UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO E SISTEMAS

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1 UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO E SISTEMAS PERSPECTIVA DO USO DO BAGAÇO DA CANA-DE-AÇÚCAR PARA GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA JEISON MÁRCIO BITTENCOURT JOINVILLE SC BRASIL 2008

2 1 UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO E SISTEMAS JEISON MÁRCIO BITTENCOURT PERSPECTIVA DO USO DO BAGAÇO DA CANA-DE-AÇÚCAR PARA GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA Trabalho de graduação apresentado a Universidade do Estado de Santa Catarina como requisito parcial para a obtenção do título de Engenheiro de Produção e Sistemas. Orientador: Lírio Nesi Filho JOINVILLE SC BRASIL 2008

3 2 JEISON MÁRCIO BITTENCOURT PERSPECTIVA DO USO DO BAGAÇO DA CANA-DE-AÇÚCAR PARA GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA Trabalho aprovado como requisito parcial para a obtenção do título de Engenheiro, no curso de Graduação em Engenharia de Produção e Sistemas da Universidade do Estado de Santa Catarina. Banca examinadora Orientador Professor Lírio Nesi Filho, Dr. Membro Professor Adalberto José Tavares Vieira, Dr. Membro Professor Valdésio Benevenutti, M. Sc. Joinville, 15 de outubro de 2008

4 A minha esposa Tatiane, e filha Janaína, pelo apoio, paciência e abdicação de parte da minha presença durante estes cinco anos. Aos amigos conquistados na universidade, em especial ao Sérgio Teixeira e Mayara Sombrio pelo apoio e incentivo na continuidade dos estudos. 3

5 4 JEISON MÁRCIO BITTENCOURT PERSPECTIVA DO USO DO BAGAÇO DA CANA-DE-AÇÚCAR PARA GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA RESUMO Este trabalho visa comentar as diversas possibilidades de geração de energia elétrica alternativa e renovável, mencionado as vantagens e desvantagens de cada matriz, a tecnologia de aproveitamento e os processos de conversão. Serão apresentados exemplos de geração alternativa aplicada em outros países da Europa, que buscam diversificar a geração de energia elétrica desde Será abordado a política energética adotada no Brasil, e as mudanças que estão ocorrendo visando diversificar a matriz energética, dispondo assim, incentivos do governo para a implantação de usina de cogeração de energia elétrica alternativa. É feito a comparação da energia existente no bagaço da cana-de-açúcar e o barril do petróleo relacionando o custo de cada combustível. A metodologia utilizada para o trabalho foi dividida em quatro fases, a seleção e formulação do problema, a coleta e interpretação dos dados, um estudo de caso e a interpretação dos resultados encontrados. Dessa forma, o presente trabalho pretende contribuir no debate acerca da promoção da fonte de geração de energia elétrica através da biomassa, usando um estudo de caso da empresa USACIGA, que aproveita o bagaço da cana-de-açúcar para gerar energia, e consequentemente diversifica a matriz produtiva, aufere uma boa fonte de renda, minimiza o impacto ambiental provocado pela empresa e promove o desenvolvimento sustentável da sociedade. Palavras-chave: Cogeração. Energia Elétrica. Biomassa. Desenvolvimento Sustentável.

6 5 SUMÁRIO LISTA DE FIGURAS LISTA DE TABELAS LISTA DE ABREVIATURAS INTRODUÇÃO DESCRIÇÃO DO PROBLEMA OBJETIVO GERAL OBJETIVO ESPECÍFICO JUSTIFICATIVA DELIMITAÇÃO DO TRABALHO ESTRUTURA DO TRABALHO FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ENERGIA ALTERNATIVA FONTES DE ENERGIA ALTERNATIVA VANTAGENS E DESVANTAGENS DAS FONTES RENOVÁVEIS ENERGIA TÉRMICA BIOMASSA Sistemas de Co-Geração da Biomassa Usinas de Açúcar a Álcool Indústria de Papel e Celulose Outras Indústrias Disponibilidade de Recursos e Consumo de Biomassa Tecnologias de Aproveitamento INCENTIVOS A ENERGIA ALTERNATIVA Programa de Incentivo às Fontes Alternativas PROINFA Crédito de Carbono... 41

7 6 3. METODOLOGIA DA PESQUISA USO DO BAGAÇO DA CANA-DE-AÇÚCAR PARA GERAR ENERGIA MERCADO DE ENERGIA Ambientes de Contratação de Energia Relações Contratuais ESTUDO DE CASO DA USACIGA A Empresa Investimentos na Cogeração Capacidade de Geração Retorno de Investimento Seguros, Garantias e Mecanismos Mitigadores do Risco CONSIDERAÇÕES FINAIS REFERÊNCIAS BILIOGRÁFICAS ANEXO... 68

8 7 LISTA DE FIGURAS Figura 1 Diagrama de Fontes de Energias Figura 2 Potencial Sucroalcooleiro de geração no Brasil Figura 3 Potencial de geração de Energia com Resíduo Agrícola na Região Sul Figura 4 Potencial de geração de energia elétrica a partir do óleo de palma (dendê) Figura 5 Potencial de geração de energia elétrica a partir da casca de arroz Figura 6 Potencial de geração de energia elétrica a partir da casca de castanha de caju. 31 Figura 7 Potencial de geração de energia elétrica a partir da casca de coco-da-baía Figura 8 Diagrama dos Processos de Conversão Energética da Biomassa Figura 9 Evolução da Geração de Fontes de Energia Renovável na Alemanha Figura 10 Fases dos Métodos de Pesquisa Figura 11 Ambiente de Contratação Figura 12 Mapa das Relações Contratuais Figura 13 Instalações Parciais da Empresa Figura 14 - Preparação do Bagaço para Incineração na Caldeira Figura 15 Subestação de Energia da Empresa USACIGA Figura 16 Capacidade de Geração... 58

