Potencial Energético dos Oceanos

Potencial Energtico dos Oceanos

Srgio Daniel Fernandes dos Santos

INSTITUTO SUPERIOR DE ENGENHARIA DE LISBOAENGENHARIA CIVIL PERFIL DE HIDRULICA

POTENCIAL ENERGTICO DOS OCEANOS

Srgio Daniel Fernandes dos Santos Aluno n 26779 do ISEL

Trabalho realizado no mbito da disciplina de Seminrio, Leccionada pelo Eng. Jos Pedro Fernandes

SEMESTRE DE VERO 2006/2007

NDICE1. 2. INTRODUO ......................................................................................................................................... 1 ENERGIAS RENOVVEIS ......................................................................................................................... 32.1 2.1.1 2.1.2 2.1.3 2.2 2.2.1 2.2.2 2.2.3 2.3 2.3.1 2.3.2 2.3.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.7.1 2.7.2 2.7.3 SOLAR.......................................................................................................................................................... 3 ENERGIA SOLAR TRMICA ACTIVA ............................................................................................................. 4 ENERGIA SOLAR ELCTRICA OU FOTOVOLTAICA......................................................................................... 4 ENERGIA SOLAR PASSIVA ......................................................................................................................... 5 ELICA ......................................................................................................................................................... 6 MOINHOS DE VENTO ................................................................................................................................. 7 AEROMOTORES ........................................................................................................................................ 7 TURBINAS ELICAS OU AEROGERADORES ................................................................................................. 7 BIOMASSA .................................................................................................................................................... 8 BIOMASSA SLIDA .................................................................................................................................... 8 BIOCOMBUSTVEIS GASOSOS .................................................................................................................... 9 BIOCOMBUSTVEIS LQUIDOS ..................................................................................................................... 9 GEOTRMICA .............................................................................................................................................. 10 HIDROGNIO ............................................................................................................................................... 11 HDRICA E MINI-HDRICA .............................................................................................................................. 13 OCENICA .................................................................................................................................................. 14 ENERGIA DAS MARS E CORRENTES MARTIMAS ...................................................................................... 14 GRADIENTE TRMICO (OTEC) ................................................................................................................ 15 ENERGIA DAS ONDAS ............................................................................................................................. 16

3.

ENERGIA DAS ONDAS ........................................................................................................................... 173.1 3.2 3.3 HISTRIA DA ENERGIA DAS ONDAS .............................................................................................................. 17 ENERGIA DAS ONDAS EM PORTUGAL ............................................................................................................ 18 FUTURO DA ENERGIA DAS ONDAS EM PORTUGAL .......................................................................................... 19

4.

CONVERSO DE ENERGIA DAS ONDAS .................................................................................................. 214.1 4.1.1 4.1.2 4.2 4.2.1 4.2.2 4.3 4.3.1 4.3.2 4.3.3 4.3.4 4.4 4.5 DISPOSITIVOS COSTEIROS (SHORELINE) ...................................................................................................... 21 CANAL CONVERGENTE (TAPCHAN).......................................................................................................... 21 COLUNA DE GUA OSCILANTE (CAO) ...................................................................................................... 22 DISPOSITIVOS PRXIMOS DA COSTA (NEAR-SHORE)..................................................................................... 24 OSPREY (OCEAN SWELL POWERED RENEWABLE ENERGY) .................................................................... 24 CENTRAL DE ENERGIA DAS ONDAS DO DOURO......................................................................................... 24 DISPOSITIVOS AFASTADOS DA COSTA (OFFSHORE)....................................................................................... 25 ARCHIMEDES WAVE SWING (AWS) ......................................................................................................... 25 PELAMIS ................................................................................................................................................ 26 WAVE DRAGON ...................................................................................................................................... 27 MIGHTY WHALE...................................................................................................................................... 27 PARQUES DE ENERGIA DAS ONDAS .............................................................................................................. 28 CABOS ELCTRICOS SUBMARINOS ............................................................................................................... 29

5.

