Aquecimento global e bioóleo

Já outra grande preocupação dos estudos de impactos ambientais relativos à pirólise rápida é o balanço de emissões de Gases de Efeito Estufa (GEEs), que mesmo voltados a apenas uma variável do ciclo de vida do bioóleo, abrangem se não todas, várias fases da sua cadeia produtiva. A maior parte destes se interessa pelo uso energético do bioóleo em substituição aos combustíveis fósseis e o balanço de carbono se torna o fator determinante na comparação. SORSA (2011) avaliou a redução das emissões de GEEs pela produção de bioóleo a partir de resíduos da exploração florestal na Finlândia para geração combinada de calor e eletricidade (GCCE). Segundo a Diretiva da Energia Renovável (RED em inglês) de 2009 da União Europeia, os biocombustíveis devem compor 20% da matriz energética na Europa até 2020 e um biocombustível deve reduzir ao menos 35% das emissões de GEE em relação aos combustíveis fósseis. No estudo de SORSA o bioóleo substitui o óleo pesado fóssil em uma planta GCCE, em duas situações: um sistema único com o reator de pirólise e a planta GCCE combinados em uma unidade e um sistema onde o reator de pirólise e a planta GCCE são unidades separadas. Os resultados foram que, de maneira geral, a substituição do óleo pesado acarreta em reduções de GEEs e a definição das fronteiras do sistema (uma ou duas unidades) tem influências significativas nos resultados e trazem muitas incertezas.

FAN et al. (2011) realizaram um estudo sobre a geração de eletricidade a partir da queima de bioóleo de diferentes fontes (resíduos florestais, florestas energéticas de duas espécies de rápido crescimento e resíduos de madeira processada) em três sistemas (cocombustão em termelétricas convencionais, ciclo combinado gás-turbina e geradores à diesel) nos Estados Unidos. As emissões de GEEs foram comparadas com as provenientes da geração de eletricidade com combustíveis fósseis e com a combustão direta da biomassa. O uso do bioóleo promoveu reduções na emissão de GEEs entre 77% e 99%, dependendo da biomassa e da tecnologia de queima utilizadas. O processo de pirólise é o maior contribuinte às emissões porque a eletricidade que utiliza é proveniente da rede, que no caso norte americano é bastante poluente por basear-se em grande parte no carvão mineral. Os resíduos de madeira processada têm as menores contribuições em relação às outras biomassas, pois não há maiores intervenções como uso de fertilizantes ou preparo do solo. Entretanto, as biomassas cultivadas

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têm menores emissões no transporte devido a maior produtividade por área. Os sistemas de combustão com menores contribuições são os geradores à diesel e o ciclo combinado gás- turbina. Os autores ainda destacam o aumento das emissões de GEEs e outros gases importantes a outras categorias de impacto como os óxidos de nitrogênio (NOx), o monóxido de carbono (CO), materiais particulados e cinzas, em função do aumento da distância do transporte da biomassa e de sua densidade energética.

ZHONG et al. (2010) também avaliaram os impactos da produção de eletricidade a partir de bioóleo produzido de resíduos de madeira em Cingapura, em uma abordagem ACV que contemplou mais categorias de impacto além do aquecimento global. Neste estudo os resíduos de madeira são cominuídos em partículas menores que três milímetros e em seguida são compactados na forma de briquetes. O carvão gerado durante a pirólise é queimado para gerar o calor necessário à reação. O processo que mais contribui com a emissão de GEEs é a geração de eletricidade utilizada na combustão do bioóleo, com 64%. Além disso, este processo é responsável por 81% das emissões de oxidantes fotoquímicos. Os compostos químicos e orgânicos presentes no bioóleo são responsáveis pela quase totalidade dos potenciais impactos referentes à depleção do ozônio, à ecotoxicidade e à toxicidade humana. Já a combustão do bioóleo tem uma pequena participação no aquecimento global, no entanto é responsável por praticamente 100% das emissões relativas à acidificação e à eutrofização. Outra possibilidade promissora de uso do bioóleo é na produção de biocombustíveis para o transporte, como gasolina e diesel. HSU (2012) quantificou as emissões de GEEs e o Valor Líquido de Energia (VLE) da gasolina e do diesel produzidos a partir da pirólise rápida de resíduos florestais e comparou com os valores encontrados para a gasolina fóssil e o etanol produzido via gaseificação. Nestes sistemas, a produção dos biocombustíveis requer processos adicionais de melhoria do bioóleo, basicamente hidrotratamento e hidrocraqueamento, os quais necessitam de hidrogênio. As emissões e o balanço energético são relativos a um quilômetro percorrido em um veículo leve de passageiros. O VLE é calculado pela diferença entre a energia contida no biocombustível e a quantidade de energia fóssil usada na produção do mesmo. As emissões GEEs dos biocombustíveis da pirólise rápida são 65% menores que o fóssil, 98 g GEE/km para o diesel e 117 g GEE/km para a gasolina contra 300 g GEE/km para a gasolina fóssil. O VLE é de 1,09 MJ/km para a gasolina renovável e 0,92 MJ/km para o diesel renovável contra -1,2 MJ/km para a gasolina fóssil. A geração de eletricidade e a produção de H2 contribuem com 37% e 51% das emissões líquidas

