Lara Heberle, gerente global de desenvolvimento de tecnologia CCUS da Pall Corporation, discute como a tecnologia de filtragem é fundamental para otimizar a produção de bioenergia e alcançar estratégias globais de descarbonização.

À medida que os governos de todo o mundo elaboram novos planos para reduzir as emissões de carbono, é provável que aumentem as estratégias para combinar diferentes tecnologias que promovam a sustentabilidade ambiental. A recente estratégia de biomassa do Governo do Reino Unido reconhece que o alinhamento da produção de bioenergia com a captura e armazenamento de carbono (BECCS) é uma peça-chave do puzzle do zero líquido.

O BECCS envolve a queima de biomassa (qualquer material de origem biológica) para gerar energia ou convertê-la em combustíveis enquanto captura e armazena permanentemente o dióxido de carbono liberado no processo.

Embora não esteja atualmente a operar em grande escala no Reino Unido, a estratégia do governo reconhece que aumentar a sua implantação é crucial para alcançar as ambições de que o sistema energético do Reino Unido seja totalmente descarbonizado até 2035.

A produção de bioenergia também é considerada particularmente importante para equilibrar as emissões residuais (emissões que permanecem após a implementação de todos os esforços para eliminá-las) nas indústrias pesadas, como a aviação e o transporte rodoviário.

Tal como o governo do Reino Unido, uma série de instituições independentes, incluindo o Comité das Alterações Climáticas (CCC), a Agência Internacional de Energia (AIE) e o Painel Intergovernamental sobre Alterações Climáticas (IPCC), reconhecem o BECCS como uma ferramenta fundamental no combate às alterações climáticas. . Apesar disso, a AIE prevê que a remoção global de carbono através do BECCS atingirá pouco menos de 50 Mt de dióxido de carbono por ano até 2030 – ficando aquém dos 190 Mt CO2/ano necessários para serem removidos ao abrigo das suas Emissões Líquidas Zero até 2050 (NZE). Cenário.

Isto deve-se principalmente ao atual nível de preparação tecnológica dos percursos BECCS e ao nível de investimento direcionado. Muitas plantas BECCS ainda estão em fase de demonstração, embora instalações comerciais de grande escala entrem em operação nos próximos anos. Da mesma forma, o investimento na tecnologia está a crescer, com vários projetos selecionados para financiamento entre 2021 e os dias atuais.

Alinhando a produção de bioenergia com a captura e armazenamento de carbono

Com um provável aumento no desenvolvimento de instalações BECCS, é mais importante do que nunca estar ciente dos desafios de captura, processamento e armazenamento de carbono. Além dos elevados custos envolvidos, a obtenção de uma licença para sequestro subterrâneo pode ser demorada – até seis anos. Este horizonte de longo prazo pode não ser atraente para os investidores e é, portanto, essencial que os reguladores comecem a explorar abordagens para acelerar os processos de licenciamento.

A necessidade de alinhar os locais de produção de bioenergia com os locais de CAC ou de criar novas infraestruturas também representa um desafio. As usinas de biomassa requerem muita terra para uma produção eficiente de bioenergia. Além disso, muitas localizações de centrais de biomassa não são geologicamente adequadas para o armazenamento de carbono. Isto significa que são necessárias obras significativas de infraestruturas, como oleodutos, para transportar o carbono capturado das instalações industriais para as instalações de armazenamento.

Isto pode criar um cenário complicado com empresas hesitantes em construir e operar pipelines até que existam clientes potenciais. Em contraste, os clientes podem ficar relutantes em explorar a captura e o armazenamento de carbono se não conseguirem transferir as suas emissões das suas instalações para uma instalação de armazenamento.

Purificação para otimizar o processamento

A remoção de impurezas do dióxido de carbono capturado em usinas de biomassa representa outro desafio. A contaminação de usinas de energia pode afetar o uso de energia, a vida útil e a eficiência de captura dos equipamentos de captura de carbono. No entanto, se as impurezas puderem ser evitadas ou minimizadas, os futuros projetos BECCS beneficiarão de maior produtividade e longevidade.