CENTRAL DE CAO NA ILHA DO PICO ..................................................................................................... 305.1 5.1.1 5.1.2 5.1.3 5.1.4 5.2 5.2.1 5.2.2 5.2.3 5.2.4 5.2.5 5.2.6 5.3 5.4 TEORIA LINEAR DAS ONDAS ......................................................................................................................... 31 RELAO DE DISPERSO ........................................................................................................................ 32 CELERIDADE DA ONDA ............................................................................................................................ 32 ENERGIA DA ONDA ................................................................................................................................. 33 ALTURA DE ONDA SIGNIFICATIVA ............................................................................................................. 33 ESPECTROS DE ONDA ................................................................................................................................. 35 DEDUO MATEMTICA DO ESPECTRO .................................................................................................... 35 CLCULO DO ESPECTRO DE ONDA .......................................................................................................... 36 CARACTERIZAO DA AGITAO MARTIMA PELO MTODO ESPECTRAL ..................................................... 37 ESPECTRO DE PIERSON-MOSKOWITZ ...................................................................................................... 38 ESPECTRO JONSWAP .......................................................................................................................... 39 REPRESENTAO GRFICA DO ESPECTRO JONSWAP ............................................................................ 40 ONDAS IRREGULARES ................................................................................................................................. 42 MODELO DE SIMULAO DO COMPORTAMENTO DA CENTRAL ......................................................................... 42

5.4.1 MODELAO DO PROBLEMA .................................................................................................................... 42 5.4.2 CAUDAL DIFRACTADO E CAUDAL RADIADO ............................................................................................... 44 5.4.3 RESOLUO NUMRICA .......................................................................................................................... 45 5.5 CONSIDERAES FINAIS.............................................................................................................................. 46

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POTENCIAL DE UTILIZAO EM PORTUGAL CONTINENTAL ...................................................................... 476.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 6.6.1 6.6.2 6.6.3 6.6.4 6.7 CARACTERIZAO DA FAIXA ENTRE 50M E 80M DE PROFUNDIDADE ................................................................ 47 RESERVAS NATURAIS .................................................................................................................................. 48 CONDICIONANTES RELACIONADOS COM A ACTIVIDADE DA PESCA................................................................... 48 CONDICIONANTES RESULTANTES DA NAVEGAO ......................................................................................... 50 CONDICIONANTES RELACIONADOS COM A PESQUISA E EXPLORAO DE HIDROCARBONETOS.......................... 51 OUTRAS CONDICIONANTES .......................................................................................................................... 51 ZONA DE PASSAGEM DE CABOS SUBMARINOS.......................................................................................... 51 CAMPOS DE EXERCCIOS MILITARES........................................................................................................ 51 REAS DE INTERESSE ARQUEOLGICO .................................................................................................... 52 CANHES SUBMARINOS .......................................................................................................................... 52 ZONAS POTENCIALMENTE UTILIZVEIS E POSSVEIS REAS DE CONCESSO .................................................. 52

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IMPACTES AMBIENTAIS ASSOCIADOS .................................................................................................... 567.1 7.2 7.3 7.4 7.4.1 7.4.2 7.4.3 IMPACTES VISUAIS ...................................................................................................................................... 56 RUDO ........................................................................................................................................................ 56 PERTURBAO DO MEIO ENVOLVENTE ......................................................................................................... 57 RESUMO DOS IMPACTES AMBIENTAIS ........................................................................................................... 58 CONSTRUO E INSTALAO .................................................................................................................. 58 OPERAO E MANUTENO.................................................................................................................... 58 DESMANTELAMENTO............................................................................................................................... 59

8.

ECONOMIA DA ENERGIA DAS ONDAS ..................................................................................................... 608.1 8.2 8.3 CUSTO UNITRIO DE POTNCIA INSTALADA .................................................................................................. 60 CARACTERIZAO DA ECONOMIA DE UM PARQUE DE ENERGIA DAS ONDAS .................................................... 62 INVESTIMENTO NECESSRIO PARA SE ATINGIR A VIABILIDADE ECONMICA ..................................................... 63

9.

