Avaliação do ciclo da vida da produção de biomassa torrefada para a gaseificação

Abstract

Atualmente, a preocupação com o meio ambiente aliada à necessidade de crescimento econômico torna inadiável o desenvolvimento sustentável de novas tecnologias. Nesse sentido, a biomassa apresenta-se como alternativa aos combustíveis fósseis enquanto fonte de energia, embora, enquanto combustível sólido, suas características de polidispersão e baixa densidade dificultem seu uso direto com eficiência, requerendo tratamentos prévios. Um destes tratamentos é a torrefação, um tratamento térmico suave em temperaturas na faixa de 225-300°C, produzindo um combustível com melhores características energéticas e mecânicas. Porém o emprego deste processo para pré-tratamento da biomassa destinada ao uso energético está em desenvolvimento e os impactos ambientais dessa tecnologia não são totalmente conhecidos. Este estudo avaliou os aspectos ambientais de impacto de emissões de gases de efeito estufa associados ao ciclo de vida do processo de torrefação da biomassa como pré-tratamento, anterior à gaseificação, comparando a gaseificação da biomassa sem a torrefação, através do balanço de dióxido de carbono e energético. Usando o método de Avaliação Ciclo de Vida (ACV), nesse sistema (torrefação) a ACV é uma técnica que analisa entradas e saídas relacionadas ao ciclo de vida abordadas pelo estudo. Elaborou-se o sistema com auxilio da ferramenta GaBi Education 4.4, incluindo a fonte de biomassa úmida e colhida, a combustão, a secagem, a torrefação, o transporte e a gaseificação. Os resultados mostraram-se favoráveis e renováveis dentro da fronteira analisada, comparando-se o ciclo de vida da biomassa torrefada gaseificada com o da biomassa gaseificada. Obteve-se uma redução na emissão de dióxido de carbono equivalente no processo, o qual, utiliza torrefação como pré-tratamento na ordem de 98,2% menor que no processo o qual não passa pela torrefação. A biomassa torrefada e gaseificada apresentou emissão de (0,00023) Kg de CO2 equivalente, e a biomassa gaseificada (0,012513) Kg de CO2 equivalente. Prevê-se que a biomassa desempenhe um papel importante na redução das emissões de CO2 e na introdução de fontes renováveis. Desse modo, o uso da torrefação como pré-tratamento é primordial para que esta tecnologia avance. ______________________________________________________________________________________ ABSTRACT

Currently, the concern about environmental issues in relation to the necessity of economic growth has made the development of new technologies for sustainable development something that cannot be postponed. In this sense, the biomass is presented as the alternative to fossils fuels as a power plant, although, as a solid fuel, its characteristics of polydispersion and low density make its direct use with efficiency harder, requiring previous treatments. One of these treatments is called roasting, a soft thermal treatment in temperatures in the average of 225-300°C, producing a fuel with better energy and mechanical characteristics. However, the use of this process for pre-treatment of biomass destined to the energy use is in development and the environmental impacts of this technology are not totally known. This study evaluated the environmental aspects of the impact from the greenhouse gases effects in the lifecycle of the process of biomass toasting as pre-treatment, before the gasification, comparing the gasification of the biomass without the toasting through the balance of carbon dioxide and energetic. This research also used the method of lifecycle assessment (LCA), which, for the roasting system, is a technique that analyzes inputs and outputs related to the lifecycle covered by the study. The system was developed assisted by the tool GaBi Education 4,4, including the source of moist and harvested biomass, combustion, drying, roasting, transport and gasification. The results were favorable and renewable within the boundary analyzed, comparing the lifecycle of the gasified and roasted biomass. As a result, it was obtained the reduction in the emission of carbon dioxide equivalent in the process of roasting, on the order of 98.2%. The biomass, roasted and gasified, presented an emission of (0.00023) kg of equivalent CO2, and the gasified biomass, (0.012513) kg of equivalent CO2. It is expected that biomass plays an important role in the reduction of CO2 emissions and in the insertion of renewable energy sources. Thus, the use of roasting as pre-treatment is essential for this technology advancement.