p Uma chance de mudar para fontes renováveis ​​de aquecimento, eletricidade e combustível, ao mesmo tempo que oferece novas oportunidades para várias indústrias produzirem um grande número de produtos renováveis. Este é o veredicto de pesquisadores da Chalmers University of Technology, Suécia, quem agora, após 10 anos de pesquisa de energia na gaseificação de biomassa, veja uma série de novas conquistas tecnológicas. p “O potencial é enorme! Usando apenas as usinas de energia suecas já existentes, poderíamos produzir combustíveis renováveis ​​equivalentes a 10 por cento do combustível de aviação mundial, se tal conversão fosse totalmente implementada, "diz Henrik Thunman, Professor de Tecnologia de Energia na Chalmers.

p Como implementar uma mudança de combustíveis fósseis para renováveis ​​é uma questão complicada para muitas indústrias. Para indústrias pesadas, como refinarias de petróleo, ou a indústria de papel e celulose, é especialmente urgente começar a se mover, porque os ciclos de investimento são muito longos. Ao mesmo tempo, é importante fazer o investimento certo, porque você pode ser forçado a substituir as caldeiras ou instalações com antecedência, o que significa grandes custos financeiros. Graças aos esforços estratégicos de longo prazo, pesquisadores da Chalmers University of Technology da Suécia abriram caminho para mudanças radicais, que poderia ser aplicado a novas instalações, bem como ser implementado em milhares de fábricas existentes em todo o mundo.

p A solução apresentada envolve a gaseificação generalizada da biomassa. Essa tecnologia em si não é nova. Explicado aproximadamente, o que está acontecendo é que em altas temperaturas, biomassa é convertida em gás. Esse gás pode então ser refinado em produtos finais que atualmente são fabricados a partir de petróleo e gás natural. Os pesquisadores da Chalmers mostraram que um possível produto final é o biogás, que pode substituir o gás natural nas redes de gás existentes.

p Anteriormente, o desenvolvimento da tecnologia de gaseificação tem sido dificultado por grandes problemas com o alcatrão sendo liberado da biomassa, o que interfere no processo de várias maneiras. Agora, os pesquisadores da divisão de Tecnologia de Energia da Chalmers demonstraram que podem melhorar a qualidade do biogás por meio de processos químicos, e o alcatrão também pode ser gerenciado de maneiras completamente novas. (Veja a animação e a imagem abaixo.) Este, em combinação com um desenvolvimento paralelo de materiais de troca de calor, oferece possibilidades completamente novas para a conversão de caldeiras de aquecimento urbano em gaseificadores de biomassa.

p “O que torna esta tecnologia tão atrativa para diversas indústrias é que será possível modificar as caldeiras existentes, que pode complementar a produção de calor e energia com a produção de combustíveis e produtos químicos livres de fósseis. ", diz Martin Seemann, Professor Associado em Tecnologia de Energia na Chalmers.

p "Nós reconstruímos nossa própria caldeira de pesquisa desta forma em 2007, e agora temos mais de 200 anos-homem de pesquisa para nos apoiar, "diz o professor Henrik Thunman." Combinado com as lições em escala industrial aprendidas no projeto de demonstração GoBiGas (Gothenburg Biomass Gasification), lançado em 2014, agora podemos dizer que a tecnologia está pronta para o mundo. "

p As usinas que podem ser convertidas para gaseificação são centrais elétricas e de aquecimento urbano, fábricas de papel e celulose, serrarias, refinarias de petróleo e plantas petroquímicas.

p “As soluções técnicas desenvolvidas pelos pesquisadores da Chalmers são, portanto, relevantes em diversos campos industriais”, disse Klara Helstad, Chefe da Unidade de Indústria Sustentável da Agência Sueca de Energia. "A competência e a infraestrutura de pesquisa da Chalmers desempenharam um papel crucial para a demonstração de biocombustíveis avançados dentro do projeto GoBiGas."

p A Agência Sueca de Energia financiou pesquisa e infraestrutura de energia em Chalmers por muitos anos.

p Quanto desse potencial tecnológico pode ser realizado depende das condições econômicas dos próximos anos, e como isso afetará a vontade de conversão dos setores industrial e de energia. A disponibilidade de biomassa também é um fator crucial. A biomassa é um recurso renovável, mas apenas desde que não esgotemos as condições de sua produção biológica. Portanto, há um limite para a produção total de biomassa.

p Potencial para combustíveis não fósseis por meio de gaseificação, por modificação de plantas existentes

• As instalações passíveis de modificação possuem um tipo de caldeira de combustão denominada leito fluidizado. É a tecnologia mais comum em usinas de energia e aquecimento distrital suecas, e também é comum em muitas fábricas de papel e celulose e serrarias. No total, mais de 100 fábricas na Suécia têm caldeiras de leito fluidizado.
• Se todas essas plantas fossem modificadas para gaseificadores de biomassa, eles seriam capazes de produzir 346 TWh de biogás (metano) por ano, dada a disponibilidade de biomassa suficiente. Isso corresponde a aproximadamente um por cento do consumo total de gás natural do mundo em 2013.
• Alternativamente, as usinas poderiam produzir 278 TWh de combustível de aviação por ano, equivalent to approximately 10 percent of the world's total aviation fuel consumption in 2014.
• The biomass consumption in the above scenarios exceeds the production estimates of the Swedish agriculture and forestry industry, so a major conversion to biomass gasification would probably require a mixture of domestic and imported biomass.
• Globally, there are thousands of plants that have fluidised bed combustion, and could therefore be modified to biomass gasification.

p Chemicals, materials and electrical fuels as end-products

• The technology is very flexible when it comes to end-products. Gasification of biomass produces syngas—a mixture of hydrogen, carbon monoxide and carbon dioxide—which can then be converted to a variety of hydrocarbons. In addition to biogas and aviation fuel, you can, por exemplo, produce methanol, gasoline and diesel.
• In addition to power and district heating plants and paper-, pulp- and sawmills, the conversion could also include oil refineries and petrochemical plants. The gasification process could provide renewable hydrocarbons that can replace oil in the production of fuels, chemicals and materials. But also, it offers the possibility of supplementing their operations with their own combustion of biomass.
• The technology can also be used to produce electro fuels. These are synthetic vehicle fuels that are produced with carbon dioxide captured from biomass combustion, eletricidade e água. In a future energy system, with a high proportion of electricity from solar cells and wind power, it could be a method of utilising electricity during surplus periods. An installation can be designed to switch between the production of electric fuel and other fuel, depending on the current electricity price.
• With sufficient access to biomass, the expanded production could coexist with existing production in the facilities, and provide an increased degree of utilisation for today's infrastructure.

p The availability of sustainably produced biomass

p There are differences in opinion over how much biomass can be produced in a sustainable way.

p "My assessment is that biomass can make a significant contribution to the energy supply. But it is not enough to provide for all the applications that currently require fossil fuels, " says Göran Berndes, Professor of Biomass and Land use at Chalmers. "In this perspective, the conversion to gasification is very interesting, as it enables biomass to be used very efficiently to meet several different needs in society."

p Göran Berndes continues, "regardless of how biomass is used in the end, it is important to ensure that it comes from sustainable forestry and agriculture. Leis, regulations and market-based sustainability certification schemes provide better conditions for sustainable production, but countries and individual actors differ in terms of sustainability priorities. It is therefore likely that the changeover to renewability will still be characterised by a debate regarding the sustainability of different solutions."