Definição e normatização de Biocombustível Marítimo
Dentre os biocombustíveis avançados estudados no Projeto BioValue, o estudo teórico relacionado à obtenção de Bioquerosene Marítimo através de rotas de estabilização de bio-óleo está incluído, sendo o bio-óleo oriundo da pirólise rápida das biomassas estudadas no Projeto. A normatização deste biocombustível é um dos objetos de estudo do Projeto e considera como padrões para esta normatização aqueles produzidos pela ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas), ANP (Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis), CEN (Comitê Europeu de Normatização), ASTM (ASTM Internacional), dentre outros órgãos.
A Organização Marítima Internacional (International Maritime Organization – IMO) estabeleceu a necessidade da redução da quantidade de poluentes do ar emitidos pelos navios, sendo que o limite global de enxofre, atualmente de 3,5% m/m foi reduzido para 0,50%, a partir de 1 de janeiro de 2020 (IMO, 2020). A ANP adotou a mesma estratégia e estabeleceu a redução do limite máximo do teor de enxofre nos combustíveis marítimos para as embarcações que não disponham de sistema de limpeza de gases de escape, para 0,50% em massa, publicada na Resolução ANP Nº 789, de 22 de Maio de 2019 (ANP, 2019).
Segundo publicação da IEA (International Energy Agency), a maior parte da energia usada no transporte marítimo depende fortemente de combustíveis derivados do petróleo e é intensiva em carbono (IEA, 2020). Os biocombustíveis são a opção de combustível mais promissora para o setor marítimo no curto a médio prazo, uma vez que podem ser misturados em parcelas gradualmente maiores como um combustível drop-in em óleo combustível pesado ou diesel, o que evita a necessidade de novos navios e sistemas de combustível.
O setor de transporte marítimo possui padrões internacionalmente reconhecidos que definem as características dos óleos combustíveis e o seu conteúdo para que sejam adequados para uso a bordo de navios (Moirangthem, 2016). Esses padrões estão listados, a seguir:
- Padrão britânico BS ISO 8216-1:2010.
- ISO 8217: 2017 (edição atualizada da ISO 8217:2012) para a inclusão de hidrocarbonetos de fontes sintéticas ou renováveis, de composição semelhante à dos combustíveis destilados de petróleo, como a adição de misturas de éster metílico de ácidos graxos/biodiesel (FAME), quando permitido (ISO, 2017).
- ASTM-D975.
- Conselho Internacional da Europa sobre Motores de Combustão pelo Conseil International des Machines a Combustion (CIMAC).
- Especificações internas da empresa de fabricação e comercialização de combustível (por exemplo, Mobil, Shell, Sterling).
No Brasil, a Resolução atualmente vigente para o combustível marítimo é a Resolução ANP Nº 52 (RANP 52/2010), alterada pela Resolução Nº 789, em termos da redução do limite máximo do teor de enxofre. A RANP 52/2010 leva em conta a uniformidade de padrões de qualidade e classificação dos combustíveis aquaviários, em decorrência da recente publicação das normas internacionais ISO 8216 e 8217, mencionadas acima. A RANP 52/2010 contém tabelas com especificações dos óleos diesel marítimos e de óleos combustíveis marítimos. Outra atualização desta Norma 52/2010, pode ser encontrada na Resolução Nº 828/2020 que “dispõe sobre as informações constantes dos documentos da qualidade e o envio dos dados da qualidade dos combustíveis produzidos no território nacional ou importados e dá outras providências.”
Referências Bibliográficas
ANP (Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis) (2020). Resolução ANP Nº 828/2020. <https://atosoficiais.com.br/anp/resolucao-n-828-2020-dispoe-sobre-as-informacoes-constantes-dos-documentos-da-qualidade-e-o-envio-dos-dados-da-qualidade-dos-combustiveis-produzidos-no-territorio-nacional-ou-importados-e-da-outras-providencias?origin=instituicao> [acesso em 12.02.20].
ANP (Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis) (2019). Resolução ANP – RANP 789/2019. <https://atosoficiais.com.br/anp/resolucao-n-789-2019-altera-a-resolucao-anp-no-52-de-29-de-dezembro-de-2010-que-estabelece-as-especificacoes-dos-combustiveis-aquaviarios-reduzindo-o-limite-maximo-do-teor-de-enxofre-nos-combustiveis-maritimos-para-as-embarcacoes-que-nao-dispuserem-de-sistema-de-limpeza-de-gases-de-escape?origin=instituicao&q=789> [acesso em 15.02.20].