9 8 LISTA DE TABELAS Tabela 1 - Cenário Mundial das Fontes de Energia Tabela 2 Geração Alternativa Vantagens e Desvantagens Tabela 3 - Consumo de Biomassa Tabela 4 Metas individuais relativa à promoção de FER na União Européia Tabela 5 Classificação dos Instrumentos de Políticas Tabela 6 - Distribuição Regional de Projetos de Crédito Carbono no Brasil Tabela 7 Recursos para implantação da usina de biomassa... 56

10 9 LISTA DE ABREVIATURAS, SIGLAS E SÍMBOLOS. ACL Ambiente de Contratação Livre ACR Ambiente de Contratação Regulada AIE Agência Internacional de Energia ANEEL Agência Nacional de Energia Elétrica AVD Aviso de Débito BNDES Banco Nacional de Desenvolvimento CCVE Contrato de Compra e Venda de Energia CENBIO Centro Nacional de Referência em Biomassa CO 2 Gás Carbônico SO x Óxido de Enxofre CUST Condição do Uso do Sistema de Transmissão ELETROBRÁS Centrais Elétricas Brasileiras FER Fonte de Energia Renovável GW Gigawatts GW/h Gigawatts por hora IBAMA Instituto Brasileiro do Meio Ambiente IGCC Integrated Gasification Combined Cicle Gaseificação Integral do Ciclo Combustão IGPM Índice Geral de Preços no Mercado Kcal Quilocalorias Kg Quilograma KW Quilowatts KW/h Quilowatts por hora

11 10 MW Megawatts MW/h Megawatts por hora MDL Mecanismo de Desenvolvimento Limpo MME Ministério de Minas e Energia ONS Operador Nacional do Sistema PCHs Pequenas Centrais Hidrelétricas PLD Preço de Liquidificação Diferenciada PNE Plano Nacional de Energia PNPB Programa Nacional de Produção e Uso do Biogás PROINFA Programa de Incentivo às Fontes Alternativas SIN Sistema Interligado Nacional Ton Toneladas UFPR Universidade Federal do Paraná UFRJ Universidade Federal do Rio de Janeiro USACIGA Usina Cidade Gaúcha

12 11 1. INTRODUÇÃO A preocupação mundial sobre os níveis de emissões de poluentes, ocasionados por um crescente consumo de combustíveis fósseis para produção de energia, e o conseqüente impacto à base de recursos do planeta e ao clima global, trouxeram a tona o papel das fontes de energia renovável para a construção de um futuro energético mais sustentável. Aliado a isso, as discussões, que vem ocorrendo desde á década de 90, sobre a necessidade de garantir o acesso à energia elétrica de qualidade aos pobres nos países em desenvolvimento, vem estimulando reflexões de como alcançar isso sem degradar o meio ambiente. Neste sentido, vários organismos e iniciativas internacionais vem apoiando sistematicamente uma maior penetração de fontes de energia renovável. A política energética no Brasil é baseada principalmente em geração de energia elétrica através de hidrelétricas, haja vista o enorme potencial energético que o país possui. Porém nos últimos anos os questionamentos sobre a permanência desta política vem causando grande discussão. Em 2001 após uma longa estiagem e a falta de investimentos em geração de energia ocorreu um apagão deixando sete estados brasileiros sem energia e forçando um racionamento sem precedentes. Desde o acontecimento até hoje pouca coisa foi feita para que este fato não mais ocorra, e neste trabalho será abordado estes assuntos e a sugestão de aplicação de tecnologias em geração alternativa, utilizando o bagaço da cana-de-açúcar. As hidrelétricas são responsáveis por grande parte da geração no Brasil, sendo destas a usina de Itaipu a maior do mundo, gerando mais de 20% da energia consumida no Brasil e 95% da energia consumida no Paraguai. Este tipo de geração é o que apresenta o menor custo e menor impacto ambiental, apesar da construção das barragens e os alagamentos para a formação do lago que se fazem necessária para a contenção da água que fornecerá energia potencial e cinética para ser transformada em energia elétrica. O maior problema enfrentado, neste caso, é a liberação das licenças ambientais dos órgãos competentes para a construção das hidrelétricas, que além de demorarem, a maioria são negadas, tornando-se um obstáculo para o governo, que tem que correr contra o tempo, para que em 2009 ou 2010, não haja um novo apagão. Nesse confronto, o governo usa como alternativa a diversificação da matriz energética, recorrendo a planos que contemplam fontes polêmicas como a energia nuclear e a térmica a carvão, óleo e gás, existem 3,3 mil megawatts do Programa de Incentivo às Fontes Alternativas de Energia Elétrica (PROINFA) para energias renováveis, como a eólica (ventos), biomassa e pequenas centrais hidrelétricas.

13 12 Nas décadas de 60 e 70 a fumaça negra expelida pela chaminé das fábricas era tida como o principal vilão ambiental. Símbolo da evolução industrial. A poluição era sempre analisada de forma local, havia cidades limpas, pouco ou muito poluídas. A intensidade da poluição era diretamente proporcional ao grau de industrialização e número de veículos. Hoje, a forma de enxergar a poluição e o impacto ambiental causado por ela é bem mais clara e abrangente. Se por um lado houve uma diminuição das emissões locais, devido ao avanço da tecnologia sobre indústrias e veículos, por outro lado, a descoberta do efeito estufa obrigounos, em curto espaço de tempo, a mudar radicalmente alguns procedimentos seculares na utilização de energia, produção de alimentos, descarte de resíduos e preservação de florestas. Grande parcela das emissões de gás carbônico (CO 2 ) responsável por 80% do efeito estufa são provenientes da geração de energia elétrica, produzida a partir de combustíveis fósseis. Faz-se, portanto necessário substituir a fonte primária fóssil, por energia renovável, e, entre as renováveis, a biomassa tem um local de destaque no Brasil. A biomassa residual já existente em indústrias de açúcar e álcool, papel e celulose, produção de madeira e beneficiamento de arroz. O aumento do custo da energia, tornou mais atraente a utilização do bagaço da cana-de-açúcar para cogeração de energia. Como ainda o país está no alvorecer do processo, existe um grande espaço de melhoria tecnológica para maximizar a eficiência da cogeração na cadeia da cana-de-açúcar. Inicialmente, o bagaço, que significa 25% a 30% do peso da cana-de-açúcar processada com 50% de umidade, foi utilizado nas usinas para geração de calor, substituindo a lenha. Apenas recentemente o bagaço vem sendo utilizado para gerar vapor, com grande flexibilidade para ser transformado em formas de energia como calor, eletricidade ou tração. Outro fator que incentiva é a autorização do consumidor livre em adquirir o excedente de eletricidade de autoprodutores. Além disso, existe o produtor independente de energia, conceituado como a pessoa jurídica, ou empresas reunidas em consórcio, que recebem concessão ou autorização para produzir energia elétrica destinada ao comércio, podendo ser vendida parte ou toda a energia produzida. Com este enfoque será feito o estudo da USACIGA (Usina Cidade Gaúcha), empresa do setor sucroalcooleiro, que possui capacidade de exportação de energia elétrica de mais de 40 MWh, através do processo de co-geração de energia elétrica a partir da queima do bagaço da cana-de-açúcar. Essa energia é suficiente para abastecer uma cidade de mais de 100 mil habitantes. Portanto este trabalho pretende contribuir para o uso do bagaço da cana-de-açúcar para gerar energia elétrica.

