Biogás abre nova fronteira energética no interior – Meio Ambiente

Química e Derivados - Biodigestores da Coopcana, em Tamboara-PR, servem de modelo para setor
Biodigestores da Coopcana, em Tamboara-PR, servem de modelo para setor

Há um grande potencial energético nos resíduos de praticamente todos os setores da economia e com alternativas de aproveitamento já de pleno domínio no mundo e, em alguns casos, no Brasil. No caso brasileiro, a geração de biogás e biometano é a vertente com possibilidades imediatas de expansão, não só por conta da alta disponibilidade de resíduos como pelo desenvolvimento da cadeia de fornecedores, as várias experiências em curso e a demanda firme e em ascensão.

Obtido pela digestão anaeróbica de resíduos agrícolas, pecuários confinados, do lodo de esgoto e do lixo urbano – pela biodigestão controlada ou pela captação em aterros –, o energético tem um potencial de geração, segundo a Associação Brasileira de Biogás e Biometano (Abiogás), de 75,2 bilhões de Nm3/ano, sendo 38,2 bilhões de Nm3 da agroindústria, 26,4 bilhões provenientes da vinhaça, torta de filtro e da palha do setor sucroenergético, e 10,4 bilhões de Nm3 de aterros e do lodo do tratamento de esgoto.

Mesmo que o país ainda esteja distante de aproveitar todo esse potencial de biomassa residual, as iniciativas crescem anualmente, com a implantação de mais usinas, projetos e até novas regulamentações para favorecer a expansão. No momento, segundo a Abiogás, há no país 406 usinas, em levantamento de 2019, um aumento de 11% sobre o ano anterior. Juntas, elas geram aproximadamente 5,5 milhões de m3/dia de biogás. Isso daria por volta de 2 bilhões de Nm3/ano, ou seja, apenas 2,6% do potencial apontado pela associação.

A maior parte das usinas (316) gera energia elétrica, 75 se dedicam à produção de calor, 9 transformam o biogás no combustível biometano, e as 6 restantes são utilizadas para acionamento de bombas. Segundo a Abiogás, 273 usinas se concentram no setor agropecuário, principalmente na suinocultura, avicultura e bovinocultura, mas também em laticínios e na biodigestão de resíduos agrícolas. Mais 63 estão em aterros e estações de tratamento de esgoto, 61 na indústria, 5 no setor sucroenergético e 4 em abatedouros.

Em geração de biogás, por conta dos grandes volumes de substratos concentrados em uma só área, os aterros e, em menor escala, usinas que aproveitam lodo de esgoto são os líderes atuais. O setor de saneamento responde por cerca de 4,2 milhões de m3/dia de biogás, seguido pela agropecuária e alimentos, com 790 mil m3/dia, sucroenergética com 430 mil m3/dia e a codigestão de resíduos, com 32 mil m3/dia. As nove usinas que produzem biometano geraram aproximadamente 305 mil Nm3 por dia do biocombustível em 2019.

No sucroenergético – Apesar de ainda não ser o principal gerador de biogás, o setor sucroenergético é o que reúne as melhores condições de se expandir na próxima década, por conta do alto volume disponível de vinhaça, torta de filtro e palhas nas usinas, que podem seguir para biodigestores anaeróbicos para gerar o gás renovável. Além disso, pesa a favor a vocação natural do setor para gerar e comercializar energia.

O aproveitamento do biogás pelas usinas pode se dar por três vias: a simples queima para geração de energia elétrica, agregando capacidade aos seus já estruturados sistemas de cogeração de bagaço de cana; a purificação do biogás, para obter o biometano, com índice de 95% de metano para utilização como substituto do gás natural, que poderia ser injetado na rede para uso industrial, comercial ou residencial; ou ainda como biometano para uso como combustível automotivo, comprimido para venda a distribuidoras e/ou para emprego na frota das usinas, com grande economia de diesel nos seus caminhões.

