Potencial de produção de amônia renovável a partir do biogás no estado do Paraná

Abstract

Resumo: A segurança energética e alimentar, tem sido temas recorrentes em discussões de políticas governamentais em áreas consideradas estratégicas no Brasil e no mundo. Nesse contexto, as fontes de energia têm um papel fundamental no crescimento econômico e desenvolvimento de um país propiciando avanços industriais, tecnológicos e ocasionando melhorias no padrão de vida da sociedade. Aliada a estas vantagens, amplia-se o desafio ao combate às mudanças climáticas e modificação nos padrões tradicionais de consumo que resultaram em significativa exploração de recursos naturais e uma elevada geração de resíduos. Ainda, alinhado a necessidade de produção de alimentos para atender à crescente demanda global, maior é a demanda por nutrientes dos fertilizantes, cuja maior parte da produção mundial é obtida a partir de fonte fóssil. Todos os fertilizantes nitrogenados decorrem da amônia, e mundialmente, mais de 70% de toda a amônia produzida é destinada a produção de fertilizantes e obtida a partir da reforma do gás natural. Diante do exposto, destaca-se a oportunidade de utilização dos resíduos agroindustriais, para produção de biogás, sendo esses precursores para a produção renovável de fertilizantes. A reforma do biogás é uma estratégia emergente que visa converter o biogás em gás de síntese que é uma mistura gasosa composta por hidrogênio (H2) e monóxido de carbono (CO), que pode ser aplicado na produção de produtos com alto valor agregado, como a amônia. Dessa forma, este estudo teve por objetivo estimar o potencial de produzir amônia a partir da reforma a seco do biogás proveniente das atividades do agronegócio no Estado do Paraná. Pode-se concluir que o volume total de biogás produzido é de aproximadamente 400 milhões de Nm³ por ano e se todo esse biogás fosse convertido em gás de síntese, haveria um potencial para produzir 721,5 milhões de Nm³ de gás de síntese anualmente. Esse volume permitiria a produção de 15 milhões de kg de hidrogênio e 30,9 mil toneladas de amônia por ano. As mesorregiões que mais se destacam no potencial de produção de amônia são o Oeste, o Noroeste e o Centro Oriental. Os resultados foram apresentados em um painel dinâmico utilizando ferramenta de BI, o que permitiu apresentá-los de forma objetiva, personalizada e de fácil visualização

Abstract: Energy and food security have been recurring themes in government policy discussions in areas considered strategic in Brazil and worldwide. In this context, energy sources play a fundamental role in a country's economic growth and development, promoting industrial and technological advances and leading to improvements in society's standard of living. Along with these advantages, the challenge of combating climate change and changing traditional consumption patterns, which have resulted in significant exploitation of natural resources and high waste generation, has also grown. Furthermore, in line with the need to produce food to meet the growing global demand, there is an increasing demand for nutrients from fertilizers, the majority of which are derived from fossil sources worldwide. All nitrogenous fertilizers stem from ammonia, and globally, more than 70% of all ammonia produced is used for fertilizer production and is obtained from the reforming of natural gas. Given the above, there is an opportunity to use agro-industrial waste for biogas production, which can serve as a precursor for renewable fertilizer production. Biogas reforming is an emerging strategy aimed at converting biogas into synthesis gas, a gaseous mixture composed of hydrogen (H2) and carbon monoxide (CO), which can be applied in the production of high-value-added products, such as ammonia. Therefore, this study aimed to estimate the potential for ammonia production from the reform of dry biogas from agribusiness activities in the State of Paraná. It can be concluded that the total volume of biogas produced is approximately 400 million Nm³ per year and if all this biogas were converted into synthesis gas, it would have the potential to produce 721.5 million Nm³ of synthesis gas annually. This volume would allow the production of 15 million kg of hydrogen and 30.9 thousand tons of ammonia per year. The mesoregions that stand out most in terms of ammonia production potential are the West, the Northwest and the Central East. The results were presented in a sound panel using a BI tool, which allowed them to be presented in an objective, personalized and easy-to-view manner