O que são culturas de energia?
As culturas energéticas são plantas cultivadas e colhidas com a intenção específica de usá-las como combustível. Essas plantas são tipicamente divididas em duas categorias: herbáceas, como gramíneas, e lenhosas, como árvores e arbustos. A energia armazenada nas usinas pode ser acessada por combustão direta, gaseificação e conversão em combustíveis líquidos. As culturas energéticas são geralmente escolhidas pelo seu conteúdo energético, pela facilidade com que podem ser cultivadas e colhidas, bem como pelos custos associados ao processamento do produto final. As partes não comestíveis de plantas alimentícias utilizadas para o mesmo fim são consideradas subprodutos agrícolas, não culturas energéticas.
Vários tipos de gramíneas mostram potencial como fonte de energia, com o switchgrass gerando o maior interesse; os rendimentos são tipicamente mais altos e os custos de produção mais baixos do que para outras plantas herbáceas. O Switchgrass pode atingir a capacidade total de produção em três anos e cresce a partir de um sistema radicular permanente, sem necessidade de replantio por até 15 anos. Apenas um quarto da quantidade de água e fertilizante necessária para a maioria das culturas alimentares é necessária e a grama é notavelmente resistente a pragas e secas. O equipamento agrícola padrão pode ser usado para colher capim, que é enfardado como o feno.
Árvores e arbustos usados para cultivos energéticos geralmente não são cultivados até a maturidade, pois a madeira não é o produto final. As culturas lenhosas de rotação curta (SRWC) são cultivadas com uma colheita esperada dentro de quatro a dez anos, enquanto as madeiras de rápido crescimento, como o álamo e o salgueiro, podem crescer até três metros por ano em condições ideais. As plantações de árvores cultivadas também produzem até dez vezes mais madeira por acre do que as florestas naturais.
Os dois principais usos para as culturas energéticas são a geração de eletricidade e a matéria-prima para a produção de biocombustíveis. Uma usina de energia pode usar as colheitas em uma caldeira a vapor, queimando-as diretamente ou junto com o carvão, uma prática chamada co-instalação. Pelo processo de gaseificação, a biomassa pode ser transformada em syngas, uma mistura de monóxido de carbono e hidrogênio ou metano. Pode ser usado para acionar turbinas a vapor ou como fonte de energia para a fabricação.
O butanol, um hidrocarboneto de cadeia longa semelhante à gasolina, pode ser produzido a partir de plantas herbáceas como capim, miscanthus e capim-elefante. O etanol, um álcool combustível, é produzido a partir de trigo, milho, cana-de-açúcar ou qualquer planta que possa ser usada para fazer uma bebida alcoólica, enquanto o biodiesel pode ser produzido a partir de óleos vegetais produzidos a partir de culturas energéticas, como soja, colza e cânhamo. Os lipídios ou gorduras do óleo reagem com o álcool para produzir o biodiesel. Embora alguns biocombustíveis possam alimentar veículos diretamente, a maioria é usada em mistura com os combustíveis tradicionais.