O biogás e o biometano estão transformando o setor de energia renovável, e são fundamentais para a sustentabilidade e a redução de emissões de gases de efeito estufa. Mas o que difere esses gases?
O que é Biogás?
O biogás é um gás produzido da decomposição de materiais orgânicos, como restos de alimentos, resíduos agrícolas, resíduos agroindustriais, efluentes da pecuária e esgoto em ambientes anaeróbios, ou seja, sem a presença de oxigênio.
Dessa forma, ele é produzido em biodigestores (grandes tanques onde esses resíduos são “digeridos” por microrganismos) e em aterros sanitários.
O principal componente do biogás é o metano (CH₄), que representa entre 50% e 70% da composição, e garante a característica de combustível a esse gás.
Além do metano, o biogás contém outros gases como dióxido de carbono (CO₂), nitrogênio (N₂), oxigênio (O₂), sulfeto de hidrogênio (H₂S), e ainda vapor d’água.
Cabe ressaltar que outro importante componente é o siloxano, composto formado por silício, presente principalmente no biogás proveniente de aterros sanitários e ETEs.
O siloxano é oriundo da biodigestão de materiais contendo produtos de higiene pessoal, cosméticos etc.
Dependendo da aplicação, essas impurezas devem ser removidas por meio de tecnologias de tratamento e purificação do biogás.
O que é Biometano?
Já o biometano é uma versão “turbinada” do biogás. Antes de tudo, é importante saber que o biogás produzido, passa por um processo de purificação ainda mais criterioso, em que são removidos os outros componentes, entre eles CO₂ e siloxanos, a fim de aumentar a concentração de CH4 ao máximo.
Essa purificação faz toda a diferença! Para que o biometano seja considerado adequado para injeção na rede de distribuição de gás natural ou para uso como combustível veicular (GNV), ele precisa atingir padrões de qualidade especificadas pela Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP).
Assim, o biometano possui características compatíveis com o gás natural, permitindo seu uso em qualquer lugar onde o gás natural convencional é usado, mas com o bônus de ser uma fonte renovável!
O que o biogás precisa para se tornar biometano?
Sendo assim, para ser considerado biometano, o gás precisa cumprir as seguintes especificações mínimas e máximas de concentração de componentes. Essas condições estão estabelecidas pela ANP na Resolução 886/2022. Saiba quais são:
- Metano (CH₄): O biometano deve conter pelo menos 90% de metano em volume. Isso é essencial para garantir que o gás tenha alto poder calorífico.
- Dióxido de Carbono (CO₂): A presença de CO₂ deve ser de, no máximo, 3% em volume. O CO₂ em excesso diminui o poder energético do gás e compromete sua qualidade.
- Oxigênio (O₂): O oxigênio também precisa ser controlado, com um limite máximo de 0,8%.
- Sulfeto de Hidrogênio (H₂S): A concentração de H₂S não pode ultrapassar 10 mg/m³. Esse gás é corrosivo e pode causar sérios danos a equipamentos se não for removido adequadamente.
- Siloxanos: O limite de siloxanos, que são compostos presentes principalmente no biogás de aterros, é de no máximo 0,001 mgSi/m³.
Índice de Wobbe: por que é importante?
Além das concentrações mínimas ou máximas de cada componente, o Índice de Wobbe é outro fator crucial para garantir que o biometano possa ser usado em equipamentos que operam com gás natural.
Esse índice mede a relação entre o poder calorífico e a densidade do gás, ou seja: garante que o biometano possa ser utilizado sem a necessidade de ajustes em sistemas projetados para o gás natural. De acordo com a ANP, o Índice de Wobbe do biometano deve estar entre 40 e 53 MJ/m³.
Qual o processo de purificação do biogás para biometano?
Uma das etapas mais importantes na purificação do biogás para transformá-lo em biometano é a remoção do dióxido de carbono (CO₂).
Conforme descrito acima, essa etapa é necessária para aumentar a concentração de metano (CH₄) e melhorar o poder calorífico do gás. Confira agora as tecnologias que são mais empregadas atualmente.
- PSA (Pressure Swing Adsorption): essa tecnologia utiliza materiais adsorventes que, sob alta pressão, “prendem” o CO₂ e liberam o metano. Após a captura, a pressão é reduzida para liberar o CO₂, permitindo que o processo se repita continuamente.
- Membranas: atuam como barreiras físicas que separam o biogás com base no tamanho das moléculas. O CO₂, sendo mais leve, “atravessa” a membrana, enquanto o metano é retido.
- Water Scrubbing: o processo usa água sob pressão para absorver o CO₂. Assim o biogás é “lavado”, e como o CO₂ é mais solúvel em água do que o metano, ele é removido enquanto o metano permanece.
Além da remoção do CO₂, o biogás passa por um tratamento inicial antes de iniciar o processo de purificação. Nessa etapa, faz-se a remoção de umidade, além de gases como sulfeto de hidrogênio (H₂S) e siloxanos. No entanto, algumas tecnologias de purificação eliminam de forma simultânea parte desses gases indesejados.
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