14 DESCRIÇÃO DO PROBLEMA O Brasil é um País reconhecidamente produtor de energia limpa devido a grande participação de hidroeletricidade na matriz energética. No entanto, o uso de geração de energia elétrica novas e renováveis, como PCH (Pequenas Centrais Hidrelétricas), eólica, solar e biomassa é considerado pequeno em relação ao potencial existente. Para exemplificar pode-se citar a situação do grande potencial hídrico brasileiro, no entanto hoje somente 26% desse potencial são utilizados, e levando em consideração que o custo deste tipo de geração é relativamente baixo. O grande marco para o setor veio com o incentivo em 2002 com a aprovação da Lei (Brasil, 2002), que criou o PROINFA (Programa de Incentivo as Fontes Alternativas de Energia), fixando metas para a participação das fontes de energia renovável no SIN (Sistema Interligado Nacional). Com a posse do novo governo, em 2003, maior foco foi dado à universalização do acesso, com a criação do programa Luz para Todos. Além disso, uma das prioridades do novo governo empossado passou a ser a implantação do Novo Modelo do Setor Elétrico (que foi lançado em Março de 2004), aumentando o papel regulador do estado e modificando o quadro regulatório brasileiro. Nesse novo contexto do setor elétrico, o PROINFA, que previa duas fases distintas de promoção das fontes renováveis, ficou com a segunda fase comprometida, pois é incerto como se dará a contratação dessas fontes dentro do Novo Modelo e qual será o papel dessas fontes dentro da política do setor elétrico, uma vez que a preocupação principal é a redução dos custos e a modicidade tarifária. Torna-se assim evidente, que a promoção das fontes novas e renováveis de energia no Brasil, ainda carece de um enfoque no planejamento e de marcos regulatórios, que permitam sua expansão sem comprometer a confiança na continuidade da política, assim como resolva o problema dos custos mais elevados e de financiamento OBJETIVO GERAL Diante do exposto, o presente trabalho pretende contribuir em promover o uso do bagaço da cana-de-açúcar para geração de energia elétrica, visando o desenvolvimento sustentável da sociedade.

15 OBJETIVO ESPECÍFICO O objetivo do estudo é promover a geração de energia elétrica através de fontes renováveis, propondo-se a avaliar e analisar os principais instrumentos de políticas adotados pelo governo brasileiro, examinando o desenvolvimento do uso de fontes limpas na geração de eletricidade. Destacar o desenvolvimento de sistema de aproveitamento do bagaço da cana-deaçúcar para a produção de energia elétrica através da queima deste insumo. Divulgar a atividade de comercialização de energia, fornecendo conhecimento sobre leis e contratos disponíveis para o setor. Fornecer dados quantitativos referente ao insumo necessário para gerar energia elétrica, os custos de investimento e o retorno financeiro que este empreendimento fornecerá JUSTIFICATIVA A produção de energia elétrica em larga escala a partir da biomassa é um tema que vem sendo estudado, com grande interesse, em vários países do Mundo. Esse interesse deve ser atrelado á dois fatores: A geração de energia através da biomassa têm um ciclo de Carbono praticamente fechado, configurando pouca emissão de SOx, eliminando-se menos cinza residual em comparação com o de carvão mineral; A conveniência da redução da dependência dos combustíveis fósseis e, em especial, aos derivados de petróleo, que emitem gás que agride ao meio ambiente DELIMITAÇÃO DO TRABALHO O presente trabalho terá como enfoque principal a utilização do bagaço da cana-deaçúcar na produção de energia elétrica, usando um estudo de caso de uma empresa sucro alcooleira, situada no estado brasileiro do Paraná.

16 ESTRUTURA DO TRABALHO O trabalho é dividido em capítulos, além das considerações finais, referências bibliográficas e anexo. No primeiro capítulo apresenta-se a introdução da pesquisa, envolvendo a descrição do tema, identificação do problema, objetivos, justificativas e delimitação do estudo. No segundo capítulo discute-se a fundamentação teórica com ênfase na energia alternativa e os incentivos do governo brasileiro. No terceiro capítulo destaca-se a metodologia utilizada no desenvolvimento da pesquisa. No quarto capítulo descreve-se sobre a biomassa e contribuições do trabalho. Finaliza-se o estudo com as considerações finais, referências bibliográficas e anexos.

