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À medida que a economia e a cultura buscam expandir as alternativas energéticas e alcançar uma maior eficiência energética, a noção de combustíveis renováveis tem capturado a imaginação do público. Entre as opções renováveis como energia eólica, solar e hidrelétrica, está o biogás. Por décadas, a gestão de resíduos orgânicos tem sido um fardo tanto para agricultores quanto para proprietários de imóveis. Seja a fonte estrume de gado, flora morta, alimentos e sobras não utilizados, ou carcaças de animais, poucos negarão que fortes odores são emitidos deles. Estes são, de fato, gases e são fontes potentes de geração de energia. A chave está em como capturar e utilizar essas emissões.
Quando substâncias orgânicas fermentam na ausência de ar, como dentro de uma pilha de compostagem, o biogás é produzido pela desintegração de microrganismos. Este é composto principalmente de metano e dióxido de carbono. O metano (CH₄) é um gás volátil já utilizado em fogões, fornos e algumas luminárias. O dióxido de carbono (CO₂), por sua vez, não está apenas presente na combustão de compostos orgânicos, mas também existe no ar de onde é absorvido por plantas e vegetação. Para ser utilizável em larga escala, essa mistura deve ser processada em uma usina de biogás.
A usina de biogás precisa de “alimento”: restos de comida como cascas de ovos e borra de café; cascas de batata e talos de cenoura; gordura animal processada e lodo, tudo isso pode servir como substrato para o início da fermentação química. Restos de grama e folhas, bem como esterco animal, também são insumos comuns para uma usina de biogás. Estes são canalizados para um fermentador — uma câmara sem luz e sem oxigênio que é aquecida a cerca de 40 graus Celsius. Os microrganismos então decompõem o substrato, facilitando a liberação de biogás. O biogás resultante contém não apenas CO₂ e CH₄, mas também sulfeto de hidrogênio tóxico (H₂S). O biogás sobe para a parte superior da câmara do fermentador e é então queimado na usina de calor e biogás. É aqui que a eletricidade e o calor são produzidos.
A conversão de biogás pode, potencialmente, funcionar para um número qualquer de combustíveis como produto final. O metano limpo e purificado pode ser utilizado para etanol, diesel, metanol, gasolina ou gás liquefeito de petróleo (LPG). O metanol, por exemplo, pode teoricamente resultar do biometano após a aplicação de bactérias metanotróficas. Outra forma é primeiro alterar quimicamente o biogás para gás de síntese, seguido pela reforma do gás de síntese em metanol. Utilizar o biogás como matéria-prima para a produção de metanol permite o uso circular de fluxos de resíduos orgânicos. Fazendas, processadores de alimentos e empresas de tratamento de águas residuais que produzem biogás no local podem adicionar a produção de metanol como uma fonte de receita adicional, melhorando a economia geral do projeto.
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