Um estudo de caso na Suécia avaliou o que acontece quando uma planta de produção de biometano passa a capturar, purificar e liquefazer CO₂ biogênico até o padrão food-grade, hoje exigido pelo mercado em muitas aplicações. A análise combinou avaliação de ciclo de vida e custos ao longo do ciclo de vida em uma instalação em Linköping, além de entrevistas para medir a disposição a pagar por um combustível com menor impacto climático.
O caso estudado parte de uma planta que processa 125,6 GWh/ano de biogás bruto, produzido majoritariamente por digestão anaeróbia de resíduos alimentares, resíduos de abatedouro e resíduos orgânicos industriais; outros 16% vêm como subproduto de uma estação municipal de tratamento de esgoto a 1 km do upgrading. O upgrading é feito por lavagem com amina, separando metano e CO₂ com pureza próxima a 99% em ambas as correntes; parte do metano segue para nova purificação e liquefação (bio-LNG). Hoje, o CO₂ separado é liberado na atmosfera.
A proposta em implantação adiciona um sistema dedicado para produzir 13 mil toneladas/ano de CO₂ biogênico liquefeito, com potencial de expansão para 20 mil toneladas/ano após aumento de capacidade. O arranjo inclui pré-resfriamento, filtração, compressão, secagem, liquefação e armazenamento de curto prazo; a filtração com carvão ativado remove impurezas como compostos orgânicos voláteis e H₂S. A qualidade food-grade é verificada por análises online e offline, e o CO₂ é carregado em caminhões para distribuição por uma empresa compradora externa.
No recorte climático, os autores compararam três cenários por 1 MJ de biometano (com participação de 41% como bio-CNG e 59% como bio-LNG): (i) base, sem liquefação de CO₂; (ii) captura e liquefação; e (iii) captura, liquefação e substituição de CO₂ fóssil. O cenário base apresentou cerca de 12 g CO₂e/MJ, com maior contribuição do transporte de substratos, enquanto a utilização do digestato reduz emissões por substituir fertilizantes minerais. Ao incorporar a liquefação, o ganho foi modesto: melhora de 1,6%, atribuída ao balanço entre energia adicional e redução de escapamento de metano. Já quando o CO₂ biogênico é usado para substituir CO₂ fóssil no mercado, o estudo estima melhora de 221%, levando o sistema a um resultado líquido de -14 g CO₂e/MJ, com a hipótese de substituição integral do CO₂ fóssil importado.
O peso da eletricidade aparece como ponto de atenção. Ao trocar o mix elétrico sueco pelo mix europeu, o impacto do cenário base aumenta 68%; com liquefação, a elevação chega a 8% em relação ao base sob o mesmo mix, indicando que as emissões adicionais da eletricidade podem superar o benefício de mitigar o escapamento de metano. Mesmo assim, no cenário de substituição, a redução permanece relevante: 122% em comparação ao base, com resultado ainda negativo, de -4,5 g CO₂e/MJ. O trabalho também indica que, com o mix sueco, seria necessária ao menos 50% de substituição para alcançar emissões negativas; com o mix europeu, a exigência se aproxima de níveis mais altos de substituição.
Na economia, a análise considerou uma planta de liquefação dimensionada para 20 mil t/ano, com 5.081.400 euros em custos de capital (instalada em uma unidade existente, sem incluir custos de terreno e infraestrutura administrativa), vida útil de 15 anos e juros de 6%. Os custos totais estimados para o CO₂ foram de cerca de 78 euros/t (13 mil t/ano) e 61 euros/t (20 mil t/ano), com transporte e energia respondendo por aproximadamente 80% das despesas operacionais, e o transporte como maior parcela. Se o CO₂ não tiver valor de mercado, o custo de produção do biometano sobe 8,1% (13 mil t/ano) e 6,7% (20 mil t/ano). O equilíbrio econômico estimado ocorre com preços de CO₂ em torno de 60 a 80 euros/t, variando conforme o caso analisado.
As entrevistas com 13 organizações usuárias ou potenciais usuárias de biometano na Suécia mostram um divisor entre setores. Em geral, atores privados indicaram maior disposição a pagar por combustível com melhor desempenho climático, especialmente por associar o atributo a marketing; já atores públicos tenderam a neutralidade ou rejeição a aumentos de preço, citando restrições orçamentárias e, em alguns casos, baixa relevância do combustível na estratégia de comunicação. Na amostra, a percepção sobre incentivos financeiros variou amplamente (de inexistentes a presentes), com respostas apontando complexidade e, em alguns casos, referência a mecanismos como isenções tributárias e cobertura por sistemas regulatórios. O estudo conclui que a captura e liquefação podem reduzir emissões pela mitigação do escapamento de metano quando a eletricidade é de baixa intensidade, mas que o salto climático depende de a rota viabilizar a substituição efetiva de CO₂ fóssil, e de um ambiente de mercado e políticas capaz de sustentar preços e demanda para o CO₂ biogênico de grau alimentício.
