4.5.2 Produção de hidrogênio e metanol

Outra vertente que utiliza a gaseificação da biomassa é a produção de gás de síntese para produção de metanol e hidrogênio. Esses dois produtos são utilizados industrialmente e o desenvolvimento de tecnologias para a sua produção com uso de biomassa é de grande interesse na área industrial (FAAIJ et al., 2005).

O metanol é um combustível superior para motores de combustão interna e é utilizado hoje em dia para carros de corrida. O hidrogênio produzido pode ser utilizado em células combustíveis, que são duas vezes mais eficientes que os motores de combustão interna padrão e fornecem diretamente energia elétrica ao combinar hidrogênio e oxigênio. No momento as células combustíveis (Figura 4.11) ainda são muito pesadas, o que faz com que a maior parte de sua utilização se dê em carros, apesar de novos avanços estarem sendo feitos em células mais leves para carros (HINRICHS e KLEINBACH, 2009).

A tecnologia de síntese de hidrogênio e metanol ainda está em fase de desenvolvimento e limita-se principalmente quanto ao custo de produção. O custo do metanol produzido a partir de biomassa é significativamente mais alto do que o custo do metanol produzido a partir de gás natural. O Processo de produção de hidrogênio consome muita energia e possui custo elevado (FAAIJ et al., 2005; CANTÃO, 2007).

4.5.3 Etanol celulósico

O etanol pode ser produzido com base em três principais fontes de matérias-primas: as amiláceas, as açucaradas e as lignocelulolíticas. Os resíduos da madeira, como cavacos e cascas entre outros produtos da biomassa florestal são fontes lignocelulósicas abundantes que podem ser utilizadas para a produção de álcool combustível. A tecnologia de fabricação de álcool celulósico se diferencia principalmente das demais fontes, devido a necessidade da etapa de hidrólise do complexo lignocelulolítico (BNDES, 2008).

É grande o interesse na produção de etanol a partir de materiais celulósicos, pois sinaliza para a utilização de resíduos para obtenção de etanol o que reforça o potencial de produção tanto pela quantidade de biomassa disponível quanto ao baixo custo, como também ocasiona menos problemas ambientais. Para a produção em grande escala há ainda a possibilidade de produção a partir de plantios energéticos dirigidos implantados exclusivamente para esse fim. No entanto a tecnologia de conversão de materiais celulósicos em etanol ainda está em fase de desenvolvimento, como também a cadeia de produção para este segmento (FAAIJ et al., 2005).

4.5.4 Pirólise rápida: Obtenção de bio-óleos

Segundo Rocha (2006) a pirólise rápida de biomassa é um processo no qual o combustível sólido é fragmentado com o uso de calor em uma atmosfera com pouco oxigênio para a geração otimizada de líquido (bio-óleo), mas que também produz uma mistura de gases combustível e sólidos (carvão vegetal).

O líquido pirolítico é referenciado na literatura técnica com vários nomes, tais como: óleo de pirólise, bio-óleo bruto, bio-combustível, líquidos de madeira, óleo de madeira, líquido condensado da fumaça, destilado da madeira, alcatrão pirolenhoso, ácido pirolenhoso, etc., porém atualmente o termo bio-óleo tem sido mais utilizado (PÉRES et al., 2003). O produto da pirólise rápida, o bio-óleo, possui uma ampla aplicação tecnológica, como ilustra a Figura 4.12. O seu uso acontece principalmente na indústria petroquímica.

A produção de um derivado líquido que pode ser armazenado e transportado é, certamente, a principal vantagem potencial da pirólise rápida em comparação a outros processos de conversão termoquímica da biomassa. O uso como óleo combustível em motores estacionários em substituição ao óleo diesel é uma das possibilidades de utilização do bioóleo (FAAIJ et al., 2005). O Bio-óleo apresenta algumas limitações: 1)Atualmente ainda não é uma matéria-prima comercial. 2) A pirólise rápida necessita de investimentos em unidades demonstrativas para provar aumento de escala. 3) Ainda necessita estabelecer padrões de qualidade para o bio-óleo e legislação para seu uso e transporte. 4) Instabilidade do bio-óleo e seu envelhecimento devido a reações indesejadas durante o armazenamento (ROCHA, 2006).

O conceito de pirólise rápida para a produção de líquidos orgânicos desperta cada vez mais o interesse, e a pesquisa e aplicações comerciais desenvolvem-se rapidamente, mas ainda há muitos processos da reação desconhecidos devido a complexidade da tecnologia (BRIDGWATER, 1999). Dessa maneira, verifica-se que tanto para a pirólise rápida, como para a gaseificação e hidrólise lignocelulolítica é necessário o desenvolvimento de pesquisa e inovação que seja possível a viabilização do uso destas tecnologias para geração de energia.