Ouro Verde: Biomassa torrificada para substituir Carvão e Petróleo

Em fevereiro passado, a startup New Standard Oil, com sede na Estônia, comissionou com sucesso seu primeiro protótipo em escala industrial para secagem e torrefação de matéria-prima biogênica operando com vapor superaquecido à pressão atmosférica. O processo energeticamente eficiente foi desenvolvido no Fraunhofer Institute for Interfacial Engineering and Biotechnology IGB em Stuttgart, Alemanha, e produz valiosas matérias-primas para as indústrias química e energética: produtos químicos básicos, biocarvão e água.

A torrefação fornece produtos químicos verdes e carvão verde

“Trabalhamos com a New Standard Oil nos últimos anos e estamos ansiosos para fazer parceria com a startup estoniana como licenciado global para nosso know-how em torrefação de valor agregado de biomassa com vapor superaquecido à pressão atmosférica e valorização de os produtos químicos”, diz o Dr.-Ing. Antoine Dalibard de Fraunhofer IGB.

Abiomassa vegetal é considerada uma alternativa ecológica às matérias-primas fósseis. Para uso de materiais e produtos químicos, matérias-primas renováveis e fluxos de materiais residuais da agricultura e silvicultura ou indústrias a jusante são, em muitos casos, convertidos por meio de processos biotecnológicos ou de conversão química em produtos químicos especiais, como açúcares ou blocos de construção de polímeros

Uma abordagem diferente, que permite o aproveitamento total da biomassa em um único processo, está sendo buscada pela startup New Standard Oil da Estônia: ela se baseia no refinamento térmico e no fracionamento de resíduos biogênicos, como madeira e feno, para convertê-los em produtos químicos “verdes” e carvão “verde” sem deixar resíduos. Isso é possível graças a um processo desenvolvido no Fraunhofer

Institute for Interfacial Engineering and Biotechnology IGB em Stuttgart, Alemanha, em escala piloto, no qual a biomassa é aquecida em uma atmosfera fechada de vapor superaquecido sem oxigênio e, assim, torrificada, ou seja, degradada termoquimicamente.

O processo de torrefação funciona de forma semelhante à pirólise suave e segue uma etapa de secagem na qual a água contida na biomassa evapora. “Na mesma planta, em temperaturas entre 200 e 300 graus Celsius, expelimos as substâncias voláteis da biomassa, que se originam principalmente da hemicelulose, um dos três principais componentes da biomassa”, explica o especialista em tecnologia de separação térmica.

Uma das principais vantagens do processo decorre do design especial do sistema de secagem a vapor superaquecido. “Além da água evaporada, a fase gasosa também contém compostos voláteis valiosos. Ao resfriar a fase gasosa, obtemos um condensado que podemos separar em vários produtos químicos de plataforma usando processos de separação subsequentes, como destilação, extração ou eletrodiálise”, explica Dalibard. O engenheiro desenvolveu e ampliou o processo no Fraunhofer IGB e também investigou possíveis processos a jusante para agregar valor aos produtos químicos condensados. O que resta como sólido é a biomassa torrificada, que pode ser vista como biocarvão. Em comparação com a biomassa não tratada, seu teor de carbono e, portanto, seu valor calorífico específico é significativamente aumentado. Moído em pó ou comprimido em pellets, o carvão “verde” pode ser usado, por exemplo, para a queima de usinas de energia com impacto neutro no clima e substituir o carvão fóssil ou o gás.

Protótipo em grande escala para uma economia de energia e carbono com emissão zero

“Diante da alta dos preços da energia e da segurança energética em baixa histórica, investimos nesse processo com o objetivo de tornar realidade o fornecimento local de energia limpa e neutra em carbono com nossa tecnologia ‘Uniformer ® ‘, como a chamamos” diz da New Standard Oil Sven Papp, um dos quatro cofundadores.

Em fevereiro de 2023, a startup lançou seu primeiro protótipo em escala industrial em Paldiski, Estônia, para converter biomassa de rápido crescimento e várias misturas de biomassa de baixa qualidade em água, produtos químicos verdes e biocarvão no processo de secagem e torrefação em cascata. A jovem empresa ainda planeja usar o calor residual gerado no processo para alimentar a rede de aquecimento.

“Nosso protótipo Uniformer ® pode processar até 150 quilos de biomassa por hora e já está produzindo produtos 100% comercializáveis a partir de lascas de madeira e feno não alimentar: biocarvão como um biocombustível sólido de carvão marrom, produtos químicos renováveis como metanol, furfurais e outros produtos químicos, além disso, água dessalinizada, bem como o calor do processo”, Sven Papp confirma os resultados do Fraunhofer IGB.

O biocarvão pode substituir pellets de madeira ou gás para geração combinada de calor e energia (CHP). Uma vantagem para a segurança energética e estabilidade da rede: a eletricidade dos sistemas CHP é despachável e pode ser gerada sob demanda à noite ou durante períodos calmos, quando o sol e o vento não são suficientes. “Com a ajuda dessa nova abordagem inovadora, calculamos que os preços da eletricidade renovável despachável do biocarvão podem ser ainda mais baixos do que os da energia eólica terrestre”, continua Papp. Os fundadores estão otimistas e, entretanto, preparam-se para comer cializar suas primeiras plantas Unifor mer ® para o mercado europeu.

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