Para o Plano Decenal de Expansão de Energia (PDE) 2029, elaborado como diretriz nacional da matriz energética pela Empresa de Pesquisa Energética (EPE), as projeções de produção de etanol e açúcar indicam um volume de resíduos que será suficiente para gerar 7,2 bilhões de Nm3 em 2029, o que representa, pós-purificação, 3,9 bilhões de Nm3 de biometano.

Com o potencial técnico para exportar energia elétrica a partir do biogás, o PDE fez cálculo baseado em dados da Usina Bonfim, da Raízen, em Guariba-SP, que deve inaugurar até o começo de 2021 unidade de geração elétrica a biogás, vencedora de leilão de energia em 2016. A conclusão foi a de que seria possível o setor agregar 2,2 GWmédios em 2029 com energia elétrica do biogás das usinas.

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Pré-sal caipira – As possibilidades abertas com o biogás para a indústria sucroenergética são muito grandes. E mesmo que o setor esteja endividado, com rombo próximo de R$ 100 bilhões, há muitos investidores, nacionais e estrangeiros, querendo formar parcerias com as usinas para aproveitar o que alguns chamam de “pré-sal caipira”, expressão justificada pelo fato de que, para cada litro de etanol, gera-se como subproduto 12 litros de vinhaça (a produção atual de etanol é de 33 bilhões de litros de etanol por ano no Brasil).

Um projeto de aproveitamento desse potencial é liderado pela empresa Zeg, do grupo de comercialização de energia Capitale. A ideia da empresa, já colocada em prática, é até 2023 estar produzindo 1 milhão de m3 por dia de biometano mediante a construção, em sociedade com usinas de etanol e açúcar do interior paulista, de unidades que incluem biodigestor anaeróbico para aproveitar os resíduos e sistema de purificação do biogás. A empresa até já batizou seu combustível de GasBio, que será vendido nas formas comprimidas ou liquefeita, para transporte ou uso industrial.

Segundo o CEO da Zeg, Daniel Rossi, o modelo apresentado para as usinas inclui opções de investimento em que a Zeg pode ser a investidora única, tornar-se sócia da usina ou então erguer a planta com o aporte único da sucroenergética. A condição inegociável, porém, segundo Rossi, é a de que a operação será exclusiva da Zeg.

A preocupação em controlar a operação é porque a empresa já desenvolveu toda a rota, com parceiros tecnológicos e futuros possíveis consumidores, para obter um biometano que atende aos padrões exigentes principalmente da indústria automotiva. Nesse caso, o biometano gerado – com 96% de metano – já passou por testes conduzidos pela Scania, que começou no ano passado a produzir em sua fábrica de São Bernardo do Campo-SP caminhões movidos a gás natural, biometano e GLP. “O GasBio atende aos requisitos operacionais da montadora, que são muito elevados”, disse Rossi.

Há duas usinas que já fecharam acordo com a Zeg para erguer as unidades, mas a primeira etapa do projeto para produzir o GasBio será via biogás de aterro. A unidade, com previsão de entrada em operação neste ano, ficará no aterro Ecourbis Sapopemba, na capital paulista, cuja meta inicial é produzir 30 mil m3 por dia de biometano a partir do biogás captado no aterro. Com investimento total de R$ 60 milhões, o planejado é triplicar a produção, para 90 mil m3, no decorrer do ano. Também no mesmo aterro, a Zeg colocou em operação no meio do ano passado uma miniusina de 8 MW para geração elétrica, que injetará na rede para venda 5 MW e o restante será direcionado para a unidade de purificação do biogás para gerar biometano.

Começar os investimentos pelo aterro, porém, não diminui a expectativa em concretizar o planejamento de aportar R$ 500 milhões até 2023 nas unidades de biometano. O foco da Zeg é encontrar parceiros no chamado Corredor Azul, que envolve além do interior paulista parte dos estados do Mato Grosso, Mato Grosso do Sul e Paraná, que ficam na principal rota de escoamento da produção do agronegócio brasileiro pelo modal rodoviário até o Porto de Santos. Segundo Daniel Rossi, a ideia é de complementaridade com o a produção do gás natural do pré-sal, que pode abastecer os caminhões no litoral e regiões próximas para o retorno ao interior. “Os caminhões vão para o porto abastecidos com biometano e voltam com gás natural”, disse.

