Indústria

O potencial crescente da digestão anaeróbia (AD)

O potencial crescente da digestão anaeróbia (AD)

Planta de digestão anaeróbica (AD) de Bygrave Lodge em Weston Bygrave, Reino Unido [fonte da imagem: Peter O'Connor, Flickr]

A digestão anaeróbica (DA) envolve uma série de processos nos quais os microrganismos decompõem o material biodegradável na ausência de oxigênio, a fim de gerenciar resíduos e / ou gerar bioenergia. Na natureza, é a principal fonte de metano, como descobriu o cientista italiano Alessandro Volta em 1776.

Atualmente, o AD é utilizado na indústria de tratamento de água para tratar lodo de esgoto e também na indústria de resíduos para converter gás de aterro em energia. No entanto, esta última aplicação não está sendo usada em todo o seu potencial, especialmente devido à quantidade de alimentos desperdiçados por produtores e consumidores a cada ano. Por isso, existe um enorme potencial de geração de biogás como forma de energia renovável. Isso pode ser usado como combustível, por exemplo, em usinas de energia e calor combinadas ou ser convertido em biometano, que por sua vez pode ser usado como um substituto para o gás natural. O digestado restante também pode ser usado produtivamente - como fertilizante.

Nos últimos anos, a reciclagem de resíduos combinada com novas tecnologias significou que os custos de capital para as fábricas de AD caíram, com o resultado de que vários governos em todo o mundo estão agora olhando para AD seriamente, incluindo o Reino Unido, Alemanha e Dinamarca.

No Reino Unido, o setor de AD, fora da indústria de tratamento de água, cresceu 622%, de acordo com Charlotte Morton, diretora-executiva da Associação de Digestão Anaeróbica e Biorrecursos (ADBA), escrevendo na Biocycle Magazine no ano passado. No mesmo período, a energia gerada a partir do gás de esgoto aumentou em um quarto. Cerca de 100 novas fábricas de AD foram abertas no Reino Unido no ano passado, em todos os setores, incluindo tratamento de água. Isso significa que a indústria de AD agora tem mais de 456 MW de eletricidade e capacidade de biometano de 396 usinas em todo o país, mais ou menos equivalente à energia produzida por uma das usinas nucleares do Reino Unido em Wyfla, que está em processo de desativação . A ADBA acredita que o potencial de crescimento no AD é enorme. Ele poderia gerar mais de 80 terrawatt-hora (TWh) de gás verde, equivalente a cerca de 30 por cento da demanda doméstica de gás do Reino Unido, bem como gerar 35.000 empregos verdes e contribuir com cerca de £ 3 bilhões ($ 4,6 bilhões) para a economia do Reino Unido . O biofertilizante rico em nutrientes da indústria pode valer cerca de £ 200 milhões ($ 309 milhões) para os agricultores do Reino Unido, enquanto o AD também pode ajudar a reduzir as emissões de gases de efeito estufa do Reino Unido em 2%.

A reciclagem de resíduos de alimentos somente por meio de AD poderia produzir 9,3 TWh por ano até 2025. Atualmente, mais de 91 fábricas de resíduos de alimentos estão em operação, com muitas mais a serem desenvolvidas. Essas fábricas normalmente recebem resíduos de alimentos de fabricantes de alimentos e bebidas, empresas de processamento de alimentos, hotelaria e serviços de alimentação, como pubs, cafés, restaurantes e hotéis, autoridades locais (por meio de coleta de resíduos alimentares domésticos), escolas, faculdades e universidades, hospitais, supermercados e lojas de varejo.

O secretário de Energia do Reino Unido, Amber Rudd MP, abre formalmente a fábrica de AD da Nestlé em Newcastle [Fonte da imagem: Departamento de Energia e Mudanças Climáticas (DECC), Flickr]

As usinas de biometano podem produzir combustível limpo para veículos e agora existem cerca de 30 usinas de biometano em operação no Reino Unido, com o número de pontos de abastecimento de gás do Reino Unido que fornecem biometano dobrando ano após ano nos últimos três anos para 11 locais no total. Além da demanda significativa dos operadores de frotas de veículos, a Comissão Europeia (CE) produziu no ano passado um novo quadro regulamentar que poderia exigir que os Estados-Membros da CE desenvolvessem pontos de abastecimento de acesso público a cada 400 quilômetros (250 milhas) até o final de 2025.

