Biomassa

Pode ser considerado biomassa todo recurso renovável que provêm de matéria orgânica – de origem vegetal ou animal – tendo por objetivo principal a produção de energia.

A biomassa é uma forma indireta de aproveitamento da luz solar: ocorre a conversão da radiação solar em energia química por meio da fotossíntese, base dos processos biológicos de todos os seres vivos. É uma fonte de energia limpa e renovável que deve ser largamente explorada no Brasil. Pode ser classificação em biomassa de Base Seca e de Base Úmida.

Vantagens

Uma das principais vantagens da biomassa de Base Seca é que seu aproveitamento pode ser feito diretamente, por meio da combustão em fornos, caldeiras, etc. Para que seja aumentada a sua eficiência e sejam reduzidos os impactos socioambientais no processo de sua produção, estão sendo desenvolvidas e aperfeiçoadas tecnologias de conversão mais eficazes como a gaseificação e a pirólise.

Também a co-geração em sistemas que utilizam a biomassa de Base Úmida como fonte energética vem sendo bastante utilizada na geração de eletricidade, principalmente em sistemas de co-geração e no fornecimento de energia elétrica para demandas isoladas da rede elétrica.

Uma outra importante vantagem é que o aumento na sua utilização pode estar associado à redução no consumo de combustíveis fósseis, como o petróleo e seus derivados, que não são matérias-primas renováveis.

O Brasil, por possuir condições naturais e geográficas favoráveis à produção de biomassa de Base Seca podendo assumir posição de destaque no cenário mundial na produção e no uso como recurso energético. Por sua situação geográfica, o país recebe intensa radiação solar ao longo do ano – o que é a fonte de energia fundamental para a produção de biomassa, quer seja para alimentação ou para fins agroindustriais. Outro aspecto importante é que possuímos grande quantidade de terra agricultável, com boas características de solo e condições climáticas favoráveis. No entanto, é necessária a conjugação de esforços no sentido de que esta produção ou o seu incremento seja feito de maneira sustentável, tanto do ponto de vista ambiental quanto social.

No estado de Santa Catarina, ocorre a produção de expressivos volumes de biomassas residuais de Base Úmida da atividade pecuária, da indústria de alimentos, de orgânicos urbanos e dos lodos de estações de tratamento de esgoto, que têm grande potencial para a produção de energias renováveis e biofertilizantes, quando processadas por biodigestão anaeróbia. Igualmente, a captura dessas biomassas contribui para a qualidade ambiental e para a saúde humana, permite a criação e a expansão de novos mercados econômicos e, consequentemente, a geração de emprego e renda. Para o desenvolvimento do setor, faz-se necessário a criação e a implantação de mecanismos de políticas públicas que favoreçam a produção de biogás em escala comercial, o desenvolvimento desse setor econômico e o conhecimento científico. O processo de biodigestão reduz a carga orgânica da matéria prima, entretanto, não reduz a carga de minerais do efluente biodigerido, rico em nitrogênio, fósforo e potássio, componentes nobres para a fertilização do solo. Portanto, o controle sobre o destino desses efluentes biodigeridos é economicamente e ambientalmente importante. Se transformado em biofertilizante, permite a geração de renda e reduz eventuais danos ambientais.

 

Rotas possíveis para conversão de biomassa em energia

Existem diversas rotas para a biomassa energética, com extensa variedade de fontes – que vão desde os resíduos agrícolas, industriais e urbanos até as culturas plantadas exclusivamente para a obtenção de biomassa. As tecnologias para os processos de conversão são as mais diversas e incluem desde a simples combustão ou queima para a obtenção da energia térmica, até processos físicos-químicos e bioquímicos complexos para a obtenção de combustíveis líquidos e gasosos.

