Para que a biomassa seja utilizada para fins energéticos, ela deve primeiro ser convertida em uma forma mais prática para transporte e uso. Alguns exemplos da forma final de energia de biomassa são carvão, briquetes, gás metano, etanol e eletricidade.
O termo biomassa abrange uma ampla variedade de materiais e processos. As diferentes tecnologias de conversão de biomassa vão desde os processos mais simples e tradicionais até métodos complexos e altamente eficientes; Eles podem ser muito prejudiciais ao meio ambiente ou bastante benéficos. As tecnologias de conversão de biomassa são divididas em três processos: combustão direta, termoquímica e bioquímica.
Processos de combustão direta
O carvão vegetal é uma fonte de energia de biomassa. Ray García (Flickr) O processo termoquímico é aquele que é usado para a produção de carvão. A biomassa é queimada sob condições controladas, fazendo com que sua estrutura química se decomponha em compostos gasosos, líquidos e / ou sólidos. O produto final é mais concentrado e pode estar na forma de gás, líquido ou sólido. O processo termoquímico básico é chamado de pirólise ou carbonização e inclui:
- Produção de carvão vegetal: É o processo mais comum de conversão termoquímica da temperatura média. A combustão é incompleta neste processo devido à restrição de ar ao queimar a biomassa, criando um resíduo sólido que é conhecido como carvão vegetal. O carvão tem maior densidade de energia que a lenha original, não cria fumaça e é superior a lenha para uso doméstico. Normalmente, o carvão é derivado da madeira, mas também pode ser extraído da casca de coco e de alguns resíduos agrícolas. Os sistemas utilizados para produzir carvão vegetal são:
- Forno à terra: É o mais antigo e o mais utilizado no momento, o forno de terra é uma escavação no solo onde a biomassa é colocada para que depois seja coberta com terra e vegetação para poder evitar a combustão completa.
- Maçonaria: Eles são construídos de terra, barro e tijolo, basicamente eles têm o mesmo funcionamento dos fornos de terra.
- Retortas: Eles são os fornos mais modernos hoje e são feitos de aço, eles são mais complexos para operar e melhor projetados do que os anteriores, isso aumenta consideravelmente os custos de investimento em comparação com os mais antigos. Ao contrário dos tradicionais, eles são muito mais eficientes, têm maior capacidade de produção e o produto final é de maior qualidade.
Gaseificação: Tipo de pirólise, onde é necessário entrar mais oxigênio a temperaturas mais elevadas, a fim de otimizar a produção de "gás pobre", formado pela mistura de monóxido de carbono, hidrogênio e metano, usando pequenas quantidades de dióxido de carbono e azoto. Isso serve para produzir calor e eletricidade e também se aplica a motores a diesel. A composição da biomassa utilizada influencia o poder calorífico do gás.
Existem diferentes tecnologias de gaseificação e dependem do tipo de biomassa utilizada (madeira, casca de arroz ou casca de coco) e do tamanho do sistema. A gaseificação tem algumas vantagens em relação à biomassa utilizada.
- O gás obtido é muito versátil e também pode ser usado para o mesmo propósito do gás natural.
- Quando queimado, produz calor e vapor e serve para sustentar motores de combustão interna e turbinas a gás para gerar eletricidade.
- Quando você tiver a experiência necessária para gerenciá-lo e o longo período de ajustes for concluído para que o sistema tenha a otimização máxima, você poderá gerar combustíveis relativamente livres de impurezas e com menos problemas de poluição quando forem queimados.
Processos bioquímicos
O óleo obtido da colza é um tipo de biodiesel. Universidade Estadual do Oregon (Flickr) Nestes processos, as características bioquímicas da biomassa e a ação metabólica dos organismos microbianos são utilizadas para a produção de combustíveis líquidos e gasosos. Os mais importantes são:
- Digestão anaeróbica: É a digestão da biomassa úmida por meio de bactérias em um ambiente anaeróbico (sem oxigênio), que gera um combustível gasoso chamado biogás. O procedimento envolve a colocação de biomassa (comumente esterco) em um recipiente totalmente fechado, conhecido como biodigestor. O estrume é fermentado durante vários dias, dependendo da temperatura ambiente, resultando numa mistura de metano e dióxido de carbono. Resíduos de biomassa do biodigestor não energético (resíduos sólidos) são utilizados como fertilizante orgânico para plantas.
- Combustíveis alcoólicos: Os combustíveis feitos de álcool são etanol e são obtidos através da fermentação de açúcares. O metanol é outro gás produzido pela destilação destrutiva da madeira.
- Biodiesel: É feito por ácidos graxos e ésteres alcalinos (formados pela água pela proporção de um ácido e um álcool) obtidos a partir de óleos vegetais, gorduras animais e gorduras recicladas.Através de um processo chamado transesterificação, óleos orgânicos são combinados com álcool (etanol ou metanol) e quimicamente alterados para formar ésteres graxos, seja etil ou metil. Ao obter estas combinações podem ser combinadas com diesel ou também ser usado sem misturar como combustíveis em motores comuns.
- Gás de aterros: A aplicação desta tecnologia de biomassa ajuda muito o meio ambiente, uma vez que reduz a poluição em áreas urbanas e diminui os gases de efeito estufa. O procedimento é o mesmo dos biodigestores, diferentemente da biomassa utilizada, consiste em resíduos sólidos urbanos depositados em aterros sanitários.
