o progresso. Mesmo substituída pelo carvão mineral na estrutura energética dos países desenvolvidos no início do século, ainda hoje ela é a fonte de energia primária mais importante para alguns países e para parcelas significativas da população dos países subdesenvolvidos (ASSUMPÇÃO, 1981). No caso do Brasil, a estrutura energética sofreu transformações significativas, apesar de as fontes primárias de energia guardarem, na referida estrutura, as mesmas posições que ocupavam nos anos 70. Apesar de reduzir sua participação na estrutura de consumo, a lenha mantém-se como terceira fonte de energia primária do País e cresce em valores absolutos (LIMA, 1993).

5 Entre as fontes de energia utilizadas pelo setor residencial, que em 1994 teve um consumo de lenha em relação aos demais combustíveis de 48,98%, com ligeiro acréscimo em sua participação ao longo do tempo, passou em 2004 a 51,25%. O setor agropecuário, que apresentou um acréscimo no consumo de lenha, em relação a outras fontes de energia, de 0,1% no período de 1994 a 2004 (Quadro 1). O setor industrial registrou um decréscimo no consumo de lenha de 2,15% durante o mesmo período, no entanto, agregando a lenha e o carvão vegetal, o setor industrial passa a ser o principal consumidor de lenha como fonte primária de energia. Quadro 1 - Consumo brasileiro de lenha (10³ t) em relação a outras fontes de combustíveis, por setor econômico, no período de 1984 a Setor Ano econômico Residencial Comercial Agropecuário Industrial Fonte: BRASIL (2004). Os números do Quadro 1 mostram que a utilização da lenha no Brasil é ainda significativa, principalmente, nas carvoarias para produzir carvão vegetal e na cocção de alimentos nas residências. De forma complementar, o Quadro 2 apresenta o consumo de biomassa florestal para diversas finalidades no Brasil, em Quadro 2 - Consumo brasileiro de biomassa florestal, no ano de 2000* Tipo de Consumo Consumo 10 6 m 3 Participação (%) Consumo energético 74,2 44,6 Lenha industrial 29,0 17,4 Carvão vegetal 45,2 27,2 Consumo não energético 92,1 55,4 Celulose e Papel 32,0 19,2 Serrados 49,1 29,5 Painéis reconstituídos (aglomerados, chapas de fibra e MDF) 5,0 3,0 Aglomerados 6,0 3,6 Consumo total 166,3 100,00 * Base = madeira industrial em toras. Fonte: ABIPA (2003).

6 BRASIL (2004) apresenta a evolução do consumo de biomassa florestal (lenha e carvão vegetal) para fins energéticos, onde observa-se que a participação da biomassa florestal na matriz energética nacional decaiu de cerca de 45,2% em 1971 para 13,2% em 2004, sendo que no período de 1995 a 2004, o consumo médio foi em torno de 23,36*10 6 de tep (tonelada equivalente em petróleo), demonstrando a existência de um mercado cativo para a utilização da biomassa florestal para fins energéticos. A biomassa florestal ainda contribui muito pouco para a produção de eletricidade no Brasil. A produção elétrica a partir da biomassa ocorre no Brasil exclusivamente em centrais auto-produtoras, isto é, empresas que geram para satisfazer, ao menos parcialmente, sua demanda elétrica. Os combustíveis empregados são principalmente o bagaço de cana, nas usinas de açúcar e álcool, o licor negro, nas fábricas de celulose e papel, e a lenha, em indústrias diversas (CEMIG, 1986). Do mesmo modo que na indústria sucroalcooleira, a produção de papel e celulose apresenta interessantes perspectivas para a produção combinada de energia elétrica e calor útil, tendo em vista suas relações de demanda combinada de eletricidade e vapor de baixa/média pressão e a disponibilidade de combustíveis residuais de processo, como o licor negro e as cascas e resíduos de biomassa. Como vantagens econômicas da biomassa florestal, podem ser citadas, de acordo com BRASIL (1996), as seguintes: nos países em desenvolvimento, ainda é o combustível mais barato, tanto por tonelada quanto por unidade de calor; não necessita de mão-de-obra qualificada, gerando emprego e fixando o homem no campo; seu armazenamento é possível em espaço aberto, apesar de o poder calorífico diminuir com o tempo; e apresenta baixo teor de cinza e enxofre. Por outro lado, a lenha necessita de planejamento para sua utilização, devido ao controle das áreas florestais por instituições ambientais; exige grande contingente de mão-de-obra, elevando os custos nos países onde os salários são altos; e apresenta poder calorífico inferior ao dos combustíveis fósseis. Evidencia-se, assim, a importância da biomassa florestal como insumo energético, seja na dimensão temporal, ou seja, na dimensão espacial (em nível nacional e/ou estadual/regional). Portanto a biomassa, particularmente a florestal, deve ser incluída no rol de fontes energéticas consideradas quando da definição de políticas e, diretrizes para o planejamento energético regional e, principalmente, não ser esquecida ou colocada entre as ultimas prioridades quando da execução dos planejamentos elaborados (LIMA e BAJAY, 1998).