Além da busca por parceiros no setor sucroenergético, outra parte do planejamento da Zeg é ajudar a gerar demanda em empresas de transporte e indústrias interessadas na versão liquefeita do biometano e, a partir daí, construir postos de abastecimento no Corredor Azul. A demanda firme é fundamental, segundo Rossi, para tornar viável a implantação de postos de alta pressão para abastecer os caminhões.

Para as unidades de biometano, a Zeg firmou parcerias tecnológicas. Os sistemas são modulares com lagoas de biodigestão da vinhaça que, no caso de ampliação, podem ter suas biotas inoculadas em outras para aumentar a capacidade de geração do biogás. Também os sistemas de purificação do biogás para produção de biometano contam com parceiros tecnológicos internacionais.

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Outros modelos – O modelo pensado pela Zeg não é o único com promessa de ser replicado. Outro projeto muito bem estruturado envolve a concessionária de gás GasBrasiliano, do noroeste paulista, e a Usina Cocal, em sua unidade de Narandiba, a 60 km de Presidente Prudente-SP. Trata-se de investimento de R$ 160 milhões para criar uma rede independente de gasodutos de 65 km, construída pela concessionária com R$ 30 milhões, que visa distribuir biometano, gerado a partir dos resíduos da usina, para consumidores residenciais, comerciais e industriais de Presidente Prudente e da vizinha Pirapozinho.

A Usina Cocal investe R$ 130 milhões na unidade de produção de biometano, purificado a partir do biogás gerado pela biodigestão de bagaço, vinhaça e palha de cana. A expectativa é a de que a rede dedicada, em construção, entre em operação no início de 2021. Como a região fica a 200 km do Gasoduto Brasil Bolívia (Gasbol), trata-se de solução de interiorização do gás sem necessidade de ampliação das conexões aos gasodutos, com potencial de ser replicado em várias outras regiões distantes dos ramais.

Outro tipo de investimento que deve acelerar a importância da fonte na matriz energética é o de construção de usinas térmicas a biogás para gerar eletricidade com injeção na rede. Nesse caso, o mercado aguarda com expectativa a entrada em operação da unidade da Usina Bonfim, do grupo Raízen, em Guariba-SP, prevista para até o fim do ano, mas cuja obrigatoriedade é estar pronta em 2021, já que o projeto foi negociado no leilão A-5 de energia de 2016 (com prazo de entrega de cinco anos).

A usina é uma joint-venture entre a Raízen (85%) e a Geo Energética (15%), empresa que tem uma planta demonstrativa de 4 MW na usina da Coopcana, em Tamboara-PR, onde a geração de biogás é feita em biodigestores que recebem a vinhaça e a torta de filtro da produção de etanol e açúcar. O modelo tecnológico será o mesmo da Bonfim, cuja previsão é gerar 138 GWh por ano. Do total gerado, 96 GWh foi contratado com distribuidoras no leilão de 2016 e o restante será negociado no mercado livre de energia.

No Sul – Além do potencial do biogás em setores em que é possível erguer unidades de maior porte para gerar energia elétrica ou biometano, caso dos aterros e das usinas sucroenergéticas, a outra frente com chance de expansão envolve unidades menores, em grande quantidade, com a construção de várias micro e miniusinas. Trata-se, por exemplo, das plantas que aproveitam dejetos da bovinocultura, suinocultura e avicultura para gerar biogás com biodigestores, ou de resíduos de abatedouros, laticínios e processadores de mandioca, no ambiente rural, na maioria das vezes afastado de gasodutos de gás natural e em áreas com frequentes quedas de abastecimento de energia.

