O projeto Horizon 2020 COMSYN, apresenta uma tecnologia que é o próximo passo em direção a soluções competitivas de energia de baixo carbono para um futuro sustentável
A demanda por biocombustíveis avançados está aumentando rapidamente e novas soluções de produção são necessárias.
A Diretiva Europeia de Energias Renováveis II (REDII) visa aumentar a participação das energias renováveis, parte da qual diz respeito ao setor de transportes. A meta geral é que 32% do consumo final bruto de energia da UE e 14% da energia usada no setor de transportes sejam de fontes renováveis até 2030. A REDII também estabelece uma sub-meta vinculativa de 3,5% para o uso de produtos avançados biocombustíveis produzidos a partir de matérias-primas específicas, como resíduos e resíduos lignocelulósicos.
Além disso, o uso de alimentos e rações e óleos de cozinha usados (OAU) como matéria-prima para biocombustíveis como parte da meta de energia renovável é limitado. Em 2019, o consumo de biocombustíveis avançados era de aproximadamente 3 Mtep na UE e 80% dele constituído por biocombustíveis à base de OAU. Os países da UE planejam aumentar o consumo de biocombustíveis avançados com base em matérias-primas que não sejam OAU até 2030. Vários institutos internacionais estimam que o consumo de biocombustíveis avançados na Europa chegará a 10-25 Mtep em 2030 e 50-140 Mtep até 2050. Portanto, os investimentos para a produção de biocombustíveis de base lignocelulósica são necessários para cobrir a demanda futura de biocombustíveis.
Processo compacto de gaseificação e síntese para combustíveis de transporte
O projeto COMSYN, financiado pela UE, desenvolve um novo conceito de produção de biomassa em líquido (BtL), combinando os benefícios da conversão primária descentralizada de biomassa com as economias de tecnologia madura e em grande escala da capacidade de refinaria de petróleo existente. Os avanços inovadores nas tecnologias de gaseificação de biomassa, limpeza de gás e síntese Fischer-Tropsch permitem a transformação viável de vários tipos de resíduos de biomassa em óleo de biomassa de alta qualidade em unidades de pequena a média escala situadas perto de recursos de biomassa. Ao integrar essas unidades de conversão primárias à produção local de calor e energia, consegue-se uma eficiência energética de 80% na utilização da biomassa. Os produtos da conversão primária serão refinados em combustíveis líquidos drop-in de alta qualidade nas refinarias de petróleo existentes.
O objetivo técnico do projeto COMSYN era a validação de todo o trem do processo, desde a gaseificação da biomassa até o transporte de combustível em escala piloto. Isso foi realizado como três campanhas de teste com as instalações-piloto do VTT no Centro de Pesquisa Bioruukki em Espoo, Finlândia, e posterior atualização dos intermediários líquidos para combustíveis no UniCRE, o Centro de Pesquisa de Orlen UniPetrol em Litvínov, República Tcheca. Durante as campanhas de teste de três semanas, três matérias-primas (casca, resíduo florestal e palha) foram gaseificadas e o gás bruto obtido foi atualizado para gás de síntese ultra-limpo. Utilizando a tecnologia Fischer-Tropsch intensificada da INERATEC GmbH, foi produzido um total de 170 kg de óleo cru e cera para os estudos de refinaria. Os dados obtidos nas campanhas de validação forneceram uma base sólida para o desenvolvimento dos conceitos de negócio e comercialização do processo COMSYN.
Conceitos de negócios em áreas selecionadas
Os pré-requisitos para um conceito de negócio viável são a disponibilidade de insumos de baixo custo, venda de calor e adequação do biocrude produzido para ser processado em refinarias localizadas a uma distância viável de transporte.
A viabilidade do processo COMSYN foi estudada nas condições da Europa do Norte e Central. Nos países nórdicos, a matéria-prima planejada são os resíduos e resíduos derivados da madeira. Resíduos de madeira estão disponíveis como subprodutos de celulose e serrarias. Normalmente, esses resíduos são utilizados para a produção de energia do local e o excedente é vendido a outros consumidores. Se usado como matéria-prima para produção de biocrude, o processo de produção pode utilizar matéria-prima de baixo custo e o excesso de calor do processo pode ser aproveitado na respectiva celulose ou serraria.
O processo também pode ser adaptado às condições urbanas, utilizando diferentes fluxos de resíduos disponíveis localmente como matéria-prima e fornecendo aquecimento urbano para a cidade. As refinarias contendo a unidade de hidrocraqueamento e a unidade HVO nas proximidades são estimadas como as refinarias mais adequadas para o refino de biocrude e tais refinarias podem ser encontradas nos países nórdicos. O tamanho estimado da unidade de gaseificação é 150-200 MW para a fábrica de celulose e conceitos relacionados à CHP de utilidade e 80 MW para uma serraria. As respectivas quantidades de produção de biocrude seriam de 25-50 kt / a.
Nas condições da Europa Central (República Tcheca, Polônia, Alemanha), a matéria-prima para o processo pode ser a palha que se estima estar disponível e aumentar sua utilização para fins energéticos e de biocombustíveis, está em pauta em vários países. O excesso de calor do processo seria utilizado para aquecimento urbano ou para fins da indústria de processo. Devido às metas de REDII, há uma grande necessidade de substituir a produção de calor com base em combustíveis fósseis por fontes de energia renováveis e calor residual industrial. Os tamanhos viáveis das unidades de gaseificação são estimados em 150-200 MWth e a produção de biocrude resultante de 40-50 kt / a com um custo de 1,06 € / L. Nesse caso, o biocrude (total 200 kt / a) seria transportado para coprocessamento até a refinaria Litvínov de Orlen UniPetrol.
Todos os cenários que prevêem o consumo de combustível na UE em 2050 exigem mais biocombustíveis do que os que podem ser produzidos com as tecnologias existentes. O conceito de processo COMSYN é uma opção flexível e viável para utilizar resíduos de biomassa europeus para combustíveis de transporte de alta qualidade. A validação técnica bem-sucedida do processo e os estudos de negócios proporcionam excelentes pontos de partida para a comercialização da tecnologia COMSYN.
COMSYN é um projeto EU Horizon 2020 de quatro anos que dura de 2017 a 2021 com um orçamento de € 5,1 milhões. O consórcio do projeto é composto por sete parceiros de quatro países diferentes, combinando institutos de pesquisa, PME e indústria europeia de alto nível.
O consórcio do projeto consiste em: VTT, Coordenador (Finlândia), DLR (Alemanha), ORLEN UniCRE (República Tcheca), INERATEC (Alemanha), Madeira (Itália), GKN Sinter Metals Filters GmbH (Alemanha) e AFRY (Finlândia).
Para mais informações sobre o projeto COMSYN, visite o site: https://www.comsynproject.eu/
O processo de Gaseificação e Síntese Compacta para Combustíveis de Transporte (COMSYN) recebeu financiamento do programa de Pesquisa HORIZON 2020 da União Europeia sob o Acordo de Concessão no. 727476.
* Observação: este é um perfil comercial
