BIOCARBONO
BIO-ÓLEO GÁS SINTÉTICO
A Brasil Biomassa tem 30 anos de experiência em consultoria no desenvolvimento de projetos sustentáveis, na engenharia e tecnologia e um histórico ativo de mais de 180 projetos desenvolvidos em nível nacional e internacional.
A equipe de especialistas da nossa unidade de Inovação e Consultoria oferece às empresas suas habilidades e experiência na utilização dos tipos de biomassa em projetos de sucesso como o de produção de biocarbono, bio-óleo e gás sintético, abrangendo todo o processo: business plan, estudo de viabilidade, engenharia conceitual, preparação e submissão dos projetos para investidores e bancos comerciais de financiamento, tecnologia industrial e previsão orçamentária; e gestão do projeto em todas as etapas do desenvolvimento até o relatório final.
O serviço de consultoria e engenharia e apoia as empresas em seu crescimento com base na inovação e transferência de tecnologia , identificando as oportunidades mais adequadas ao contexto empresarial específico e trabalhando com o cliente em todas as etapas.
A Brasil Biomassa possui um histórico inovador no Brasil para o desenvolvimento de projetos de biocarbono. Nosso conhecimento e experiência abrangem os setores de resíduos florestais, agroindustriais e da cana-de-açúcar, gestão de aproveitamento dos resíduos para projetos de biocarbono, indústria de processos, alumínio, cimentos e siderúrgica. Para atender ao enorme mercado de biocarbono energético, trabalhamos ativamente com o setor industrial para impulsionar a produção de biocarbono.
Desenvolvimento de Plantas de Biocarbono. Trabalhamos com o desenvolvimento de plantas industriais de produção de biocarbono, bio-óleo e gás sintético. Nosso conhecimento tecnológico e experiência em desenvolvimento de projetos de biocarbono podem acelerar o desenvolvimento do seu projeto e minimizar os riscos.
Serviço de Desenvolvimento de Produtos de Carbono. Ajudamos os clientes a transformar os seus resíduos (florestais, madeira, agricultura e cana-de-açúcar) em produtos de maior valor agregado (biocarbono energético). Desenvolvemos produtos de carbono biogênico ajustando a densidade, o tamanho das partículas, a composição, a resistência física, a área superficial e as propriedades eletroquímicas das matérias-primas.
O Biocarbono é uma solução (substituto do carvão e do coque) de carbono renovável projetada para uso nos fornos de produção de alumínio, cimentos, ferro e aço, desempenhando um papel fundamental na redução das emissões de carbono e no aumento da eficiência operacional. Ao substituir o coque e o carvão pelo biocarbono , a Brasil Biomassa permite ao setor industrial para uma transição para um processo mais sustentável, mantendo o alto desempenho. O Biocarbono é um produto manufaturado e pode ser adaptado para atender às especificações de carbono fóssil.
Utilizando tecnologias avançadas de pirólise, a Brasil Biomassa no desenvolvimento dos projetos industriais, converte os tipos de biomassa em Biocarbono - um carbono renovável que pode atender às demandas modernas das indústrias de refino de alumínio, ferro, aço e metais. Esse processo não apenas reduz as emissões, mas também otimiza as operações dos fornos, contribuindo para um processo de produção mais limpo e eficiente.
A tecnologia de pirólise que desenvolvemos libera todo o potencial da biomassa. Por meio desse processo, convertemos os tipos de biomassa em biocarbono, bio-óleo e gás de síntese. Esses produtos de carbono renovável são essenciais para indústrias que exigem materiais de alto desempenho, mas também buscam reduzir sua dependência de recursos fósseis.
Para as indústrias de refino de alumínio, ferro, aço e metais, o Biocarbono é um divisor de águas. Como substituto renovável do coque metalúrgico e do carvão fóssil na produção de aço em fornos a arco elétrico (EAF), ele reduz significativamente as emissões de carbono e, ao mesmo tempo, aumenta a eficiência operacional.
Moldando o futuro da siderurgia com o Biocarbono . A Brasil Biomassa está na vanguarda no desenvolvimento de estudos e projetos para transição para o aço verde, posicionando o carbono renovável como um componente crítico na produção de aço em fornos elétricos a arco (EAF). O biocarbono desempenha um papel essencial na substituição do carbono fóssil, reduzindo significativamente as emissões de carbono e melhorando a eficiência geral das operações em EAF. Utilizando nossa avançada tecnologia de pirólise, transformamos resíduos agrícolas em uma fonte de carbono renovável de alta qualidade que atende aos exigentes requisitos da produção moderna de aço.
