Na última década, o consumo de biomassa sólida vegetal para fins de geração elétrica apresentou crescimento significativo, especialmente na União Europeia, como parte do plano de reduzir as emissões de gases de efeito estufa através da substituição gradativa de combustíveis fósseis, como o carvão mineral, por fontes renováveis de energia. A pertinência da biomassa neste plano se dá principalmente por prover a previsibilidade apropriada para geração de base, em complemento às fontes renováveis intermitentes, como solar e eólica, e por compartilhar características com o carvão mineral que permitam a adaptação das centrais termelétricas a carvão para sua queima. No Brasil, embora a queima de carvão em centrais termelétricas ainda ocorra, é iminente a demanda ambiental por sua substituição por fontes menos poluentes e grandes instituições financiadoras já se posicionam contra o fomento de negócios atrelados ao carvão, aumentando a pressão sobre os grandes consumidores existentes. Este trabalho propõe identificar e modelar os ciclos de geração de eletricidade a partir do carvão mineral e comparar seu desempenho ao de diferentes tipos de biomassa disponíveis no Brasil - derivados de eucalipto, serragem e caroço de açaí - candidatos à substituição do carvão em grande escala. O trabalho permite avaliar os impactos técnicos e ambientais entre persistir no uso do carvão mineral nas centrais termelétricas existentes, entendendo nestes casos quais reformas são necessárias para que as emissões atmosféricas sejam mantidas dentro dos novos limites, ou então substituí-lo por biomassa. São utilizadas as abordagens energética e exergética para avaliar a eficiência de todo o ciclo de vida destes combustíveis, possibilitando identificar as etapas do ciclo de vida mais influentes sob os aspectos de consumo energético e de emissões de CO2e. As conclusões indicam que, apesar de o desempenho energético da biomassa tender a ser inferior ao do carvão, em consequência principalmente do elevado consumo de energia em etapas de processamento e transporte da biomassa, em contrapartida seu desempenho ambiental revela vantagem significativa, reduzindo quase na totalidade as emissões de CO2e na etapa de queima. A elevada disponibilidade de biomassa no país deve se mostrar instrumento de alto impacto para viabilizar a limitação do carvão da matriz elétrica brasileira e o cumprimento das novas metas ambientais.

In the last decade, vegetal biomass consumption for electricity generation purposes presented significant growth, especially in the European Union, as part of the plan to reduce greenhouse gas emissions through the gradual substitution of fossil fuels, such as mineral coal, for renewable energy sources. Biomass is pertinent in this plan due to its predictability as a baseload energy source, in complement to intermittent renewable energy sources, such as solar and wind energy, and it shares characteristics with coal that allow the adaptation of coal-based thermal power plants for biomass burning. In Brazil, although coal burning still occurs in thermal power plants, the environmental demand is imminent to substitute coal for less polluting sources and large financial institutions already take a stand against coal investments, rising the pressure over existing consumers. This paper aims to identify and model coal-based power generation cycles and compare its performance to that of different types of biomasses available in Brazil derivatives of wood, sawdust, açaí stones which are candidates to substitute coal in large scale. Technical and environmental impacts will be assessed both for upgrading existing coal power plants in order to conform atmospheric emissions to new standards and for substituting coal for biomass. Energy and exergy approaches are used to assess the full life cycle efficiency of these fuels, with a focus on the fuel combustion for steam generation, enabling the identification of inefficiencies and the selection of the most interesting operational opportunities. The conclusions show that, despite of the energy performance of biomass being usually lower than the performance of coal, mainly in consequence of the high energy consumption of processing and transporting the biomass, as a counterpart its environmental performance is highly advantageous, drastically reducing CO2 eq. emissions in the combustion process. The availability and efficient use of biomass might be instruments of high impact to motivate the limitation of coal in the Brazilian electric matrix and the meeting of new environmental goals.