Menos emissões
Menos gases de efeito estufa que os combustíveis fósseis.
Biocombustível e biochar de cânhamo
O cânhamo serve para mais do que cadeias de alimento e fibra. Seu óleo pode virar biocombustível e a biomassa que sobra pode virar biochar.
Biocombustível
Biocombustível de óleo de semente de cânhamo
O biocombustível é feito a partir de organismos vivos e costuma ser misturado ao combustível comum. Como vem de matéria orgânica, absorve dióxido de carbono enquanto a planta cresce e o libera ao ser queimado, portanto não aumenta o acúmulo de CO2. O projeto estuda o biocombustível de óleo de cânhamo industrial como uma opção renovável e biodegradável que pode ser usada em motores diesel padrão, puro ou misturado.
Como é feito
Do óleo de semente ao combustível em cinco etapas
Extração do óleo
O óleo é prensado das sementes. É a matéria-prima.
Transesterificação
Metanol e hidróxido de potássio (KOH) transformam o óleo em ésteres metílicos e glicerina.
Separação
Os ésteres e a glicerina se separam por densidade. A glicerina decanta e é retirada.
Purificação
Os ésteres são lavados para remover traços de metanol, catalisador e impurezas.
Biocombustível de cânhamo
Um combustível renovável para motores diesel padrão.
Por que importa
Benefícios ambientais
Menos insumos
O cânhamo cresce rápido e precisa de menos água e fertilizante.
Menos tóxico
Menos tóxico e mais biodegradável que o diesel de petróleo em um vazamento.
Economia circular
Glicerina e resíduo de semente podem servir a outras indústrias.
Biodiversidade
Lavouras de cânhamo podem dar habitat a diversas espécies de fauna e flora.
Biomassa versátil
O que sobra pode virar biochar e metanol para biocombustível.
Biochar
Biochar de cânhamo comparado a outros carvões
Uma comparação do biochar de cânhamo com carvão de pinus, carvão de eucalipto e carvão mineral.
Ver como tabela
| Medida | Biochar de cânhamo | Carvão de pinus | Carvão de eucalipto | Carvão mineral |
|---|---|---|---|---|
| Poder calorífico superior (BTU/lb) | 12.712 | 8.500 | 9.500 | 14.000 |
| Carbono fixo (% em peso) | 72,5 | 80 | 85 | 62,8 |
| Cinzas (% em peso) | 11,04 | 5 | 3 | 17 |
| Enxofre (% em peso) | 0,11 | 0,5 | 0,5 | 2,2 |
| SO2 emitido (kg por tonelada queimada) | 2 | 9 | 9 | 40 |
| CO2 emitido (toneladas por tonelada queimada) | 2,18 | 2,9 | 3,1 | 2,3 |
Números da comparação e dos resultados de laboratório do próprio projeto. O poder calorífico do biochar de cânhamo está em base seca (em base úmida é 9.290 BTU/lb). O carvão mineral tem maior poder calorífico, mas é um combustível fóssil não renovável. O projeto conclui que o biochar de cânhamo é a melhor opção em sustentabilidade.
Resultados de laboratório
Análise de laboratório do biochar de cânhamo
Resultados térmicos e elementares do biochar de cânhamo. Condições de teste: 24,4 °C na área de preparo, 20,0 °C na área de teste, 0,8 bar.
| Parâmetro (método) | Base úmida | Base seca |
|---|---|---|
| Matéria volátil, % (ASTM D7582-15) | 12,01 | 16,44 |
| Cinzas, % (ASTM D7582-15) | 8,06 | 11,04 |
| Carbono fixo, % (ASTM D3172-13) | 53,00 | 72,53 |
| Poder calorífico superior, kcal/kg (ASTM D5865) | 5.151,2 | 7.062,2 |
| Poder calorífico superior, BTU/lb (ASTM D5865) | 9.290 | 12.712 |
| Poder calorífico inferior, BTU/lb | 9.128 | 12.480 |
| Enxofre, % (ASTM D4239-18) | 0,08 | 0,11 |
| Carbono, % (ASTM D5373-21) | 58,82 | 80,49 |
| Hidrogênio, % (ASTM D5373-21) | 1,71 | 2,34 |
| Nitrogênio, % (ASTM D5373-21) | 0,58 | 0,79 |
| Oxigênio, % (ASTM D3176-15) | 3,91 | 5,24 |
Propriedades do combustível
Propriedades químicas do biocombustível de cânhamo
Dependem da composição do óleo, que varia conforme as condições de cultivo e processamento.
Composição de ácidos graxos
Uma proporção equilibrada de ácidos graxos que pode favorecer bom desempenho em motores a diesel.
Número de cetano
Indicador da qualidade da combustão. O biocombustível de cânhamo tem um número de cetano adequado para motores a diesel.
Estabilidade à oxidação
Pode ser menor que a de outros biocombustíveis por causa do alto teor poli-insaturado, algo que antioxidantes adequados podem resolver.
