United StatesEdit
Com os muitos benefícios do biogás, ele está começando a se tornar uma fonte de energia popular e está começando a ser usado mais nos Estados Unidos. Em 2003, os Estados Unidos consumiram 43 TWh (147 trilhões de BTU) de energia de “gás de aterro sanitário”, cerca de 0,6% do consumo total de gás natural nos EUA. O biogás metano derivado de estrume de vaca está sendo testado nos Estados Unidos. Segundo um estudo de 2008, coletado pela revista Science and Children, o biogás metano do estrume de vaca seria suficiente para produzir 100 bilhões de quilowatts-hora o suficiente para abastecer milhões de lares em toda a América. Além disso, o biogás metano foi testado para provar que pode reduzir 99 milhões de toneladas métricas de emissões de gases de efeito estufa ou cerca de 4% dos gases de efeito estufa produzidos pelos Estados Unidos.
Em Vermont, por exemplo, o biogás gerado em fazendas leiteiras foi incluído no programa CVPS Cow Power. O programa foi originalmente oferecido pela Central Vermont Public Service Corporation como uma tarifa voluntária e agora com uma recente fusão com a Green Mountain Power é agora o Programa GMP Cow Power. Os clientes podem optar por pagar um prêmio em sua conta de eletricidade, e esse prêmio é passado diretamente para as fazendas do programa. Em Sheldon, Vermont, a Green Mountain Dairy tem fornecido energia renovável como parte do programa Cow Power. Começou quando os irmãos proprietários da fazenda, Bill e Brian Rowell, quiseram abordar alguns dos desafios de manejo de esterco enfrentados pelas fazendas leiteiras, incluindo o odor do esterco e a disponibilidade de nutrientes para as culturas de que precisam para alimentar os animais. Eles instalaram um digestor anaeróbico para processar os resíduos das vacas e do centro de ordenha de suas 950 vacas para produzir energia renovável, uma cama para substituir a serragem e um fertilizante amigável às plantas. Os atributos energéticos e ambientais são vendidos para o programa GMP Cow Power. Em média, o sistema operado pelos Rowells produz eletricidade suficiente para alimentar de 300 a 350 outras casas. A capacidade do gerador é de cerca de 300 kilowatts.
Em Hereford, Texas, estrume de vaca está sendo usado para alimentar uma usina elétrica de etanol. Ao mudar para o biogás metano, a usina de etanol economizou 1000 barris de petróleo por dia. Ao todo, a usina reduziu os custos de transporte e estará abrindo muito mais empregos para futuras usinas que dependerão do biogás.
Em Oakley, Kansas, uma usina de etanol considerada uma das maiores usinas de biogás da América do Norte está utilizando o Sistema Integrado de Utilização de Estrume “IMUS” para produzir calor para suas caldeiras, utilizando estrume de confinamento, orgânico municipal e resíduos de usinas de etanol. Na capacidade total, espera-se que a usina substitua 90% do combustível fóssil utilizado no processo de fabricação de etanol e metanol.
Na Califórnia, a Southern California Gas Company tem defendido a mistura do biogás em gasodutos de gás natural existentes. No entanto, funcionários do estado da Califórnia tomaram a posição de que o biogás é “melhor utilizado em setores da economia difíceis de eletrificar – como aviação, indústria pesada e caminhões de longo curso”. Da mesma forma, o esterco de vaca faz esterco de várias plantas como os resíduos após a colheita das colheitas
EuropeEdit
O nível de desenvolvimento varia muito na Europa. Enquanto países como Alemanha, Áustria e Suécia estão bastante avançados no uso do biogás, existe um vasto potencial para esta fonte de energia renovável no resto do continente, especialmente na Europa Oriental. Diferentes quadros legais, esquemas educacionais e a disponibilidade de tecnologia estão entre as principais razões por trás deste potencial inexplorado. Outro desafio para o progresso do biogás tem sido a percepção negativa do público.
Em fevereiro de 2009, a Associação Européia de Biogás (EBA) foi fundada em Bruxelas como uma organização sem fins lucrativos para promover a implantação da produção e uso sustentável do biogás na Europa. A estratégia da EBA define três prioridades: estabelecer o biogás como parte importante do mix energético da Europa, promover a separação na fonte dos resíduos domésticos para aumentar o potencial do gás e apoiar a produção de biometano como combustível para veículos. Em julho de 2013, tinha 60 membros de 24 países da Europa.