CONCLUSES ...................................................................................................................................... 6510.1 10.2 REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS.................................................................................................................... 66 REFERNCIAS DA INTERNET ......................................................................................................................... 66

10. REFERNCIAS ...................................................................................................................................... 66

11. LISTA DE FIGURAS ............................................................................................................................... 67 12. LISTA DE TABELAS ............................................................................................................................... 68


Introduo

1. INTRODUOVive-se na actualidade uma crise energtica. As constantes subidas do preo do barril de crude, as incertezas quanto ao gasoduto, proveniente da Arglia, junto com os receios da possvel extino dos combustveis fsseis nos prximos 50 anos, so a causa da transformao global a nvel energtico que est a comear. Observa-se uma maior aposta nas fontes de energia renovveis, estando na linha da frente as hdricas e a elica. Desde muito cedo que o homem utiliza energias renovveis, como o caso dos moinhos de vento (energia elica) ou as azenhas (energia hdrica), constatando que esta energia abundante e gratuita manifestava-se de forma muito variada e num grande nmero de locais muito distintos entre si, por todo o planeta. Aps se verificar a sua utilidade para produo de energia elctrica, deparou-se com problemas de difcil resoluo, como o baixo rendimento e a dependncia da natureza, resultante das condies climatricas apresentarem variabilidade no tempo instvel para a produo de energia elctrica contnua. Apesar de ser uma fonte de energia inesgotvel, a sua extraco e converso em potncias disponveis so pouco elevadas, a energia produzida de pior qualidade devido introduo de harmnicas na rede, o seu armazenamento de custo elevado e limitado e os custos de investimento so altos e os perodos de recuperao muito longos. Tambm apresentam problemas tcnicos e econmicos de ligao s redes elctricas de difcil resoluo, visto que geralmente estas instalaes encontram-se em locais remotos, o que condiciona o desenvolvimento e implementao massiva deste tipo de energias. No entanto, os desafios impostos pela necessidade de implementar polticas que assegurem um desenvolvimento sustentvel so particularmente pertinentes no domnio da energia. Cada vez mais somos confrontados com a exigncia de encontrar nas energias renovveis uma alternativa real e fivel s formas convencionais de produo de energia elctrica, responsveis por srias ameaas ao meio ambiente. As obrigaes legais impostas pelas directivas comunitrias e pelo protocolo de Quioto apenas reforam esta necessidade. Os oceanos, contendo o maior de todos os recursos naturais, albergam um potencial energtico enorme, que pode contribuir de forma significativa para as necessidades crescentes de energia a um nvel global. A comunidade europeia props um aumento da produo de energia elctrica a partir de fontes renovveis de 6% para 12% at 2010, numa altura em que a energia finalmente considerada questo fundamental nos planos de um desenvolvimento cada vez mais sustentado. Em Portugal, a meta a atingir ser de 39% de consumo de energia elctrica a partir de fontes renovveis at 2010, sendo para isso instalado cerca de 4000MW de potncia elctrica a partir de energias renovveis. As energias renovveis tm vindo a reforar a sua contribuio na produo de energia elctrica, esperando-se que essa tendncia se reforce num futuro prximo Neste estudo pretende-se fazer uma abordagem, embora que de forma ligeira, das caractersticas, do meio em que se insere, dos impactes, dos aspectos econmicos que as ondas podem vir a ter em Portugal, como forma de produo de energia elctrica. As nossas vantagens comparativas resultam das caractersticas da nossa costa (recurso energtico mdio alto, guas profundas relativamente prximas da costa), da disponibilidade das infraestruturas de suporte ao longo da costa (portos, estaleiros de reparao naval e rede elctrica nacional), condies de compra da energia produzida (tarifa e obrigatoriedade da compra) e de relevantes conhecimentos tcnico-cientficos nesta rea. Pode-se observar pela figura 1 que Portugal se encontra numa faixa de alto potncia energtico deste recurso, sendo por isso, um pas onde se verificou um acrscimo significativo da investigao e desenvolvimento de sistemas de aproveitamento de energia das ondas.

ISEL DEC Semestre de Vero 2006/2007

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Introduo

Ainda existe em Portugal uma grande produo de energia elctrica por base em fontes fsseis, como se pode observar nos dados de 2005, em que cerca de 55% da potncia instalada de origem trmica (carvo, gs natural e fuel/gasleo), sendo o restante distribudo pelas hdricas e elicas. Pas Blgica Dinamarca Alemanha Grcia Espanha Frana Irlanda Itlia Luxemburgo Pases Baixos ustria Portugal Finlndia Sucia Reino Unido CE E-FER (TWh) 1997 0,8 3,2 24,9 3,9 37,2 66,0 0,8 46,5 0,1 3,5 39,1 14,3 19,0 72,0 7,0 338,4 E-FER (%) 1997 1,1 8,7 4,5 8,6 19,9 15,0 3,6 16,0 2,1 3,5 70,0 38,5 24,7 49,1 1,7 13,9 E-FER (%) 2010 6,0 29,0 12,5 20,1 29,4 21,0 13,2 25,0 5,7 9,0 78,1 39,0 31,5 60,0 10,0 22

Tabela 1 - Valores de referncia para as metas indicativas nacionais dos Estados-Membros da UE, relativas parte da electricidade produzida a partir de fontes de energia renovveis, no consumo bruto de electricidade em 2010

Figura 1 - Distribuio do fluxo mdio anual de energia das ondas, em kW por metro de crista de onda


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Energias Renovveis

2. ENERGIAS RENOVVEIS2.1 SOLARO sol uma fonte de calor inesgotvel, ou ser que no bem assim? A verdade que no centro do sol, ncleos de tomos de hidrognio fundem-se, criando ncleos de hlio. Este fenmeno exotrmico atinge a superfcie do sol a uma temperatura prxima dos 6000K (5725C). Desta reaco resulta uma energia que radia para o espao, sendo que parte desta atinge a terra com uma intensidade de cerca de 1373W/m2. Esta radiao, superfcie terrestre divide-se em trs componentes: Directa: proveniente directamente do disco solar; Difusa: proveniente das nuvens, gotas de gua, etc; Reflectida: proveniente da reflexo no solo e objectos circundantes. Denomina-se de radiao solar s trs componentes somadas, tendo um valor na ordem dos 1000W/m2. Em Lisboa, considerando um plano inclinado em cerca de 40 e virado a sul, o valor mdio dirio da intensidade da radiao global directa pode atingir os 414W/m2. Consideram-se duas formas diferentes de aproveitamento da energia solar: Activa: transformao da radiao solar em energia trmica ou elctrica; Passiva: aproveitamento da energia para aquecimento de edifcios atravs de estratgias construtivas. Existe vrios tipos de tecnologia para o aproveitamento e converso da energia solar: conversor solar, painel fotovoltaico, tecnologias trmicas activas e passivas. Em Portugal, devido s suas condies climatricas, existem excelentes condies para a converso fotovoltaica com ndices de produo entre os 1000 e os 1500kWh por ano e por m2 de painel solar. No entanto, em Portugal, o desenvolvimento do aproveitamento de energia solar fraco, principalmente devido a: Algumas ms experincias no primeiro perodo de expanso do solar (dcada de 80), associadas falta de qualidade dos equipamentos e das instalaes, que afectou negativamente a sua imagem; Falta de informao especfica sobre as razes do interesse e as possibilidades desta tecnologia, junto dos seus potenciais utilizadores; Custo elevado do investimento inicial; Barreiras tcnicas e tecnolgicas inovao ao nvel da indstria, da construo e da instalao de equipamentos trmicos; Insuficincia e inadequao das medidas de incentivo.


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2.1.1 ENERGIA SOLAR TRMICA ACTIVAO princpio da energia solar trmica activa de que qualquer objecto exposto radiao solar aquece. Ao mesmo tempo, existe perdas por radiao, conveco e conduo, que aumentam com a temperatura do corpo. Em condies de equilbrio, as perdas trmicas so iguais radiao solar (atingindo-se assim a temperatura de equilbrio), mas se existir uma extraco contnua de uma parte do calor produzido, a radiao incidente ser igual soma das perdas trmicas com a energia extrada, ou energia til. Um sistema destes permite de uma forma muito simples, a obteno de gua quente, mas podendo chegar em outras aplicaes do gnero, a importantes poupanas energticas e econmicas (em alguns casos, pode atingir mais de 80% da energia da rede elctrica). Tambm bastante atractiva devido grande disponibilidade de tecnologia no mercado. Em contrapartida, o elevado investimento inicial na instalao solar, apresenta-se como um entrave ao desenvolvimento desta soluo. As aplicaes consistem principalmente na produo de gua quente sanitria (domstica, hospitais, hotis, etc.), aquecimento de piscinas, aquecimento ambiente, produo de guas destinadas a uso industrial, estufas, secadores, etc.

