A Unidade de Bioenergia e Biorrefinarias do LNEG desenvolve estudos 360 graus sobre as biomassas nacionais (florestal, agrícola, agroindustrial, aquática, resíduos sólidos urbanos, biorresíduos), quer na vertente da avaliação da sua disponibilidade para valorização económica quer na vertente da sua conversão em energia e bioprodutos.

As principais atividades em estudo são:

Mapeamento dos recursos nacionais de biomassa – Avaliação do potencial nacional por região da biomassa endógena para fins não-alimentares bem como a caraterização e mapeamento dessas biomassas e biorresíduos com potencial para valorização energética com base em Serviços de Informação Geográfica (SIG). Em particular, o LNEG executa o mapeamento para identificação de áreas adequadas para culturas energéticas (agrícolas, silvícolas) ou para microalgas e propõe os processos tecnológicos mais apropriados para a valorização destes diferentes tipos de biomassa. Desenvolve ainda estudos de logística e de modelos de avaliação de cadeias de valor para fornecimento de biomassa, de consumo energético e de impacto ambiental.

Tecnologias de conversão da biomassa – Possui competências em diferentes processos de valorização de biomassa (florestal, agrícola, agro-industrial e marinha) e de resíduos urbanos que permitem a sua conversão em biocombustíveis (líquidos e gasosos), eletricidade, calor e bioprodutos. Alguns destes processos têm maturidade tecnológica suficiente para poderem gerar novas áreas de negócio a partir da biomassa. As principais tecnologias em estudo são:

Processos hidrotérmicos – Pré-tratamento da biomassa por hidrotermólise com ou sem explosão com vapor que permite a separação das hemiceluloses presentes na biomassa lenhocelulósica. As hemiceluloses solúveis podem ser convertidas em produtos de valor acrescentado (oligossacáridos, monossacáridos, e outros produtos de maior valor). Estas tecnologias de fracionamento permitem obter celulose e sólidos ricos em lenhina adequados para valorização industrial por processos químicos/biológicos.

Torrefação – Processo térmico de aquecimento lento até 300°C, em atmosfera inerte. A biomassa perde humidade e diminui a razão oxigénio/carbono, aumentando assim seu teor energético, gerando um sólido uniforme que retém cerca de 70% da massa inicial e cerca de 90% da energia, tem maior hidrofobicidade, maior resistência à degradação microbiana e é mais fácil de triturar.

Fermentação e hidrólise enzimática – Tecnologias bioquímicas que são maduras à escala industrial para processos de obtenção de bioetanol a partir de melaços e amido. São utilizadas, com algumas variantes, nos processos avançados de produção de etanol avançado a partir de biomassa lenhocelulósica.

Gasificação – Tecnologia adequada à produção descentralizada de energia na qual a biomassa e resíduos são convertidos num gás biocombustível ou usado em sínteses químicas (síntese de Fischer-Tropsch, de etanol ou de metanol) para a produção de biocombustíveis líquidos ou bio-matérias-primas para a indústria.

Pirólise Rápida – Processo que promove a decomposição da matéria orgânica na ausência de ar ou oxigénio, provocando a quebra das moléculas de maiores dimensões existentes na biomassa e resíduos noutras de menor massa molecular. Atualmente o principal objetivo do LNEG é a obtenção de bio-óleos que poderão ser usados como biocombustíveis rodoviários, marítimos ou de aviação, ou, em alternativa como material intermediário para processamento noutras indústrias.

Combustão/Cogeração – Processo que ocorre com excesso de oxigénio, para oxidação completa da biomassa e resíduos com o objetivo principal de produzir energia e calor. A cogeração permite a produção e utilização combinada de calor e eletricidade, com maior aproveitamento da energia térmica da biomassa, aumentando a eficiência de conversão e reduzindo as emissões gasosas e os custos de operação.

O LNEG realiza ainda estudos noutras tecnologias emergentes:

• Novos processos termoquímicos: carbonização hidrotérmica, liquefação hidrotérmica e gasificação supercrítica;
• Pré-processamento/desconstrução com sais inorgânicos, líquidos iónicos, fluidos subcríticos e supercríticos.