O estudo de Argonne mostra que as emissões de carbono provenientes da produção de etanol podem cultivar algas que, por sua vez, podem ser usadas para fazer biocombustível.
Quando você ouve a palavra biocombustível, o milho é provavelmente a primeira coisa que vem à mente. Mas as algas são, de fato, outra alternativa viável – se puder ser produzida em massa.
As algas são um grupo de organismos aquáticos capazes de fotossíntese. Algas marinhas, espuma de lagoa e algas gigantes são alguns exemplos bem conhecidos. Como um todo, as algas têm o potencial de produzir 10 a 100 vezes mais combustível por acre de terra em comparação com outras culturas, mas requerem muita água e dióxido de carbono (CO 2 ) para crescer. Esses recursos são limitados em muitas regiões dos EUA, tornando difícil sustentar a produção. No entanto, o Centro-Oeste – que é abundante em CO 2 de alta pureza graças à produção de etanol de milho – é uma área onde a geração de algas tem potencial para florescer.
A fermentação do milho produz CO 2 concentrado junto com o etanol. Pesquisadores do Laboratório Nacional de Argonne do Departamento de Energia dos EUA (DOE) e do Laboratório Nacional do Noroeste do Pacífico (PNNL) publicaram recentemente um estudo detalhando os desafios e oportunidades associados ao aproveitamento desse CO 2 para o cultivo de algas no Centro-Oeste.
“Este trabalho mostra o potencial para o cultivo de algas no Centro-Oeste, enquanto mitiga as emissões da produção de etanol. É uma região a considerar avançar para aqueles que buscam comercializar tecnologias de captura e utilização de carbono de algas”, disse o cientista sênior de Argonne, Troy Hawkins, um estudo co -autor.
As descobertas de Hawkins e sua equipe revelam que as condições do meio-oeste podem apoiar o crescimento de algas e que a produção de combustível durante todo o ano pode ser mantida usando outros materiais, como resíduos de madeira, para gerar combustível nas estações em que as algas não crescem bem. Eles também descobriram que o cultivo de algas dessa maneira pode, por sua vez, reduzir as emissões de gases de efeito estufa da produção de etanol, eliminando a necessidade de os produtores de etanol capturarem o carbono produzido ao longo do caminho.
“Regiões mais quentes, como os estados do sul, são geralmente consideradas melhores para o cultivo de algas, mas muitos locais têm acesso limitado à água e ao dióxido de carbono necessários para o cultivo de algas”, disse Hawkins. “Uma das perguntas que tentamos responder neste estudo é se o benefício do CO 2 abundante e de alta pureza e da água doce no Centro-Oeste compensaria as condições de crescimento menos favoráveis na região”.
Benefícios da produção do Centro-Oeste
Os estados do centro-oeste geralmente não são considerados favoráveis à produção de algas devido aos invernos frios. No entanto, os pesquisadores descobriram que, nos meses mais quentes, uma lagoa de algas do meio-oeste poderia cultivar tantas algas quanto os estados do sul, mas com menos estresse hídrico. E quando o CO 2 concentrado da produção de etanol de milho – versus o CO 2 diluído das usinas a carvão – é usado, o processo se torna mais eficiente em termos energéticos.
“Usar o CO 2 concentrado da fermentação do milho para cultivar algas tem o potencial de reduzir a intensidade de carbono do etanol enquanto produz biocombustível adicional de algas”, disse Hawkins. “Isso é importante, pois a fermentação do milho gera uma quantidade significativa de CO 2 – muito aproximadamente, um terço do carbono do milho vai para o etanol, um terço fica no grão do destilador, que é usado como ração animal, e um terço vai para a atmosfera.”
Impacto detalhado da análise do ciclo de vida
Os pesquisadores chegaram aos resultados depois de fazer uma análise completa do ciclo de vida do processo de fabricação de biocombustível à base de algas. Eles se basearam no modelo de gases de efeito estufa, emissões regulamentadas e uso de energia em tecnologias (GREET) da Argonne , uma ferramenta analítica única que simula o uso de energia e as emissões de várias combinações de combustível e veículo.
“Usamos o GREET para calcular todas as emissões geradas em cada etapa do processo de produção de biocombustíveis”, disse o analista de sistemas de energia da Argonne Longwen Ou, principal autor do estudo. “Isso incluiu trabalhar nos detalhes das emissões da cadeia de suprimentos e da eletricidade usada na produção”.
Argonne e PNNL colaboraram nesse esforço, aproveitando os recursos de modelagem desenvolvidos nos dois laboratórios para fornecer novos insights para a indústria que procura comercializar a produção de algas para biocombustíveis e bioprodutos, bem como para agências governamentais envolvidas na definição de políticas que afetam a produção de biocombustíveis de algas e medidas de descarbonização. A Ferramenta de Disponibilidade de Biomassa de Algas do PNNL foi usada para estimar a produtividade de algas.
O estudo também usou o modelo Argonne’s Available Water Remaining in the United States (AWARE-US) para avaliar o estresse hídrico associado ao crescimento de algas. Este modelo mede o estresse hídrico para uma ampla variedade de tecnologias.
O estudo, intitulado “Utilizando fontes de dióxido de carbono de alta pureza para cultivo de algas e produção de biocombustíveis nos Estados Unidos: oportunidades e desafios”, foi publicado no Journal of Clean Energy Production.
Fonte: https://techxplore.com/news/2022-02-reveals-algae-co2-emissions.html