2.1.2 ENERGIA SOLAR ELCTRICA OU FOTOVOLTAICAConsiste na converso directa da energia solar em energia elctrica, atravs da transferncia dos fotes da radiao incidente para os electres da estrutura atmica fotovoltaica. Esta uma das mais promissoras fontes de energia renovveis. A vantagem mais visvel a ausncia quase total de poluio. Para alm disto, o facto de no ter partes mveis susceptveis de quebrar, a no produo de cheiros ou rudos, a pouca manuteno e elevado tempo de vida dos mdulos leva a que esta fonte energtica seja to promissora. Por outro lado, o seu baixo rendimento, ou seja, a baixa converso Figura 2 - Central fotovoltaica em Serpa da energia solar em energia elctrica a sua principal limitao. Esta situao deve-se fundamentalmente na deficiente explorao do espectro da radiao incidente por parte dos dispositivos. Outro inconveniente o custo de produo dos painis, devido principalmente pouca disponibilidade de grandes quantidades de materiais semicondutores, e de processos de obteno, que so por vezes muito caros. No entanto, com os desenvolvimentos das deposies e das microtecnologias, este inconveniente est progressivamente a desaparecer. Actualmente a sua aplicao consiste em: Electrificao Remota: fornecimento de energia elctrica a lugares remotos, onde os custos da montagem de linhas elctricas superior ao sistema fotovoltaico, ou existe a impossibilidade deste tipo de fornecimento;


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Sistemas Autnomos: bombagem de gua para irrigao, sinalizao, alimentao de sistemas de telecomunicao, etc; Aplicao de Micro-Potncia: relgios, mquinas de calcular, etc; Integrao em Edifcios: colocao de mdulos fotovoltaicos na envolvente dos edifcios (paredes e telhados), podendo representar redues de custos construtivos e energticos. A energia produzida em excesso pode ser vendida companhia elctrica, e quando existem insuficincias, esta pode ser comprada; Veculos: outra aplicao, ainda em fase de investigao, a de automveis de recreio providos de clulas fotovoltaicas, com suficiente potncia para moviment-los, assim como tambm embarcaes de recreio.

2.1.3 ENERGIA SOLAR PASSIVAEssencialmente, utilizado para aproveitamento da energia solar no aquecimento de edifcios, atravs de concepes e estratgias construtivas. Um bom planeamento construtivo e orientao do edifcio correcta podem resultar em poupanas de consumos energticos at cerca de 40%. Podem ser aplicados em qualquer edifcio habitacional, de escritrios ou industrial. Podem ser aplicadas solues de eficincia energtica e de energia solar passiva, tendo em conta as questes de projecto e estudo, de forma a maximizar este tipo de aproveitamento energtico.

Figura 3 - Habitao particular com paineis fotovoltaicos


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2.2 ELICAO vento resulta do deslocamento de massas de ar, derivado dos efeitos das diferenas de presso atmosfrica entre duas regies distintas e influenciado por efeitos locais como a orografia e a rugosidade do solo. Podemos classificar os ventos nos seguintes tipos: Ventos Globais; Ventos de Superfcie; Ventos Locais. Em termos de converso do vento em energia, importante reter os seguintes conceitos: A energia do vento: o aerogerador obtm energia convertendo a energia do vento num binrio actuando sobre as ps do rotor. A quantidade de energia transferida ao rotor pelo vento depende da densidade do ar, da rea de varrimento do rotor e da velocidade do vento; Efeitos do vento: o aproveitamento desta fonte de energia influenciado pelos seguintes factores: rugosidade, variabilidade do vento, turbulncia, obstculos, efeito da esteira, efeito do parque, efeito tnel, efeito colina e condies martimas; Produo de energia: a energia cintica, resultante das deslocaes de massas de ar, pode ser transformada em energia mecnica (atravs de aeromotores) e em energia elctrica (atravs de turbinas elicas ou aerogeradores). Para a produo de energia elctrica em grande escala, s locais com valores de velocidades mdias anuais superiores a 6m/s so interessantes. Abaixo deste valor, j no vivel este tipo de aplicaes. Do ponto de vista de sobrevivncia, o valor limite estrutural para as turbinas de velocidades menores que 30m/s. Devido variao do vento com a altura em relao ao solo e a presena de obstculos, o aproveitamento faz-se a 30m do solo, em locais onde a velocidade do vento concentrada, devido orografia desses locais, como as colinas. Apesar de um grande potencial, em Portugal existe uma srie de obstculos que tm impossibilitado o forte desenvolvimento da energia elica: Ligao rede: visto que os locais de maior potencial se encontram isolados, o escoamento de energia s conseguido atravs da construo de grandes linhas, elevando os custos; Impacte Ambiental: os principais impactes associados so o rudo, o impacte visual e a influncia na fauna avcola; Procedimentos Burocrticos: os trmites administrativos de um projecto de energia elica so complexos, burocrticos e morosos, envolvendo muitos organismos da Administrao. Para o aproveitamento da energia elica existem vrios tipos de tecnologia: Moinhos de vento; Aeromotores; Turbinas elicas ou aerogeradores.


