Energia e Meio Ambiente

Qual a eficácia do Willow para a geração de energia de biomassa?

Qual a eficácia do Willow para a geração de energia de biomassa?

Salgueiro arbustivo (Salix) [fonte da imagem: Matt Lavin, Flickr]

A Universidade Estadual da Pensilvânia (Penn State) embarcou em um projeto de pesquisa notável envolvendo o uso de salgueiro arbustivo para geração de energia renovável de biomassa.

O salgueiro (Salix) faz parte da família Salicaceae com 400 pessoas, uma espécie de planta que ama a água com folhas lanceoladas ("em forma de lança") com uma casca que já foi usada como fonte de aspirina. As variedades de folhas largas são às vezes chamadas de ‘Sallow’, enquanto as variedades de folhas estreitas são tradicionalmente chamadas de ‘vime’. Salgueiros crescem principalmente em regiões temperadas do mundo em solos úmidos. A pesquisa envolvendo o uso de salgueiro está em andamento em várias partes dos Estados Unidos há alguns anos, particularmente na Cornell University, onde um projeto está em operação desde 1998.

A primeira colheita de salgueiro da Penn State foi colhida em um terreno de demonstração de 34 acres durante o inverno pelo College of Agricultural Sciences da universidade. Faz parte de um programa maior de cinco anos denominado NEWBio, que tem como objetivo investigar e promover a produção sustentável de biomassa lenhosa e gramíneas de estação quente para geração de energia. O plano geral é colher salgueiro da parcela em intervalos de três anos.

NEWBio é na verdade um consórcio regional liderado pela própria Penn State com financiamento do Instituto Nacional de Alimentos e Agricultura do Departamento de Agricultura dos Estados Unidos. O projeto é apenas um dos sete projetos regionais nos Estados Unidos e reúne uma gama de especialistas, incluindo cientistas de plantas, engenheiros agrícolas e biológicos, especialistas em segurança agrícola e saúde, agrônomos, economistas agrícolas e florestais, sociólogos rurais, cadeia de suprimentos e especialistas em desenvolvimento de negócios e educadores de extensão.

Os outros membros do consórcio são Cornell University, SUNY College of Environmental Science and Forestry, West Virginia University, Delaware State University, Ohio State University, Rutgers University, Centro de Pesquisa Regional Leste do USDA e o Laboratório Nacional Oak Ridge do Departamento de Energia dos EUA e Laboratório Nacional de Idaho.

Colhendo arbusto de salgueiro no local de Rockview da Penn State [fonte da imagem: Penn State, Flickr]

“Este é um excelente local para investigar os impactos na qualidade do solo e da água, na biodiversidade, nas emissões evitadas de dióxido de carbono e no potencial para o crescimento de uma economia de base biológica regional”, disse Armen Kemanian, professor associado de sistemas de produção e modelagem no Departamento de Plantas Ciência, conversando com Penn State News. “Alunos da nossa faculdade visitam o local e têm uma visão em primeira mão e de perto desta nova safra para a região.”

A primeira colheita de salgueiro arbustivo foi plantado em 2012 e a Penn State espera usá-lo como fonte de energia renovável e como plataforma de pesquisa em sustentabilidade. De acordo com Kemanian, a melhor coisa sobre o salgueiro arbustivo, que é uma planta perene lenhosa, é que ele gosta de ser cortado, produzindo um novo crescimento vigoroso que pode ser colhido continuamente apenas cortando repetidamente a colheita. Além disso, por ser perene, o salgueiro arbustivo tende a estabelecer um forte sistema de raízes que estabiliza o solo e armazena quantidades substanciais de carbono. Outras culturas que produzem um efeito semelhante incluem switchgrass e miscanthus e essas plantas também estão sendo investigadas em outros locais ao redor do Nordeste dos Estados Unidos. Junto com o salgueiro arbustivo, essas plantas não requerem muitos fertilizantes e também podem melhorar a qualidade da água em riachos, rios e estuários. É por isso que aumentar a quantidade de vegetação perene se tornou um componente crítico da estratégia de qualidade da água da Pensilvânia. Em essência, essas safras atendem a um propósito duplo - mantêm a terra produtiva e, ao mesmo tempo, protegem a qualidade da água.

O salgueiro arbustivo requer apenas um terço do fertilizante de nitrogênio normalmente fornecido para uma safra de milho, enquanto produz a mesma quantidade de biomassa. Quando as plantas colhidas são queimadas como lascas de madeira ou biocombustível líquido, o dióxido de carbono emitido para a atmosfera é absorvido novamente quando as plantas voltam a crescer.

Na Penn State, o pesquisador associado Felipe Montes instalou uma série de sensores que medem o dióxido de carbono e o vapor d'água. Isso, por sua vez, fornecerá informações sobre o potencial de crescimento da cultura, que é extremamente eficiente no que diz respeito à conversão de luz solar e nutrientes em matéria-prima de bioenergia, pois o salgueiro arbustivo é uma das primeiras plantas a produzir folhas na primavera, mas também morre tarde no outono, dando-lhe assim um período de crescimento muito longo.

“Estimamos que podemos colher de 20 a 30 unidades de energia por unidade de energia fóssil investida na produção da safra, resultando em um combustível com uma pegada de carbono muito baixa”, disse Montes. “O fato de essa biomassa poder ser convertida em combustível líquido é uma das principais vantagens do salgueiro arbustivo e de outras culturas de biomassa. Combustíveis líquidos de baixo carbono são especialmente importantes para transporte de longa distância, navegação e aviação, onde os veículos elétricos não são práticos. ”

Colhendo fardos de biomassa de salgueiro, Guelph, Canadá [fonte da imagem: Centro Nacional de Agrofloresta, Flickr]

O líder do projeto NEWBio, Tom Richard, professor de engenharia agrícola e biológica e diretor do Penn State Institutes of Energy and the Environment, acredita que a energia da biomassa poderia realmente ajudar a impulsionar a sustentabilidade rural no Nordeste, já que as culturas energéticas perenes são muito adequadas para a região . Eles podem muito bem se tornar um elemento importante no desenvolvimento econômico futuro, se a colheita, transporte e armazenamento da safra em grande escala puderem ser realizados de forma econômica.

O objetivo final seria produzir etanol celulósico, que pode ser usado como combustível em automóveis. Também pode ser usado para aquecimento e outras aplicações de energia renovável. Dado que o salgueiro arbustivo pode crescer em solos mais pobres, ele não compete com as plantações de alimentos e significa que o milho pode ser usado apenas para alimentação, e não tanto para alimentos quanto para biocombustíveis

O salgueiro arbustivo pode ser adequado para uma variedade de outros usos além da geração de biomassa. Por exemplo, um projeto em Minnesota está investigando seu potencial como uma "cerca de neve" viva para manter as estradas livres de rajadas e neve. Um estudo recente conduzido pelo Departamento de Transporte de Minnesota descobriu que o salgueiro arbustivo tem vantagens importantes sobre outras culturas, como dogwood e cranberry, que podem levar de cinco a vinte anos para se estabelecerem em comparação com apenas dois para o salgueiro arbustivo. Uma nova avaliação da safra para esse fim está programada para 2017, quando será plantada ao lado de um novo canteiro de obras na Rodovia 60 entre Windom e Mountain Lake.

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