{"id":2878,"date":"2023-09-12T12:32:22","date_gmt":"2023-09-12T12:32:22","guid":{"rendered":"https:\/\/agriportance.com\/?p=2878"},"modified":"2023-09-13T14:00:14","modified_gmt":"2023-09-13T14:00:14","slug":"introducao-a-cadeia-de-valor-da-producao-de-biometano","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/agriportance.com\/pt\/blog\/einfuhrung-in-die-wertschopfungskette-der-biomethanproduktion\/","title":{"rendered":"Introdu\u00e7\u00e3o \u00e0 cadeia de valor da produ\u00e7\u00e3o de biometano"},"content":{"rendered":"

Introdu\u00e7\u00e3o \u00e0 cadeia de valor da produ\u00e7\u00e3o de biometano<\/h1>\n\n\n\n

O biometano como alternativa \u00e0 mobilidade el\u00e9ctrica<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Como seria ir de A a B de uma forma descontra\u00edda e sem prejudicar o clima? O primeiro pensamento sugere a compra de um carro el\u00e9trico. No entanto, s\u00e3o necess\u00e1rias terras raras, como o dispr\u00f3sio ou o neod\u00edmio, para produzir as baterias. Outros elementos, como o l\u00edtio ou o cobalto, tamb\u00e9m t\u00eam de ser utilizados para produzir as baterias. Regra geral, estes elementos s\u00e3o escassos e t\u00eam fornecedores problem\u00e1ticos, como a China para as terras raras ou o Congo para o cobalto. (Dicks, 2020)<\/a><\/p>\n\n\n\n

E agora?<\/p>\n\n\n\n

Existe uma alternativa que seja simultaneamente amiga do ambiente e poupe tempo no reabastecimento?<\/p>\n\n\n\n

A resposta \u00e9 um retumbante SIM! O combust\u00edvel chama-se biometano. O que \u00e9 exatamente o biometano, como \u00e9 produzido e quais os passos necess\u00e1rios para chegar ao produto final s\u00e3o explicados neste artigo.<\/p>\n\n\n\n

Dicks, H. (9 de dezembro de 2020). Biometano - combust\u00edvel atrativo para a transi\u00e7\u00e3o da mobilidade.<\/a><\/p>\n\n\n\n

Etapa n.\u00ba 1: Cultivo\/explora\u00e7\u00e3o de produ\u00e7\u00e3o de biometano<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Origem do biometano<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Isto levanta a quest\u00e3o: Como podemos transformar o estrume agr\u00edcola e as mat\u00e9rias-primas renov\u00e1veis em combust\u00edvel amigo do ambiente?<\/p>\n\n\n\n

Em primeiro lugar, os res\u00edduos, os NaWaRo's, o chorume\/estrume e os materiais residuais das explora\u00e7\u00f5es agr\u00edcolas de origem e das explora\u00e7\u00f5es produtoras s\u00e3o recolhidos por colectores, que s\u00e3o na sua maioria comerciantes ou fornecedores, e depois transportados para a unidade de biog\u00e1s. Esta etapa \u00e9 mostrada na Figura 1.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n

Figura 1: 1\u00aa etapa da cadeia de valor (agriportance GmbH, 2022)<\/em><\/p>\n\n\n

Processos na unidade de biog\u00e1s<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

A fermenta\u00e7\u00e3o destas subst\u00e2ncias tem lugar nesta unidade. Durante a forma\u00e7\u00e3o do metano, os microrganismos decomp\u00f5em a mat\u00e9ria org\u00e2nica num ambiente sem oxig\u00e9nio (anaer\u00f3bico), libertando biog\u00e1s. Este \u00e9 uma mistura gasosa saturada de vapor de \u00e1gua, que consiste essencialmente em metano (CH4) e di\u00f3xido de carbono (CO2). Outros componentes, para al\u00e9m do vapor de \u00e1gua, s\u00e3o gases vestigiais como o azoto, o oxig\u00e9nio, o hidrog\u00e9nio, o sulfureto de hidrog\u00e9nio e o amon\u00edaco. Nas centrais de biog\u00e1s e de g\u00e1s de esgoto, estes processos de fermenta\u00e7\u00e3o anaer\u00f3bica s\u00e3o tecnicamente aplicados e o biog\u00e1s que pode ser utilizado para energia \u00e9 produzido com a maior efici\u00eancia poss\u00edvel.<\/p>\n\n\n\n

