Sazonalidade da biomassa residual agrícola com potencial energético, na região dos Campos Gerais do Paraná
Palavras-chave:
palha, bioenergia, resíduo da agriculturaResumo
Teve-se por objetivo no presente trabalho avaliar a disponibilidade sazonal e espacial da biomassa da colheita das principais culturas de grãos na região dos Campos Gerais - PR, estimar o potencial teórico de produção de energia elétrica a partir desses resíduos, bem como identificar os municípios da região com maior potencial para instalação de termoelétricas movidas a biomassa. Dados de produtividade do milho, soja, trigo, cevada, aveia branca e aveia preta foram obtidos na Secretaria de Agricultura do Paraná para as safras 2008/2009 e 2009/2010 e, a partir do índice e calendário de colheita, estimou-se a produção e sazonalidade da biomassa residual das culturas analisadas. Foram coletadas amostras de biomassa destas espécies e determinou-se o poder calorífico superior (PCS) e o potencial teórico de produção de energia elétrica a partir dos resíduos quantificados. Os Campos Gerais do Paraná produziram 3.862.130 (2008/2009) e 4.107.932 Mg ha−1 (2009/2010) de biomassa residual total com o cultivo das seis culturas. A disponibilidade de biomassa se concentra em Março e Abril (aproximadamente 60 %), sendo inexpressiva em Dezembro, Janeiro e entre Junho e Agosto. A biomassa residual da colheita de grãos apresentou PCS comparável à de espécies florestais e potencial total de produção de energia de 3.932 (2008/2009) e 4.185 GWh ano−1 (2009/2010). Dos municípios analisados, Tibagi e Castro são os mais promissores para a instalação de termoelétricas movidas a biomassa, por apresentarem maior produção e melhor distribuição sazonal dos resíduos.Referências
Aldana H, Lozano FJ & Acevedo J (2014) Evaluating the potential for producing energy from agricultural residues in México using MILP optimization. Biomass and Bioenergy, 67:372-389.
Andrews SS (2006) Crop residue removal for biomass energy production: effects on soils and recommendations. Soil Quality National Technology Development Team, Technical Note nº 19, USDA.
ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas (1984) NBR 8633: Carvão vegetal: determinação do poder calorífico.
Briedis C, Sá JCM, De-Carli RS, Antunes EAP, Simon L, Romko ML, Elias LS & Ferreira AO (2012) Particulate soil organic carbon and stratification ratio increases in response to crop residue decomposition under no-till. Revista Brasileira de Ciência do Solo, 36:1483-1490.
CONAB - Companhia Nacional de Abastecimento (2013) Séries históricas de área plantada, produtividade e produção. Disponível em: <http://www.conab.gov.br/conteudos.php?a=1252&ordem=produto&Pagina_objcmsconteudos=1#A_objcmsconteudos>. Acessado em: 20 de novembro de 2013.
Correll D, Suzuki Y & Martens BJ (2014) Logistical supply chain design for bioeconomy applications. Biomass and Bioenergy, 66:60-69.
Cuiping L, Yanyongjie, Chuangzhi W, Haitao H (2004) Study on the distribution and quantity of biomass residues resource in China. Biomass and Bioenergy, 27:111-117.
Dodic SN, Zekic VN, Rodic VO, Tica NL, Dodic JM & Popov SD (2011) Analysis of energetic exploitation of straw in Vojvodina. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 15:1147–1151.
EPE - Empresa de Pesquisa Energética (2011) Balanço Energético Nacional 2011 – Ano base 2010: Resultados Preliminares. Rio de Janeiro, Ministério de Minas e Energia, 49p.
EPE - Empresa de Pesquisa Energética (2014) Balanço Energético Nacional 2014 – Relatório Síntese Ano base 2013. Disponível em : < https://ben.epe.gov.br/downloads/S%C3%ADntese%20do%20Relat%C3%B3rio%20Final_2014_Web.pdf>. Acessado em: 06 de agosto de 2014.
ESRI (2008) ArcGIS Editor 9.3 ed. Redlands: Environmental Systems Research Institute. p. Geographic Information System Software.
Evans A, Strezov V & Evans TJ (2010) Sustainability considerations for electricity generation from biomass. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 14:1419-1427.
Fowler P, Krajačić G, Lončar D & Duić N (2009) Modeling the energy potential of biomass – H2RES. International Journal of Hidrogen Energy, 34:7027-7040.
Höldrich A, Epp C, Witzelsperger J. (2009) Feasibility study for mixed biomass pellets production in the German sample region: Straubing, Bavaria. Munich (DE): WIP Renewable Energies. p. 20.
IBGE - Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (2011) IBGE@cidades, Lavoura Temporária 2009 e 2010. Disponível em: <http://www.ibge.gov.br/cidadesat/topwindow.htm?1>. Acessado em: 05 de outubro de 2011.
Junginger M, Faaij A, van den Broek R, Koopmans A & Hulscher W (2001) Fuel supply strategies for large-scale bio-energy projects in developing countries. Electricity generation from agricultural and forest residues in Northeastern Thailand. Biomass and Bioenergy, 21:259-275.
Karaj S, Rehl T, Leis H & Müller J (2010) Analysis of biomass residues potential for electrical energy generation in Albania. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 14:493–499.