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2.2.1 MOINHOS DE VENTOOs moinhos de vento so utilizados desde a antiguidade para moer cereais ou para bombagem de gua. So exemplo disso, os muitos moinhos de vento existentes em Portugal, alguns deles ainda em funcionamento.

2.2.2 AEROMOTORESPrincipalmente usados para a extraco de gua de poos, muito diversificados nos Estados Unidos e em aplicaes do mesmo tipo em Portugal. Devido ao grande factor de "solidez" (nmero de ps x corda mdia), este tipo de turbina funciona a muito baixas velocidades, no entanto tem uma reduzida eficincia na extraco de energia do vento quando comparada com as turbinas com apenas duas ou trs ps.

2.2.3 TURBINAS ELICAS OU AEROGERADORES actualmente a principal tecnologia utilizada para a produo de energia elctrica a partir de fontes renovveis. Existem essencialmente dois tipos de turbinas elicas: De eixo horizontal: so as mais comuns, de accionamento por foras sustentadoras e aplicadas na maior parte dos parques de produo de energia elctrica; De eixo vertical: so tambm utilizadas para a produo de energia elctrica, tendo como vantagem a independncia da direco do vento, mas o inconveniente de os esforos exercidos nas ps pela fora centrfuga limitar a sua velocidade.

Figura 4 - Aerogerador


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2.3 BIOMASSAA energia qumica libertada pelas plantas durante a fotossntese pode ser convertida em electricidade, combustvel ou calor. As fontes orgnicas usadas para produzir energia usando este processo so chamadas de biomassa. Tambm se inclui nesta classificao os efluentes agro-pecurios, agro-industriais e urbanos. Os recursos renovveis representam actualmente cerca de 20% do fornecimento total de energia no mundo, com cerca de 14% proveniente de biomassa. Podemos considerar as seguintes fontes energticas de origem natural: Biomassa slida; Biocombustveis gasosos; Biocombustveis lquidos.

2.3.1 BIOMASSA SLIDATem como fonte os produtos e resduos da agricultura (incluindo substncias vegetais e animais), os resduos da floresta e das indstrias conexas e a fraco biodegradvel dos resduos industriais e urbanos. O processo de converso consiste na combusto directa, aps recolha dos vrios resduos de que composta e respectivo transporte. Nesta recolha e transporte so utilizadas diversas tecnologias mecanizadas, dependendo da idade das rvores ou do tamanho dos resduos. O seu armazenamento pode ser feito em pilhas curtas, pilhas longas, paletes, postes, montes de estilhas ou serrilha. A tecnologia de estilhagem da madeira proporciona reduo de custos tanto na recolha como no transporte. Essencialmente, as tecnologias de aproveitamento de biomassa passam pela queima em centrais trmicas como: Grelha fixa, mvel ou inclinada e de leito fluidizado (liquefaco); Centrais de cogerao para a produo de energia elctrica e de gua quente; Queima directa (combusto) em lareiras para a produo directa de calor. Tem como vantagens o baixo custo de aquisio, a no emisso de enxofre, cinzas menos agressivas ao meio Figura 5 - Resduos da agricultura ambiente, menor corroso dos equipamentos e menor risco ambiental. Como desvantagens, temos um menor poder calorfico, maior possibilidade de emisso de partculas para a atmosfera, significando maior investimento na caldeira e em equipamentos de reduo de emisses de partculas e uma maior dificuldade no stock e armazenamento.


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2.3.2 BIOCOMBUSTVEIS GASOSOSTem origem nos efluentes agro-pecurios, da agro-indstria e urbanos (lamas das estaes de tratamento dos efluentes domsticos) e ainda nos aterros de resduos slidos urbanos (RSU). O biocombustvel gasoso, mais conhecido por biogs, resulta da degradao biolgica anaerbia da matria orgnica contida nos resduos anteriormente referidos e constitudo por uma mistura de metano em percentagens que variam entre os 50% e os 70%, sendo o restante essencialmente CO2. Para o aproveitamento do biogs, Figura 6 - Autocarro movido a biogs dependendo da sua fonte (suiniculturas, RSU, lamas), so aplicadas diversas tecnologias de aproveitamento deste potencial energtico, finalizando quase todos na queima do biogs para obteno de calor ou para transformao em energia elctrica.

