Biodiesel de micro-algas: balanço energético e económico

Abstract

Os biocombustíveis apresentam um interessante potencial de redução da dependência energética relativamente aos combustíveis fósseis. As microalgas oferecem vários benefícios ambientais como a utilização mais efetiva de terrenos, a captura de CO2, a purificação quando em tratamento de águas residuais e não provocam disputa entre a produção de matéria-prima para alimentação e combustíveis. Por isso mesmo, a cultura de microalgas para a produção de biodiesel tem recebido uma enorme atenção nos últimos anos devido ao potencial produtivo que apresentam. Neste trabalho pretende-se concluir quais as etapas de processamento das microalgas em biodiesel que envolvem maior dispêndio energético e maior custo económico. Para isso, formulou-se um modelo matemático (que contempla balanço mássico, energético e económico) capaz de concluir quais as etapas de processamento com maior peso nos valores energético e económico finais. Verifica-se que, para a sequencia de processos definida, a colheita contribui em mais de 90% para os consumos energéticos totais. Quanto aos custos económicos, a aquisição da cultura e a extração somam mais de 90% do custo total de obtenção do biodiesel. O valor de custo final, segundo todos os pressupostos assumidos, é de várias ordens de grandeza superior ao valor de mercado. Analisou-se por isso a influência do custo de aquisição da cultura que é diretamente proporcional ao custo de produção do biodiesel. A concentração mássica das microalgas na cultura e o respetivo teor lipídico provocam uma variação inversa no custo do biodiesel obtido. Outras formas de diminuir o custo de produção prendem-se com a otimização das quantidades de solvente a utilizar, bem como métodos mais eficientes de processamento. Assim, um biodiesel de microalgas energética e economicamente viável poderá ser introduzido no mercado, caso os desenvolvimentos referidos sejam levados em consideração.

Biofuels today present an interesting potential for reducing energy dependence on fossil fuels. They offer several environmental benefits, such as effective land utilization, CO2 sequestration, self-purification when coupled with waste-water treatment, and they also do not trigger opposition between food and fuel production. However, and despite having all ‘theoretical’ advantages, a revision of the problems related with the energy balance is not being clearly addressed. This work aims to determine which steps on microalgae processing in biodiesel involve higher energy spending and higher economic cost. Thus, a mathematical model was developed (covering mass, energy and economic balances), in order to provide the information on which are the processing steps with higher weight on the final energy and economic values. It was determined that the harvesting stage represents more than 90% of the total energy demands for the selected methodology. As for the economic costs, the culture and extraction stages represent up to 90% of the biodiesel production costs. The final value, according to the assumptions taken, is higher than the market price by several orders. Therefore, the influence of the culture acquisition costs was analyzed, and it was determined that they contribute proportionally to the biodiesel production cost. However, the microalgae culture concentration and respective lipid contents induce a negative variation in the obtained biodiesel costs. Other forms to reduce the biodiesel production costs can be linked to the optimization of the solvent quantities involved, and also to more efficient processing methods. An economical and energetically viable microalgae biodiesel can be introduced in the market, if all the referred improvements are taken into account.