Biometano
O biometano é biogás purificado até à especificação da rede de gás natural, ou seja metano, CH4, a que foram retirados o dióxido de carbono e as impurezas até restar praticamente só a molécula que já circula na conduta.
Por isso o contador não o distingue. Um metro cúbico de biometano injetado na rede entrega a mesma energia que um metro cúbico de gás natural, dentro da mesma banda de poder calorífico superior de 11,8 a 12,0 kWh/m³(n), e é faturado com o mesmo fator de conversão de cerca de 11,2 kWh/m³. Em inglês chama-se biomethane ou renewable natural gas; comercialmente aparece como gás verde.
O que distingue o biometano do biogás
O biometano distingue-se do biogás por aquilo que já não tem. O biogás sai do digestor como uma mistura de metano e dióxido de carbono, com vapor de água, sulfureto de hidrogénio e vestígios de siloxanos quando vem de aterro sanitário. O dióxido de carbono não arde e não transporta energia, por isso o poder calorífico do biogás bruto fica bastante abaixo do da rede. A fração de metano dessa mistura varia com o substrato, com a temperatura do digestor e com a idade da carga, e não existe um valor fixo que possa ser impresso aqui como constante.
A purificação, a que o setor chama upgrading, retira o dióxido de carbono e as impurezas por lavagem com água, por adsorção, por membranas ou por aminas, e para quando a composição cumpre a especificação da rede. A partir daí a etiqueta muda de biogás para biometano, e a mudança é de composição, não de proveniência.
Como é produzido, passo a passo
- Recolher a matéria orgânica, como efluentes pecuários, lamas de estações de tratamento, resíduos alimentares, subprodutos da agricultura e da agroindústria.
- Digerir essa matéria em digestores fechados, sem oxigénio, onde bactérias metanogénicas a decompõem e libertam biogás. No aterro sanitário não há digestor: o gás forma-se na massa de resíduos e é captado por uma rede de drenos.
- Remover o dióxido de carbono, o vapor de água e o sulfureto de hidrogénio, até a mistura cumprir a especificação de qualidade da rede.
- Odorizar e comprimir o gás resultante à pressão do ponto de injeção, porque o metano puro não tem cheiro.
- Medir e injetar no ponto de ligação à rede, onde o volume é contado e a origem renovável é registada numa garantia de origem.
A especificação a cumprir é fixada pelo regulador ou pelo operador da rede de cada país, e é isso que decide se um lote entra. O nome da instalação não altera essa regra: as pesquisas por unidades em Espanha, Itália ou no Brasil, como Can Mata, Burgos, Jaén, Llíria, Pagnacco, São Leopoldo ou Araxá, e por empresas como a Ultragaz, a Adecoagro, a Copersucar ou a Atvos, referem-se a projetos concretos, não a produtos diferentes. O gás que sai de todos eles tem a mesma fórmula, CH4.
Porque é que o contador não distingue um do outro
O contador não distingue o biometano do gás natural porque mede volume e não composição. A conversão em energia é feita depois, no sistema de faturação, multiplicando o volume pelo poder calorífico superior do mês e pelo fator de correção de volume da distribuidora, 0,947944 numa parte das concessões e 0,961288 noutra. O exemplo usado neste sítio, 84 m³ × 11,2 = 940,8 kWh, ilustrativo e não uma fatura real, dá exatamente o mesmo resultado com metano fóssil ou com metano de origem renovável.
O parâmetro que decide se um gás pode substituir outro sem mexer nos equipamentos chama-se índice de Wobbe, e é o poder calorífico superior dividido pela raiz quadrada da densidade relativa do gás. Enquanto o índice de Wobbe do lote injetado ficar dentro da banda publicada para a rede, um esquentador ou uma caldeira dão a mesma potência sem afinação. É essa a diferença prática entre o biometano e o hidrogénio verde: um cabe na banda, o outro não cabe sem alterações. A densidade do gás natural, cerca de 0,78 kg/m³, e a densidade relativa ao ar, cerca de 0,6, são valores aproximados que variam com o lote.
Biometano, biogás e gasóleo lado a lado
Comparar biometano com biogás e com gasóleo só funciona depois de tudo estar na mesma unidade, porque cada um é vendido numa grandeza diferente: um é contado em metros cúbicos no contador, outro é queimado onde nasce, outro é comprado ao litro.
| Combustível | Como é entregue | Grandeza medida | Energia por unidade |
|---|---|---|---|
| Gás natural da rede | Conduta, contador do cliente | m³ | PCS de 11,8 a 12,0 kWh/m³(n) |
| Biometano injetado | Conduta, contador do cliente | m³ | A mesma banda, 11,8 a 12,0 kWh/m³(n) |
| Biogás bruto | Queimado junto ao digestor, sem injeção | m³ | Abaixo da banda, na proporção do metano que tiver |
| Gasóleo de aquecimento | Cisterna, depósito próprio | litro | 9,98 kWh/litro |
| Propano | Garrafa ou depósito | kg | 12,93 kWh/kg |
Só a coluna da direita compara. A frase corrente de que o biometano substitui o gasóleo diz respeito ao uso, não à medida: para saber quanto é preciso de um para dispensar o outro, converte-se cada um em kWh primeiro.
Para que serve e quais são as desvantagens
Serve para tudo aquilo em que o gás natural já serve, porque é a mesma molécula: aquecimento de água, cozinha, caldeiras, fornos e calor de processo industrial. Comprimido, alimenta frotas pesadas como autocarros e camiões que já usam gás natural comprimido, sem alteração no motor. Na descarbonização é a substituição mais direta que existe, por não exigir equipamento novo do lado de quem consome.
As desvantagens estão do lado da produção, não do lado do consumo. A quantidade possível está limitada pela matéria orgânica disponível numa região, e essa matéria não se concentra onde estão os consumidores. A purificação consome energia e reduz o rendimento líquido da instalação. É preciso existir um ponto de injeção a distância razoável, ou o gás fica preso ao local onde nasceu. E o preço de produção não é comparável com o preço grossista do gás natural sem contar o tratamento de resíduos que a instalação também faz. Capacidades instaladas e metas nacionais mudam depressa, e esta página não as imprime.
O erro comum e a unidade que fica
O erro comum é tratar biogás e biometano como sinónimos e aplicar a um o fator do outro. Aplicar 11,2 kWh/m³ a biogás bruto sobrestima a energia, porque parte do volume desse gás é dióxido de carbono que não arde. O fator de cerca de 11,2 kWh/m³ pertence ao gás que cumpre a especificação da rede, e o biometano cumpre-a por definição, ao passo que o biogás só a cumpriria depois de purificado.
O segundo erro é da mesma família e aparece nas tarifas: contratar gás verde não faz chegar outras moléculas ao contador. O que a garantia de origem transfere é a titularidade de uma injeção renovável feita algures na rede. A unidade em que o biometano se mede continua a ser o metro cúbico no contador e o kWh na fatura, com o mesmo fator do gás natural, e é essa igualdade que o separa do hidrogénio verde e das cores do hidrogénio, onde a energia por metro cúbico deixa de coincidir.