Estamos comprometidos em acelerar a adoção global do aço verde, ajudando as indústrias a fazer a transição para um futuro mais sustentável e eficiente. Ao incorporar carbono renovável na produção de aço, não estamos apenas enfrentando os desafios de redução das emissões industriais, mas também contribuindo para o objetivo mais amplo de criar uma economia de baixo carbono.
Créditos de Carbono Certificados para Redução de CO₂: Compensando Emissões e Apoiando a Sustentabilidade. Na Brasil Biomassa, estamos comprometidos em ajudar empresas a atingir suas metas de sustentabilidade por meio dos créditos de carbono certificados. Com o biocarbono e outras soluções de carbono renovável, desempenham um papel crucial na redução significativa das emissões de CO₂. Ao transformar biomassa de baixo valor em carbono renovável valioso, contribuímos para uma redução significativa de carbono, beneficiando diretamente o meio ambiente.
Os créditos de carbono gerados no uso do biocarbono energético podem ser usados para compensar a pegada de carbono, permitindo ao setor industrial em atingir emissões líquidas zero.
Com o respaldo de anos de P&D interno, a Brasil Biomassa desenvolveu o conhecimento necessário para produzir uma gama de soluções de carbono comprovadas, testadas com sucesso em dois fornos de combustão, com capacidade de substituição de 100%. Nossa expertise abrange diversos tipos de máquinas especializadas, tratamentos de materiais, formulações de produtos e requisitos de processo, garantindo desempenho ideal em diversas aplicações.
Desenvolvimento de projeto industrial (consultoria, mapeamento analítico, engenharia conceitual e de detalhamento e tecnologia industrial) com aproveitamento dos tipos de biomassa (Arroz, Milho, Soja, Trigo, Café, Algodão, Amendoim, Feijão, Capim Elefante e da Palha e do Bagaço da Cana-de-açúcar) para a produção de Biocarvão, biocarbono energético - bio-óleo e gás sintético (uso alto fornos) para o grupo GERDAU SIDERÚRGICA (Minas Gerais) e para a CONSTRUTORA REUNION/TECNORED/VALE SIDERÚRGICA (GO, PR, BA, MG, SP).
GLOSSÁRIO TERMOS BIOCARBONO BIOOLEO GAS SINTESE
A indústria siderúrgica global enfrenta imensa pressão para atingir metas ambiciosas de emissões líquidas zero. Com aproximadamente 7% das emissões globais de CO2 atribuídas à produção de aço, encontrar soluções eficazes é fundamental.
Embora tecnologias emergentes como a siderurgia baseada em hidrogênio e a captura de carbono atraiam atenção significativa, essas inovações geralmente exigem despesas de capital substanciais (CAPEX) e anos para serem implementadas.
O biocarbono, no entanto, oferece um caminho prático, escalável e econômico para reduzir as emissões na produção de aço hoje.
Por que o biocarbono é ideal para indústrias difíceis de reduzir
O biocarbono, derivado de biomassa sustentável, atua como um substituto renovável para o carbono baseado em fósseis em processos de fabricação de aço. Ao contrário das soluções experimentais, a tecnologia de biocarbono é testada e comprovada.
Ele pode se integrar perfeitamente às operações existentes de alto-forno e forno elétrico a arco sem exigir retrofits dispendiosos, tornando-a uma escolha prática para indústrias difíceis de reduzir.
Para siderúrgicas que buscam reduções imediatas na intensidade de carbono, o biocarbono representa um investimento de baixo risco.
Ao aproveitar essa solução pronta, as empresas podem fazer um progresso significativo em direção à descarbonização, ao mesmo tempo em que se posicionam como líderes em sustentabilidade em um mercado competitivo.
Escalável e sustentável: vantagens do biocarbono
Implantação rápida: a compatibilidade do biocarbono com a infraestrutura de siderurgia existente elimina a necessidade de anos de planejamento e construção. Os fabricantes podem implementar essa solução rapidamente, acelerando sua transição para operações de baixo carbono.
