APLICAÇÕES ENERGÉTICAS DO BIOGÁS

10380999_1306117089403875_7328211405155859591_nDevido à sua flexibilidade, as aplicações energéticas do biogás mais difundidas são a utilização como combustível em caldeiras, fornos, estufas, geração de eletricidade, cogeração (eletricidade e calor), injeção na linha de gás natural e como combustível veicular. Confira nesse artigo estas aplicações!

USO TÉRMICO

O uso do biogás com a finalidade única de geração de calor pode ser considerado o mais simples e com requerimentos menos complexos quanto ao sistema de condicionamento. Geralmente a queima é realizada em caldeiras ou em sistemas de aquecimento (trocador de calor, aquecimento de água, etc.).

As caldeiras podem ser utilizadas para a produção de água quente ou vapor (alta ou baixa pressão) e são classificadas como flamotubulares, aquatubulares ou de condensação.

A queima do biogás é realizada por meio de um queimador, o qual é responsável por processar a combustão do combustível em uma fornalha ou câmara de combustão, garantindo uma boa mistura ar/ combustível e que não haja retorno da chama. Para o biogás são aplicados queimadores dos tipos: atmosféricos (até 35 kWth), com ventilador (até 30 MWth) ou lança (até 150 MWth) (MCIDADES – 2, 2015).

As caldeiras com secagem atingem 85% de eficiência de aproveitamento do conteúdo energético disponível no biogás, enquanto que nos queimadores de condensação chega-se a 95%. Já existem caldeiras e queimadores projetados especificamente para serem utilizados com biogás. O calor gerado pode ser utilizado para secagem de lodo, de cereais, de biofertilizantes, e de cavacos, no aquecimento de estufas, residências, indústrias e estábulos, entre outros.

A cervejaria HEINEKEN, em Ponta Grossa, Paraná, utiliza o biogás para substituir os combustíveis fósseis em caldeiras. De acordo com o gerente de Sustentabilidade e Meio Ambiente da HEINEKEN Brasil, João Carlos Rodrigues, o biogás gerado a partir da matéria orgânica e de rejeitos processados pela fábrica em estações de tratamento substitui de 4% a 5% dos derivados de petróleo. O biogás é utilizado conjuntamente como o gás natural em caldeiras de grande porte destinadas a produzir o calor necessário, principalmente, para o cozimento do mosto (HEINEKEN, 2013).

COGERAÇÃO

A cogeração de energia consiste na geração de duas ou mais formas de energia a partir de uma fonte. Trata-se da maneira mais comum para a conversão do biogás em energia elétrica. Os grupos geradores utilizados nesse processo são compostos por um motor à combustão acoplado a um gerador elétrico, também conhecido como Combined Heat and Power (CHP). As principais tecnologias de cogeração são motores de combustão interna (ciclo Otto) e bicombustível (ciclo diesel operando com biogás) e as microturbinas.

Os motores a biogás baseados no princípio Otto exigem um teor de metano no biogás superior a 45%. A potência elétrica desses motores varia de 100 kWel a vários MWel e a eficiência elétrica varia de 34 a 45%. Os motores bicombustíveis com ignição a compressão (diesel e biogás), por sua vez, trabalham com teores mais reduzidos de metano no biogás e têm eficiência elétrica entre 30 e 45% (MCIDADES – 2, 2015).

Os dois tipos de motores a biogás são amplamente utilizados, sendo que os de ciclo Otto emitem menores concentrações de gases e possuem menores custos de manutenção, entretanto o custo de investimento é mais elevado. Os bicombustíveis são mais baratos, propiciam alta eficiência mesmo para potências reduzidas, são de fácil operação e suportam um biogás de qualidade inferior. Em contrapartida, os custos de manutenção são mais elevados, consomem óleo na ignição e são mais poluentes.

As microturbinas a gás possuem potências de até 200 kWel e seu funcionamento é baseado na aspiração do ar para o interior da turbina que é posteriormente comprimido e direcionado a uma câmara de combustão. Com a queima, ocorre o aumento da temperatura e volume do gás, movimentando as pás e, consequentemente, rotacionando o seu eixo que está acoplado ao gerador elétrico e assim produzindo eletricidade (MCIDADES – 2, 2015).

As microturbinas a biogás são uma tecnologia ainda pouco utilizada e possuem elevado custo de implantação. Entretanto, apresentam algumas vantagens em relação aos motores a gás e bicombustíveis, como menores níveis de emissões de gases e ruídos, requerimento de biogás com qualidade inferior, maior vida útil, além de baixos custos de operação e manutenção.

BIOMETANO COMO SUBSTITUTO DO GÁS NATURAL

Conforme estabelecido pela Resolução da Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP) nº 08/2005, biometano é o biocombustível gasoso constituído essencialmente de metano, derivado da purificação do bio- gás. A purificação (upgrading) objetiva reduzir as concentrações de dióxido de carbono visando condicionar o combustível para emprego como substituto do gás natural para distintas aplicações, seja através da inserção do biometano na rede de gás natural ou sua utilização direta após compressão.

A purificação pode ser realizada por meio do emprego de processos físicos ou físico-químicos. Dentre os processos físicos, destacam-se a adsorção com modulação de pressão (PSA), a lavagem com água pressurizada (Water Scrubber), a absorção física utilizando solventes orgânicos e a separação por membranas. Dentre os processos físico-químicos, destaca-se a absorção utilizando soluções orgânicas, geralmente aminas (MCIDADES – 2, 2015).

Este artigo foi retirado do Guia Técnico Ambiental de Biogás na Agroindústria. De autoria da Methanum e publicado pela FIEMG, FEAM e PROBIOGAS, o Guia apresenta as principais tecnologias, os processos produtivos, os tipos de uso do biogás, os aspectos e impactos ambientais, as boas práticas ambientais, a regularização ambiental e os incentivos existentes.

Além de divulgar informações importantes sobre o potencial de produção de biogás dos setores agroindustriais do país, com ênfase no laticínio, no abate de animais de médio e grande porte, e na indústria sucroenergética (produção de açúcar e etanol).
IG_Whitepaper_Biogas_CTA

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