 

Principais fontes de biomassa

Biomassa de cultivos agrícolas

Entre as biomassas de cultivos agrícolas, o bagaço e a palha de cana são consideradas algumas das mais importantes no contexto da agricultura brasileira, sendo aproveitadas em caldeiras para gerar energia nas usinas, além do excedente energético ter a possibilidade de ser acrescido ao sistema elétrico. Além dos resíduos provenientes da cultura da cana-de-açúcar, a grande maioria das culturas brasileiras gera biomassa que podem ser utilizadas para a geração de energia. No entanto, grande parte é queimada ou retorna ao solo através da incorporação dos restos de cultura. Podemos citar outros resíduos tais como: a casca de arroz, cascas de castanhas, coco da Bahia, coco de babaçu e dendê, cascas de laranjas, etc.

Biomassa de origem vegetal

Parte da demanda energética brasileira ainda é atendida pela queima de madeira. De acordo com o LPF/Ibama, os cerca de 50 milhões de metros cúbicos de madeira em tora extraídos por ano na região amazônica produzem apenas 20 milhões de metros cúbicos de madeira serrada. Do total, aproximadamente 60% é desperdiçado nas serrarias durante o processamento primário. Em geral, mais 20% são desperdiçados no processamento secundário, gerando um imenso volume de resíduos.

No Brasil, existe ainda muito resíduo proveniente da atividade florestal sendo desperdiçado, podendo, se bem utilizado, significar um acréscimo na geração de energia principalmente para comunidades que não são beneficiadas pelo sistema elétrico nacional.

 

Biomassa contida nos Resíduos Sólidos Urbanos

Para fazer um diagnóstico do manejo de resíduos sólidos urbanos (RSU) no Brasil, o Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento (SNIS) de 2005 considerou uma amostragem que envolveu todos os municípios brasileiros acima de 3 milhões de habitantes – mas apenas 2% daqueles abaixo de 30.000 habitantes – em que a presença de lixões é predominante.

Segundo o estudo “Gestão de Resíduos no Brasil: uma visão geral”, publicado pela Associação Brasileira de Empresas de Limpeza Pública e Resíduos Especiais (Abrelpe) em 2007, a quantidade de RSU coletado no Brasil foi de 164.774 ton/dia, contra um total de 173.524 ton/dia gerados – o que indica uma boa eficiência global de coleta. Contudo, a destinação muitas vezes é inadequada, em especial nos municípios menores, onde predominam os lixões.

Os lixões são depósitos a céu aberto onde não há controle de chorume, poluente de elevada DBO. Perde-se ainda o gás metano gerado na fermentação, de elevado potencial de aquecimento global. Nesses depósitos, há ainda problemas decorrentes da presença de animais como ratos – que representam perigos à saúde – e urubus – que constituem risco às aeronaves, quando os depósitos se localizam próximos a aeroportos.

Existem iniciativas bem-sucedidas na reciclagem de materiais como latas de alumínio e vidros, mas a destinação da matéria orgânica permanece, em geral, uma questão mal equacionada. Os RSU no Brasil são ricos em matéria orgânica – cerca de 50% a 60% – o que ofereceria oportunidades importantes na geração de energia e na compostagem, em vez da solução geralmente aceita, que é a disposição em aterros sanitários. Em países desenvolvidos, as diretrizes são opostas, pois o Landfill Directive da União Européia (UE) já recomendava a redução drástica do envio de materiais biodegradáveis para aterros sanitários até o ano de 2006, com o objetivo de erradicar totalmente o aterramento desses materiais. Na UE, a potência instalada a partir de RSU em 2000 era de 8.800 MW (8.8 GW).

O uso para outros fins de áreas antes utilizadas como aterros sanitários é problemático – pois as emissões de metano podem perdurar até por cem anos, criando problemas de segurança (explosões, etc).

Se considerado o valor mais conservativo, teríamos 82 mil ton/dia de matéria orgânica no RSU. Se considerada a possibilidade de fermentação anaeróbia, tem-se a geração de 350 a 500 m3 de gás metano/ton, o que complementaria a demanda brasileira por gás combustível, do qual a principal fonte é o gás natural, com inconveniente dependência de fornecedores externos, além de se tratar de um recurso não-renovável.