ANP (Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis) (2010). Resolução ANP Nº 52/2010. <https://atosoficiais.com.br/anp/resolucao-n-52-2010?origin=instituicao&q=52/2010> [acesso em 15.02.20].
IEA (International Energy Agency) (2020). Energy Technology Perspectives < https://webstore.iea.org/download/direct/4165> [acesso em 08.02.21].
IMO (International Maritime Organization) (2020). Low carbon shipping and air pollution control <http://www.imo.org/en/MediaCentre/HotTopics/GHG/Pages/default.aspx?utm%255Fsource=MTBlog&utm%255Fcampaign=Blog&utm%255Fcontent=> [acesso em 30.08.20].
ISO (International Organization for Standardization) (2017). Petroleum products — Fuels (class F) — Specifications of marine fuels <https://www.iso.org/standard/64247.html>.
Moirangthem, K. (2016) Alternative Fuels for Marine and Inland Waterways, JRC 100405, Report EUR 27770 EM.
Definição e normatização de Bio-óleo para caldeira
A pirólise rápida de biomassa in natura e a produção de frações intermediárias ricas em energia (bio-óleos) em unidades descentralizadas é considerada no Projeto BioValue, a fim de superar os problemas de escala associados à produção agrícola, ao transporte de biomassa e às plantas de conversão industriais.
O bio-óleo de processos termoquímicos, como a pirólise rápida e a liquefação hidrotérmica (HTL), ainda não é considerado um combustível drop-in para o transporte terrestre e aéreo, onde a presença de oxigenados e a acidez, por exemplo, são propriedades e/ou características proibitivas. Todavia, verifica-se que para outras aplicações, tais como combustível marítimo ou em máquinas térmicas, misturas de bio-óleo com o respectivo óleo regular vêm sendo cada vez mais consideradas. Tanto a ASTM (ASTM Internacional) como o CEN (Comitê Europeu de Normatização) já publicaram ou estão compilando informações para produzir padrões para produção, caracterização e uso de bio-óleos.
Um primeiro conjunto de especificações relacionadas ao bio-óleo de pirólise foi aprovado pela ASTM, através da Norma ASTM D7544 (ASTM D7544-12, 2017) que especifica o bio-óleo de pirólise, destinado ao uso em caldeiras e fornos industriais. No entanto, a Norma não cobre aquecedores residenciais, motores ou aplicações marítimas não modificadas para lidar com esse tipo de combustível.
A Norma CEN – EN 16900:2017 intitulada “Bio-óleos de pirólise rápida para caldeiras industriais – Requisitos e métodos de ensaio” especifica requisitos e métodos de testes para bio-óleos de pirólise rápida para uso em caldeira de escala industrial (capacidade térmica maior que 1 MW), mas não para uso doméstico (GlobalSpec, 2020).
O trabalho de Oasmaa et al. (2015) apresenta um resumo dos métodos analíticos recomendados para bio-óleos de pirólise rápida, com base nos padrões disponíveis, ASTM D7544: 2017 e EN16900: 2017 (Tabela 1 – Propriedades de Bio-óleos de Pirólise Rápida e métodos de teste adequados) e ressalta que o foco na padronização do CEN está no uso em caldeira, por sua prontidão comercial. Informações mais específicas podem ser encontradas no relatório disponível publicamente (Oasmaa e Peacocke, 2010).
Referências Bibliográficas
ASTM D7544-12 (2017). Standard Specification for Pyrolysis Liquid Biofuel, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2017, www.astm.org.
GlobalSpec (2020). CEN – EN 16900 – Fast pyrolysis bio-oils for industrial boilers – Requirements and test methods. <https://standards.globalspec.com/std/10201161/EN%2016900> [acesso em 30.08.20].
Oasmaa, A.; van de Beld, B.; Saari, P.; Elliott, D. C.; Solantausta, Y. (2015). Norms, Standards, and Legislation for Fast Pyrolysis Bio Oils from Lignocellulosic Biomass. Energy & Fuels, 29 (4), 2471 2484. https:// doi.org/10.1021/acs.energyfuels.5b00026.
Oasmaa, A.; Peacocke, C. (2010). A Guide to Physical Property Characterisation of Biomass Derived Fast Pyrolysis Liquids. VTT Publications: Espoo, Finland; VTT Publications, Vol. 731, ISBN: 978 951 38 7384 4, http://www.vtt.fi/inf/pdf/publications/2010/P731.pdf.
Referências Bibliográficas Fundamentais
Norms, Standards, and Legislation for Fast Pyrolysis Bio-oils from Lignocellulosic Biomass