UFPR auxilia o desenvolvimento da primeira planta piloto para produção de petróleo sintético a partir de biogás

04 julho, 2024
13:00
Por Bruna Soares
UFPR

No dia 17 de junho foi inaugurada a primeira planta piloto do Brasil para produção de petróleo sintético a partir de biogás e hidrogênio verde. A unidade, que está instalada no Parque Tecnológico de Itaipu, em Foz do Iguaçu, tem capacidade para produzir 6 kg por dia de bio-syncrude – um óleo sintético do qual se pode produzir hidrocarbonetos renováveis como diesel verde e bioquerosene, também denominado combustível sustentável de aviação (SAF). Com 80-85% de investimentos vindos da Alemanha e 15-20% da Fundação Araucária, o projeto é fruto da parceria entre o Departamento de Engenharia Química da Universidade Federal do Paraná (UFPR) e o Centro Internacional de Energias Renováveis (CIBiogás), com apoio do Núcleo de Pesquisa em Hidrogênio da Itaipu Binacional.

Foto: Kiko Sierich/PTI.

O financiamento alemão se deu junto à empresa Deutsche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ) GmbH, que contratou o CIBiogás para coordenar o desenvolvimento e implantação da planta piloto. Todo o desenvolvimento técnico foi acompanhado pelos profissionais de Engenharia Química da UFPR, que receberam contrapartida financeira da Fundação Araucária no âmbito do Novo Arranjo de Pesquisa e Inovação em Hidrocarbonetos Renováveis (NAPI-HCR), principalmente na forma de bolsas de estudos. O plano de trabalho foi desenvolvido ao longo dos últimos dois anos.

“O projeto tem por objetivo chegar até a produção de bioquerosene, tendo como coproduto o diesel verde e outras frações de hidrocarbonetos de interesse comercial”, diz Luiz Pereira Ramos, facilitador do NAPI-HCR.

A produção de SAF a partir de fontes renováveis é particularmente relevante para o setor de aviação, que busca reduzir significativamente as suas emissões de carbono. Nesse sentido, o SAF oferece uma alternativa mais sustentável aos combustíveis convencionais de aviação, contribuindo assim para o atingimento das metas globais de redução de emissões de gases de efeito estufa. Naturalmente, um raciocínio análogo se aplica à produção e uso de diesel verde.

O professor Ramos lembra que esta é a primeira planta de produção de óleo bruto sintético a partir de biogás. “Trata-se de uma tecnologia capaz de transformar biogás, obtido por fermentação anaeróbia de resíduos orgânicos de origem municipal, agrícola ou agroindustrial, em matéria-prima para a produção de combustíveis sintéticos análogos aos derivados do petróleo”, pontua.

Desenvolvimento de catalisadores no Labmater

O Laboratório de Materiais e Energias Renováveis (Labmater) do Setor Palotina da UFPR trabalha há mais de dez anos no desenvolvimento dos catalisadores que foram empregados na planta piloto. Segundo Helton José Alves, um dos desafios foi produzir esses catalisadores em uma escala superior. “Nas condições de laboratório, sempre trabalhamos com uma quantidade muito pequena de catalisador e o desafio foi fornecê-lo em grande quantidade com as mesmas propriedades e desempenho observado no laboratório. Basicamente, estamos falando de um aumento de praticamente 100 vezes na escala de produção”, explica.

Equipe do Labmater/UFPR em frente a planta piloto instalada no PTI – Foz do Iguaçu. Foto: Acervo PTI-BR

O professor Helton, fundador do Labmater da UFPR, explica o processo que emprega biogás como matéria-prima. “Neste projeto, um dos maiores diferenciais está na conversão do biogás (mistura gasosa composta majoritariamente por metano e CO2) em gás de síntese (mistura de hidrogênio e monóxido de carbono), utilizando um catalisador desenvolvido no Labmater e escalado no projeto para alimentar a planta piloto. Este processo ocorre sem a necessidade de utilização de água, o que representa um grande avanço em relação às tecnologias convencionais de produção de hidrogênio”.

Professor Helton José Alves fez uma fala representando a UFPR no dia da inauguração. Foto: Kiko Sierich/PTI

Dois catalisadores foram desenvolvidos para a planta piloto: um para a produção de gás de síntese pelo processo de reforma a seco e o outro para a síntese de Fischer-Tropsch (FT), processo químico que promove a síntese de hidrocarbonetos com tamanhos de cadeia semelhantes às frações de hidrocarbonetos tradicionalmente derivadas do petróleo.

Desenvolvimento de produtos no Lacta

Após os processos de reforma a seco e síntese FT, o bio-syncrude produzido na planta piloto será enviado para o Laboratório de Cinética e Termodinâmica Aplicada (Lacta) da UFPR para ser caracterizado, fracionado e refinado em SAF e diesel verde. “Como a matéria-prima é renovável, o produto pode ser caracterizado como hidrocarbonetos renováveis. Além disso, o processo de produção é sustentável e eficiente, capaz de produzir um biocombustível que atende às especificações estabelecidas pelas agências reguladoras internacionais”, destaca Marcos Lúcio Corazza, que é coordenador do NAPI-HCR na UFPR.

Alguns pontos importantes sobre esse processo de produção merecem destaque, segundo o professor Corazza, como dar condições para o desenvolvimento de tecnologia nacional, gerando emprego e renda no estado, ampliar a produção e uso de matéria-prima renovável em nossa economia, valorizar a cadeia de produção do biogás, aumentar a sustentabilidade do setor energético estadual, reduzir o impacto ambiental do setor de transportes aéreo e rodoviário, e abrir novas perspectivas de mercado para o agronegócio.

Nesse projeto, a UFPR também contou com a participação de vários alunos de pós-graduação, como pós-doutorandos, doutorandos e mestrandos, que foram decisivos no seu desenvolvimento. A colaboração, o esforço e o desempenho de cada um foram exemplares ao longo de todo o período de vigência do projeto.

Participação de pesquisadores e alunos da UFPR envolvidos no projeto e na inauguração da planta piloto. Foto: Hellena César Oliveira

O Paraná

O Paraná é um dos estados brasileiros de maior potencial para a produção de biomassa, dada a sua elevada produção agrícola e agropecuária. Paralelamente, o agronegócio do estado gera quantidades muito expressivas de biomassa residual.

O professor Helton pontua que “muitos resíduos produzidos no estado precisam ser tratados e o biogás é uma solução para isso. Nos últimos anos, houve um aumento exponencial do número de plantas de produção de biogás e, consequentemente, do volume de biogás produzido no estado”. Segundo ele, “trata-se de uma rota bastante interessante para o aproveitamento de resíduos orgânicos, pensando na produção de hidrogênio e de combustíveis sintéticos como o SAF em larga escala”.

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