UKEdit
A partir de setembro de 2013, existem cerca de 130 usinas de biogás não-selado no Reino Unido. A maioria delas são na fazenda, e algumas instalações maiores existem fora da fazenda, que estão levando alimentos e resíduos de consumo.
Em 5 de outubro de 2010, o biogás foi injetado na rede de gás do Reino Unido pela primeira vez. Os esgotos de mais de 30.000 casas de Oxfordshire são enviados para obras de tratamento de esgotos Didcot, onde são tratados num digestor anaeróbico para produzir biogás, que é depois limpo para fornecer gás para aproximadamente 200 casas.
Em 2015 a empresa Ecotricity anunciou os seus planos para construir três digestores de injecção na rede”.
ItalyEdit
Em Itália a indústria do biogás começou em 2008, graças à introdução de tarifas vantajosas de alimentação. Posteriormente foram substituídas por prêmios de alimentação e a preferência foi dada por produtos e resíduos agrícolas, levando à estagnação na produção de biogás e de calor e eletricidade derivados desde 2012. Em setembro de 2018, na Itália existem mais de 200 unidades de biogás com uma produção de cerca de 1,2GW
AlemanhaEdit
Alemanha é o maior produtor de biogás da Europa e o líder de mercado em tecnologia de biogás. Em 2010 existiam 5.905 unidades de biogás em funcionamento em todo o país: A Baixa Saxônia, a Baviera e os estados federais do leste são as principais regiões. A maioria dessas usinas são empregadas como usinas elétricas. Normalmente as usinas de biogás estão diretamente ligadas a uma CHP que produz energia elétrica através da queima do bio metano. A energia elétrica é então alimentada na rede pública de energia. Em 2010, a capacidade elétrica total instalada dessas usinas foi de 2.291 MW. O fornecimento de eletricidade foi de aproximadamente 12,8 TWh, o que representa 12,6% do total de eletricidade renovável gerada.
Biogás na Alemanha é extraído principalmente pela co-fermentação de culturas energéticas (chamado ‘NawaRo’, uma abreviação de nachwachsende Rohstoffe, alemão para recursos renováveis) misturado com esterco. A principal cultura utilizada é o milho. Resíduos orgânicos e resíduos industriais e agrícolas, tais como resíduos da indústria alimentar, também são utilizados para a geração de biogás. Neste aspecto, a produção de biogás na Alemanha difere significativamente do Reino Unido, onde o biogás gerado a partir de aterros sanitários é mais comum.
A produção de biogás na Alemanha tem se desenvolvido rapidamente nos últimos 20 anos. O principal motivo é a estrutura criada legalmente. O apoio governamental às energias renováveis começou em 1991 com a Lei de Alimentação de Energia Elétrica (StrEG). Esta lei garantiu aos produtores de energia de fontes renováveis a alimentação da rede pública de energia, assim as empresas de energia foram forçadas a levar toda a energia produzida por produtores privados independentes de energia verde. Em 2000, a Lei de Alimentação de Energia Elétrica foi substituída pela Lei de Fontes Renováveis de Energia (EEG). Esta lei garantiu até uma compensação fixa para a energia eléctrica produzida durante 20 anos. A quantidade de cerca de 8 ¢/kWh deu aos agricultores a oportunidade de se tornarem fornecedores de energia e ganharem uma nova fonte de renda.
A produção de biogás agrícola alemã recebeu um novo impulso em 2004 com a implementação do chamado NawaRo-Bonus. Este é um pagamento especial dado pelo uso de recursos renováveis, ou seja, culturas energéticas. Em 2007, o governo alemão salientou a sua intenção de investir mais esforços e apoio na melhoria do fornecimento de energia renovável para dar uma resposta aos crescentes desafios climáticos e ao aumento dos preços do petróleo através do ‘Programa Integrado de Clima e Energia’.
Esta tendência contínua de promoção das energias renováveis induz uma série de desafios que se colocam à gestão e organização do fornecimento de energia renovável, que também tem vários impactos na produção de biogás. O primeiro desafio a ser notado é o alto consumo de energia elétrica a partir do biogás na área. Em 2011 as culturas energéticas para a produção de biogás consumiram uma área de cerca de 800.000 ha na Alemanha. Essa alta demanda das áreas agrícolas gera novas competições com as indústrias alimentícias, que até agora não existiam. Além disso, novas indústrias e mercados foram criados em regiões predominantemente rurais, o que implica em diferentes novos actores com um contexto económico, político e civil. Sua influência e atuação tem que ser governada para obter todas as vantagens que esta nova fonte de energia está oferecendo. Finalmente, o biogás desempenhará um papel importante no fornecimento de energia renovável na Alemanha se a boa governança estiver focada.
