Caracterização da eficiência exergética e ambiental da geração de eletricidade a partir de biomassa de algas

Abstract

Diante da atual conjuntura mundial de aquecimento global, especialmente devido à crescente quantidade de gases de efeito estufa, têm-se buscado fontes de energia renovável. Nesse contexto, o presente trabalho tem foco nas microalgas, as quais se inserem como uma potencial alternativa para dirimir a emissão de CO2 e gerar energia elétrica, pois tais organismos têm a capacidade de absorver carbono, da atmosfera ou de meios orgânicos, sintetizando compostos com alto poder calorífico, que podem ser queimados, em caldeiras, e gerar, assim, energia. Segue-se, então, por uma linha em que é feita uma revisão da literatura e do estado da arte acerca do tema em comento, a fim de obter uma suficiente quantidade de informação para poder optar pelo melhor conjunto de algacultura: espécies, meios de cultivo e de colheita/secagem, almejando-se à viabilidade financeira. De outra sorte, devem ser aplicados conceitos advindos da termodinâmica para realização de uma análise exergética e uma avaliação do ciclo de vida da geração de eletricidade a partir da biomassa de microalgas. Assim sendo, também é objetivo do estudo trabalhar em parceria com usinas sucroalcooleiras, por elas serem fontes de gás carbônico, devido ao processo de fermentação do melaço da cana, e terem como resíduo a vinhaça, que pode ser utilizada como fonte de nutrientes para as microalgas. O foco é trabalhar com a usina Jalles Machado S/A que, devido ao processo de cogeração de energia elétrica a partir da queima do bagaço de cana (ao qual será associada a biomassa de microalgas produzida), gera uma quantidade de dióxido de carbono superior a uma usina comum. Utilizando-se um meio de Guillard modificado, com 37,5% de vinhaça e 62,5% de água tratada, concluiu-se pela viabilidade exergética do cultivo da microalga Chlorella vulgaris em tanques raceways para fins de cogeração e pela razoabilidade do impacto ambiental, em que as microalgas contribuem como biorremediação da vinhaça utilizada, além de consumir CO2 inorgânico da atmosfera. __________________________________________________________________________ ABSTRACT

Given the current global warming situation in the world, mainly due to the rise of greenhouse gases concentration in the atmosphere, renewable energy sources have been sought. In this context, this work is focused on microalgae, which are a potential alternative to diminish the emission of CO2 and generate electricity, as these organisms are capable of absorbing carbon, from the atmosphere or from organic media, synthesizing compounds with a high calorific power which can be burned in boilers and generate, thereby, electricity. It follows, then, for a line in which is made a review of the literature and prior art on the subject under discussion, in order to obtain sufficient information to be able to choose the best set of algacultura: species, cultivation medium and harvesting, aiming to the financial viability. Otherwise, concepts from Thermodynamics should be applied to hold an exergy analysis and a life cycle assessment of electricity generation from microalgae biomass. Therefore, it is also an objective of the study working in partnership with sugarcane mills, because they are sources of carbon dioxide, due to the process of sugarcane molasses fermentation, and because they have vinasse as residue, which can be used as a source of nutrients for microalgae. The focus is to work with the Jalles Machado S/A plant, which, due to the process of cogeneration of electricity from the burning of sugarcane bagasse, generates a higher amount of carbon dioxide than a common plant. Using a modified Guillard cultivation medium, with 37.5% of vinasse and 62.5% of treated water, it was concluded by exergy viability of the cultivation of microalgae Chlorella vulgaris in raceways ponds for cogeneration purposes and the reasonableness of the environmental impact, wherein the microalgae contribute to bioremediation of vinasse used, besides being an inorganic CO2 consumer.