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Biocombustíveis: do aquecimento global aos créditos de carbono Prof. Fabricio Rochedo Conceição 15 de maio de 2012 Graduação.

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1 Biocombustíveis: do aquecimento global aos créditos de carbono Prof. Fabricio Rochedo Conceição 15 de maio de 2012 Graduação em Biotecnologia Disciplina de Biotecnologia Microbiana II

2 Efeito estufa Aquecimento global

3 São combustíveis produzidos a partir de biomassa renovável, de origem não fóssil. B IOCOMBUSTÍVEIS OU A GROCOMBUSTÍVEIS *** 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.

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5 Vantagens de uso dos biocombustíveis Fechamento do ciclo do carbono (CO 2 ), 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 CO 2, CO, HC, HC aromáticos policíclicos, enxofre e aromáticos.

6 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.

7 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

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9 Bagaço da cana de açúcar

10 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

11 Engineering E. coli for use in consolidated bioprocessing. Cellulose and hemicellulose are hydrolyzed by secreted cellulase and hemicellulose enzymes (cyan) into soluble oligosaccharides. β- glucosidase enzymes (red) further hydrolyze the oligosaccharides into monosaccharides, which are metabolized into biofuels via heterologous pathways

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14 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.

15 Transesterificação Linoleato de metila e estearato de etila, ésteres típicos que formam o biodiesel

16 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???

17 Fotobiorreatores para cultivo de microalgas Soja a 600 quilos de óleo por hectare Girassol 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!

18 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.

19 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 H 2 Cianobactérias ou algas azuis esverdeadas

20 Biogás - arqueobactérias metanogênicas Bio Hidrogênio - cianobactérias, Clostridium sp., E. coli recombinante... Rendimento baixo, mais pesquisas Butanol - Clostridium acetobutylicum, algas… Outros biocombustíveis produzidos por microrganismos

21 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 (CO 2 ) corresponde a um crédito de carbono, que pode ser negociado no mercado internacional.gases do efeito estufatoneladadióxido de carbonomercado internacional Protocolo de Kyoto – 1997 Potencial de aquecimento global dos GEE: CO 2 - Dióxido de Carbono = 1Dióxido de Carbono CH 4 - Metano = 21Metano N 2 O - Óxido nitroso = 310Óxido nitroso HFCs - Hidrofluorcarbonetos = 140 ~ 11700Hidrofluorcarbonetos PFCs - Perfluorcarbonetos = 6500 ~ 9200Perfluorcarbonetos SF 6 - Hexafluoreto de enxofre = 23900Hexafluoreto de enxofre Créditos de carbono

22 OBRIGADO!


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