O que são digestores anaeróbicos?
Os digestores anaeróbicos capturam as emissões de resíduos orgânicos — como esterco ou restos de comida — para gerar energia. Nos Estados Unidos, a maioria desses sistemas, às vezes chamados de "digestores de laticínios", é instalada em fazendas. O esterco do gado serve como matéria-prima para o tanque do digestor, também chamado de reator. Esses tanques são ambientes anaeróbicos, ou seja, não contêm oxigênio. Bactérias que prosperam nessas condições vivem nos digestores e decompõem a matéria orgânica. Ao fazerem isso, liberam um gás composto de metano, dióxido de carbono e traços de outros gases. Esse produto, frequentemente chamado de "biogás", pode então ser capturado e queimado diretamente ou purificado em gás natural à base de metano. A digestão anaeróbica também gera um resíduo orgânico chamado digestato, que pode ser usado como fertilizante e cama para o gado.
Onde os biodigestores são instalados?
Nos Estados Unidos, mais de 80% dos biodigestores anaeróbicos estão instalados em laticínios, e o restante encontra-se em fazendas de suínos, aves e gado, bem como em aterros sanitários e estações de tratamento de esgoto.
Os biodigestores são instalados em fazendas que utilizam lagoas para armazenar dejetos líquidos. Essa forma de manejo de dejetos é utilizada em grandes fazendas (com mais de 1,000 vacas) porque muitos animais são mantidos em estábulos e os dejetos produzidos são removidos com água. Essa mistura de dejetos líquidos é então despejada em grandes lagoas abertas. Como os dejetos se decompõem sem acesso ao oxigênio nessas lagoas, uma quantidade significativa de metano é liberada. Fazendas de pastagem, que possuem menos gado do que as grandes fazendas, permitem que os dejetos depositados se decomponham no pasto na presença de oxigênio. Como resultado, esses dejetos não liberam tanto metano durante a decomposição.
O manejo de dejetos animais é responsável por 9% das emissões de metano nos EUA. Os biodigestores reduzem as emissões de metano provenientes de lagoas de dejetos líquidos, cobrindo-as e retendo os gases que, de outra forma, seriam liberados na atmosfera. Entre 1990 e 2020, as emissões de metano provenientes de dejetos animais nos Estados Unidos aumentaram 71%.
Qual o custo dos biodigestores e quem os financia?
Os custos dos biodigestores variam dependendo do seu tamanho e da tecnologia utilizada. Na Califórnia, estado que instalou a maioria dos novos biodigestores graças ao financiamento estadual, um biodigestor para uma fazenda leiteira com menos de 5,000 vacas custou US$ 4.7 milhões em 2022. Já um biodigestor para uma fazenda com até 14,000 vacas custou US$ 9.7 milhões. Em setembro de 2022, o programa de Pesquisa e Desenvolvimento de Biodigestores para Laticínios da Califórnia havia aprovado solicitações de financiamento para projetos com um custo médio de US$ 5.1 milhões cada, sendo que as verbas do programa cobriram, em média, 31% do custo total. Esses biodigestores foram instalados em fazendas com rebanhos que variam de 1,000 a 14,000 vacas.
Existem dois programas estaduais que compensam os custos de um biodigestor na Califórnia. O programa de Pesquisa e Desenvolvimento de Biodigestores para Laticínios (Dairy Digester Research and Development) oferece subsídios para a instalação de biodigestores anaeróbicos, e o Padrão de Combustível de Baixo Carbono (Low Carbon Fuel Standard - LCFS) paga às fazendas pelo biogás capturado pelos biodigestores. O Departamento de Alimentos e Agricultura da Califórnia (CFDA) concedeu US$ 213 milhões para 131 instalações de biodigestores desde 2015, e o programa financia até metade do custo do biodigestor. De 2015 a 2019, o valor máximo concedido era de US$ 3 milhões e foi reduzido para um máximo de US$ 2 milhões.
Os custos restantes para a instalação de um biodigestor podem ser pagos pelos proprietários da fazenda ou por terceiros.
O Padrão de Combustível de Baixo Carbono (LCFS, na sigla em inglês) da Califórnia compra biogás capturado de digestores. Laticínios vendem créditos desse gás para o LCFS, e refinarias e distribuidoras de petróleo precisam comprar esses créditos porque seus produtos são classificados acima do limite de intensidade de carbono do Conselho de Recursos Atmosféricos da Califórnia (CARB, na sigla em inglês).
Fazendas com biodigestores podem vender seu biometano de acordo com o Padrão de Combustível de Baixo Carbono, mesmo que não estejam localizadas na Califórnia.
Quem é o proprietário e operador dos digestores anaeróbicos?
Os biodigestores podem ser de propriedade e operados por agricultores, de propriedade e operados por terceiros, ou de propriedade de agricultores e operados por terceiros. Noventa e cinco por cento das subvenções para biodigestores na Califórnia foram destinadas a projetos operados pela Maas Energy Works e pela California Bioenergy, que detêm a propriedade ou financiam os biodigestores em fazendas parceiras. A Maas Energy Works e a California Bioenergy organizam a venda do biogás ou da eletricidade resultantes, de acordo com o Padrão de Combustível de Baixo Carbono da Califórnia. A California Bioenergy firmou parceria com a Chevron e a BMW para financiar algumas instalações de biodigestores. A Maas Energy Works firmou parceria com a Toyota para financiar um gasoduto que transporta gás natural de laticínios na Califórnia para gasodutos de gás natural existentes.
O que os agricultores fazem com o biogás?
Como a Califórnia possui o maior número de biodigestores nos Estados Unidos, também detém a maior quantidade de dados disponíveis sobre como o biogás é utilizado. Embora alguns projetos construídos em 2015 tenham queimado o biogás para gerar eletricidade que foi injetada na rede elétrica, a aplicação mais comum do biogás é a sua conversão em gás natural. Em janeiro de 2023, dois projetos utilizavam células de combustível para converter biogás em eletricidade sem combustão.
O gás natural proveniente do biogás é bombeado para gasodutos e pode ser usado como combustível para veículos ou para a venda geral de gás natural.
Fora da Califórnia, a conversão de biogás em gás natural é menos comum. Dos 416 biodigestores no país, 193 produzem gás natural . Muitas operações utilizam o biogás para alimentar geradores no local.