Grob pode explicar as etapas do processo da unidade de biog\u00e1s em quatro passos:<\/p>\n\n\n\n

    \n
  1. Hidr\u00f3lise: Na primeira etapa da forma\u00e7\u00e3o de metano, as bact\u00e9rias aer\u00f3bias, em particular, decomp\u00f5em subst\u00e2ncias org\u00e2nicas complexas, como prote\u00ednas, hidratos de carbono ou gorduras, em mol\u00e9culas individuais com a ajuda de enzimas. Estes produtos incluem amino\u00e1cidos, \u00e1cidos gordos ou a\u00e7\u00facares.<\/li>\n\n\n\n
  2. Acidog\u00e9nese: Imediatamente a seguir, as bact\u00e9rias anaer\u00f3bias facultativas formadoras de \u00e1cido assumem a continua\u00e7\u00e3o da degrada\u00e7\u00e3o na fase de acidifica\u00e7\u00e3o, principalmente em hidrog\u00e9nio, di\u00f3xido de carbono, \u00e1cidos gordos e \u00e1lcoois. No caso de substratos ricos em \u00f3leos e gorduras, s\u00e3o tamb\u00e9m produzidos nesta fase H2S e NH3.<\/li>\n\n\n\n
  3. Acetog\u00e9nese: Os produtos da acidog\u00e9nese s\u00e3o posteriormente degradados na acetog\u00e9nese por bact\u00e9rias formadoras de \u00e1cido ac\u00e9tico. S\u00e3o produzidos \u00e1cido ac\u00e9tico, CO2 e H2.<\/li>\n\n\n\n
  4. Metanog\u00e9nese: O metano, o CO2 e a \u00e1gua s\u00e3o formados a partir do \u00e1cido ac\u00e9tico, do CO2 e do H2 com a ajuda de arqueas hidrogenotr\u00f3ficas e metanog\u00e9nicas. (Martin Kaltschmitt, 2016)<\/a><\/li>\n<\/ol>\n\n\n\n

    Estes processos s\u00e3o novamente apresentados na Figura 2.<\/p>\n\n\n\n

    \"\"<\/figure>\n\n\n\n

    Figura 2: Degrada\u00e7\u00e3o anaer\u00f3bia da mat\u00e9ria org\u00e2nica em biog\u00e1s (fermentadores G, bact\u00e9rias acetog\u00e9nicas AB, bact\u00e9rias homoacetog\u00e9nicas HAB, oxidadores de acetato sintr\u00f3picos SAO, metanog\u00e9nios acetocl\u00e1sticos AM, metanog\u00e9nios hidrogenotr\u00f3ficos HM) (Martin Kaltschmitt, 2016).<\/em><\/p>\n\n\n\n

    Martin Kaltschmitt, H. H. (2016). Energia da biomassa. Springer.<\/a><\/p>\n\n\n\n

    Etapa n.\u00ba 2: transforma\u00e7\u00e3o em biog\u00e1s e posterior inje\u00e7\u00e3o na rede de g\u00e1s natural<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

    Etapas do processo biog\u00e1s para alimenta\u00e7\u00e3o<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

    Para produzir biometano a partir do biog\u00e1s, a mistura de g\u00e1s deve ser purificada. Isto acontece nas unidades de valoriza\u00e7\u00e3o do biog\u00e1s. Esta etapa da cadeia de valor \u00e9 apresentada na Figura 3.<\/p>\n\n\n\n

    \"\"<\/figure>\n\n\n\n

    Figura 3: Etapa 2 da cadeia de valor do biometano (agriportance GmbH. (junho de 2022). Workshop_THG_Balancing_V.0.1.12.)<\/em><\/p>\n\n\n\n

    S\u00e3o utilizados v\u00e1rios processos de tratamento, como a depura\u00e7\u00e3o com aminas, a adsor\u00e7\u00e3o por oscila\u00e7\u00e3o de press\u00e3o ou a depura\u00e7\u00e3o com \u00e1gua pressurizada (DWW):<\/p>\n\n\n\n