Outra possibilidade é a incineração direta do resíduo, que gera um mínimo de 0,4 MW/ton. Se consideradas as 82 mil ton/dia, obter-se-ia uma potência de 1,36 GW. Desse modo, a incineração é um processo mais eficiente do que a geração por fermentação anaeróbia, mas apresenta o desafio de remoção de poluentes orgânicos persistentes (POP), objeto da Convenção de Estocolmo. Essa remoção é tecnicamente viável com a adoção de sistemas de tratamento de gases eficientes, com a possibilidade de conversão catalítica de poluentes.

 

Biomassa do esgotamento sanitário

Segundo estudo do IBGE publicado em 2000, no ano de 1989 apenas 47,3% dos municípios brasileiros dispunham de esgotamento sanitário. Até 2011, onze anos mais tarde, a situação não melhorou muito: 52,2% dispondo desses serviços. Em geral, quanto maior a população do município, maior a proporção de domicílios atendidos. As diferenças regionais são marcantes: apenas 7,1% dos municípios da região Sudeste não dispõem desse serviço, diante de 92,9% dos municípios da região Norte.

Se a cobertura do serviço é reduzida e o tratamento pouco abrangente, a situação se agrava quanto à destinação final. Dos municípios que dispõem de esgotamento, um terço trata esse efluente, ao passo que a maioria (dois-terços) despeja o material in natura no meio ambiente – geralmente em rios -provocando impactos ambientais negativos já bem conhecidos.

Ainda segundo o IBGE, o volume total de esgotos no Brasil atinge 14,5 milhões de m3/dia, o que resulta em 5,2 bilhões de m3/ano. Se essas informações forem cruzadas com dados qualitativos de Pereira Lima e Oliveira (fonte???), o teor médio de sólidos no esgotamento sanitário é 0,1%, dos quais 70% são de matéria orgânica (m.o.). Se considerada uma densidade de 0,8, o resultado é um total de 2,9 milhões ton m.o./ano.

Da mesma forma que é possível realizar a digestão anaeróbia do efluente de esgoto, além de priorizar a universalização do serviço, pode-se gerar biogás a partir da fermentação anaeróbia, produzindo metano para geração de energia elétrica ou uso veicular. Pode-se dar destinação diferenciada ou não ao lodo e ao efluente aquoso.

 

Biogás

Definição

O biogás é um composto gasoso com um considerável valor energético que ocorre através da decomposição de material orgânico em condições anaeróbias, ou seja, sem a presença de oxigênio. Deste processo é produzida uma mistura gasosa formada essencialmente por metano e gás carbônico, também na natureza e em diversos lugares, tais como, locais pantanosos, aterros sanitários, estações de tratamento de efluentes e esterqueiras. A composição do biogás apresenta ainda quantidades de enxofre, hidrogênio, amônia e vapor d’água que podem variar significativamente conforme a origem do substrato e processo de fermentação.

 

Potencial

O estado de Santa Catarina apresenta um grande potencial com relação à geração de biogás principalmente por ter uma renomada tradição no setor pecuário o qual responde por 34% das exportações do estado. A excelência neste segmento chama a atenção não somente com relação às qualidades dos rebanhos, como também aos números de animais. De acordo com estudos realizados pela FIESC em 2012 o estado ocupava o primeiro e terceiro lugares respectivamente quanto à produção de carnes suínas e de aves. Na época o rebanho efetivo de suínos era de 7.480.183 animais, enquanto que a soma de galos, frangos e pintos atingia 149.112.032 aves, ultrapassando o número de habitantes do estado em 24,5 vezes. Diante deste cenário a Companhia de Gás de Santa Catarina – SCGÁS solicitou que em 2008 fossem mapeados os locais de geração de biogás em todas as regiões catarinenses. Sendo assim, em um projeto executado pela Universidade Federal de Santa Catarina – UFSC através do departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental realizou-se o primeiro Inventário do Potencial Metanogênico efetuado no estado. Foi verificado naquele período que havia um potencial de aproximadamente 3.000.000 m³/dia de metano provenientes de quatro fontes principais de dejetos orgânicos, dentre os quais: Dejetos de criação de animais; Resíduos sólidos urbanos; Esgotos sanitários e Efluentes industriais. A Figura 1 apresenta as fontes dos resíduos e os respectivos potenciais de metano.  

