Os materiais orgânicos, ou seja, a biomassa, são os protagonistas do sistema de energia, de muitas maneiras diferentes e com tecnologias cada vez mais avançadas e sustentáveis. O que é biomassa como fonte de energia No campo da energia, a biomassa é definida como todas as substâncias derivadas de organismos vivos que podem ser usadas como fonte de energia. Essa é uma definição abrangente que, no entanto, requer um esclarecimento fundamental. Os combustíveis fósseis (carvão, petróleo, gás natural) também são derivados de seres vivos, mas, como o termo indica, são organismos que viveram em um passado remoto e se fossilizaram com o tempo. A biomassa, por outro lado, vem de organismos muito recentes, como árvores recém-cortadas ou excrementos de animais. Para fins de clareza, portanto, a biomassa é definida como materiais orgânicos não fossilizados. Essa distinção implica uma diferença fundamental do ponto de vista do fornecimento de energia: os combustíveis fósseis acabarão mais cedo ou mais tarde, porque o tempo de fossilização dos organismos recentes aponta para um futuro tão distante que não pode ser considerado; a biomassa se renova, porque é a própria vida que está se renovando constantemente. As árvores crescem, os animais nascem e se reproduzem. É nesse ponto que se cruza a linha entre fontes não renováveis e renováveis. Tipos de biomassa As biomassas podem ser divididas em três categorias, de acordo com sua origem biológica: biomassa vegetal: inclui madeira e resíduos de atividades agrícolas, florestais e de jardinagem. Também inclui culturas energéticas, ou seja, culturas especificamente destinadas a fins energéticos; biomassa animal: trata-se principalmente de estrume, como esterco, mas também de resíduos animais; biomassa microbiana: são as substâncias orgânicas presentes no solo, resultado da decomposição realizada por fungos e bactérias. Além disso, os mesmos microrganismos são, por si só, uma possível fonte de energia, que pode ser cada vez mais explorada graças à inovação tecnológica. Uma maneira alternativa de categorizá-las é com base em seu estado físico: biomassa sólida: inclui madeira, esterco, lixo e resíduos orgânicos; biomassa líquida: pode ser biomassa em estado líquido (como esgoto animal e efluentes civis e industriais) ou - cada vez mais - biomassa que foi liquefeita como resultado de um processo artificial, como óleos vegetais e biocombustíveis líquidos; biomassa gasosa: trata-se essencialmente de biogás, um gás produzido sinteticamente e usado como biocombustível. Com qual finalidade a biomassa pode ser usada? Na produção de energia, a diferença fundamental é entre o uso tradicional e o moderno. O uso tradicional consiste na simples combustão de biomassa prontamente disponível (como esterco e madeira) para fins imediatos. Assim, por exemplo, na cozinha e para aquecimento por meio de fornos, lareiras ou fogões. O uso moderno, por outro lado, consiste em cultivar especialmente a biomassa ou processá-la adequadamente para uso industrial, de modo a maximizar a eficiência, a segurança para a saúde e a sustentabilidade. Em especial, atualmente a madeira bruta é frequentemente substituída por pellets de madeira de alta qualidade, baratos e eficientes: eles são usados para aquecimento de ambientes e de água, tanto para fins sanitários quanto para alimentar sistemas de ar condicionado. Também por meio da combustão, a biomassa pode ser usada para produzir eletricidade renovável: o biogás e os biocombustíveis líquidos e sólidos podem ser usados para essa finalidade. Além disso, eles se prestam a vários usos para produzir outras substâncias: nesse caso, eles não são queimados, mas submetidos a processos químicos. A aplicação mais conhecida é a produção de biocombustíveis: por exemplo, bioetanol, metanol e biodiesel, que são alternativas mais sustentáveis para abastecer veículos do que a gasolina, o metano e o diesel convencional. Outros biomateriais obtidos a partir de biomassas podem ter aplicações em vários campos: desde biofertilizantes na agricultura até bioplásticos na indústria química e biocosméticos. Como funciona uma usina de energia e como a energia é obtida Uma usina de energia proveniente da biomassa é uma central de geração de eletricidade que usa biomassa (sólida, líquida ou gasosa) como fonte de energia. A operação é semelhante à das usinas movidas a combustível fóssil: o calor gerado pela combustão aquece um fluido (normalmente água) até a evaporação, e o vapor produzido aciona uma turbina elétrica. Como nas usinas térmicas convencionais, parte do calor gerado é disperso no ambiente sem contribuir para a produção de eletricidade. Esse calor residual pode ser recuperado e usado para aquecimento de ambientes ou de água: essa é a técnica chamada de cogeração (geração