Pesquisadores avaliam o uso do biometano de vinhaça de cana-de-açúcar e resíduos para substituição do diesel

O estudo avaliou diferentes cenários para produção de biometano a partir da vinhaça de cana-de-açúcar e de resíduos sólidos urbanos, considerando a substituição do diesel para corredores rodoviários com combustível sustentável.

Pesquisadores  avaliam o uso do biometano de vinhaça de cana-de-açúcar e resíduos para substituição do diesel
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Pesquisa

Artigo

Pesquisadores avaliam o uso de biometano liquefeito de vinhaça de cana-de-açúcar e resíduos sólidos urbanos   no estado de São Paulo

O estudo traz uma análise ampla sobre diferentes cenários de produção de biometano para corredores de transporte rodoviário de cargas pesadas no estado de São Paulo.

O artigo com título original "Liquefied biomethane from sugarcane vinasse and municipal solid waste: Sustainable fuel for a green-gas heavy duty road freight transport corridor in Sao Paulo state" foi publicado no "Journal of Cleaner Production, Volume 335, edição de 10 February 2022, 130281" pelos autores:

  • Antonio Djalma Nunes Ferraz Júnior a,b
  • Pedro Gerber Machado b,c
  • Francisca Jalil-Vega d,e
  • Suani Texeira Coelho b
  • Jeremy Woods a

Integrantes das respectivas instituições:

  • a Centre for Environmental Policy, Imperial College London, Exhibition Road, London, SW7 1NA, UK

  • b Institute of Energy and Environment (IEE), University of Sao Paulo, Av. Prof. Luciano Gualberto, 1289 - Vila Universitaria, Sao Paulo, SP, 05508-900, Brazil

  • c Chemical Engineering Department, Imperial College London, Imperial College Rd, Kensington, London, SW7 2AZ, UK

  • d Faculty of Engineering and Sciences, Universidad Adolfo Ibáñez, Diagonal Las Torres 2640, Peñalolén, Santiago, Chile

  • e Instituto Sistemas Complejos de Ingeniería, Chile


Principais destaques do artigo

  1. O biometano liquefeito foi considerado uma opção de substituição do diesel no setor de frete de uma área equivalente ao Reino Unido.

  2. A metodologia de distâncias mínimas e localizações ótimas foi utilizada para alocar as plantas de liquefação, pontos de injeção e postos de abastecimento.

  3. Foi estimado o preço mínimo de venda do biometano em toda a cadeia do biogás.

  4. Estima-se que o biometano liquefeito seja uma opção econômica quando comparado ao diesel.

 

Resumo

A diversificação dos componentes energéticos do setor de transportes de um país é essencial para garantir o abastecimento de combustível aos consumidores e aumentar a dinâmica e competitividade do mercado.

Dentre os combustíveis alternativos conhecidos, o biogás é uma fonte renovável e, após atualização para biometano (melhoria após processo de limpeza e purificação do biogás), apresenta composição semelhante ao gás natural (>90% de CH4; 35–40 MJ m−3). Além disso, pode ser produzido a partir de uma ampla variedade de recursos biológicos e em diferentes escalas.

Neste estudo, foram desenvolvidos dois cenários que avaliam o uso do biometano liquefeito (BML) como opção de substituição do diesel no setor de logistica (frete) de uma área de 248.223 km2 (equivalente à área do Reino Unido).

A vinhaça da cana-de-açúcar (VCA) e os Resíduos Sólidos Urbanos (RSU) foram as únicas matérias-primas para a produção de biogás. O primeiro cenário, cenário não restrito (CNR), abrangeu todo o território enquanto, o segundo cenário, cenário restrito (CR), inclui apenas a área onde estão disponíveis gasodutos.

Foi realizada uma avaliação econômica de toda a cadeia de valor do biogás, incluindo unidades de produção de biogás, purificação, transporte e uso final. O preço mínimo de venda (PMV) do biometano em toda a cadeia do biogás foi então estimado.

Estima-se que o biometano liquefeito seja uma escolha de combustível econômica e acessível em comparação com o diesel. O potencial técnico de produção de biogás pelas usinas de cana-de-açúcar e aterros sanitários do estado de São Paulo pode substituir até metade do diesel consumido no território.

A metodologia de distâncias mínimas e localizações ótimas indicou a necessidade de 120 plantas de liquefação no CNR, 35 pontos de injeção no CR e 7 postos de abastecimento para abastecimento de biometano liquefeito  em todo o estado de São Paulo.

As unidades de remoção de CO2 tiveram a maior influência nos custos de capital (~60%) em ambos os cenários. Os gastos associados à operação de injeção de gás e seu transporte representaram mais de 90% dos custos operacionais do CR. A compra de eletricidade representou a maior parcela dos custos operacionais nas unidades de purificação de biogás (20%–30%) e liquefação de biometano (65%–91%). Os custos com pessoal são observados ao longo de toda a cadeia do biogás, principalmente, na etapa de transporte do biometano (40%), indicando uma oportunidade de geração de riqueza, empregos e renda.

Apesar de nossas projeções para o fornecimento econômico e competitivo de biometano liquefeito como combustível de substituição do diesel, medidas de apoio político, como uma tarifa Feed-in (benefício financeiro para que se utilize mais fontes de energia renováveis, em vez das não renováveis), provavelmente serão necessárias para superar as barreiras não técnicas e obter uma aceitação mais ampla.

Alguns resultados apresentados no artigo

Figura: Panorama do Estado de São Paulo e sua infraestrutura correspondente à cadeia do biogás no sistema de transporte de cargas.

O estudo apresentou um panorama geral da localização das geográfica das principais rodovias do estado, gasodutos, a localização de aterros sanitários e usinas de cana-de-açúcar. Os dados obtidos possibilitram uma análise da infraestrutura correspondente à cadeia do biogás no sistema de transporte de cargas.


Algumas considerações finais

De acordo com resultados obtidos pelo estudo, estima-se que o biometano liquefeito seja uma opção econômica para o setor de transporte de cargas de São Paulo quando comparado ao diesel. O potencial de produção de biogás pelas usinas de cana-de-açúcar e aterros sanitários do Estado de São Paulo pode substituir até metade do diesel consumido no Estado. A metodologia de distâncias mínimas e localizações ótimas indica a necessidade de 120 plantas de liquefação no cenário não restrito (CNR), 35 pontos de injeção no cenário  restrito (CR) e 7 postos de abastecimento para abastecimento de biometano liquefeito em todo o estado de São Paulo.

Acesso ao artigo

Atualizado em 18/01/2022

Download do artigo completo, sem custo (válido até o dia 22 de fevereiro de 2022

Referência Bibliográfica

Nunes Ferraz Júnior, Antonio Djalma ; Machado, Pedro Gerber ; Jalil-Vega, Francisca ; Coelho, Suani Texeira ; Woods, Jeremy. "Liquefied biomethane from sugarcane vinasse and municipal solid waste: Sustainable fuel for a green-gas heavy duty road freight transport corridor in Sao Paulo state". Journal of cleaner production, 2022-02, Vol.335, p.130281. DOI: 10.1016/j.jclepro.2021.130281

Mais informações e acesso ao artigo completo: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2021.130281

Citação de acordo com a NBR 6023

JÚNIOR, Antonio Djalma Nunes Ferraz et al. Liquefied biomethane from sugarcane vinasse and municipal solid waste: Sustainable fuel for a green-gas heavy duty road freight transport corridor in Sao Paulo state. Journal of Cleaner Production, v. 335, p. 130281, 2022.

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