A sabedoria convencional na pesquisa em biocombustíveis afirma que a eficiência do carbono é o fator mais importante para determinar estratégias promissoras para a produção de biocombustíveis. Para pesquisadores, isso significa que quanto mais carbono na safra termina como carbono no combustível, o melhor.

Mas a eficiência do carbono pode não ser tudo:a qualidade do combustível e os requisitos de energia também são fatores-chave para a seleção de estratégias de biocombustíveis de próxima geração, de acordo com um estudo divulgado hoje [setembro 28, 2018] de pesquisadores da University of Wisconsin – Madison e do Great Lakes Bioenergy Research Center (GLBRC).

Em um novo artigo na revista Joule , Os pesquisadores do GLBRC, Christos Maravelias e Peyman Fasahati, tiveram como objetivo identificar os drivers críticos, fora da eficiência do carbono, para avaliar novas estratégias de biocombustíveis e descobriu que existem dois outros parâmetros vitais:a energia necessária para produzir os combustíveis em uma biorrefinaria e a eficiência dos combustíveis no motor de um veículo.

Para realizar suas análises, Maravelias, Vilas Distinguished Achievement e Paul A. Elfers Professor de engenharia química e biológica; e Fasahati, um pesquisador de pós-doutorado que trabalha com Maravelias, comparou dois processos para a produção de biocombustíveis a partir de palha de milho:conversão biológica em etanol (BCE) e conversão catalítica em alcenos (CCA). Alcenos são longas cadeias de carbono contendo pelo menos uma ligação dupla; aqueles produzidos pelo processo CCA são usados ​​para fazer diesel.

Seus resultados mostram que todos os três parâmetros - eficiência de carbono, requisitos de energia do processo, e eficiência de combustível - são importantes, e que a estratégia mais eficiente em carbono pode não ser automaticamente a estratégia mais eficaz em geral.

"Por exemplo, BCE, que produz etanol, tem uma eficiência de carbono muito alta, mas o próprio combustível tem menor conteúdo de energia, "diz Fasahati." Com CCA, menos do carbono original acaba no combustível produzido, mas o combustível tem uma eficiência maior quando você o queima em um carro. "

Fasahati e Maravelias também consideraram a geração de eletricidade em seus cálculos de eficiência energética de produção para cada estratégia. A eletricidade é um subproduto da conversão de biomassa em combustível em uma biorrefinaria:os resíduos (principalmente lignina e resíduos de conversão) são queimados, resultando em calor que alimenta o processo de conversão e cria eletricidade que pode ser vendida à rede.

Fasahati e Maravelias reconheceram que quando a geração de eletricidade foi incorporada em suas análises, ambas as estratégias tinham o potencial de produzir mais energia mecânica total para transporte, porque a eletricidade produzida poderia ser usada para alimentar carros elétricos, enquanto o próprio combustível poderia alimentar veículos tradicionais de combustão interna.

Contudo, processos que requerem menos energia para conversão também produzem mais eletricidade para distribuição. Por causa disso, o processo CCA, que já produz um combustível que queima de forma mais eficiente (diesel), também produz quase 60% mais energia mecânica na forma de eletricidade do que o processo BCE.

Assim, a estratégia CCA, apesar de ser menos eficiente em carbono, alcança melhores resultados em geral porque produz mais energia mecânica de eletricidade e combustível.

O artigo sugere que a pesquisa sobre estratégias de otimização para produzir biocombustíveis e bioprodutos alternativos continua importante, mesmo que não atinja a alta eficiência de carbono de estratégias como a BCE, que produzem etanol.

"O entendimento geral é que se você tiver mais carbono, você pode correr mais, "Fasahati diz." Mas nós mostramos que há mais nesta história. "

Os autores esperam que seu artigo ajude outras pessoas no campo a repensar o modelo de eficiência de carbono para ter uma abordagem mais holística enquanto trabalham para desenvolver os biocombustíveis de próxima geração que ajudarão a cumprir o Padrão de Combustíveis Renováveis ​​do Departamento de Energia no futuro.

Maravelias disse, "Daqui para frente, estamos entusiasmados com as possibilidades de novas estratégias de produção de biocombustíveis que vão além da eficiência do carbono, levando em consideração os parâmetros discutidos neste trabalho. "