Países em desenvolvimentoEditar
Plantas de biogás domésticas convertem esterco animal e solo noturno em biogás e chorume, o esterco fermentado. Esta tecnologia é viável para pequenos detentores com gado produzindo 50 kg de estrume por dia, um equivalente a cerca de 6 porcos ou 3 vacas. Este estrume tem de ser colectável para poder ser misturado com água e alimentado na planta. Os sanitários podem ser ligados. Outra condição prévia é a temperatura que afecta o processo de fermentação. Com uma temperatura óptima a 36ºC a tecnologia aplica-se especialmente para quem vive num (sub) clima tropical. Isto torna a tecnologia para pequenos suportes em países em desenvolvimento frequentemente adequada.
Dependente do tamanho e da localização, uma unidade típica de biogás de cúpula fixa feita de tijolo pode ser instalada no pátio de uma casa rural com o investimento entre US$300 a US$500 em países asiáticos e até US$1400 no contexto africano. Uma usina de biogás de alta qualidade necessita de custos mínimos de manutenção e pode produzir gás por pelo menos 15-20 anos sem grandes problemas e reinvestimentos. Para o usuário, o biogás fornece energia limpa para cozinhar, reduz a poluição do ar interno e reduz o tempo necessário para a coleta tradicional de biomassa, especialmente para mulheres e crianças. A lama é um fertilizante orgânico limpo que potencialmente aumenta a produtividade agrícola.
A energia é uma parte importante da sociedade moderna e pode servir como um dos indicadores mais importantes do desenvolvimento sócio-econômico. Por mais que tenha havido avanços na tecnologia, mesmo assim, cerca de três bilhões de pessoas, principalmente nas áreas rurais dos países em desenvolvimento, continuam a ter acesso às suas necessidades energéticas para cozinhar por meios tradicionais, queimando recursos de biomassa como lenha, resíduos de culturas e esterco animal em fogões tradicionais em bruto.
A tecnologia doméstica de biogás é uma tecnologia comprovada e estabelecida em muitas partes do mundo, especialmente na Ásia. Vários países desta região embarcaram em programas de larga escala sobre biogás doméstico, como a China e a Índia.
A Organização de Desenvolvimento da Holanda, SNV, apoia programas nacionais sobre biogás doméstico que visam estabelecer setores de biogás doméstico comercialmente viáveis, nos quais empresas locais comercializam, instalam e prestam serviços a usinas de biogás para residências. Na Ásia, a SNV está a trabalhar no Nepal, Vietname, Bangladesh, Butão, Camboja, Laos, Paquistão e Indonésia, e em África; Ruanda, Senegal, Burkina Faso, Etiópia, Tanzânia, Uganda, Quénia, Benim e Camarões.
Na África do Sul é fabricado e vendido um sistema de biogás pré-construído. Uma característica chave é que a instalação requer menos habilidade e é mais rápida, pois o tanque digestor é de plástico pré-fabricado.
IndiaEdit
Biogas na Índia tem sido tradicionalmente baseado em estrume leiteiro como estoque de ração e estas plantas de gás “gobar” têm estado em operação por um longo período de tempo, especialmente na Índia rural. Nas últimas 2-3 décadas, organizações de pesquisa com foco na segurança energética rural melhoraram o projeto dos sistemas resultando em projetos mais eficientes de baixo custo, como o modelo Deenabandhu.
O Modelo Deenabandhu é um novo modelo de produção de biogás popular na Índia. (Deenabandhu significa “amigo dos indefesos”) A unidade tem normalmente uma capacidade de 2 a 3 metros cúbicos. É construído com tijolos ou por uma mistura de ferrocimento. Na Índia, o modelo de tijolo custa um pouco mais do que o modelo de ferrocimento; entretanto, o Ministério de Energias Novas e Renováveis da Índia oferece algum subsídio por modelo construído.