Fornecimento sustentável: produzido a partir de resíduos municipais e florestais, o biocarbono minimiza a pegada ambiental da extração de matéria-prima. Sua abordagem de economia circular se alinha com as metas de sustentabilidade mais amplas da indústria siderúrgica.
Escalabilidade global: com ampla disponibilidade de recursos de biomassa, a produção de biocarbono pode ser dimensionada para atender às demandas de conglomerados siderúrgicos globais. Essa acessibilidade garante que os fabricantes de aço em várias regiões possam adotar a tecnologia sem restrições na cadeia de suprimentos.
Uma ponte para o aço líquido zero.
O gás produzido é composto, principalmente, de monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO2) hidrogênio (H2), hidrocarbonetos leves, traços de alguns componentes orgânicos maiores e vapor de água. O líquido de coloração escura é chamado de bio-óleo e o sólido de biocarbono.
O biocarbono é o principal produto do processo tradicional de pirólise lenta, no qual a biomassa, geralmente de madeira, é aquecida lentamente a temperatura entre 300 e 400°C. A distribuição dos produtos gerados na pirólise depende da composição da biomassa e da taxa e duração do aquecimento.
Rendimentos líquidos elevados (72%) são possíveis para tempos de residência relativamente curtos, 0,5 – 2 s, temperaturas moderadas (400 – 600ºC) e resfriamento rápido no fim do processo.
O bio-óleo é um produto de interesse, visto que apresenta alto poder calorífico, pode ser facilmente transportado e armazenado, possui baixo teor de nitrogênio e enxofre, além de ser fonte de produtos químicos .O líquido orgânico (bio-óleo) é uma mistura de centenas de compostos orgânicos cujas propriedades físicas e químicas dependem da natureza e da composição da biomassa original, do método e das condições de produção.
Embora inovações de longo prazo, como o hidrogênio verde, prometam mudanças transformadoras, o biocarbono serve como uma ponte essencial para atingir o aço líquido zero.
Seu impacto imediato na redução de emissões de carbono apoia o progresso incremental, garantindo que as siderúrgicas permaneçam no caminho para atingir as metas climáticas. Além disso, adotar o biocarbono hoje ajuda a criar um impulso para estratégias de descarbonização mais profundas no futuro.
Impulsionando a transição para o aço verde. À medida que a indústria siderúrgica navega no caminho para a sustentabilidade, soluções como o biocarbono fornecem uma vantagem crítica: elas estão disponíveis agora, não exigem grandes CAPEX e proporcionam reduções tangíveis de emissões. Ao adotar o biocarbono, as siderúrgicas podem liderar o caminho na revolução do aço verde, ao mesmo tempo em que atendem à crescente demanda por baixo carbono.
Investir em biocarbono hoje é mais do que uma escolha inteligente para redução de emissões; é um passo em direção a um futuro sustentável para a indústria siderúrgica e o planeta. Para saber mais sobre a integração do biocarbono na produção de aço, veja o estudo setorial Descarbonização das indústrias siderúrgicas e explore como essa tecnologia pode acelerar seu caminho para emissões líquidas zero.
#Biocarbono. O biocarbono é frequentemente chamado de carvão vegetal e, como tal, é familiar para a maioria das pessoas, visto que é frequentemente usado para cozinhar ou fazer churrasco. Embora o carvão vegetal seja preferível à madeira para esses fins, esses processos de combustão estão longe de ser ideais em comparação com o que é possível em aplicações de combustão ideal para carvão vegetal em pó, briquetes ou pellets.
O biocarbono resulta de um processo de conversão térmica no qual a biomassa virgem, como a madeira, é aquecida a uma determinada temperatura, perdendo grande parte de seu conteúdo volátil e, consequentemente, aumentando o teor relativo de carbono e carbono fixo. O tratamento térmico resulta em um produto que perdeu a estrutura fibrosa da biomassa virgem e que pode ser usado diretamente como redutor na indústria metalúrgica ou para cozinhar e grelhar, ou pode ser facilmente triturado em pó e, se desejado, posteriormente comprimido em briquetes ou pellets.
Portanto, o biocarbono é um produto mais refinado e versátil do que o material torrefado, e com as melhores qualidades de combustível que um combustível sólido à base de biomassa pode ter, além de muitos usos alternativos possíveis.