Química e Derivados - Unidade de purificação produz o biometano
Unidade de purificação produz o biometano

Esse potencial, já com muitos projetos e usinas em operação no Brasil (a estimativa é de 235 a partir de substratos da agroindústria), fica muito claro pela movimentação em curso nas atividades pecuárias do sul do País. Com cerca de 75 mini e microusinas a biogás em operação, a região, com destaque nacional na suinocultura e avicultura, e na produção agrícola em geral, tem conseguido criar modelos de negócios para os produtores investirem no aproveitamento dos dejetos animais e nos resíduos agroindustriais.

Esses modelos, que privilegiam soluções para cooperativas e regiões com vários produtores de uma mesma ou similar cultura, têm surgido muito por conta da ação do Centro Internacional de Energias Renováveis-Biogás, o Cibiogás, que opera dentro da Itaipu Binacional, em Foz do Iguaçu-PR, na estruturação de vários projetos para produtores rurais dos estados do Sul, com destaque suinocultores e avicultores paranaenses.

Há projetos em curso, por exemplo, no município de Toledo-PR, responsável pelo maior plantel de suínos de engorda do país (880 mil cabeças). Com potencial para gerar 31,7 milhões de Nm3/ano de biogás, segundo estudo do Cibiogás, o que seria capaz de substituir 25 mil toneladas de gás natural, a cidade vai receber investimento da empresa alemã Mele Biogas, que pretende erguer usina para produzir biometano a partir de dejetos coletados de mais de 20 granjas suínas da região, além de resíduos de agroindústrias e frigoríficos.

O projeto de R$ 60 milhões contempla um biodigestor anaeróbico central, na área destinada à usina, que foi cedida pela prefeitura de Toledo no aterro municipal. Nele serão digeridos os dejetos e os resíduos que geram o biogás para, em seguida, ser purificado por um sistema de membranas, para produzir 700 m3/h do gás natural renovável, o biometano.

Com previsão de entrar em operação no começo de 2022, a ideia é comprimir o biometano para venda por carretas, em uma primeira etapa para uso industrial e mais para a frente como combustível veicular, disponível em postos de abastecimento. Além disso, segundo o gerente de projetos da Mele, Christian Belt, com a separação por membranas do biogás, o dióxido de carbono removido, com alto grau de pureza, será comercializado para indústrias de bebidas.

Também em Toledo, agora em projeto liderado pelo Cibiogás, será construída uma miniusina térmica com potência instalada de 1 MW, que vai gerar eletricidade para conexão à rede. Com recursos da Itaipu Binacional, de R$ 11 milhões, também por volta de 20 produtores de suínos terão esterqueiras individuais e com transporte para biodigestor da usina. A opção pela geração elétrica não demandará sistema de purificação do biogás.

Em outro município paranaense, Entre Rios do Oeste, desde julho de 2019 funciona outro projeto, estruturado pelo Cibiogás e com recursos de R$ 17 milhões da distribuidora paranaense, a Copel, com concepção diferente. Por ele foi construída uma rede de gasodutos de 22 km que interliga o biogás gerado por 18 biodigestores de suinocultores da região a uma miniusina térmica de 480 kW.

Os 3 GWh/ano gerados pela usina, injetados na rede no regime de geração distribuída, são compensados no consumo de quase 70 prédios públicos da prefeitura de Entre Rios do Oeste. A estimativa é de economia mensal de até 12% na conta de energia da prefeitura. Os suinocultores são remunerados pelo biogás entregue ao projeto, em até R$ 5 mil mensais.

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Processo vai do Biogás ao biometano

O biogás é obtido pela digestão anaeróbica, processo que converte material orgânico, pela ação de bactérias em ambiente de ausência de oxigênio, em metano, dióxido de carbono, gases inertes e compostos sulfurosos.

Vários substratos podem ser empregados para a sua produção e o volume de biogás depende da tecnologia de digestão e do substrato. Ocorre de forma natural em plantações de arroz e aterros sanitários, por exemplo.