 

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Através dos dados levantados pelo estudo foi gerado um mapa de produção metanogênica a partir do biogás conforme a Figura 2 pode demonstrar. As áreas mais escuras do mapa destacam a região oeste do estado as quais apontam um potencial acima de 60.000 m³/dia de produção metanogênica. Este valor poderia abastecer cerca de 20.000 veículos por dia ou suprir a demanda térmica de dez indústrias têxteis ou mesmo uma cerâmica de médio porte. O departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental da UFSC estima que hoje o potencial esteja na ordem de 4.000.000 m³/dia.

 

Mapeamento do potencial de produção de metano em Santa Catarina
Mapeamento do potencial de produção de metano em Santa Catarina

 

GNC (Gás Natural Comprimido) e Biometano

Mercado Atendido

Atualmente a SCGÁS está presente em todas as regiões de Santa Catarina e comercializa cerca de 1.900.000 m³/dia de gás natural. Para isto utiliza de seus mais de 1.100 km de rede os quais estão localizados predominantemente no litoral do estado onde se encontra a maior parte do parque industrial catarinense. Em locais não atendidos por gasodutos o gás natural é disponibilizado por modal GNC (Gás Natural Comprimido) e transportado via carretas até postos de combustíveis. A construção de redes de gás em direção ao Alto Vale do Itajaí e Serra Catarinense iniciou-se em 2010 e irá passar por dezesseis municípios. A Figura 3 apresenta a disposição da rede de gás natural e assinala os principais locais com geração potencial de metano  em amarelo. Os municípios destacados representam as cidades atendidas pelo gás natural.

 

Localização das redes de gás natural e potencial de produção de biogás
Localização das redes de gás natural e potencial de produção de biogás

 

Através da imagem acima percebe-se que as regiões da Serra, Planalto Norte, Extremo Sul, Meio Oeste e Oeste são atendidas atualmente pelo modal GNC, pois as construções de redes para estas regiões caracterizam-se por sua complexidade em terem que cruzar longas distâncias, possuírem longos prazos de execução e serem onerosas.

 

Oportunidades

Diante do potencial de biogás presente no estado há uma considerável possibilidade de expansão de rede de gás natural. O biogás, após ser purificado é usualmente chamado de biometano e pode ser elevado à categoria de gás natural. A Agência Nacional de Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis – ANP regulamentou através da Resolução N.ᵒ 8 de 30 de Janeiro de 2015 que o biogás oriundo de fontes agrossilvopastoris e comerciais purificado à 96,5% de metano possa ser utilizado com as mesmas finalidades do gás natural. Frente a este cenário o biometano poderia ser distribuído em redes dedicadas, por modal GNC em projetos estruturantes ou mesmo ser adicionado ao gás natural importado da Bolívia comercializado pela SCGÁS. Por outro lado, seguindo o viés ambiental, a maior parte do potencial de biogás gerado no estado é lançada livremente na atmosfera. Consequentemente, o gás metano que está presente no biogás e é 25 vezes mais poluidor que o gás carbônico com relação à produção do efeito estufa, também é emitido. Além da poluição atmosférica, os dejetos não tratados de animais podem alcançar corpos hídricos e lençóis freáticos e comprometer toda a bacia hidrográfica de uma região. Com o aproveitamento energético do biogás o gás metano seria convertido a gás carbônico, contribuindo com as reduções dos impactos no meio ambiente. Por ser renovável o biogás poderia ainda contribuir com os apelos ecológicos de indústrias que desejassem  consumir um energético com grande valor ambiental. Empresas interessadas em consumir um gás renovável poderiam repassar este atributo aos seus produtos, ganhando mais competitividade. A utilização de energias renováveis nas indústrias de Santa Catarina poderia levar ainda a criação de um “Selo Verde”, resultando em uma maior diferenciação frente ao mercado.