O biocarbono possui diversas qualidades e áreas de utilização, como combustível ou para outros fins. O biocarbono é o combustível de biomassa sólida ideal.
Proporciona as condições de combustão mais estáveis com as menores variações de emissão e pode ser facilmente e energeticamente eficientemente esmagado em partículas pequenas e quase esféricas. Fornece o maior valor de aquecimento. Fornece a maior densidade de energia (massa e volume quando comprimido) e densidade aparente (quando comprimido). Fornece o maior teor de carbono fixo e tem alta reatividade e consome muito pouca água e não se degradam bacteriologicamente durante o armazenamento. Proporciona redução de custos logísticos quando comprimido (transporte e armazenamento). Proporciona redução nas necessidades de investimento em usinas de bioenergia.
Comparado ao carvão fóssil, o biocarbono tem: menor teor de N, S e metal, por exemplo Hg e menor teor de cinzas.
O combustível de biocarbono pode ser usado, por exemplo, como combustível de pico em usinas de bioenergia existentes, como combustível substituto para caldeiras a óleo, como combustível de qualidade para aparelhos de aquecimento de pequena escala, de alta eficiência e baixa emissão e, em geral, para reduzir problemas operacionais em usinas de bioenergia.
Na indústria metalúrgica, o biocarbono é um redutor preferencial do ponto de vista de propriedades na produção de, por exemplo, silício (Si), carboneto de silício (SiC) e manganês (Mn). O Si, por exemplo, é utilizado na indústria de células solares para a produção de painéis solares. Para células solares, uma unidade de energia de biomassa, que entra, gera cerca de mil unidades de eletricidade durante a vida útil de uma célula solar. Isso é bioeletricidade indireta.
Por fim, o biocarbono pode ser usado para diversos outros propósitos, por exemplo, como carvão ativo para fins de limpeza/purificação ou como intensificador de produtividade do solo. Para todos os usos de biocarbono, haverá condições ótimas de produção de biocarbono que produzirão a melhor ou a qualidade de biocarbono preferida para o uso específico. Essa ótima também pode depender das propriedades da biomassa virgem.
#Carbonização ou pirólise lenta: Ocorre a baixas temperaturas (menores que 400 °C), velocidades de aquecimento menores que 2 °C s-1 e elevados tempos de residência dos produtos. Tem como finalidade a maximização do resíduo carbonoso como, por exemplo, o biocarvão.
#Pirólise convencional: As velocidades de aquecimento são maiores que na pirólise lenta (1 - 10 °C s). Já os tempos de residência são maiores que a pirólise lenta, e tem por objetivo maximizar a produção de compostos sólidos e líquidos.
#Pirólise rápida: Temperaturas moderadas (aproximadamente 500°C), velocidades de aquecimento elevadas (10 - 200 °C s) e tempos de residência entre 0,5 a 2 s. Os vapores formados são rapidamente condensados e o objetivo dessa pirólise é de maximizar a fração líquida dos produtos.
#Pirólise “flash”: Também conhecida como pirólise instantânea. A velocidade de aquecimento é bastante elevada (maiores que 1.000°Cs-1) e os tempos de residência menores que 2 segundos através da utilização de partículas muito pequenas da biomassa a pirolisar.
#Bio óleo. O óleo de pirólise é produzido pela pirólise da madeira . Este óleo é uma mistura complexa de moléculas resultante da divisão e combinação das moléculas da madeira. Apresenta-se como um líquido castanho-escuro. Estes óleos podem ser utilizados para fins energéticos ou químicos.
Bio-óleo é também referido como óleo de pirólise, líquido de pirólise, alcatrão de pirólise, líquido de madeira, óleo de madeira. É uma mistura de líquidos orgânicos, de coloração marrom escuro, e geralmente, a água é a substância mais abundante em sua composição, resultante do teor de umidade inicial da biomassa e de reações de desidratação durante a pirólise, variando entre 15% e 30% da massa total do bio-óleo.
Composição: O óleo proveniente da condensação dos gases produzidos durante o processo de pirólise da madeira é uma mistura complexa. É constituído principalmente por água e lignina, mas inclui diversas outras moléculas.
