Como aproveitar os biocombustíveis

Biocombustíveis - a palavra parece mágica. Traz à mente pássaros cantando, céu azul claro e felicidade global. De alguma forma, podemos transformar plantas e outros materiais orgânicos em algo para alimentar nossos carros e salvar o planeta ao mesmo tempo.

Mas não é nada mágico. Neste artigo vamos discutir o que são biocombustíveis, o que não são e como são aproveitados a partir da biomassa (ou seja, material orgânico de plantas e animais). Também falaremos sobre as promessas e compensações dos principais tipos de biocombustíveis.

Em primeiro lugar, o que são biocombustíveis? De acordo com o Departamento de Energia dos EUA (DOE), eles são combustíveis sólidos, gasosos ou líquidos renováveis ​​desenvolvidos a partir de plantas e material orgânico que podem ser processados ​​para produzir combustível para alimentar nossos carros e SUVs, aquecer nossos espaços ou operar máquinas. Renovável , nesse sentido, significa que obtemos os recursos para produzir o combustível de algo que podemos reabastecer facilmente em um período de tempo razoavelmente curto – como plantas. Embora o petróleo e o gás natural também venham de plantas, eles não são renováveis ​​porque levaria milhões de anos para renovar nosso suprimento desses combustíveis fósseis.

Durante décadas, os proprietários tiveram a opção de usar combustível sólido como madeira ou pellets de milho - embora ultimamente tenha se tornado uma maneira mais popular de ajudar a compensar as oscilações selvagens nos preços do óleo combustível . Para fins de transporte, de longe, os biocombustíveis mais comuns em uso hoje são o etanol (uma forma de álcool produzida a partir de amido ou açúcar) e o biodiesel (um combustível baseado em óleo, gorduras ou graxas).

O rastreamento da produção de biocombustíveis ainda não é uma ciência exata devido aos muitos métodos usados ​​para produzi-lo, mas os dados para a produção geral e o consumo de biodiesel e etanol são confiáveis. Depois de cair um pouco em meados da década de 1990, a produção de etanol nos Estados Unidos está em alta. A produção de biodiesel nos Estados Unidos disparou de 2 milhões de galões em 2002 para 700 milhões de galões em 2008, de acordo com o National Biodiesel Board, uma associação comercial industrial americana.

Claro, os combustíveis alternativos podem ser muito úteis, mas como eles realmente convertem a biomassa em algo utilizável?

O etanol, às vezes conhecido como álcool de cereais, é produzido pela fermentação de materiais vegetais. Tradicionalmente, isso significava fermentar a parte consumível das lavouras, especialmente do milho ou da cana-de-açúcar.

Uma grande desvantagem disso é que ele invade o suprimento de alimentos de pessoas e animais. Novas pesquisas se concentram no uso de biomassa celulósica , que consiste em partes não alimentares de plantas, como talos de milho]. O processo envolve transformar o material vegetal em glicose, que pode ser fermentada como qualquer outro açúcar, produzindo etanol . A lignina, um subproduto do processo, é queimada para fornecer energia para ajudar a completar o processo.

Embora possa ser usado como combustível em sua forma pura, o biodiesel geralmente é combinado com gasolina. Todos os veículos movidos a gasolina podem levar gasolina prontamente disponível , uma mistura de 90% de gasolina e 10% de etanol. Os veículos flex também podem usar o chamado combustível E85 , uma mistura de 85% de etanol e 15% de gasolina.

Ao contrário do etanol, o biodiesel só decolou nos Estados Unidos por volta de 2005. A ciência por trás dele também é muito mais recente e um pouco mais complexa. A maioria dos métodos de produção de biodiesel nos EUA começa com óleo de soja ou óleo vegetal usado, embora outros óleos e até algas também possam ser usados.

De acordo com o Serviço Nacional de Informações Agrícolas Sustentáveis, o óleo é combinado com um álcool, geralmente metanol ou mesmo etanol. Um catalisador como hidróxido de potássio ou hidróxido de sódio (lixívia) é usado para iniciar o processo chamado transesterificação , que produz o biodiesel, com glicerol criado como subproduto.

Assim como o etanol, o biodiesel geralmente é combinado com combustível à base de petróleo, permitindo o uso por todos os veículos a diesel. A mistura mais comum é chamada B20 , refletindo uma mistura de 20% de biodiesel e 80% de diesel de petróleo. Veículos modificados podem usar B100 , ou 100% de biodiesel, para abastecê-los na estrada.