17 16 2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 2.1. ENERGIA ALTERNATIVA Segundo Facioli (2008), na atualidade são cada vez maiores as necessidades energéticas para a produção de alimentos, bens de consumo, bens de serviço e de produção, lazer, e finalmente para promover o desenvolvimento econômico, social e cultural. É assim, evidente a importância da energia não só no contexto das grandes nações industrializadas, mas principalmente naquelas em via de desenvolvimento, cujas necessidades energéticas são ainda mais dramáticas e prementes. As fontes alternativas de energia vem através dos tempos ganhando mais adeptos e força no seu desenvolvimento e aplicação, tornando-se uma alternativa viável para a atual situação em que o mundo se encontra, com as crises de petróleo, pela dificuldade de construção de centrais hidroelétricas, termoelétricas, carvão mineral, xisto, usinas nucleares e outras formas de energia suja, como são classificadas, em via de que a utilização destas geram uma grande degradação ambiental, do ponto de vista social, econômico e humano. Estes acontecimentos tem de certa forma, fortalecido o movimento em busca de novas fontes alternativas de energia. O termo fonte alternativa de energia não deriva apenas de uma alternativa eficiente, ele é sinônimo de uma energia limpa, pura, não poluente, a principio inesgotável e que pode ser encontrada em qualquer lugar pelo menos a maioria na natureza. O Brasil dispõe de fontes de recursos naturais abundantes, grande potencial energético, tecnologia e expertise comprovada para ampliar suas fontes renováveis de energia. Enquanto os países desenvolvidos utilizam 14% de fontes renováveis em suas matrizes, o Brasil utiliza 45% e deve elevar o patamar a quase 47 %, conforme previsão do PNE (Plano Nacional de Energia) Os programas de álcool, biodiesel e às fontes alternativas de energia se consolidam num momento de desenvolvimento sustentável da economia (LOBÃO, 2008). Viana (2008) afirma que a energia de biomassa deve ocupar um papel crescente nesta matriz, particularmente como combustível, e o álcool na substituição das fontes fósseis que movem as frotas mundiais de automóveis. Com o programa mais bem sucedido de produção de energia via biomassa (Proálcool), o Brasil tende a ser beneficiado com o aumento das exportações para países como Estados Unidos e Japão; segundo estimativas, 1% de álcool introduzido na mistura de combustível nestes países, equivale a 50% da produção brasileira. O Brasil pode, portanto, contar com um amplo mercado de biocombustível, principalmente à

18 17 medida que se amplie a demanda de álcool dos Estados Unidos e diminuam os seus subsídios aos produtores internos. O Brasil produz 41% da produção mundial de etanol e exporta apenas 690 milhões de galões de álcool por ano. Estima-se que o Brasil poderia, em 2013, atender uma demanda mundial de 4,4 bilhões de litros anuais (VIANA, 2008) FONTES DE ENERGIA ALTERNATIVA Falar de energia, isoladamente, sem citar de qual fonte ela provém, qual a sua natureza e em que estado - sólido, líquido ou gasoso - ela se encontra disponível, muito pouco ou quase nada terias de conhecimento sobre ela. De acordo com Silva (2004) a vida sobre a Terra interagiu com três fontes primárias de energia, a saber: Fonte Solar, Fonte Geotérmica e Fonte Gravitacional. Todas as três são fontes renováveis de energia, ou seja, fontes eternas produtoras de energia. É importante observar que as Fontes Primárias de Energia, apresentam-se disponíveis aos seres vivos na forma ou estado, que os ciclos da natureza oferece e determina. A figura 1 mostra que no primeiro caso é a fonte solar que contribui com a formação da biomassa, com o movimento das águas (ciclos pluviométricos e rios), com a formação dos ventos (ciclos climáticos) e com o movimento dos oceanos (ondas e marés). No segundo caso, a fonte gravitacional, altamente instável, porém, dinâmica, influi nos ciclos climáticos das águas (evaporação e chuvas), na atividade eólica (formação e deslocamento das massas de ar e ventos) e atua também nos movimentos naturais dos oceanos. No terceiro caso, a Fonte Geotérmica, que produz calor irradiado do centro da Terra, e em casos extremos se apresenta ao mundo exterior na forma de vulcões e fontes de gêiser (fontes térmicas de líquidos e gases acompanhados de altas pressões (SILVA, 2004).

19 18 Figura 1 Diagrama de Fontes de Energias Fonte: Silva (2004) Com a evolução dos tempos a humanidade passou a relacionar-se com a natureza através de outras quatro fontes secundárias renováveis de energia. A energia dos oceanos (mareomotriz), a energia dos ventos (eólica), a energia hidráulica (deslocamentos e/ou quedas das águas centrais hidrelétricas) e a energia da biomassa, composta pelas seguintes fontes secundárias madeira, cana-de-açúcar, resíduos agrícola, carvão vegetal, óleos vegetais e biogás (este proveniente de processos de fermentação do tipo aterros sanitários). Das fontes secundárias de energia, o destaque fica para a utilização intensa pelo homem da energia hidráulica, disponível nas regiões de grandes bacias hídricas formadas por grandes, médios e pequenos rios, além de quedas d água. Em confronto com o conjunto das energias primárias e secundárias renováveis, o uso da energia nuclear, que também é uma fonte primária de energia que produz calor através de reatores atômicos alimentados por elementos radiativos processados como urânio e plutônio, a fonte nuclear de energia é uma fonte não renovável. O outro grupo importante de fontes de energia não renovável é o grupo das fontes secundárias não renováveis de energia, composto pelo petróleo (e seus derivados), gás natural,

20 19 carvão mineral, xisto e turfa. Grupo este proveniente da biomassa fóssil que se armazenou e se transformou no subsolo terrestre. Silva (2004) destaca, que a opção feita pelo homem pelo uso intenso do petróleo e seus derivados, do carvão mineral e do gás natural deu como conseqüência o altíssimo grau de poluição ambiental no qual o mundo está mergulhado hoje, apesar de que estas fontes de energia sustentaram até o presente o desenvolvimento tecnológico mundial. Como se fosse castigo do destino, tem-se hoje um preocupante fato relevante que é o aquecimento global, também conhecido como efeito estufa. Com as dificuldades encontradas para a geração de energia hidráulica e com o aquecimento global que as térmicas provocam, fontes de geração alternativa já estão sendo aplicadas tanto no âmbito nacional como internacional. A tabela 1 mostra as gerações mais utilizadas nos continentes, demonstrando que grande parte da energia gerada no mundo é do tipo térmica, isto é, através da queima do petróleo, carvão, nuclear e a gás. A geração hídrica é mais utilizada somente na América Latina, onde há mais abundância de rios com potencial. Área Analisada Energia Petróleo Carvão Nuclear Hidro Gás América do Norte Europa Ocidental CEI e Europa Oriental Ásia Oceânia África e Oriente Médio América Latina Total Global Obs.: Unidade de referência = Milhões de toneladas métricas de equivalente petróleo (MtEP) e participação por fonte de energia (%). Tabela 1 - Cenário Mundial das Fontes de Energia Fonte: CENBIO (2008) 2.3. VANTAGENS E DESVANTAGENS DAS FONTES RENOVÁVEIS Nesse contexto, nossa matriz energética passa por profundas e promissoras mudanças. A tabela 2 mostra as vantagens e desvantagens das principais fontes de geração de energia elétrica alternativa disponível.