 

Projeto Biogás para SC – Etapas Concluídas

Através dos projetos realizados em parcerias com outras entidades a SCGÁS mapeou o potencial de metano no Estado, desenvolveu projetos de autossuficiência em energia elétrica em uma granja de suínos em Videira, visitou usinas de biometano na Europa, assinou memorandos de cooperação técnica-científica com entidades de pesquisa e auxiliou na estruturação do primeiro laboratório de análises de substratos e de biogás instalado na unidade da Embrapa em Concórdia dentre outras atividades. Quanto às medidas regulatórias e fiscais a SCGÁS participou de reuniões públicas com a ANP sobre especificação do biometano e conseguiu, junto à Secretaria de Estado da Fazenda – SEFAZ, a redução da base de cálculo de ICMS de 17% para 12%. A Figura 4 apresenta a linha do tempo com relação aos principais acontecimentos envolvendo o biogás.

 

Linha do tempo do biogás
Linha do tempo do biogás

 

Desafios do Projeto Biogás para SC

Modelo de distribuição e oferta do biometano:

O modal de distribuição do biometano será definido de acordo com as características de cada projeto. O fator distância entre a planta de biogás e o  mercado consumidor e rede de gás existente ou a ser construída será determinante na viabilidade do negócio. Como alternativas a estas  possibilidades o biometano poderá ser transportado por carretas via modal GNC, distribuído em redes dedicadas ou injetado em redes pré-existentes conforme a Figura 5 demonstra. A SCGÁS definirá em 2015 o posicionamento do biometano quanto ao modelo  de ofertar o produto, disponibilizando-o com a mesma tarifa do gás natural convencional e diluindo seus custos de aquisição e transporte, sejam eles relativos tanto ao modal de rede de gás ou GNC (via carretas), no mix de custo de suprimentos junto ao gás natural. Até o primeiro semestre de 2016 a SCGÁS pretende lançar o edital de compra de biometano em Santa Catarina.

 

Representação da distribuição do biometano via modal GNC
Representação da distribuição do biometano via modal GNC

 

Tropicalização de Tecnologias:

As tecnologias existentes para a produção e purificação do biogás são há muito tempo dominadas na Europa e EUA. No entanto, necessitam ser adaptadas às condições nacionais, como por exemplo, quanto à oferta de equipamentos já disponibilizados no país e quanto à busca de padrões construtivos que possam aproveitar os recursos naturais de uma região. Além disso, o apoio à pesquisa e desenvolvimento tecnológico torna-se fundamental no aperfeiçoamento das tecnologias e processos utilizados.

Políticas de incentivos fiscais:

O biogás, como a maioria das energias renováveis em desenvolvimento, necessita de apoios fiscais para ganhar escala e ser replicada em várias regiões, podendo assim ser disseminada na matriz energética.  A SCGÁS propõe que medidas de ordem tributárias sejam desenvolvidas e aplicadas em toda a cadeia do biogás, principalmente com relação à aquisição e desenvolvimento de equipamentos. Tais incentivos seriam de extrema  importância para o aproveitamento do potencial energético presente no estado  como também fortaleceria o crescimento das indústrias de Santa Catarina. 

Aspectos Regulatórios:

A utilização do biogás purificado, ou seja, o biometano como energético especificado foi recentemente aprovada pela ANP e está limitada ao biogás proveniente de fontes agrossilvopastoris e comerciais. A utilização do biogás proveniente de aterros sanitários possui restrições quanto ao seu emprego em função de compostos contendo sílica, os chamados siloxanos.  No entanto, este assunto poderia ser melhor avaliado tendo em vista seu enorme potencial de fornecimento. Em termos locais o biometano necessita do apoio da agência reguladora estadual para a devida regulamentação.