7 4. Considerações Finais A utilização da biomassa florestal como fonte de energia é sem dúvida a alternativa que contempla a vocação natural do Brasil. Entretanto, apesar de seu comprovado potencial, a biomassa florestal não recebe dos governos a atenção necessária na concepção da matriz energética brasileira. Diante da atual crise de energia, os baixos custos de produção da biomassa florestal, decorrentes da alta produtividade, mostram que é necessário repensar o uso da madeira como fonte de energia. Em termos sócio-ambientais, as vantagens da biomassa são inúmeras. Se cultivada de forma sustentável, seu manejo e utilização não acarretam acréscimo de CO 2 à atmosfera, já que o CO 2 liberado pela combustão é extraído da atmosfera durante o processo de fotossíntese. Além disso, sua utilização em larga escala para fins energéticos pode promover desenvolvimento sustentável de áreas rurais e regiões pouco desenvolvidas, reduzindo o êxodo para as áreas densamente urbanizadas. No entanto, para que as potencialidades da bioenergia sejam devidamente aproveitadas, é preciso que os planejadores do setor energético reconheçam a sua importância como vetor de desenvolvimento regional e sustentável. É preciso, portanto, maior fomento à pesquisa e desenvolvimento de projetos industriais de aproveitamento energético da biomassa, com vista à oferta local de empregos e à melhoria do padrão de vida de comunidades e regiões subdesenvolvidas. Conforme relata LIMA e BAJAY (1998), é imprescindível o desenvolvimento de pesquisas visando reduzir os custos de produção da biomassa florestal, que contemple os seguintes aspectos: - seleção de espécies e procedências mais adequadas para cada região de plantio; - sistemas de implantação, manejo e colheita; - processos de usos finais de maior eficiência; - estudos técnicos, econômicos e financeiros que dêem maior confiabilidade aos valores utilizados na definição das taxas de reposição florestal obrigatória. Assim, torna-se necessário promover campanhas de divulgação, visando a conscientização e a divulgação aos técnicos responsáveis pelo planejamento energético sobre este importante instrumento para implementar as políticas energéticas concernentes a biomassa florestal.

8 5. Referências Bibliográficas ABIPA - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DA INDÚSTRIA DE PAINÉIS DE MADEIRA. Estatísticas. Disponível em: < Acesso em: 15 setembro ASSUMPÇÃO, R.M.V. Gaseificação de madeira e carvão vegetal princípios e aplicações. Belo Horizonte, Fundação Centro Tecnológico de Minas Gerais CETEC p BRASIL. Ministério de Minas e Energia. Balanço energético nacional Brasília: MME, p. BRASIL. Ministério de Minas e Energia. Balanço energético nacional Brasília: MME, p. CELULOSE ONLINE. Biomassa gera 14% da energia no planeta. Portal Celulose Online Disponível em: < iditem=4829> Acesso em 15 agosto CEMIG - Companhia Energética de Minas Gerais. Gaseificação de biomassa. Belo Horizonte, p. COELHO, J.C. Biomassa - Biocombustíveis - Bioenergia. Brasília, Ministério das Minas e Energia p. CORTEZ, L.A.; LORA, E.S. Tecnologia de conversão energética da biomassa. EDUA/EFEI. Manaus, p. (Série sistemas energéticos II) COUTO, L.; FONSECA, E.M.B.; MÜLLER, M.D. O estado da arte das plantações de florestas de rápido crescimento para produção de biomassa para energia em Minas Gerais: aspectos técnicos, econômicos sociais e ambientais. Belo Horizonte: CEMIG, p. LIMA, C.R. Contribuições da cogeração de energia na qualidade da madeira como material de construção civil f. Dissertação (Mestrado em Arquitetura) - EESC/USP, São Carlos. LIMA. C.R.; BAJAY, S.V. Políticas e diretrizes para a biomassa florestal no Estado da Paraíba: "Aspectos da reposição florestal obrigatória". In: CONGRESSO BRASILEIRO

9 DE PLANEJAMENTO ENERGÉTICO, 3. São Paulo, Anais... São Paulo: SBPE, [Cd-Rom] LORA, E. E. S.; ANDRADE, R. V. Geração de energia e gaseificação de biomassa. Biomassa & Energia, Viçosa, v. 1, n. 3, p , ORTIZ, L. Aprovechamiento energético de la biomasa forestal. Vigo Gamesal, p. SOARES FILHO, S.; OVEREND, R.; MACEDO, I.; COUTO, L.; FREITAS, M. Sustentabilidade na geração e uso de energia no Brasil: os próximos 20 anos. Disponível em: < pdf/relatorios_mesas/ paper_mesa5.pdf > Acesso em: 01 outubro 2002