Atualmente, dois milhões de toneladas de dióxido de carbono são capturados a partir de fontes biogénicas a nível mundial, sendo cerca de 90% capturados em instalações de bioetanol (o bioetanol é utilizado principalmente como substituto ecológico da gasolina para veículos rodoviários). Isto se deve principalmente à alta concentração de dióxido de carbono no fluxo de gás nas instalações de bioetanol, o que torna sua captura mais fácil e barata.

No entanto, a remoção do dióxido de carbono das centrais de bioenergia é um processo mais complexo. Os fluxos de gases de combustão das plantas BECCS contêm uma concentração mais baixa de dióxido de carbono; as correntes de gás também contêm outros contaminantes, incluindo dióxido de enxofre, óxido de nitrogênio, oxigênio e água. Essas impurezas podem causar problemas operacionais, redução da eficiência de captura de carbono, danos críticos a equipamentos, paralisações não programadas e aumento dos custos de manutenção.

A compressão e armazenamento de dióxido de carbono também é uma parte fundamental do processo CCS, com CO ₂ necessita de ser comprimido para reduzir o seu volume para um transporte e processamento eficientes.

Como os compressores são altamente sensíveis a contaminantes, que podem causar corrosão rapidamente e reduzir o rendimento do compressor, é vital apoiá-los com a tecnologia certa. Os coalescedores líquido/gás de alta eficiência, por exemplo, podem ser usados ​​para aumentar a operação e a confiabilidade do compressor, removendo líquidos arrastados (óleo que passa pelo filtro separador para a tubulação de descarga), água livre presente em pequenos aerossóis (condensação e/ou condensação). ou proteção de vedação) e material particulado (uma mistura de gotículas sólidas e líquidas).

Suponha que o dióxido de carbono não seja purificado de acordo com as especificações desejadas ao ser transportado para armazenamento em reservatórios geológicos. Nesse caso, pode causar corrosão e até mesmo bloqueio de tubulações em casos extremos, podendo obstruir reservatórios ou danificar bombas injetoras. A remoção proativa de contaminantes pode, portanto, proporcionar um bom retorno do investimento.

Captura absorvente de carbono

À medida que os projetos de produção de bioenergia que utilizam a captura de carbono continuam a acelerar, a tecnologia de filtragem e separação desempenhará um papel crítico em toda a cadeia de valor da captura e armazenamento de carbono. Isto aplica-se particularmente à captura de carbono por absorção (à base de solvente), que é atualmente o método CCS mais utilizado. Isto ocorre principalmente porque é mais econômico e está em um estágio de desenvolvimento mais maduro do que outros métodos, como criogenia e looping químico.

Filtros de remoção de partículas de alta eficiência e classificação absoluta podem proteger solventes e evitar o acúmulo de contaminantes sólidos, reduzir a formação de espuma, diminuir as emissões de aerossóis e limitar a incrustação de equipamentos, como componentes internos de absorvedores e trocadores de calor.

A colaboração abrirá o caminho a seguir

BECCS é parte vital da transição energética global como a única técnica de remoção de dióxido de carbono que pode fornecer energia. Embora a produção sustentável de bioenergia desempenhe um papel importante para ajudar os governos a alcançar as suas estratégias BECCS, a melhoria da infraestrutura e da tecnologia CAC também será crucial.

É necessário um maior investimento na tecnologia CCS para apoiar a expansão do BECCS, com as aplicações de filtração e separação desempenhando um papel fundamental na manutenção da elevada eficiência de captura de carbono e na operação confiável do equipamento, bem como no cumprimento dos regulamentos de segurança.

Com tantas partes móveis, a colaboração entre produtores de biomassa, fornecedores de tecnologia, indústria e governos será essencial para aumentar a utilização de BECCS de uma forma sustentável e economicamente viável.

Fonte: Innovation News Network

Disponível em: https://www.innovationnewsnetwork.com/optimising-bioenergy-production-to-meet-net-zero-goals/39558/