Usos. O óleo de pirólise contém uma série de moléculas altamente valorizadas pelas indústrias química e agroalimentar (aromas como baunilha, sabor defumado, molho barbecue). No entanto, é necessário separar esses componentes, o que não é fácil de fazer em larga escala.
O uso de energia (biocombustível de segunda geração ou combustão direta ) pode parecer mais simples, mas exige tecnologias especialmente adaptadas. Pesquisas estão em andamento para encontrar métodos mais adequados para melhor aproveitamento dessa "gasolina renovável". O óleo de pirólise tem uma densidade energética 6 a 7 vezes maior que a da biomassa bruta.
Gases da carbonização. Os poluentes contidos nos gases da carbonização podem ser classificados em três grupos: pós e partículas em suspensão, gases não condensáveis e compostos orgânicos condensáveis.
A fração liberada como gases não condensáveis, é constituída, prioritariamente, por dióxido de carbono (CO2), monóxido de carbono (CO), metano (CH4), hidrogênio (H2) e hidrocarbonetos (CnHn).
As proporções entre os compostos na carbonização dependem do método de carbonização, que variam em relação aos parâmetros do processo e das características específicas da biomassa.
De maneira geral, temperatura e taxas de aquecimento elevadas maximizam o rendimento de gases. O rendimento de gases não condensáveis aumenta linearmente com a elevação da temperatura, variando de 18 a 42%, para as temperaturas de 400 a 700ºC.
O gás possui diversos usos e é um insumo importante para a indústria química. O uso mais simples é a combustão direta para se gerar calor, e o calor gerado por sua vez pode ser utilizado para gerar vapor e ser utilizado com vapor de processo e de aquecimento ou pode alimentar uma turbina e gerar energia elétrica.
Também pode ser feita a combustão em um motor de combustão interna ou em um ciclo de compressor e turbina (ciclo Brayton), porém, para esses usos o gás deve ser mantido dentro de determinadas especificações para o bom funcionamento dos equipamentos. Mais ainda, o gás, por ser rico em hidrogênio, pode ser utilizado como fonte de gás hidrogênio após a separação desse gás.
#Gás natural sintético – Syngas. Os processos de pirólise de alta temperatura realizado na ausência de oxigênio permitem criar quantidades significativas de gás natural sintético em valores de aquecimento excepcionais, até mesmo 36 MJ / Nm3 e com concentrações notáveis de monóxido de carbono, hidrogênio e metano. Os gases mais ricos em energia são obtidos a partir de matérias-primas com alto valor calorífico - plásticos, polímeros, frações caloríficas de resíduos urbanos.
#Syngas, também chamado de gás de síntese, é uma mistura de moléculas contendo hidrogênio, metano, monóxido de carbono, dióxido de carbono, vapores de água, bem como outros hidrocarbonetos e compostos condensáveis.
É um produto principal da gaseificação e produto majoritário da pirólise em alta temperatura, presente em qualquer biomassa, resíduos e resíduos. Quando produzido na pirólise, é gerado pela vaporização de compostos voláteis da matéria-prima graças ao calor, que induz um conjunto de reações complexas.
A composição química do gás de síntese e a proporção de suas moléculas são altamente dependentes das características da matéria-prima e das condições do processo de tratamento. A tecnologia permite uma geração consistente de gás de síntese graças às condições de tratamento estáveis e repetíveis e à possibilidade de adaptar a temperatura de processamento de acordo com a demanda.
#Syngas de pirólise é um gás combustível e pode ser usado para a produção de energia em diversos tipos de equipamentos, desde ciclos a vapor até motores a gás e turbinas.
Embora os usos em caldeiras para ciclos de vapor normalmente não exijam tratamento extensivo de gás antes da geração de energia, os motores a gás requerem um grau mais alto de purificação e preparação.
A estabilidade e consistência do combustível fornecido ao motor de combustão interna é um dos fatores-chave do processo. É garantido pela estabilidade da matéria-prima e pelas condições de tratamento precisamente controladas na unidade de pirólise.
O interesse na produção de gás natural sintético por meio da metanação de H2 e CO vem crescendo rapidamente.
A principal aplicação do gás natural sintético produzido é normalmente a geração de energia e calor. Isso pode ser realizado em plantas autônomas combinadas de calor e energia (CHP) ou por meio da combustão conjunta do gás produzido em usinas de energia em grande escala.