21 20 Fonte Vantagens Desvantagens Carvão Barato. Requer controles de alto custo de poluição do ar (por exemplo mercúrio e dióxido de enxofre); Contribuinte significativo a chuva ácida e aquecimento global; Requer um sistema extensivo de transporte. Nuclear Hidroelétrica Gás/óleo Vento O combustível é barato; É a fonte mais concentrada de geração de energia; O resíduo é mais compacto de todas as fontes; Base cientifica extensiva para todo o ciclo; Nenhum efeito estufa ou chuva ácida; Muito barato após a represa ser construída; Investimento considerável do governo. Fácil de obter; Melhor fonte de energia para aquecimento de espaços. O vento é grátis se disponível; Boa fonte de geração para locais isolados como fazendas. É a fonte de maior custo por causa dos sistemas de emergência, de contenção, de resíduos radioativos e de armazenamento; Requer uma solução a longo prazo para os resíduos armazenados em alto nível na maioria dos paises; Proliferação nuclear potencial. Fonte muito limitada, pois depende da elevação da água; As represas afetam os peixes que sobem o rio até a foz; Danos ambientais para as áreas inundadas. Disponibilidade muito limitada; Contribuinte principal para o aquecimento global; Grande oscilação dos preços conforme oferta e demanda. Necessita três vezes a quantidade de geração instalada para atingir a demanda; Limitado a poucas áreas; O custo de manutenção é alto; Necessita de armazenamento de energia de alto custo (por exemplo baterias); Altamente dependente do clima. Solar A luz solar é grátis se disponível. Limitado às áreas ensolaradas; Requer materiais especiais para espelhos/painéis que pode afetar o meio ambiente; A tecnologia atual requer áreas grandes de terra para quantidades pequenas de geração de energia. Biomassa Fusão O combustível pode ter baixo custo; Emissões baixas de dióxido de enxofre. O hidrogênio e o trítio podem ser usados como fonte de combustível; Geração mais elevada por unidade de massa do que na fissão; Níveis mais baixos de radiação associados ao processo do que em reatores baseados em fissão. Ineficientes se forem usadas plantas pequenas; Poderia ser um contribuinte significativo para o aquecimento global, pois o combustível tem baixo índice de contenção de calor; As cinzas podem conter metais como o cádmio e chumbo; Libera no ar e nas cinzas substancias tóxicas como dioxinas e furanas. O ponto rentabilidade ainda não foi alcançado após aproximadamente 40 anos de pesquisa de alto custo e as plantas comercialmente viáveis são esperadas daqui a 35 anos. Tabela 2 Geração Alternativa Vantagens e Desvantagens Fonte: Facioli (2008)

22 21 Observa-se na tabela 2, que a biomassa é uma boa opção para o setor energético, levando em consideração as tecnologias disponíveis e visando atender as necessidades básicas de consumo para a sociedade ENERGIA TÉRMICA BIOMASSA Através da fotossíntese, as plantas capturam energia do sol e transformam em energia química. Esta energia pode ser convertida em eletricidade, combustível ou calor. As fontes orgânicas que são usadas para produzir energias usando este processo são chamadas de biomassa (PORTAL SÃO FRANCISCO, 2008). Os combustíveis mais comuns da biomassa são os resíduos agrícolas, madeira e plantas como a cana-de-açúcar, que são colhidos com o objetivo de produzir energia. O lixo municipal pode ser convertido em combustível para o transporte, indústrias e mesmo residências. A produção de energia elétrica a partir da biomassa, atualmente, é muito defendida como uma alternativa importante para países em desenvolvimento e também outros países. Programas nacionais começaram a ser desenvolvidos visando o incremento da eficiência de sistemas para a combustão, gaseificação e pirólise da biomassa. Entre os programas nacionais bem sucedidos no mundo citam-se: O PROÁLCOOl no Brasil; Aproveitamento de biogás na China; Aproveitamento de resíduos agrícolas na Grã Bretanha; Aproveitamento do bagaço de cana-de-açúcar nas Ilhas Maurício; Coque vegetal no Brasil; Uma das principais vantagens da biomassa é que, embora de eficiência reduzida, seu aproveitamento pode ser feito diretamente, por intermédio da combustão em fornos e caldeiras. Para aumentar a eficiência do processo e reduzir impactos socioambientais, tem-se desenvolvido e aperfeiçoado tecnologias de conversão mais eficientes, como a gaseificação e a pirólise, também sendo comum a co-geração em sistemas que utilizam a biomassa como fonte energética. Pode-se observar a participação da biomassa em 30% dos empreendimentos de co-geração em operação no País.