Kingwell R & Abadi A (2014) Cereal straw for bioenergy production in an Australian region affected by climate change. Biomass and Bioenergy, 61:58-65.
Kludze H, Deen, B, Weersink A, van Acker R, Janovicek K, De Laporte A & McDonald I (2013) Estimating sustainable crop residue removal rates and costs based on soil organic matter dynamics and rotational complexity. Biomass and Bioenergy, 56:607-618.
Leal MRLV, Galdos MV, Scarpare FV, Seabra JEA, Walter A & Oliveira COF (2013) Sugarcane straw availability, quality, recovery and energy use: A literature review. Biomass and Bioenergy, 53:11-19.
Lora ES & Andrade RV (2009) Biomass as energy source in Brazil. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 13:777-788.
Matsumura Y, Minowa T & Yamamoto H (2005) Amount, availability, and potential use of rice straw (agricultural residue) biomass as an energy resource in Japan. Biomass and Bioenergy, 29:347-354.
McKendry P (2002) Energy production from biomass (part 2): conversion technologies. Bioresource Technology, 83:47-54.
Melo MS, Guimarães GB, Ramos AF & Prieto CC (2007) Relevo e Hidrografia dos Campos Gerais. In: Melo MS, Moro RS & Guimarães GB (Eds.) Patrimônio Natural dos Campos Gerais do Paraná. Ponta Grossa, UEPG. p.49-58.
Moebius-clune BN, van Es HM, Idowu OJ, Schindelbeck RR, Moebius-clune DJ, Wolfe DW, Abawi GS, Thies JE, Gugino BK & Lucey R (2008) Long-term effects of harvesting maize stover and tillage on soil quality. Soil Science Society of America Journal, 72:960-969.
Nogueira LAH & Lora EES (2003) Dendroenergia: fundamentos e aplicações. 2ª ed. Rio de Janeiro, Interciência. 199p.
Noro G, Scheffer-Basso SM, Fontaneli RS & Andreatta E (2003) Gramíneas anuais de inverno para produção de forragem: avaliação preliminar de cultivares. Agrociência, VII:35-40.
Okello C, Pindozzi S, Faugno S & Boccia L (2013) Bioenergy potential of agricultural and forest residues in Uganda. Biomass and Bioenergy, 56:515-525.
Parikka M (2004) Global biomass fuel resources. Biomass and Bioenergy, 27:613-620.
Powers SE, Ascough II JC, Nelson RG & Larocque GR (2011) Modeling water and soil quality environmental impacts associated with bioenergy crop production and biomass removal in the Midwest USA. Ecological Modelling, 222:2430-2447.
Ruiz JA, Juárez MC, Morales MP, Muñoz P & Mendívil MA (2013) Biomass logistics: Financial & environmental costs. Case Study: 2MW electrical power plants. Biomass and Bioenergy, 56:260-267.
Sá JCM, Santos JB & Lal R (2012) An on-farm assessment of carbon monitoring and mapping scaling up in no-till fields. Disponível em: <http://www.fao.org/ag/ca/CA-Publications/An_on_Farm_Assessment.pdf>. Acessado em: 01 de setembro de 2013.
Scarlat N, Blujdea V & Dallemand JF (2011) Assessment of the availability of agricultural and forest residues for bioenergy production in Romania. Biomass and Bioenergy, 35:1995-2005.
Schuch LOB, Nedel JL, Assis FN & Maia MS (2000) Vigor de sementes e análise de crescimento de aveia preta. Scientia Agricola, 57:305-312.
SEAB - Secretaria de Estado da Agricultura e do Abastecimento/DERAL (2011a) Tabela Dinâmica de Produção Agrícola por Município. Disponível em: . Acessado em: 07 de outubro de 2011.
SEAB - Secretaria de Estado da Agricultura e do Abastecimento/DERAL (2011b) Estimativa de Safra. Disponível em: . Acessado em: 07 de outubro de 2011.
Shimandeiro A, Kantelhardt J & Weirich Neto PH (2008) Characterization of major crop management in the buffer zone of Vila Velha State Park, state of Paraná, Brazil. Acta Scientiarum Agronomy, 30:225-230.
Silvestrin F (2011) Dinâmica de boro no solo e planta e sua influência na cultura do milho em dois latossolos de textura média. Dissertação de Mestrado. Universidade Federal do Paraná, Curitiba, 39p.
Tarkalson DD, Brown B, Kok H & Bjorneberg DL (2009) Impact of removing straw from wheat and barley fields: a literature review. Better Crops, 93:17-19.
Telmo C & Lousada J (2011) Heating values of wood pellets from different species. Biomass and Bioenergy, 35:2634-2639.
UEPG - Universidade Estadual de Ponta Grossa (2011) Dicionário Histórico e Geográfico dos Campos Gerais. Disponível em: . Acessado em: 03 de outubro de 2011.
UEPG - Universidade Estadual de Ponta Grossa (2003) Caracterização do patrimônio natural dos Campos Gerais do Paraná. Disponível em: <http://www.uepg.br/natural/>. Acessado em: 01 de setembro de 2013.
Valdez-Vazquez I, Acevedo-Benítez JA & Hernández-Santiago C (2010) Distribution and potential of bioenergy Resources from agricultural activities in Mexico. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 14:2147–2153.
Zeng X, Ma Y & Ma L (2007) Utilization of straw in biomass energy in China. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 11:976–987.