Etanol e biodiesel são dois combustíveis que recebem muito da glória, mas há muito mais no cenário dos biocombustíveis. Na próxima seção, exploraremos algumas outras opções de biocombustíveis.

Fazendo Biodiesel a partir de Óleo Vegetal Usado

Quer dizer adeus ao posto de gasolina? Junte-se à crescente legião de pessoas que fazem biodiesel em casa a partir de óleo vegetal usado. Você precisará de metanol, um catalisador forte (a lixívia funciona) e muitas precauções de segurança. Os suprimentos estão prontamente disponíveis. A literatura é abundante sobre o processo, então leia, compre seus suprimentos, tenha cuidado e prepare-se para declarar sua independência de combustível.

Os biocombustíveis não se limitam aos nossos carros e caminhões . Nesta seção, veremos algumas novas maneiras pelas quais os biocombustíveis estão entrando em nossas vidas.

As pessoas se reúnem em torno de fogueiras desde o início dos tempos. A madeira é fácil de trabalhar, fácil de queimar e fácil de substituir (com gerenciamento de recursos adequado, de qualquer maneira). O que é diferente hoje é o desenvolvimento de uma ampla gama de pellets para alimentar fogões a lenha. Esses fogões estão ficando muito mais eficientes em queimar as coisas também. O Departamento de Energia dos EUA relata que um fogão a pellets de 42.000 Btu pode aquecer uma casa de 1.300 pés quadrados - essas unidades produzem menos poluição e exigem menos manutenção. Enquanto os pellets de madeira feitos de serragem compactada são os mais comuns, alguns fogões também podem usar combustível feito de milho, papel usado, cascas de nozes e até caroços de cereja secos.

Uma tecnologia um pouco menos celebrada pega resíduos sólidos como esterco de gado ou lixo municipal e captura os gases emitidos como parte do processo natural de decomposição anaeróbica. Este biogás contém altos níveis de metano, que pode ser usado como combustível. Um briefing do Environmental and Energy Study Institute, sem fins lucrativos, em 2010, informou que 151 digestores anaeróbicos (plantas que capturam o biogás da decomposição) estavam em operação nos Estados Unidos, todos usando resíduos animais como material de base.

Enquanto muitas estações de tratamento de resíduos tradicionalmente queimam o biogás, ele está se tornando cada vez mais reconhecido como outra peça potencial no quebra-cabeça da energia, à medida que nos esforçamos para encontrar uma solução energética mais permanente.

Muitas das tecnologias atualmente em desenvolvimento para apoiar a implementação de biocombustíveis estão bem encaminhadas, mas elas podem realmente ajudar o meio ambiente e fornecer uma solução realista para nossas necessidades energéticas? Como vai nos ajudar? Veremos isso na seção final.

Há um alto padrão para soluções de energia hoje: elas precisam ser mais eficientes e salvar o planeta. Os biocombustíveis podem realmente salvar o dia? Como você pode esperar, não há uma resposta simples e, em última análise, eles são apenas uma peça em um quebra-cabeça de energia muito maior.

Do ponto de vista ambiental, a utilização de biocombustíveis não aumenta o dióxido de carbono na atmosfera nem aumenta o aquecimento global. As plantas absorvem carbono à medida que crescem e o liberam quando são convertidos em energia. Da mesma forma, os animais consomem plantas, que convertem em gorduras e resíduos (entre outras coisas), de modo que o carbono das plantas é novamente liberado quando esses produtos são convertidos em energia.

O carbono ficou preso dentro do carvão e de outros combustíveis fósseis por milhões de anos, e permanece lá até que o retiremos do solo para queimar. Enquanto o carbono dentro desses combustíveis já encheu o ar, não fazia parte do atual ciclo anual da atmosfera.

Do ponto de vista político, usar os recursos disponíveis no próprio país significa menos dependência de recursos estrangeiros como o petróleo bruto. Preencher parte da necessidade dessa energia com biocombustíveis renováveis ​​em casa pode ajudar bastante a reduzir a tensão internacional.

Os biocombustíveis também são benéficos para a economia, pois a natureza doméstica dos recursos necessários para aproveitá-los está nas regiões agrícolas e florestais locais.

Até hoje, nenhuma fonte de combustível – biocombustível, combustível fóssil, eólica , solar ou nuclear – é capaz de fornecer a resposta a todas as nossas necessidades energéticas. No entanto, as melhorias na tecnologia estão rapidamente facilitando o aproveitamento dos biocombustíveis e permitindo que seu desenvolvimento contribua para um futuro melhor.