O metano se destaca como componente volumétrico do biogás, em níveis que começam em 55% e vão até 70%; na sequência, o dióxido de carbono responde por taxas entre 30% e 45%. O poder calorífico do biogás varia entre 4.000 até 6.000 kcal/m³. Quando purificado como biometano, com até 96% do componente, o poder calorífico fica similar ao do gás natural, por volta de 9.200 kcal/m³.

Para converter o biogás em biometano, as tecnologias removem o dióxido de carbono e o gás sulfídrico. O H2S é removido em uma primeira etapa, por processos químicos (lavagem com soda cáustica) ou físicos, com carvão ativado. Essa remoção é importante para evitar futuros processos corrosivos nos equipamentos.

No caso do CO2, cuja remoção reduz a densidade relativa do gás e aumenta o poder calorífico, entre as rotas empregadas para separá-lo, as principais são a adsorção por balanço de pressão (PSA), absorção por lavagem com aminas, lavador com água e solventes orgânicos, e separação por membranas.

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NOTAS

– Covid-19 e clima 1 – Embora ainda não se tenha evidência de que a difusão global do vírus da Covid19 tenha sido também influenciada diretamente pelo fenômeno da mudança climática, o centro para clima e saúde da Universidade de Harvard, nos EUA, preparou em seu website um Q&A para responder aos vários questionamentos que começaram a surgir depois da pandemia. Na sua primeira resposta, a prestigiosa universidade começa alertando que a mudança climática altera a forma como a humanidade se relaciona com outras espécies na Terra e isso aumenta o risco de infecções. “À medida que o planeta esquenta, animais grandes e pequenos, em terra e no mar, são levados para os polos para sair do calor. Isso significa que os animais entram em contato com outros animais que normalmente não encontrariam, criando uma oportunidade para os patógenos entrarem em novos hospedeiros”, diz o texto de Harvard. “Além disso, o desmatamento é a maior causa de perda de habitat do mundo. Isso força os animais a migrar e a potencialmente contatar outros animais ou pessoas e compartilhar germes”.

– Covid-19 e clima 2 – Outra relação entre clima e a gravidade da pandemia, para Harvard, tem a ver com a poluição atmosférica, que aumenta o risco das pessoas adoecerem e contraírem pneumonia na sua forma mais grave. A universidade cita estudo que foi realizado com o vírus da Sars, intimamente relacionado com o Covid-19, que revelou que pessoas em regiões poluídas tinham duas vezes mais chances de morrer devido à infecção.

– Cbios 1 – A Câmara dos Deputados aprovou a MP 897/2019, a MP do Agro, que além de criar fundos de garantia para empréstimos rurais, também dispõe sobre a Política Nacional de Biocombustíveis, o Renovabio. O tema mais aguardado nesse sentido é a emenda sobre a tributação dos créditos de descarbonização, os Cbios. A medida regulamenta a incidência do imposto sobre a renda exclusiva na fonte, com alíquota de 15%, sobre a negociação dos créditos.

– Cbios 2 – As emissões dos Cbios, que devem ser feitas pelas usinas de biocombustíveis certificadas pela ANP e cujos títulos precisam ser adquiridos por distribuidores de combustíveis e por investidores interessados, está prometida para a segunda quinzena de abril na B3. Antes disso, depois do registro, os bancos precisam escriturar os títulos. Por enquanto, apenas o Santander havia firmado acordo com 16 usinas. A crise sanitária, porém, que afetou drasticamente a bolsa, pode atrasar o processo.

– Cbios 3 – A estimativa até então do Ministério de Minas e Energia é a de que ainda em 2020 o Renovabio movimente mais de R$ 1,4 bilhão com a emissão dos títulos, tendo como base o valor médio de US$ 10 por Cbio e a meta do governo de as distribuidoras, para cumprirem sua parte na política, adquirirem 28,7 milhões de Cbios no primeiro ano em vigor.

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