-
Crato, CE
Lat. 07° Long. 37°
Lat. 07° Long. 37°
O processo está funcionando e a equipe de pesquisa está atualmente ampliando a planta de demonstração para cinco metros cúbicos de metano por hora.
A Alemanha está no caminho da neutralidade climática e pretende reduzir as emissões de dióxido de carbono em 65% até 2030 em comparação com os níveis de 1990. As usinas de biogás desempenham um papel importante na desfossilização. As bactérias nessas plantas decompõem a biomassa na ausência de oxigênio para formar biogás que, em média, compreende até 60% de metano e mais de 40% de CO2. Embora o biogás seja usado para gerar eletricidade e calor em unidades combinadas de calor e energia ou possa ser atualizado para qualidade de gás natural e alimentado na rede de gás natural, o CO2 não foi utilizado até o momento.
Pesquisadores do Fraunhofer IMM agora estão trabalhando em tecnologia para utilizar o CO2. "Estamos convertendo o CO2 em metano usando hidrogênio verde", disse Christian Bidart, um dos cientistas do Fraunhofer IMM, explicando o princípio por trás do novo processo.
“Isso significa que o biogás produzido pode ser usado em toda a sua extensão agora e não apenas em torno de 60%, como no passado. A reação química subjacente foi descoberta há mais de cem anos, mas até hoje não foi usada para o aproveitamento direto do biogás. No âmbito do processo de transição energética, no entanto, os caminhos para a utilização do CO2 estão entrando em foco.”
No projeto ICOCAD I, a equipe de pesquisa desenvolveu uma planta de demonstração que converte um metro cúbico de biogás por hora em um metro cúbico de metano com uma potência térmica equivalente a dez quilowatts do eletrolisador necessário para produzir o hidrogênio para o processo.
No projeto de acompanhamento ICOCAD II, os pesquisadores estão agora no processo de ampliar este demonstrador por um fator de cinco – para uma potência térmica de 50 quilowatts. Um dos desafios deste projeto é a natureza altamente dinâmica do processo.
A quantidade de eletricidade gerada por sistemas eólicos e fotovoltaicos flutua significativamente – o que significa que a quantidade de hidrogênio verde obtido da água usando eletricidade em eletrolisadores também está sujeita a flutuações consideráveis. A planta de demonstração, portanto, precisa ser capaz de responder rapidamente a quantidades variáveis ??de hidrogênio.
Armazenar hidrogênio seria tecnicamente possível, mas seria complicado e caro: "Estamos, portanto, trabalhando para tornar todo o sistema flexível, a fim de evitar o armazenamento de hidrogênio ao máximo", disse Bidart. Os tanques de armazenamento de CO2 fazem parte deste plano, pois a quantidade de CO2 produzida nas usinas de biogás permanece constante.
Desenvolver catalisadores eficientes para a reação foi outro desafio. A solução que os pesquisadores do Fraunhofer IMM encontraram foi usar um micro revestimento feito de metais preciosos. O princípio por trás disso é que o hidrogênio e o dióxido de carbono fluem através de um grande número de microcanais – que têm paredes revestidas com o catalisador – onde reagem entre si. "Dessa forma, podemos aumentar a superfície de contato entre os gases e o material catalisador e reduzir a quantidade de catalisador necessária", disse Bidart. “Várias microestruturas desse tipo são empilhadas umas sobre as outras no reator.”
Os pesquisadores estão atualmente trabalhando na implementação do demonstrador maior e na realização de uma operação dinâmica. Eles esperam poder colocar esta usina em operação em 2023 para que possam testá-la em condições reais em uma usina de biogás. No entanto, isso não é de forma alguma o limite de seus planos de aumento de escala – dados os grandes volumes de CO2 produzidos pelas usinas de biogás. Os pesquisadores, portanto, têm planos adicionais de aumentar para 500 quilowatts até 2025 e novamente para um a dois megawatts até 2026.
Leia Mais:
