Desperdício de potencial em cadeias de suprimento mal planejadas tem afetado a capacidade de converter resíduos orgânicos em bioenergia e biocombustíveis de forma economicamente eficiente e ambientalmente sustentável. Uma pesquisa abrangente conduzida por Maryam Mohammadi e Iiro Harjunkoski propõe um novo modelo matemático para redes descentralizadas de processamento de biomassa. O estudo mostra que, ao considerar aspectos estratégicos, táticos e operacionais de forma integrada, é possível processar resíduos com melhor aproveitamento de recursos, menores emissões e maior rentabilidade.
Aplicando o modelo à região espanhola de Castilla y León — com mais de 21 milhões de toneladas de biomassa disponível anualmente — os pesquisadores demonstraram que o sistema descentralizado conseguiu processar cerca de 24% do total, resultando em 5,18 milhões de toneladas de resíduos efetivamente utilizados na geração de bioenergia e biocombustíveis. Essa limitação se deve a fatores como capacidade de transporte, umidade da biomassa, perdas no pré-tratamento e volume operacional das plantas. Mesmo parcial, esse aproveitamento revelou desempenho superior ao de modelos centralizados tradicionais.
Os resultados destacaram que a pirólise de resíduos urbanos e a digestão anaeróbia de lodos, MSW (resíduos sólidos urbanos) e esterco foram as tecnologias mais utilizadas. A gaseificação foi empregada para resíduos de culturas agrícolas. O modelo optou por diferentes tecnologias considerando o tipo de resíduo, rendimento esperado e localização da planta. Essas decisões resultaram em uma cadeia eficiente de conversão em produtos como biodiesel, bio-etanol, FT-diesel e biomassa líquida, além da geração de energia elétrica em várias usinas.
Em termos econômicos, a operação anual da rede integrada alcançou uma receita total de €3,35 bilhões e lucro líquido de €0,59 bilhão, com uma margem de 17,5%. O modelo incorporou investimentos, custos operacionais, transporte, estocagem, cumprimento de demandas e penalidades por emissão de gases de efeito estufa. O processamento dos resíduos urbanos via pirólise foi responsável por mais da metade dessas emissões, sendo o processo tecnológico mais oneroso do ponto de vista ambiental, seguido pela gaseificação.
A abordagem descentralizada mostrou vantagens logísticas, principalmente pela proximidade entre fontes de resíduos e unidades de processamento, o que reduziu custos de transporte e emissões. Também permitiu melhorar a flexibilidade na alocação de tecnologias, aproveitando as características regionais de oferta e demanda. Plantas de biomassa descentralizadas funcionam com eficiência entre 75% e 95% de sua capacidade, demonstrando viabilidade técnica.
Do ponto de vista ambiental, as emissões de CO₂ diretas ficaram dentro de limites aceitos por regulamentos típicos de carbono. As emissões da cadeia ocorreram majoritariamente nas fases de pré-tratamento e upgrading, enquanto o transporte teve impacto relevante, mas mitigado pela utilização de biodiesel como combustível, considerado neutro em carbono na fase de combustão.
Os pesquisadores destacam que o modelo pode servir como ferramenta de planejamento para formuladores de políticas públicas, empresas e operadores regionais interessados em estruturar cadeias de suprimento de biomassa que respeitem os princípios da bioeconomia circular. Além disso, o modelo pode ser expandido para incorporar tecnologias emergentes, como captura e utilização de carbono (CCU) e integração com energias renováveis.
O estudo fornece uma estrutura quantitativa robusta para avaliar os compromissos entre viabilidade econômica e sustentabilidade ecológica na produção de bioenergia e biocombustíveis. Os autores sugerem que desdobramentos futuros devem incluir avaliações do ciclo de vida completas para biocombustíveis, indo além das atuais métricas de emissões diretas, a fim de captar impactos upstream relevantes.