 

 

fapesc

 

 

Biogás – Contribuição do Grupo FAPESC Biogás – Pesquisa 

Sobre a Cadeia de Produção de Biogás e Benefícios Socioambientais e Econômicos, em considerando o exposto pelo Secretário do Desenvolvimento Econômico Sustentável (SDS),
Sr. Carlos Chiodini, em junho de 2015: “Nossa idéia é gerar mais energia e mais empregos, aumentando a atividade econômica”, é importante destacar que a cadeia do biogás e, assim,
do biometano, da eletricidade, da energia térmica e do biofertilizante, em comparação com
as demais cadeias de produção renováveis, é a que compartilha mais benefícios sociais e econômicos.

Os benefícios são:

Aos produtores rurais: trata-se de uma alternativa para a gestão dos resíduos da suinocultura, avicultura e bovinocultura que reduzem impactos ambientais sobre os corpos d’água, a saúde humana e animal.

  •  A geração descentralizada de energias, elétrica e térmica, e a produção de biocombustível e de biofertilizante agregam valores econômicos à produção pecuária.
  •  Para empreendimentos de usinas centralizadas em uma determinada região agrícola delimitada, o produtor rural se desfaz do passivo ambiental em sua propriedade.
  •  Para empreendimentos de usinas implantadas no formato de condomínios de agroenergia, organizados em sistema de cooperativa, cujo processo induz a um convívio de produção econômica que normalmente reverte em benefícios sociais.
  •  A biodigestão de resíduos agropecuários também é uma estratégia do Plano Setorial de Mitigação e de Adaptação às Mudanças Climáticas para a Consolidação de uma Economia de Baixa Emissão de Carbono na Agricultura – Plano ABC (http://www.agricultura.gov.br/desenvolvimento-sustentavel/plano-abc).
  •  À Agroindústria: passa a ser diretamente beneficiada com mais uma rota para a destinação de resíduos orgânicos excedentes da indústria da carne, destinados hoje (2015) a aterros, segundo pesquisadores do Embrapa Suínos e Aves de Concórdia/SC. As melhorias ambientais e técnicas conseqüentes de um correto manejo de resíduos impactam na qualidade e na imagem socioambiental dos produtos dessa indústria, possibilitando preservar mercados consolidados e atingir novos mercados. Cabe ressaltar que a produção agroindustrial de Santa Catarina é responsável por cerca de 30% do Produto Interno Bruto (PIB) do Estado. Igualmente, trata-se de um potencial setor para o consumo da eletricidade, da energia térmica, do biocombustível e do biofertilizante, advindos de usinas de biogás abastecidas com biomassas da própria cadeia produtiva.
  •  Quanto aos municípios e a gestão dos resíduos sólidos urbanos: no atual cenário nacional da Política Nacional de Resíduos Sólidos que exige dos municípios que apresentem programas para a gestão de seus resíduos, apresenta-se oportuno o aproveitamento da fração orgânica dos resíduos urbanos, matéria-prima em potencial para a produção de biogás. A destinação sustentável dessa biomassa evita que a mesma seja depositada em aterro sanitário, onde ocorre a formação de chorume e, consequentemente, a necessidade de tratamento desse. Também favorece a vida útil dos aterros.
  •  À indústria de fertilizantes: a transformação do efluente final biodegerido (digestato) em fertilizantes orgânicos e/ou organominerais possibilita o surgimento e o aprimoramento de uma nova cadeia de negócios, a geração de novos empregos e de renda.
  •  À logística: a produção em escala industrial do biogás pode impulsionar a cadeia logística de transporte hermético, seja para as biomassas, o digestato/fertilizantes ou ainda, o biometano.
  •  À indústria metal-mecânica e da construção civil: a demanda técnica desses setores impulsiona a instalação e/ou o aprimoramento da indústria da construção para a instalação de biodigestores, da produção de dutos e tubulações, de componentes elétricos e eletrônicos, de motores e bombas, etc.
  •  À indústria química: as possibilidades de uso dos gases componentes do biogás são inúmeras e outras indústrias podem se beneficiar do uso dos subprodutos, a exemplo do uso de dióxido de carbono (CO2) como gás de refrigeração ou até mesmo como matéria-prima para indústria química. 

