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

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

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

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

Atualizado em 18/01/2022

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

• Clique aqui.

Gostou do assunto?

Quer saber mais sobre o biogás no Brasil?