23 22 A médio e longo prazo, a exaustão de fontes não-renováveis e as pressões ambientalistas poderão acarretar maior aproveitamento energético da biomassa. Atualmente, a biomassa vem sendo cada vez mais utilizada na geração de eletricidade, principalmente em sistemas de co-geração e no suprimento de eletricidade para demandas isoladas da rede elétrica. Segundo dados da Agência Internacional de Energia (AIE), divulgados no Brasil pelo Ministério de Minas e Energia (MME, 2008), em vinte anos, cerca de 30% do total de energia consumida pela humanidade será através da biomassa. Em geral, esse tipo de energia é limpa. Ou seja, não produz poluição nem se esgota e é renovável. Essa forma está crescendo rapidamente em todo o mundo. O governo federal está aproveitando a novidade para aumentar o incentivo à produção dessas novas fontes energéticas. A biomassa ou bioenergia é produzida através da combustão, gaseificação, fermentação ou produção de substâncias líquidas, a partir de material vegetal, entre eles diversos tipos de árvores (lenhas e carvão vegetal), alguns óleos vegetais (amendoim, girassol, soja e dendê), resíduos agrícolas, agroindustriais e urbanos (BIOENERGIA, 2008). Com a aprovação do Programa Nacional de Incentivo às Fontes Alternativas de Energia (PROINFA), o País passa a investir pesado no desenvolvimento dessas novas energias. O professor e pesquisador da Universidade Federal do Paraná (UFPR), Dimas Silva, destaca que no uso de biomassa para a produção energética o custo é mais baixo, já que são realizados com resíduos abundantes em todo o País. O Brasil, nesse sentido, é privilegiado em relação aos demais países. Ele é responsável por 1/4 de toda a produção vegetal mundial. Nesse tipo de produção se aproveita tudo e a maioria dos resíduos está em falta em vários países (CHUEIRE, 2008). Mas o professor alerta que, mesmo tendo grandes quantidades de resíduos, o potencial não é totalmente aproveitado. Segundo ele, apesar de ser a forma de energia mais popular, ainda falta um incentivo para que ela se desenvolva e atenda uma demanda de energia elétrica em grande quantidade. Ela ainda não é utilizada em larga escala, como deveria. Somente algumas empresas, como siderúrgicas, de papel e madeireiras, do Sul e Sudeste, por exemplo, aproveitam os resíduos (CHUEIRE, 2008). Um dos exemplos de usina termelétrica a base de biomassa está no Paraná: é a Ecoluz. A usina funciona em Guarapuava, no centro do Estado, e aproveita a madeira para produzir cerca de 10 mil kw/h (quilowatts por hora) de energia elétrica.

24 23 Aos poucos algumas iniciativas destacam a importância da renovação das fontes energéticas e utilizam á biomassa como combustível para a produção de energia elétrica. Os projetos mais elaborados e com menos custos são implantados em pequenas comunidades, distantes dos grandes centros urbanos. Um exemplo é o projeto desenvolvido pelo Centro Nacional de Referência em Biomassa (CENBIO). O coordenador de pesquisas em óleos vegetais do CENBIO, Orlando Cristiano ressalta a evolução do processo que está sendo implantado em pequenas comunidades. O primeiro projeto implantado ocorreu na cidade de Moju, no Pará (CENBIO, 2008). O projeto Programa para geração de energia a partir de óleos vegetais na Amazônia foi realizado para o desenvolvimento e comercialização do sistema de geração de eletricidade, com tecnologia nacional, e de fácil operação e manutenção. Esse programa foi desenvolvido em parceria com a coordenação de engenharia da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) e a Prefeitura de Moju. "A distribuição de eletricidade foi feita por meio do uso de geradores a diesel convencionais, adaptados para funcionar com óleo vegetal. O uso é fácil e qualquer morador da comunidade pode comandar as ações. Depois de instaladas, nós só acompanhamos os resultados para ver como está sendo feita a geração de energia. Esse tipo de produção de energia é o essencial para pequenos vilarejos, além de ter baixo custo" (CENBIO, 2008) Sistemas de Co-Geração da Biomassa Os sistemas de co-geração, que permitem produzir simultaneamente energia elétrica e calor útil, configuram a tecnologia mais racional para a utilização de combustíveis, além de demandar potência elétrica e térmica, dispõem de combustíveis residuais que se integram de modo favorável ao processo de co-geração. A co-geração é usada em grande escala no mundo, inclusive com incentivos de governos e distribuidoras de energia Usinas de Açúcar a Álcool A produção elétrica nas usinas de açúcar e álcool, em sistemas de co-geração que usam o bagaço de cana-de-açúcar como combustível, é uma prática tradicional deste segmento, em todo o Mundo. O que diferencia seu uso é a eficiência com que o potencial do bagaço é aproveitado.

25 24 No Brasil, maior produtor mundial de cana-de-açúcar (Kitayama, 2008), a co-geração nas usinas de açúcar e álcool também é uma prática tradicional, produzindo-se entre 20 a 30 kwh por tonelada de cana-de-açúcar moída, como energia elétrica e mecânica, esta última usada no acionamento direto das moendas. A figura 2 mostra o potencial da geração excedente de energia elétrica no setor sucroalcooleiro. Figura 2 Potencial Sucroalcooleiro de geração no Brasil Fonte: CENBIO (2008) A co-geração com bagaço irá certamente melhorar a economicidade da produção sucroalcooleira, aumentando a competitividade do álcool carburante. O bagaço volumoso é de difícil transporte, implicando em gasto adicional, tornando a geração de eletricidade na própria região da usina mais barata. Mais econômica é gerar eletricidade associada à geração de calor de processo para uso na usina, conservando-se energia (SEBRAE,2005). A disponibilidade de combustíveis derivados do petróleo é superior a de bagaço de cana-de-açúcar, pois existe uma rede de distribuição de combustíveis em todo o país. Trata-se de substituir o óleo combustível pelo bagaço da cana-de-açúcar apenas em regiões onde há viabilidade. O conteúdo de energia do álcool produzido chega a 6,23 unidades para cada unidade de energia utilizada em sua fabricação (SEBRAE, 2005).