Oportunidades

Diante do potencial de produção de biogás, presente no Estado, apresentam-se consideráveis possibilidades de: 

i. Expansão de rede de gás natural.
ii. Coprodução gasosa de CO2 para uso em refrigeração, na indústria química ou de alimentos.

iii. Cogeração de eletricidade e energia térmica (água quente.)

iv. Produção de biofertilizantes em forma líquida e/ou seca.

v. Captura de minerais dos efluentes biodigeridos (fósforo e potássio).

vi. Resgate de água de reuso.

Algumas constatações referentes aos itens mencionados:

Posição ii), sobre CO2:

  •  A partir de 2016, a exportação de frango à Europa deverá cumprir a
  •  Santa Catarina importa hoje (2015) de Estados federativos vizinhos e da legislação européia de bem-estar animal que determina o uso do CO2 no abate animal. Argentina, 100% do CO2 utilizado na indústria metal-mecânica para a solda.
  •  Também a indústrias de bebidas carbonatadas importam 100% do CO2.
  •  A energia térmica possibilita a redução do uso da madeira (biomassa sólida) em caldeiras da indústria catarinense de alimentos, cerâmica e outras.

Posição iii), sobre a cogeração de energia elétrica e o Plano Nacional de Energia Distribuída, leia-se a série “ESTUDOS DA DEMANDA DE ENERGIA” pela EPE,

Empresa Brasileira de Energia, dentre outros:

  •  NOTA TÉCNICA DEA 13/14 sobre a Demanda de Energia 2050;
  •  NOTA TÉCNICA DEA 26/14 Avaliação da Eficiência Energética e Geração Distribuída para os próximos 10 anos (2014-2023)

Por ser renovável, o biogás pode vir ao encontro dos apelos do consumidor à indústria de alimentos para a “produção verde” de produtos de consumo, a partir da responsabilidade ambiental e da qualidade de vida animal, inerentes ao produto. Empresas e indústrias interessadas em consumir o biogás e seus derivados (eletricidade, energia térmica, biometano, biofertilzante, água de reuso), podem vir a repassar o tributo dessa inserção aos seus produtos, por exemplo, a partir de selos verdes.

Em havendo no Estado de Santa Catarina a produção de grandes volumes de resíduos orgânicos que podem ser utilizados para a produção de energias renováveis, dentre elas o biogás, há a necessidade de se conhecer, de forma mais detalhada, o real potencial energético dessas biomassas, segundo pesquisadores partícipes do Grupo FAPESC Biogás-Pesquisa, seja para auxiliar nas definições de políticas públicas, seja como ferramenta para tomada de decisão de empresas públicas ou privadas para empreender nessa cadeia de produção do biogás:

  •  Onde se encontra a biomassa para usinas centralizadas de biogás: faz-se necessário mapear pontualmente a disponibilidade destes substratos para saber onde e qual o montante disponível;
  • Qual o valor energético destas biomassas: conhecer quais os potenciais energéticos de cada substrato, seja para o uso na combustão direta da biomassa, mas, sobretudo, quanto à transformação dessas em biogás. Vale lembrar que grande parte dos dados utilizados sobre o potencial energético de biomassas ainda são de outros países e não há uma base de dados para as biomassas de Santa Catarina ou do Brasil, o que resulta em dados aproximados e inferências que podem ser equivocadas, segundo pesquisadores da Embrapa Suínos e Aves. 
  •  Qual a demanda energética descentralizada no Estado à produção energética na ponta da distribuição de eletricidade e de gás: saber onde e quanto de energia é necessário para que a geração e o consumo estejam integrados no contexto desse tipo de produção descentralizada e distribuída.
  •  Propor políticas públicas para a compra dos produtos por empresas estatais ou mistas, em especial a eletricidade e o biometano, por um espaço de tempo pré-estabelecido e com preços pré-fixados, que respondam às necessidades e valores conseqüentes de estudos de viabilidade econômica (2015) para usinas com tecnologia de ponta para a produção de biogás em escala industrial. Tais políticas facilitam o acesso ao crédito em bancos financiadores regionais e nacionais e impulsionam o desenvolvimento desse mercado.
  • Incentivar, através da pesquisa, a identificação e a otimização de processos da cadeia de produção do biogás. Dentre os processos identificados é importante considerar que os produtos gerados devem ter seu uso ou tratamento adequado, possibilitando práticas ambientais sustentáveis. 
  •  Incentivar a indústria metal-mecânica através da facilidade ao crédito à inovação para a produção nacional de equipamentos como cogeradores, agitadores para biomassas, capturadores de ácido sulfídrico do biogás, filtros de carvão para o biogás, bombas de impulsão e sucção, etc. 
  •  Incentivar a coprodução gasosa de CO2 para uso na indústria química ou alimentar, resultante do processo de purificação do biogás para biometano.
  •  Incentivar a cogeração no processo de geração de eletricidade. 

