Biocombustíveis:Biocombustíveis:do aquecimento global aos créditos de do aquecimento global aos créditos de

carbonocarbono

Prof. Fabricio Rochedo Conceiçãofabricio.rochedo@ufpel.edu.br

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!