Biogas que é principalmente metano/gás natural também pode ser usado para a geração de proteína rica em alimento para gado, aves e peixes em aldeias economicamente cultivando a cultura de bactérias Methylococcus capsulatus com minúscula terra e pé d’água. O gás de dióxido de carbono produzido como produto destas plantas pode ser utilizado na produção mais barata de óleo de algas ou spirulina da algicultura, particularmente em países tropicais como a Índia, o que pode deslocar a posição principal do petróleo bruto num futuro próximo. O governo da União da Índia está implementando muitos esquemas para utilizar produtivamente os resíduos agrícolas ou biomassa em áreas rurais para elevar a economia rural e o potencial de emprego. Com estas plantas, a biomassa não comestível ou resíduos de biomassa comestível é convertida em produtos de alto valor sem qualquer poluição da água ou emissões de gases de efeito estufa (GEE).
LPG (Liquefied Petroleum Gas) é uma fonte chave de combustível para cozinhar na Índia urbana e seus preços têm aumentado juntamente com os preços globais dos combustíveis. Também os pesados subsídios fornecidos pelos sucessivos governos na promoção do GLP como combustível para cozinhar doméstico se tornaram uma carga financeira renovando o foco no biogás como uma alternativa de combustível para cozinhar em estabelecimentos urbanos. Isto levou ao desenvolvimento de digestores pré-fabricados para implantações modulares, em comparação com o CCR e estruturas de cimento que levam mais tempo para serem construídas. O foco renovado na tecnologia de processo como o modelo do processo Biourja melhorou a estatura do digestor anaeróbico de média e grande escala na Índia como uma alternativa potencial ao GLP como combustível de cozimento primário.
No Paquistão, a Rede de Programas de Apoio Rural está a gerir o Programa de Biogás Interno do Paquistão, que instalou 5.360 unidades de biogás e formou mais de 200 pedreiros na tecnologia e visa desenvolver o Sector do Biogás no Paquistão.
No Nepal, o governo fornece subsídios para construir uma unidade de biogás em casa.
ChinaEdit
Os chineses têm experimentado as aplicações do biogás desde 1958. Por volta de 1970, a China tinha instalado 6.000.000 de digestores, num esforço para tornar a agricultura mais eficiente. Durante os últimos anos, a tecnologia tem alcançado altas taxas de crescimento. Este parece ser o primeiro desenvolvimento na geração de biogás a partir de resíduos agrícolas.
A construção de biogás rural na China tem mostrado uma tendência crescente de desenvolvimento. O crescimento exponencial do fornecimento de energia causado pelo rápido desenvolvimento econômico e pela grave condição de névoa na China levou o biogás a se tornar a melhor energia ecológica para as áreas rurais. No condado de Qing, província de Hebei, a tecnologia de usar palha como principal material para gerar biogás está se desenvolvendo atualmente.
China tinha 26,5 milhões de unidades de biogás, com uma produção de 10,5 bilhões de metros cúbicos de biogás até 2007. A produção anual de biogás aumentou para 248 bilhões de metros cúbicos em 2010. O governo chinês tinha apoiado e financiado projetos de biogás rural, mas apenas cerca de 60% estavam funcionando normalmente. Durante o inverno, a produção de biogás nas regiões do norte da China é menor. Isto é causado pela falta de tecnologia de controle de calor para digestores, portanto a co-digestão de diferentes matérias-primas não se completou no ambiente frio.
ZambiaEdit
Lusaka, a capital da Zâmbia, tem dois milhões de habitantes com mais da metade da população residente em áreas peri-urbanas. A maioria desta população utiliza latrinas de fossa como banheiros gerando aproximadamente 22.680 toneladas de lodo fecal por ano. Este lodo é gerido de forma inadequada: Mais de 60% do lodo fecal gerado permanece no ambiente residencial, comprometendo tanto o meio ambiente quanto a saúde pública.
Face ao trabalho de pesquisa e implementação do biogás iniciado já nos anos 80, a Zâmbia está atrasada na adoção e uso do biogás na África Subsaariana. O esterco animal e os resíduos das culturas são necessários para o fornecimento de energia para cozinhar e para a iluminação. Financiamento inadequado, ausência de políticas, marcos regulatórios e estratégias sobre o biogás, política monetária desfavorável aos investidores, conhecimento inadequado, falta de conhecimento dos benefícios da tecnologia do biogás entre líderes, instituições financeiras e locais, resistência à mudança devido à cultura e tradições dos locais, altos custos de instalação e manutenção dos biodigestores de biogás, pesquisa e desenvolvimento inadequados, gestão inadequada e falta de monitoramento dos biodigestores instalados, complexidade do mercado de carbono, falta de incentivos e equidade social estão entre os desafios que têm impedido a aquisição e a implementação sustentável da produção doméstica de biogás na Zâmbia.