Desempenho ambiental e energético da gaseificação de biomassa de cana-de-açúcar como rota alternativa de produção de amônia.

Abstract

Em virtude do impacto ambiental que a produção de amônia é responsável, a saber, cerca de 1,0% das emissões de Gases de Efeito Estufa do planeta e ser demandante de 1,2% da demanda global de energia primária, o presente estudo se objetiva a avaliar o desempenho ambiental e energético da produção desse insumo a partir de fontes alternativas renováveis de grande disponibilidade no Estado de São Paulo, quais sejam, palha e bagaço da cana-de-açúcar. Para tanto, considera-se um sistema composto por uma planta de síntese de amônia, por oxidação parcial, acoplada a uma usina autônoma de etanol sem exportação de energia elétrica. Sendo a modelagem e a simulação computacional desenvolvidas no software Aspen Plus?. O estudo ainda conta com a comparação do desempenho ambiental e energético do gás de síntese produzido a partir de duas biomassas, por diferentes reatores de gaseificação, a saber, leito fluidizado circulante e fluxo arrastado, sob a influência de agentes gaseificantes, como ar e vapor de água, havendo, portanto, oito diferentes cenários de estudo. Sendo o gás de síntese usado para a produção de amônia. Para a Avaliação de Ciclo de Vida, se estabeleceu como Fluxo de Referência (FR) o processamento de 1,0 kg de amônia com teor de 100%w/w de NH3. Para tanto, adotou-se, para representar o desempenho energético, o indicador de Demanda de Energia Primária, gerado a partir do método Cumulative Energy Demand (CED) - v 1.11, já para representar o desempenho ambiental, adotou-se o indicador Mudanças Climáticas, que fora concebido a partir do método proposto pelo Painel Intergovernamental de Mudanças Climáticas (2013). Como resultado, o cenário, cuja produção de amônia é proveniente de syngas de gaseificador de Fluxo Arrastado de bagaço com ar, obteve o melhor desempenho ambiental e energético, produzindo 2,34 kg CO2eq/FR e demandando 85,5 MJ/FR, respectivamente. Já o cenário com pior desempenho, se refere ao gás de síntese proveniente da gaseificação em Leito Fluidizado Circulante de palha a vapor, produzindo 12,5 kg CO2eq/FR e demandando 264 MJ/FR. Já pela análise com indicador único, pode-se concluir que em termos de procedência do syngas, o desempenho ambiental e energético é indiferente ao tipo de biomassa de cana associada a qualquer um dos dois gaseificadores, desde que o fluido gaseificante seja o ar.