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de GEEs respectivamente. Os autores destacam que a eletricidade pode ser produzida a partir da biomassa, apenas 1,1% dela supriria a demanda e os biocombustíveis emitiriam 62 g GEE/km com diesel e 74 g GEE/ km com gasolina e ainda 1,51 MJ/km para o diesel e 1,80 MJ/km para a gasolina. As emissões podem ser reduzidas caso a eletricidade e o H2 sejam produzidos a partir da biomassa. O autor afirma que os biocombustíveis da pirólise rápida emitem menos GEEs e tem VLE maior que a gasolina fóssil, porém o etanol via gaseificação tem melhor performance, já que este processo não requer energia fóssil.

Um estudo do laboratório de energia norte americano Argonne, organizado por HAN e colaboradores (2011) avaliou as emissões de GEEs e o uso de energia de várias vias de pirólise para a produção de biocombustíveis equivalentes em uso ao diesel e à gasolina, em uma perspectiva de ciclo de vida. O estudo é um sumário de dois ACVs: da pirólise da palha de milho e da pirólise de resíduos florestais, ambos seguidos de processos para produção de gasolina e diesel renováveis. De maneira geral, os resultados demonstram que quanto maior o rendimento em bioóleo, menor o consumo em petróleo por unidade de biomassa consumida, porém menores são as reduções nas emissões de GEEs. A gasolina e o diesel renováveis podem reduzir o uso de combustíveis fósseis entre 50% e 90% e as emissões de GEE entre 51% e 96%. A possibilidade de geração interna de um insumo como o H2 tem o potencial de reduzir significativamente o uso de combustíveis fósseis e as consequentes emissões GEEs. Neste estudo, ainda foi constatado um efeito importante de um coproduto, o uso do carvão no solo pode gerar créditos significativos de CO2.

Outro estudo ACV realizado sobre a produção de biocombustíveis para o transporte – gasolina e diesel – a partir da pirólise rápida foi realizado por IRRIBAREN et al. (2012). Neste os pesquisadores abordaram sete categorias de impacto: demanda cumulativa de energia, aquecimento global, depleção do ozônio, criação de ozônio fotoquímico, uso da terra, acidificação e eutrofização. O pré-tratamento da biomassa (secagem e moagem), a pirólise rápida e a produção de hidrogênio são os subsistemas com as maiores contribuições para todas as categorias. O pré-tratamento é grande consumidor de energia elétrica, que sozinha contribui com 34% da acidificação e 28% da eutrofização. As emissões relativas a este subsistema contribuem com 58% ao aquecimento global e 50% à criação do ozônio fotoquímico. A pirólise rápida também demanda muita energia elétrica, que por sua vez contribui com 28% das emissões da acidificação e 23% da eutrofização. Já a produção do H2 utiliza gás natural, por isso é responsável por 56% da demanda cumulativa de energia, 66% da

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depleção do ozônio e suas emissões têm participação de 53% no aquecimento global. Mais uma vez evidencia-se a importância da matriz energética no perfil ambiental dos produtos da pirólise rápida e as possibilidades de mitigação dos impactos quando da substituição de fontes fósseis pelo uso de coprodutos dos sistemas sob avaliação.

A síntese desta revisão evidencia que os poucos estudos ACV sobre a pirólise rápida se ambientam em zonas temperadas em que a biomassa em vários casos é composta por resíduos florestais. Portanto há um entendimento da necessidade de se avaliar o aproveitamento da biomassa residual e não há nenhum caso baseado nas condições tropicais. Assim, a presente pesquisa se mostra bastante pertinente ao avaliar o desempenho ambiental do bioóleo produzido a partir da serragem gerada no desdobro de toras de florestas nativas provenientes do manejo florestal na floresta amazônica.

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