As fábricas de AD em fazendas estão aumentando em número, com 139 fábricas em operação no ano passado. Felizmente, os agricultores estão reconhecendo cada vez mais os benefícios da tecnologia como meio de processar esterco e lama, além de gerar energia renovável.

No entanto, como acontece com outros setores de energia renovável, o crescimento em AD só ocorrerá se houver um ambiente político estável, incluindo a oferta de incentivos, a fim de manter a certeza e a confiança dos investidores. No que diz respeito ao combustível para veículos, no momento, o Reino Unido ainda tem muito a fazer antes de ser capaz de cumprir a meta de 2020 de 10 por cento de combustível renovável para transporte da Diretiva de Energia Renovável (RED). O debate contínuo sobre a Mudança Indireta do Uso do Solo (ILUC) e o uso de safras para biocombustíveis em geral está prejudicando os esforços para atingir essa meta.

A família Roe, que mora perto de Bridgwater, Somerset, desenvolveu um negócio de sucesso ao se transformar em AD. Eles cultivam 158 hectares de terra no sudoeste da Inglaterra, e a família trabalha na agricultura há mais de 100 anos, concentrando-se principalmente em culturas arvenses, principalmente cereais. Quando o mercado da batata declinou no final da década de 1990, eles passaram a armazenar produtos alimentícios, mas agora, diante do aumento dos custos de eletricidade, eles olharam para a digestão anaeróbica (AD) como um meio de cobrir suas necessidades de energia.

Anteriormente, a eletricidade respondia por um quarto de seus gastos, mas em 2007 esses custos pareciam estar a ponto de aumentar 72% em relação aos dois anos anteriores. A Roe's respondeu a isso desenvolvendo uma das maiores operações de AD no país, que agora está gerando o equivalente a 9.300 quilowatts de eletricidade e biogás, baseada principalmente no milho cultivado localmente. Em 2012, aumentaram a quantidade de eletricidade exportada para a rede para 2 MW e, em 2013, uma unidade combinada de calor e energia aumentou essa capacidade para 3,8 MW. Em maio de 2015, uma planta de gás para rede começou a produzir energia que lhes permitiu gerar 3,2 MW de eletricidade e 1.200 metros cúbicos de gás, usando 60.000 - 65.000 toneladas de resíduos alimentares por ano. Vários agricultores locais concordaram em fornecer culturas de bioenergia, como milho e beterraba.

Um digestor de sileagem de milho perto de Neumunster, Alemanha [fonte da imagem: Wikipedia Commons]

O uso de beterraba ajuda a reduzir o desperdício, enquanto o milho pode levar a uma mistura de resíduos fibrosos gerados pela mistura de restos de embalagens plásticas de alimentos com material não digerível do milho. Isso é muito difícil de reciclar e geralmente é enviado para aterro. Além disso, a beterraba pode gerar 30 toneladas de biogás por acre, em comparação com apenas 16-18 toneladas por acre para o milho. Variedades de beterraba energética, como KWS Gerty e Linova, podem gerar alguns dos maiores rendimentos de biomassa por acre, 25% a 45% mais do que uma variedade de beterraba forrageira. Eles também podem produzir mais gás por quilograma de raiz. Os testes de laboratório em Cannington mostraram que uma variedade típica de beterraba forrageira rende 112 metros cúbicos de gás por tonelada, em comparação com 160 metros cúbicos por tonelada de beterraba energética.

Alguns políticos do Reino Unido estão agora começando a pressionar pela expansão da indústria, ajudando a aumentar a conscientização sobre os benefícios do AD, enquanto a própria ADBA pediu ao chanceler que aloque £ 25 milhões para ajudar a impulsionar a pesquisa em biogás, digestão e bioprodutos. Enquanto isso, descobertas recentes em universidades no Reino Unido e na Austrália descobriram que os fungos no trato digestivo do gado podem ajudar a tornar a AD e a produção de biogás mais eficientes.

Com os incentivos certos do governo, esse setor poderia ter um futuro vibrante pela frente.


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