26 25 A forma mais eficiente e limpa de gerar energia elétrica com bagaço é através de tecnologias modernas, como a Integrated Gasification Combined Cicle (IGCC). O processo gaseifica o bagaço e o gás produzido alimenta a câmara de combustão de uma turbina a gás. Esta tecnologia possibilita o aproveitamento integral da cana-de-açúcar Indústria de Papel e Celulose Do mesmo modo que na indústria sucro-alcooleira, 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 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. A tecnologia de produção de celulose mais difundida no Brasil é o processo Kraft, que emprega uma solução de hidróxido de sódio/sulfito de sódio, o licor branco, para separar a celulose da matéria-prima lenhosa, na etapa denominada digestão Outras Indústrias Ainda podem ser citadas as agroindústrias que empregam este combustível em sistemas de co-geração, como é o caso de diversas unidades de processamento de suco de laranja no Estado de São Paulo, e resíduos agrícolas utilizados no sul do país, que adotam tecnologias bastante similares às usinas de açúcar e álcool, utilizando turbinas a vapor de contrapressão com tipicamente 21 bar e 280 C como condições para o vapor vivo (CENBIO, 2008) No sul do país há um grande potencial a ser explorado como mostra a figura 3.

27 26 Figura 3 Potencial de geração de Energia com Resíduo Agrícola na Região Sul Fonte: CENBIO (2008) Pode-se ainda citar neste contexto o aproveitamento de resíduos sólidos urbanos gerados à taxa média diária de 1 kg per capita cada vez mais problemáticos quanto à sua disposição final, pois estes resíduos contém: Material reciclável (vidro, metais, papel limpo, alguns plásticos); Compostos biodegradáveis passíveis de serem convertidos em adubo orgânico Disponibilidade de Recursos e Consumo de Biomassa Embora grande parte da biomassa seja de difícil contabilização, devido ao uso nãocomercial, segundo a ANEEL (2008) estima-se que, atualmente, ela possa representar até 14% de todo o consumo mundial de energia primária. Em alguns países em desenvolvimento, essa parcela pode aumentar para 34%, chegando a 60% na África conforme demonstrado na tabela 3.

28 27 País ou Região Biomassa Outros Total Mundial China Leste Asiático Sul da Ásia América Latina África Países em Desenvolvimento Países da OCDE Tabela 3 Consumo de Biomassa Fonte: ANEEL (2008) Atualmente, várias tecnologias de aproveitamento estão em fase de desenvolvimento e aplicação. Mesmo assim, estimativas da Agência Internacional de Energia (AIE) indicam que, futuramente, a biomassa ocupará uma menor proporção na matriz energética mundial cerca de 11% em 2020 (CENBIO, 2008). Segundo Kitayama (2008), a precariedade e a falta de informações oficiais, sobre o uso da biomassa, para fins energéticos, deve-se principalmente aos seguintes fatores: Trata-se de um energético tradicionalmente utilizado em países pobres e setores menos desenvolvidos; Trata-se de uma fonte energética dispersa, cujo uso, via de regra, é ineficiente; O uso da biomassa para fins energéticos é indevidamente associado a problemas de desflorestamento e desertificação. Entretanto, essa imagem da biomassa está mudando, devido aos seguintes fatores: Esforços recentes de mensuração mais acurada do seu uso e potencial, por meio de novos estudos, demonstrações e plantas-piloto; Uso crescente da biomassa como um vetor energético moderno (devido ao desenvolvimento de tecnologias eficientes de conversão), principalmente em países industrializados; Reconhecimento das vantagens ambientais do uso racional da biomassa, principalmente no controle das emissões de CO 2 e enxofre. No Brasil, a imensa superfície do território nacional, quase toda localizada em regiões tropicais e chuvosas, oferece excelentes condições para a produção e o uso energético da biomassa em larga escala. Além da produção de álcool, queima em fornos, caldeiras e outros

29 28 usos não-comerciais, a biomassa apresenta grande potencial no setor de geração de energia elétrica. No caso específico do Estado de São Paulo, Miranda (2008) afirma que é intensa a produção de biomassa energética por meio da cana-de-açúcar, sendo comparável à produção de energia hidráulica. O Estado é importador de eletricidade (40% do que consome) e exportador de álcool para o resto do País. Verifica-se, portanto, que, apesar da produção de biomassa ser mundialmente considerada uma atividade extremamente demandante de terras, mesmo numa região com alta densidade demográfica é possível encontrar áreas para essa atividade. A maior parte da energia dessa biomassa é utilizada na produção do etanol combustível líquido. A produção de madeira, em forma de lenha, carvão vegetal ou toras, também gera uma grande quantidade de resíduos, que podem igualmente ser aproveitadas na geração de energia elétrica. Os Estados brasileiros com maior potencial de aproveitamento de resíduos da madeira, oriunda de silvicultura, para a geração de energia elétrica são Paraná e São Paulo. O tipo de produção de madeira, atividade extrativista ou reflorestamento, influi na distribuição espacial dos resíduos gerados. Nos casos de extração seletiva e beneficiamento descentralizado, o aproveitamento de resíduos pode se tornar economicamente inviável. Atualmente, o recurso de maior potencial para geração de energia elétrica no País é o bagaço de cana-de-açúcar. A alta produtividade alcançada pela lavoura canavieira, acrescida de ganhos sucessivos nos processos de transformação da biomassa sucroalcooleira, têm disponibilizado enorme quantidade de matéria orgânica sob a forma de bagaço nas usinas e destilarias de cana-de-açúcar, interligadas aos principais sistemas elétricos, que atendem a grandes centros de consumo dos Estados das regiões Sul e Sudeste. Além disso, o período de colheita da cana-de-açúcar coincide com o de estiagem das principais bacias hidrográficas do parque hidrelétrico brasileiro, tornando a opção ainda mais vantajosa (KITAYAMA, 2008). Na produção de etanol, cerca de 28% da cana-de-açúcar é transformada em bagaço. Em termos energéticos, o bagaço equivale a 49,5%, o etanol a 43,2% e o vinhoto a 7,3%. Mesmo com esse alto valor energético, o bagaço é pobremente utilizado nas usinas, sendo praticamente incinerado na produção de vapor de baixa pressão (20 kgf/cm2). Esse vapor é utilizado em turbinas de contrapressão nos equipamentos de extração (63%) e na geração de eletricidade (37%). A maior parte do vapor de baixa pressão (2,5 kgf/cm2) que deixa as turbinas é utilizada no aquecimento do caldo (24%) e nos aparelhos de destilação (61%); o restante (15%) não é aproveitado (ANEEL, 2008).