Ponto de congelamento
Um ponto de solidificação baixo, então permanece fluido no frio.
Viscosidade
Semelhante à de outros biocombustíveis e adequada para motores a diesel.
Economia
Aspectos econômicos do biocombustível de cânhamo
Custos de produção
Variam conforme a região e a escala, mas podem ser competitivos ao contar os benefícios ambientais e a receita dos subprodutos.
Valor de mercado
O mercado de biocombustíveis cresce com a demanda por energia renovável, e os muitos usos do cânhamo agregam valor ao seu cultivo.
Incentivos e políticas
Muitos governos promovem biocombustíveis, o que pode melhorar a viabilidade econômica.
Economia circular
Os subprodutos do processamento podem gerar receita e melhorar a rentabilidade.
Combustíveis para aviação e motores
Biocombustíveis HEFA de óleo de semente de cânhamo
As variedades do projeto produzem óleo de semente rico em ácidos graxos poli-insaturados. Pelo processo HEFA (ésteres e ácidos graxos hidrotratados), o projeto busca converter esse óleo em hidrocarbonetos destiláveis para bioquerosene, biodiesel e biogasolina, com melhor resistência a baixas temperaturas. O foco principal é o bioquerosene de aviação (SAF).
Combustíveis
O que o processo busca produzir
Bioquerosene
O foco principal: um combustível pensado para continuar fluindo em temperaturas muito baixas, para aviação.
Biodiesel
Uma alternativa mais limpa ao diesel fóssil para motores a diesel.
Biogasolina
Para motores a gasolina, com produção sustentável.
Biogás
Subproduto volátil usado como energia ou em outras etapas dentro da refinaria.
A rota HEFA
Sete etapas do óleo ao combustível
Extração e purificação
Prensagem a frio e refino para preparar o óleo.
Hidrotratamento
Satura ligações duplas e remove enxofre e nitrogênio.
Hidroisomerização
Reorganiza as moléculas para dar fluidez e estabilidade no frio.
Hidrodesoxigenação
Reduz o oxigênio e deixa hidrocarbonetos mais simples e água.
Destilação fracionada
Separa a mistura em frações para cada combustível.
Refino
Remove traços de outros hidrocarbonetos e impurezas.
Hidrocraqueamento
Ajusta o comprimento das cadeias à especificação de cada combustível.
Comunidades Energéticas
Eletricidade de cânhamo para LATAM rural
Comunidades Energéticas é um projeto para levar eletricidade sustentável a áreas rurais desassistidas, usando cânhamo industrial como biomassa. Uma usina especializada converteria a biomassa em vapor de alta pressão que move uma turbina e um gerador. A energia iria para as comunidades locais ou seria vendida à rede nacional, e o modelo pretende ser replicável em outras regiões. O projeto inclui ainda capacitação da população local em cultivo de cânhamo, manutenção da usina e gestão ambiental.
O desenho da usina
Como o cânhamo vira eletricidade
Do campo à comunidade, em seis etapas:
- 1Terra
- 2Cultura de cânhamo
- 3Caldeira de biomassa
- 4Turbina a vapor
- 5Gerador elétrico
- 6Comunidades e rede
Em números
O desenho num relance
Números planejados:
- Até 2 MW
- Capacidade elétrica planejada, suficiente para várias comunidades rurais.
- Cerca de 80 ha
- Área de cânhamo planejada para alimentar a usina.
- 90 a 120 t
- Biomassa seca por hectare ao ano.
- 90 dias
- Ciclo da cultura, que permite várias colheitas por ano.
FAQ
Perguntas frequentes
O óleo de cânhamo pode virar combustível?
O projeto busca converter o óleo de semente de cânhamo em biocombustível, por transesterificação para biodiesel e pelo processo HEFA para bioquerosene, biodiesel e biogasolina.
O que é o processo HEFA?
HEFA significa ésteres e ácidos graxos hidrotratados. Ele converte óleo vegetal em hidrocarbonetos destiláveis. O foco principal do projeto é o bioquerosene de aviação (SAF) que continua fluindo em temperaturas muito baixas.
O bioquerosene será testado em turbinas de aeronaves?
O projeto planeja testá-lo em turbinas de uma força aérea e fazer ensaios cromatográficos, de ponto de fulgor, densidade e emissões frente a padrões internacionais.
O que é o projeto Comunidades Energéticas?
É um projeto para levar eletricidade sustentável a áreas rurais desassistidas da LATAM usando biomassa de cânhamo. Uma usina de até 2 MW seria alimentada por cerca de 80 hectares de cânhamo, com capacitação e empregos locais.
Como o biochar de cânhamo se compara a outros carvões?
Pelos números do próprio projeto, o biochar de cânhamo tem poder calorífico superior de 12.712 BTU/lb em base seca, contra 8.500 do pinus, 9.500 do eucalipto e 14.000 do carvão mineral. Seu enxofre é 0,11%, contra 0,5%, 0,5% e 2,2%.