2.3.3 BIOCOMBUSTVEIS LQUIDOSExiste uma srie de biocombustveis lquidos com potencial de utilizao, todos com origem em "culturas energticas": Biodiesel (ter Metlico): obtido principalmente a partir de leos de colza ou girassol, por um processo qumico chamado transesterificao; Etanol: o mais comum dos lcoois e caracteriza-se por ser composto orgnico, incolor, voltil, inflamvel, solvel em gua, com cheiro e sabor caractersticos. Produzido a partir da fermentao de hidratos de carbono (acar, amido, celulose), com origem em culturas como a cana-de-acar, ou por processos sintticos; Metanol: os processos de produo mais comuns so de sntese a partir do gs natural, ou ainda a partir da madeira atravs de um processo de gaseificao. Em termos de tecnologia de converso, verifica-se uma semelhana com a indstria automvel (motores de ciclo Otto), existindo os seguintes processos: Transesterificao: um processo qumico que consiste na separao da glicerina dos leos vegetais para a obteno do biodiesel. O processo inicia-se juntando o leo vegetal (ster de glicerina) com metanol e ainda um catalisador (Sdio ou Hidrxido de Potssio) para acelerar o processo. Aps a reaco obtm-se a glicerina (subproduto muito utilizado na industria farmacutica, cosmtica e alimentar) e o biodiesel; Fermentao: converso anaerbia de compostos orgnicos pela aco de microrganismos, em grande parte dos casos, da levedura saccharonyos cereviscae. No caso da fermentao alcolica o substrato orgnico a sacarose e os produtos so fundamentalmente o etanol e o gs carbnico; Gaseificao: aquecimento da biomassa em presena de oxidante (ar ou O2) em quantidades menores do que a estequiomtrica, obtendo-se um gs combustvel composto de CO, H2, CH4 e outros. Deste gs, utilizando-se catalisadores, pode-se obter o metanol.


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Os biocombustveis (biodiesel, etanol, metanol) podem ser utilizados na substituio total ou parcial como combustveis para veculos motorizados. No caso do biodiesel a sua utilizao, com uma percentagem at 30%, possvel em motores de diesel convencionais, sem alteraes ao motor. Podendo ser utilizados com concentraes at 100% em motores especialmente preparados para o efeito. O etanol ocupa um lugar de destaque no Brasil, com cerca de 43% dos veculos movidos a etanol. Porm, possvel identificar algumas desvantagens ainda no ultrapassadas na produo deste tipo de biocombustvel: Figura 7 - Biodiesel de girassol A queima da palha do canavial, que visa o aumento da produtividade e a reduo de custos de transporte, tem consequncias para o ambiente ao libertar gs CO2, ozono, gases de nitrognio e de enxofre (responsveis pelas chuvas cidas); A produo de efluentes do processo industrial da cana-de-acar, os quais devem ser tratados e se possvel reaproveitados na forma de fertilizantes.

2.4 GEOTRMICAExiste no interior do planeta uma grande quantidade de energia trmica, sendo transmitida para a crosta terrestre por conduo. Esta fonte de energia representa uma potncia de 10000 vezes a energia consumida por ano no planeta actualmente. O aproveitamento faz-se pela transferncia de energia por conveco, tornando til o calor produzido e contido no interior da terra. Tambm pode ser pela injeco de gua a partir da superfcie em macios rochosos quentes. Idealmente, a utilizao da energia geotrmica em cascata, a temperaturas progressivamente mais baixas, at cerca de 20C. Actualmente, no caso de Figura 8 - Central geotrmica de Mokai, Nova Zelndia utilizaes directas, existe a utilizao de ciclos binrios na produo de energia elctrica e de bombas de calor. Este recurso pode ser classificado em duas categorias: Alta temperatura (T>150C): como este recurso est normalmente associado a reas de actividade vulcnica, ssmica ou magmtica, as temperaturas registadas permitem o aproveitamento para a produo de energia elctrica; Baixa temperatura (T

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