simultânea de energia elétrica e térmica), que pode contribuir significativamente para a eficiência geral do sistema de energia. Tecnologias e processos de conversão de biomassa As principais técnicas empregadas para converter biomassa em energia ou biomateriais são: combustão direta: serve para gerar eletricidade e calor. Ocorre em usinas especiais - caldeiras movidas a biomassa - que podem variar em características técnicas, dependendo do tipo de biomassa utilizada; gaseificação: é uma técnica para transformar a biomassa bruta em biogás (gás de síntese), que, por sua vez, é usado para gerar eletricidade por meio de combustão ou ainda convertido em biocombustível para transporte; pirólise: consiste na decomposição da biomassa em componentes mais simples (sólidos, líquidos e gasosos), com os quais a eletricidade é gerada de forma mais eficiente; digestão anaeróbica: esse é um processo biológico pelo qual determinados microrganismos degradam a biomassa. O resultado é novamente uma mistura de biogás que pode ser usada para produzir eletricidade e calor. Beneicios e desafios da energia de biomassa A vantagem mais imediata da biomassa para a produção de energia é que ela é uma fonte renovável. Além disso, em comparação com outras fontes renováveis, elas são facilmente encontradas em qualquer lugar, podem ser armazenadas e são capazes de gerar eletricidade na quantidade desejada e a qualquer momento, independentemente da hora do dia e das condições climáticas. Portanto, o uso moderno da biomassa, realizado de forma responsável e sustentável, contribui para a transição energética rumo a um sistema mais limpo: é, portanto, benéfico para o clima e, consequentemente, também para a saúde humana. Por outro lado, o uso tradicional de biomassa bruta para atividades domésticas pode causar danos à saúde das pessoas devido à poeira fina emitida pela combustão em ambientes fechados. O desafio, portanto, especialmente nos países em desenvolvimento, é abandonar progressivamente esses hábitos em favor de tecnologias de cozimento e aquecimento mais eficientes e saudáveis. Do ponto de vista dos impactos ambientais, é importante que o consumo de recursos seja gerenciado de forma responsável e sustentável: no que diz respeito à madeira, por exemplo, é preciso garantir que as árvores derrubadas sejam continuamente substituídas e, em última análise, evitar contribuir para o desmatamento. O cenário internacional De acordo com a Agência Internacional de Energia Renovável (International Renewable Energy Agency - IRENA), a biomassa é responsável por três quartos do uso total de fontes de energia renovável em todo o mundo. No entanto, é relevante nesse número o uso tradicional para fins domésticos, ainda muito difundido, que normalmente não é considerado nas contagens das fontes renováveis. O uso de biomassa para a produção de eletricidade está aumentando constantemente no mundo todo: a capacidade instalada total de todas as centrais de energia do mundo mais do que dobrou de 2011 a 2023, de 72.652 MW para 150.261 MW. A maior fração é claramente a dos combustíveis sólidos, que, com 104.588 MW, representam quase 70% do total. Em nível de países individuais, o recorde é mantido pela China, com um total de 31.255 MW (dos quais 16.880 MW, ou 54%, são de biomassa sólida), seguida de longe pelo Brasil, com 17.596 MW (97% de biomassa sólida). A Itália apresenta números mais baixos, mas um quadro mais equilibrado, com 701 MW de biomassa sólida, 1.429 MW de biogás, 909 MW de biomassa líquida e 396 MW de resíduos renováveis, em um total de 3.435 MW (um aumento de 52% em relação aos 2.262 MW de 2011). Desenvolvimentos futuros No futuro, para a biomassa, está prevista uma rota dupla. Por um lado, o uso convencional diminuirá significativamente, de acordo com o sétimo (Energia Limpa e Acessível) dos 17 Objetivos de Desenvolvimento Sustentável da ONU. De fato, ele deve cair para zero em 2030, de acordo com o cenário de emissões líquidas zero da Agência Internacional de Energia (International Energy Agency - IEA). Por outro lado, o uso moderno e sustentável da biomassa continuará a crescer: o mesmo cenário prevê um aumento de 83% até 2030 em comparação com 2022. No entanto, isso também dependerá de políticas em nível global. Por esse motivo, a AIE recomenda que os tomadores de decisão reconheçam seus benefícios para a transição energética e estabeleçam estruturas regulatórias adequadas para incentivar sua produção e uso como fonte renovável. Além disso, a AIE pede que as administrações incentivem a integração de tecnologias para a produção de energia a partir de resíduos orgânicos no sistema de energia: uma solução que coloca a biomassa totalmente na corrente principal não apenas da sustentabilidade, mas também da economia circular.