Cogeradores

Existem diferentes tipos e sistemas de motores de combustão, de diversas potências que no estágio atual da tecnologia nacional (2015) ainda são importados, o que permite o desenvolvimento de uma nova cadeia de produção industrial para estes e outros equipamentos mecânicos para as usinas de biogás. Cogeradores refrigerados a água, em circuito fechado, disponibilizam como subproduto a água quente (energia térmica), muito usada na indústria de alimentos no Estado. Também o ar quente conseqüente da combustão pode ser usado na secagem de grãos ou na secagem do biofertilizante semisseco (efluente final/digestato).

Biogás e ANEEL

Existem algumas normativas da ANEEL de incentivo à geração elétrica por resíduos orgânicos poluentes e que desoneram a transmissão e distribuição de eletricidade. Produção de biofertilizantes em forma líquida e/ou seca. O processo de biodigestão reduz a carga orgânica da matéria prima, de patógenos e de odores sem, porém, reduzir a carga dos minerais do efluente biodigerido (digestato). Tais minerais são o nitrogênio, o fósforo e o potássio, usados na fertilização de solos. Pode-se afirmar, por esta via, que também o digestato é um subproduto potencialmente importante para o mercado nacional. Dependendo da concentração de sólidos das biomassas do biofermentador será a concentração de sólidos do digestato que poderá ser separado por centrífuga em semisseco e líquido, permitindo duas vias de manufaturamento e a criando de novas linhas de produção industrial para a economia do Estado.

Por outro lado, se mal conduzido nessa cadeia de produção, o digestato apresenta um grande potencial poluidor. Precisa ser tratado a fim de reduzir danos ambientais e mitigar as emissões de gases de efeito estufa. Também os efluentes orgânicos industriais e urbanos biodigeridos apresentam alto potencial de poluição. Nesses podem ser encontrados poluentes químicos (metais pesados) e orgânicos (biomoléculas) em quantidade. Apesar da pouca preocupação com esses efluentes, fica evidente a necessidade de tratamento dos mesmos, especialmente devido à presença de elevadas concentrações nutricionais, de metais pesados e outros componentes tóxicos que, quando mal empregados, comprometem áreas férteis de produção de alimentos, poluem fontes de água e recursos hídricos e emitem gases poluentes. A caracterização desses efluentes, proveniente de diferentes fontes, é imprescindível para a determinação de rotas sustentáveis de reciclagem segundo as potencialidades de cada qual.

Biofermentadores e Tecnologia de Ponta

As características físicas dos biofermentadores e as características do habitat bacteriano apresentam exigências técnicas específicas como: forma física, composição e agitação das biomassas, ciclos de alimentação das bactérias e temperatura habitat que visam à eficiência na produção de biogás. Assim, o apoio à pesquisa, à inovação e ao desenvolvimento tecnológico torna-se fundamental no aperfeiçoamento das tecnologias e dos processos.