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Biocombustíveis:Biocombustíveis:do aquecimento global aos créditos de do aquecimento global aos créditos de
carbonocarbono
Prof. Fabricio Rochedo Conceiçã[email protected]
15 de maio de 2012
Graduação em BiotecnologiaDisciplina de Biotecnologia Microbiana II
Efeito estufaAquecimento
global
São combustíveis produzidos a partir de biomassa renovável, de origem não fóssil.
BIOCOMBUSTÍVEIS OU AGROCOMBUSTÍVEIS
*** Cerca de 45% da energia e 18% dos combustíveis consumidos no Brasil já são renováveis. No resto do mundo, 86% da energia vêm de fontes energéticas não-renováveis.
Vantagens de uso dos biocombustíveis
Fechamento do ciclo do carbono (CO2), freando o aquecimento global;
No Brasil há grande área para cultivo de plantas destinadas a produção de
biocombustíveis;
Geração de emprego e renda no campo;
Menor investimento financeiro em pesquisas (as pesquisas de prospecção
de petróleo são muito dispendiosas);
O biodiesel substitui bem o óleo diesel sem necessidade de ajustes no
motor;
Redução do lixo no planeta (pode ser usado para produção de
biocombustível);
Manuseio e armazenamento mais seguros que os combustíveis fósseis;
Redução das emissões de CO2, CO, HC, HC aromáticos policíclicos,
enxofre e aromáticos.
Desvantagens do uso dos biocombustíveis
Consome grande quantidade de energia para a produção;
Aumento do consumo de água (para irrigação das culturas);
Redução da biodiversidade;
As culturas para produção de biocombustíveis consomem muitos fertilizantes
nitrogenados, com liberação de óxidos de nitrogênio, que também são gases de
efeito estufa (GEE);
Devastação de áreas florestais para plantio;
Possibilidade de redução da produção de alimentos;
Contaminação de lençóis freáticos por nitritos e nitratos, provenientes de
fertilizantes;
“chuva seca” de fertilizantes.
Principais biocombustíveis
bioetanol, biodiesel, biogás, biomassa, biometanol, butanol,
isopentanol, hexadecano, bio-ETBE, bio-MTBE, biocombustíveis
sintéticos, bio-hidrogénio e gás de síntese
Biocombustíveis e microrganismos
Leveduras, bactérias, algas e arqueobactérias
Microrganismos geneticamente modificados
Bagaço da cana de açúcar
Os biocombustíveis de
segunda geração produzidos
de parte de plantas não
comestíveis são as
alternativas ao petróleo mais
benéficas para o meio
ambiente e mais promissoras
tecnologicamente a curto
prazo
1- Tratamento físico-químico
2- Engenharia genética (OGMs)
3- Microrganismos selvagens
Engineering E. coli for use in consolidated bioprocessing. Cellulose and hemicellulose are hydrolyzed by secreted cellulase and hemicelluloseenzymes (cyan) into soluble oligosaccharides. β-glucosidase enzymes (red) further hydrolyze the oligosaccharides into monosaccharides, which are metabolized into biofuels via heterologous pathways
Biodiesel é tanto um combustível a ser usado puro, como comprovado para motores de combustão interna com ignição por compressão (motores diesel) de grande porte, como embarcações e locomotivas, como na forma de aditivo quando misturado com o óleo diesel de origem mineral, em qualquer proporção. Por ser biodegradável, de baixa toxidade e praticamente isento de enxofre e compostos aromáticos, é considerado um combustível ecológico. No seu uso na forma pura, o biodiesel reduz, em valores médios, em até 68% as emissões de gás carbônico, e em até 90% a emissão de fumaça, e elimina as emissões de óxidos de enxofre.
Transesterificação
Linoleato de metila e estearato de etila, ésteres típicos que formam o biodiesel
Quando as algas e bactérias fotossintéticas (cianobactérias) são expostas à luz solar e ao dióxido de carbono, produzem e armazenam gorduras dentro das células. A exposição de células a um solvente químico libera estas moléculas de gordura, que podem ser transformadas em biodiesel
Com o cultivo das microalgas ocupando apenas 1% da área que a soja utiliza hoje, pode-se produzir a mesma quantidade de biodiesel que ela produz ao ano
Glicerol???
Fotobiorreatores para cultivo de microalgas
Soja - 400 a 600 quilos de óleo por hectare
Girassol - 630 a 900 quilos
Microalgas - 90 mil quilos de óleo por hectare
Os resultados alcançados, em pequena escala de laboratório, são animadores. Entretanto, todas as experiências com algas, em grande escala, para a produção de óleo visando a biocombustíveis falharam. Portanto, mais pesquisas são necessárias!
Sob o nome comercial de Ultra Clean, o biodiesel da LS9 é produzido pela fermentação de açúcares a partir da ação de uma cepa de Escherichia coli geneticamente modificada para gerar, principalmente, alcoóis graxos, ácidos graxos e ésteres.
Cepa de cianobactéria geneticamente modificada que produz
isobutanol (alternativa à gasolina);
Cepa de cianobactéria do gênero Synechocystis que secreta
ácidos graxos mediante introdução de um gene que codifica para a
enzima tioesterase (facilita a secreção);
Produção de H2
Cianobactérias ou algas azuis esverdeadas
Biogás - arqueobactérias metanogênicas
Bio Hidrogênio - cianobactérias, Clostridium sp.,
E. coli recombinante... Rendimento baixo, mais
pesquisas
Butanol - Clostridium acetobutylicum, algas…
Outros biocombustíveis produzidos por microrganismos
Créditos de carbono são certificados emitidos para uma empresa que reduziu
a sua emissão de gases do efeito estufa (GEE). Por convenção, uma tonelada de
dióxido de carbono (CO2) corresponde a um crédito de carbono, que pode ser
negociado no mercado internacional.
Protocolo de Kyoto – 1997
Potencial de aquecimento global dos GEE:
CO2 - Dióxido de Carbono = 1
CH4 - Metano = 21
N2O - Óxido nitroso = 310
HFCs - Hidrofluorcarbonetos = 140 ~ 11700
PFCs - Perfluorcarbonetos = 6500 ~ 9200
SF6 - Hexafluoreto de enxofre = 23900
Créditos de carbono
OBRIGADO!