O que é uma usina de biogás? Qual a ligação entre o tratamento de resíduos sólidos, a geração de energia e a produção de biofertilizantes para agricultura? Vivemos em um tempo em que a quantidade de resíduos que contaminam nosso ambiente extrapola todos os limites aceitáveis para a qualidade de vida humana. Por outro lado, a escassez de energia térmica ou elétrica continua sendo um agravante e até mesmo impeditivo para o desenvolvimento de diversos países no mundo. Em um mundo globalizado a produção alimentar precisa ser competitiva para funcionar. Mas afinal de contas, o que essas coisas têm em comum?
As preocupações com os problemas ambientais são globais. Com o avanço da ciência e da tecnologia, hoje é perfeitamente possível gerar energia e produzir biofertilizantes a partir do tratamento de resíduos sólidos. A gestão integrada de problemas de tratamento de resíduos, geração de energia e demandas do agronegócio permite excelência no uso dos recursos naturais, humanos e energéticos. Em diversos países do primeiro mundo já é possível ver centenas, e até mesmo milhares de usinas de biogás executando essas funções.
As usinas de biogás, comumente chamadas de biodigestores, podem utilizar plantas energéticas, resíduos orgânicos urbanos ou industriais e até mesmo esgoto sanitário como matéria-prima. Um especialista em biogás é capaz então de dimensionar um projeto de biodigestor que garanta a viabilidade técnica e econômica do empreendimento. Com um bom plano de negócio em mãos, diversos investidores estão priorizando o investimento nas Usinas de biogás em decorrência de investimentos comuns, como aluguel de imóveis.
O que é uma usina de biogás?
Uma Usina de Biogás é biodigestor anaeróbio desenvolvido como um projeto comercial de engenharia para o processamento de matéria orgânica gerando biogás e chorume.
A grande diferença quando falamos de usinas de biogás é que estamos nos referindo à um projeto comercial. Consequentemente, na grande maioria das vezes falamos de usinas grandes, automatizadas e que são obra de investimento milionários. Enquanto um biodigestor anaeróbio pode ser feito em qualquer copo com água, matéria orgânica e bactérias digestivas, as usinas de biogás são dimensionadas para gerar lucro.
É pouco provável que um biodigestor anaeróbio em um copo com água gere lucro, não é mesmo?
Como funciona uma usina de biogás?
Em uma usina de biogás, a matéria orgânica passa por um processo de fermentação anaeróbia, que resulta na geração de biogás e de biofertilizante.
Para isso, a usina de biogás é composta de dispositivos como tanque de alimentação, tanque de fermentação, tanque de pós fermentação, tanque de armazenagem de biofertilizante e finalmente um módulo para geração de energia.
A depender do processo, as usinas de biogás podem ter diversos outros componentes como por exemplo uma unidade de purificação de biometano, extração de enxofre, enriquecimento de biofertilizante, entre outros. Não existe um único modelo de usina de biogás que vai servir para todos os casos. Aqui é fundamental o trabalho de um consultor especializado em biogás para definir o modelo de negócio que atenda os objetivos do empreendimento.
Podemos dizer que uma usina de biogás não é um produto de prateleira, mas sim um projeto de engenharia. O formato final vai depender fundamentalmente do modelo de negócio escolhido. Por outro lado, o modelo de negócio final é estabelecido a partir de um estudo de mercado aprofundado. Todos esses elementos fazem parte então de um plano de negócio para biodigestores.
Os substratos líquidos e sólidos são adicionados aos seus respectivos coletores (1 e 2) conforme seu estado físico. Neste modelo, um sistema de automação regula a quantidade de cada material que será adicionado aos fermentadores para o processo digestivo. Após um certo tempo (tempo de retenção hidráulica) o substrato é direcionado à tanques de pós fermentação. Esses tanques não contam com tanta tecnologia quanto os tanques de fermentação.
Depois de um certo tempo, à depender da concepção do projeto, os substratos são direcionados aos tanques de armazenagem onde passam a se chamar chorume ou biofertilizantes. Todo o transporte de matéria orgânica é realizado por bombas hidráulicas. As unidades separadoras podem secar o biofertilizante para facilitar o comércio mais distante. O biogás é gerado e coletado em todos os tanques. No bloco de Motor-Gerador o metano sofre combustão para a geração de energia elétrica. Se o projeto incluir o bloco de cogeração de energia, toda a energia térmica dissipada no processo de geração de energia elétrica, pode ser aproveitada no própria usina de biogás, por exemplo para aquecimento do substrato no fermentador.
Como fazer uma usina de biogás?
Diversos elementos influenciam na construção de uma usina de biogás. O primeiro elemento é a modelagem do negócio. Para garantir viabilidade econômica é necessário fazer um amplo estudo de mercado para tentar atender a demanda local pelos produtos e subprodutos do biodigestor.
Deve-se buscar por exemplo um comprador local para os biofertilizantes produzidos. Caso contrário será necessário adotar um dispositivo de secagem de biofertilizante para viabilizar o transporte destes para regiões mais distantes.
No caso do biogás, a primeira opção que se pensa normalmente é a geração de energia elétrica. O uso de motores de combustão para essa finalidade também gera a mesma quantidade de energia térmica de forma residual. O modelo de negócio adequado pode transformar os custos com o resfriamento do motor em receitas para o projeto. Para os casos em que não haja viabilidade econômica na geração de energia elétrica ou mesmo térmica, aconselha-se a purificação do biometano para as regiões onde haja consumo de gás natural. De outra forma o biogás pode ser tratado retirando-se a umidade e o excesso de enxofre para geração de energia térmica em caldeiras adequadas.
A depender da matéria-prima utilizada será necessário o uso de diferentes dispositivos para para a alimentação dos fermentadores. Substratos líquidos irão precisar de tanques enquanto silagem de plantas energéticas estarão alocadas em tanques de alimentação apropriados. O tratamento de esgoto segue uma linha diferenciada de processamento já que esse substrato contém diversas substâncias químicas antibactericidas.
Esses são apenas alguns dos fatores que irão influenciar no desenho final de uma planta de biogás.
Quanto custa para montar uma usina de biogás?
Como já se pode imaginar, o valor do investimento em uma usina de biogás depende do modelo de negócio e do dimensionamento da planta.
Ao contrário do que muitos pensam, não se deve buscar a menor e mais barata usina de biogás para se investir. Isso porque geralmente esse tipo de projeto não tem viabilidade econômica.
Como os projetos com biodigestores anaeróbios são altamente modulares, adaptáveis e multifuncionais e considerando os fatores econômicos, é aconselhável buscar o menor modelo, porém que garanta a viabilidade econômica do projeto.
Uma outra forma de pensar no custo de uma usina de biogás é imaginar o quanto se quer lucrar com o projeto. É perfeitamente possível dimensionar uma usina de biogás que garanta a margem de lucro desejada. Vale lembrar que nesse caso o valor do investimento e o Payback ficam em aberto.
Somente um especialista em biodigestores será capaz de responder perguntas relativas aos processos da biodigestão anaeróbia, os diferentes modelos de negócio assim como as formas de gerar receita com projetos de biodigestores.
A empresa Virapuru Engenharia e Sustentabilidade Ltda é referência internacional nesse mercado. Você pode marcar uma videoconferência através do e-mail comercial@virapuru.com para falar sobre seu projeto.
Como fazer negócios com biodigestores comerciais
Não deixe de assistir a live abaixo se quer realmente fazer bons negócios com usinas de biogás.
