Combustível a partir da biomassa da cana
O Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT) em parceria com os alemães do Instituto Tecnológico de Karlsruhe (KIT) desenvolvem um processo de produção de hidrogênio verde por meio da gaseificação de biomassa (bagaço da cana-de-açúcar) e reforma térmica do gás, além do armazenamento de hidrogênio via hidrogenação catalítica de bio-óleo (hidrodesoxigenação) gerado a partir da pirólise rápida de bagaço de cana. “A parceria entre o IPT e o KIT está focada em uma pesquisa colaborativa dentro da cadeia do H2V, bem como promover o intercâmbio e a capacitação de pesquisadores de ambas as instituições”, explica o pesquisador do IPT, Ademar Hakuo Ushima. O projeto coordenado pelo Laboratório de Bioenergia e Eficiência Energética do IPT tem duração prevista de 12 meses.
As atividades experimentais do projeto estão sendo executadas simultaneamente nas duas instituições: a etapa de gaseificação do bagaço de cana-de-açúcar em um reator de leito fluidizado, seguida da reforma térmica do gás de síntese gerado, por exemplo, é realizada pelo IPT. A segunda fase, executada no IKFT/KIT, consiste em realizar a pirolise rápida do bagaço de cana-de-açúcar para a obtenção do bio-óleo, que será então melhorado para precursores de combustível com maior teor de energia do que o óleo de pirólise original via hidrogenação catalítica. Os produtos serão 100 % renováveis e adequados para refino adicional em plantas comerciais.
A execução do projeto envolve um total de 14 colaboradores, sendo sete pesquisadores de cada instituição. Dois deles vinculados ao IPT e dois do KIT irão realizar um intercâmbio. O objetivo do projeto atende às diretivas do programa denominado ‘Cooperação Alemã-Brasileira em Pesquisa no Setor de Energia – NoPa 2.0’ para as áreas temáticas Hidrogênio Verde/PtX, Eletrificação Direta e Armazenamento de Energia, com fundos da Sociedade Alemã para Cooperação Internacional (GIZ) GmbH, em nome do Ministério Federal de Cooperação e Desenvolvimento Econômico (BMZ), como parte da iniciativa ‘DKTI Parceria de Tecnologia entre Brasil e Alemanha’. O projeto foi contemplado via edital da organização de fomento DAAD (Deutscher Akademischer Austauschdienst, ou Serviço Alemão de Intercâmbio Acadêmico, em português). “Existem critérios de longo e curto prazo dentro do programa que o projeto de pesquisa estima alcançar, e cujos impactos e efeitos contribuam para o desenvolvimento de uma rede internacional e aquisição de experiência no campo da cooperação internacional”, explica Ushima. O pesquisador Klaus Raffelt do Instituto de Pesquisa e Tecnologia da Catálise (IKFT) do KIT é o responsável por comandar as atividades relacionadas ao instituto alemão; no Brasil, Ushima é o coordenador das atividades da equipe do IPT.
Um dos principais desafios técnicos do projeto é a deposição excessiva de carbono no reator de reforma térmica, principalmente quando é utilizado o gás de síntese ‘bruto’, que tem teores elevados de alcatrão e vapor de água. Essa deposição pode bloquear o reator de reforma térmica, interrompendo a reforma.
“O alcatrão tem um teor elevado de carbono que, na reforma térmica, poderá reagir com o vapor d’água e o dióxido de carbono presente no gás de síntese ‘bruto’, gerando o gás hidrogênio e o monóxido de carbono, ou se depositar nas paredes do reator na forma de carbono que, dependendo da intensidade, pode até bloquear a passagem dos gases. É um dos pontos de investigação do projeto”, explica o pesquisador do IPT.
O Governo do Estado de São Paulo financiará R$ 245,1 mil para a pesquisa, enquanto as demais despesas de custeio da viagem e estadia dos bolsistas do IPT e KIT, inscrições no evento European Biomass Conference & Exhibition (EUBCE) 2023 e compra de material de consumo e serviços externos realizados no projeto serão custeadas pelo DAAD sob a supervisão do KIT. Estão previstos no projeto a aquisição de peças de reposição, consumíveis e serviços de terceiros, incluindo a compra de uma coluna cromatográfica e a contratação de serviços analíticos externos ao IPT para determinação de gases H2S (sulfeto de hidrogênio) e NH3 (amônia) e seus compostos, custeados pelo DAAD.
O pesquisador visitante Dênis Correa Meyer está na Alemanha desde de abril e ficará até outubro, participando das atividades de geração de bio-óleo via pirólise rápida do bagaço de cana-de-açúcar e de hidrogenação catalítica do bio-óleo gerado. O outro pesquisador do IPT, Vittor Alves, fará uma visita de uma semana ao KIT para acompanhar os testes de hidrogenação e participar do evento EUBCE 2023 em junho. Ao final do mês, um pesquisador vinculado ao KIT virá ao IPT por seis meses para participar dos testes de gaseificação e reforma térmica do gás gerado a partir da gaseificação de bagaço de cana. Nesse período também está prevista a visita do coordenador do projeto do KIT ao Brasil, por uma semana, para discutir o andamento e resultados dos testes experimentais do projeto.