30 29 A análise de Kitayama (2008), compara o preço do etanol ao petróleo da seguinte forma: Temos um trabalho no qual procuramos mostrar que em uma tonelada de cana-de-açúcar, um terço da energia primária está nos açúcares de caldo, que é usado para produzir açúcar e etanol. O outro um terço está no bagaço e o terceiro terço, na palha. A soma dos três terços corresponde a 1,718 milhão de quilocalorias. Potencialmente, dois terços do potencial de energia está na biomassa. Se compararmos 1,718 milhão de quilocalorias com um barril de petróleo (que tem 1,385 milhão de quilocalorias) significa que a energia primária em uma tonelada de cana-de-açúcar representa 120% da energia contida em um barril de petróleo. Um barril de petróleo, hoje, custa U$140,00. Uma tonelada de cana-de-açúcar está custando cerca de U$15,00 (KITAYAMA, 2008). Em média, cada tonelada de cana-de-açúcar processada requer cerca de 12 kwh de energia elétrica, o que pode ser gerado pelos próprios resíduos da cana-de-açúcar (palha, bagaço, vinhoto). Os custos de geração já são competitivos com os do sistema convencional de suprimento, o que possibilita a auto-suficiência do setor em termos de suprimento energético, por meio da co-geração (Kitayama, 2008). Em alguns Estados brasileiros, principalmente na Região Amazônica, verifica-se também a importância de várias plantas para a produção de óleo vegetal, que pode ser queimado em caldeiras e motores de combustão interna, para a geração de energia elétrica e o atendimento de comunidades isoladas do sistema elétrico. Entre essas plantas destaca-se o dendê, com produtividade média anual de 4 toneladas de óleo por hectare (dez vezes maior que a da soja, por exemplo) e a maior disponibilidade tecnológica para o uso do óleo. Outras culturas e grande potencial são o buriti, o babaçu e a andiroba, fartamente encontrados naquela região (CENBIO, 2008). A figura 4 apresenta uma estimativa do potencial para geração de energia elétrica a partir de óleo de palma (dendê).

31 30 Figura 4 Potencial de geração de energia elétrica a partir do óleo de palma (dendê) Fonte: CENBIO (2008) Outros resíduos agrícolas também apresentam grande potencial no setor de geração de energia elétrica. Os mapas das Figuras 5, 6 e 7 ilustram os potenciais de aproveitamento da casca de arroz, da casca de castanha de caju e da casca de coco-da-baía, respectivamente. Figura 5 Potencial de geração de energia elétrica a partir da casca de arroz Fonte: CENBIO (2008)

32 31 Figura 6 Potencial de geração de energia elétrica a partir da casca de castanha de caju Fonte: CENBIO (2008) Figura 7 Potencial de geração de energia elétrica a partir da casca de coco-da-baía Fonte: CENBIO (2008)

33 Tecnologias de Aproveitamento O aproveitamento da biomassa pode ser feito por meio da combustão direta (com ou sem processos físicos de secagem, classificação, compressão, corte/quebra), de processos termoquímicos (gaseificação, pirólise, liquefação e transesterificação) ou de processos biológicos (digestão anaeróbia e fermentação). A Figura 8 apresenta um diagrama relacionando as fontes de biomassa com os processos de conversão e o tipo energético de combustível resultante. Figura 8 Diagrama dos Processos de Conversão Energética da Biomassa Fonte: CENBIO (2008) Segundo Costa (2006), as principais tecnologias de aproveitamento energético da biomassa são: Combustão direta: combustão é a transformação da energia química dos combustíveis em calor, por meio das reações dos elementos constituintes com o oxigênio fornecido. Para fins energéticos, a combustão direta ocorre essencialmente em fogões (cocção de alimentos), fornos (metalurgia, por exemplo) e caldeiras (geração de vapor, por exemplo). Embora muito prático, o processo de combustão direta é normalmente muito ineficiente. Outro problema da combustão direta é a alta umidade (20% ou mais no caso da lenha) e a

34 33 baixa densidade energética do combustível (lenha, palha, resíduos), o que dificulta o seu armazenamento e transporte. Gaseificação: como o próprio termo indica, 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 é ar ou oxigênio que está sendo usado na oxidação. A gaseificação de biomassa, no entanto, não é um processo recente. Atualmente, esse renovado interesse deve-se principalmente à limpeza e versatilidade do combustível gerado, quando comparado aos combustíveis sólidos. A limpeza se refere à remoção de componentes químicos nefastos ao meio ambiente e à saúde humana, entre os quais o enxofre. A versatilidade se refere à 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 sintético, que pode ser usado na síntese de qualquer hidrocarboneto. Pirólise: a 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. Além de gás combustível, a pirólise produz alcatrão e ácido piro-lenhoso. A relação entre a quantidade de lenha (material de origem) e a de carvão (principal combustível gerado) varia muito, de acordo com as características do processo e o teor de umidade do material de origem. Em geral, são necessárias de quatro a dez toneladas de lenha para a produção de uma tonelada de carvão. Se o material volátil não for coletado, o custo relativo do carvão produzido fica em torno de dois terços daquele do material de origem (considerando o conteúdo energético).

35 34 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. Nos processos de pirólise rápida, sob temperaturas entre 800 C e 900 C, cerca de 60% do material se transforma num gás rico em hidrogênio e monóxido de carbono (apenas 10% de carvão sólido), o que a torna uma tecnologia competitiva com a gaseificação. Todavia, a pirólise convencional (300 C a 500 C) ainda é a tecnologia mais atrativa, devido ao problema do tratamento dos resíduos, que são maiores nos processos com temperatura mais elevada. 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. Ensaios de laboratório têm sido realizados no Laboratório de Combustíveis Alternativos da Universidade Estadual de Campinas. Digestão anaeróbia: a 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 e resíduos industriais) 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. 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 kcal por metro cúbico. O efluente gerado pelo processo pode ser usado como fertilizante. Fermentação: fermentação é um processo biológico anaeróbio em que os açúcares de plantas 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,