    Lavagem com aminas<\/h3>\n\n\n\n

    No caso da depura\u00e7\u00e3o com aminas como processo de absor\u00e7\u00e3o qu\u00edmica, a purifica\u00e7\u00e3o \u00e9 semelhante \u00e0 da depura\u00e7\u00e3o com \u00e1gua pressurizada. Neste caso, o biog\u00e1s flui atrav\u00e9s de uma solu\u00e7\u00e3o de amina-\u00e1gua em contra-fluxo sob uma press\u00e3o ligeiramente aumentada, atrav\u00e9s da qual o CO2 reage com a solu\u00e7\u00e3o de lavagem e passa para a mesma. A solu\u00e7\u00e3o de amina atinge uma carga mais elevada do que a \u00e1gua, o que reduz a quantidade de agente de lavagem que tem de ser circulada. O ar de exaust\u00e3o cont\u00e9m apenas pequenas quantidades de metano, pelo que, normalmente, n\u00e3o \u00e9 necess\u00e1ria a limpeza de gases pobres. Recomenda-se uma dessulfura\u00e7\u00e3o fina para manter a capacidade do desempenho de lavagem a longo prazo. A lavagem com aminas consome muita energia, uma vez que s\u00e3o necess\u00e1rias grandes quantidades de calor de processo para a regenera\u00e7\u00e3o da solu\u00e7\u00e3o de aminas. (Braune, Naumann, Postel, & Postel, 2015)<\/a><\/p>\n\n\n\n

    Lavagem sob press\u00e3o<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

    O processo DWW utiliza a diferente solubilidade do metano e do di\u00f3xido de carbono na \u00e1gua a press\u00f5es vari\u00e1veis. O biog\u00e1s previamente comprimido flui atrav\u00e9s da coluna de absor\u00e7\u00e3o de baixo para cima. Esta \u00e9 normalmente concebida como um reator de leito gota a gota, no qual a \u00e1gua passa atrav\u00e9s do g\u00e1s em contra-fluxo. Desta forma, os componentes b\u00e1sicos e \u00e1cidos do biog\u00e1s, especialmente o di\u00f3xido de carbono e o sulfureto de hidrog\u00e9nio, podem ser dissolvidos e quaisquer poeiras e microorganismos podem ser separados. O g\u00e1s purificado deixa a coluna com uma pureza de 90 a 99 vol.% de metano. Para al\u00e9m do CO2, o ar de exaust\u00e3o cont\u00e9m cerca de 1 vol.% de metano, que tem de ser separado atrav\u00e9s de um tratamento de g\u00e1s pobre. Em compara\u00e7\u00e3o com outros processos de separa\u00e7\u00e3o de CO2, a necessidade de eletricidade \u00e9 elevada devido \u00e0 circula\u00e7\u00e3o da \u00e1gua de depura\u00e7\u00e3o e \u00e0 necess\u00e1ria compress\u00e3o do biog\u00e1s. A secagem preliminar do g\u00e1s n\u00e3o \u00e9 necess\u00e1ria. (Braune, Naumann, Postel, & Postel, 2015)<\/a><\/p>\n\n\n\n

    Adsor\u00e7\u00e3o por oscila\u00e7\u00e3o de press\u00e3o<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

    Na adsor\u00e7\u00e3o por oscila\u00e7\u00e3o de press\u00e3o (DWA), as misturas gasosas s\u00e3o separadas por adsor\u00e7\u00e3o em carv\u00f5es activados, peneiras moleculares ou peneiras moleculares de carbono. Antes da DWA, \u00e9 necess\u00e1ria a secagem, a dessulfura\u00e7\u00e3o fina e a compress\u00e3o do biog\u00e1s. O g\u00e1s arrefecido e desidratado passa ent\u00e3o pelo adsorvente (peneira molecular ou carv\u00e3o ativado), no qual o CO2 \u00e9 adsorvido. O produto gasoso rico em metano \u00e9 ent\u00e3o expandido e encaminhado para uma segunda coluna onde a adsor\u00e7\u00e3o \u00e9 repetida com a introdu\u00e7\u00e3o de ar ambiente. A regenera\u00e7\u00e3o do adsorvente \u00e9 efectuada atrav\u00e9s da redu\u00e7\u00e3o da press\u00e3o com a ajuda de uma bomba de v\u00e1cuo. O g\u00e1s extra\u00eddo, rico em CO2, ainda cont\u00e9m metano e deve, portanto, ser conduzido a um p\u00f3s-tratamento de g\u00e1s pobre. (Braune, Naumann, Postel, & Postel, 2015)<\/a><\/p>\n\n\n\n

    Requisitos para a inje\u00e7\u00e3o de biometano<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

    No entanto, o biometano, agora purificado pelos processos, tem de cumprir v\u00e1rios requisitos antes de poder ser introduzido na rede de g\u00e1s natural:<\/p>\n\n\n\n