As energias renováveis desempenham um papel fundamental nas transições de energia limpa e a implantação de energia renovável é um dos principais facilitadores para manter o aumento da temperatura média global abaixo de 1,5 °C. De acordo com a Agência Internacional de Energia, a participação das energias renováveis na geração global de eletricidade atingiu 28,7% em 2021. Ainda assim, a eletricidade renovável precisa se expandir mais rapidamente para atingir os marcos do Cenário de Zero Emissões Líquidas até 2050. 

Além do vento, da água e do sol, o biogás está se tornando cada vez mais importante no mix de energia renovável atual - e com razão, pois é uma fonte de energia altamente eficiente e um componente importante das estruturas de abastecimento descentralizadas.

Os aterros sanitários para resíduos sólidos municipais são uma fonte de biogás. O biogás é produzido naturalmente por bactérias anaeróbicas em aterros de resíduos sólidos municipais e é chamado de gás de aterro. O gás de aterro com alto teor de metano pode ser perigoso para as pessoas e para o meio ambiente, pois o metano é inflamável. O metano também é um forte gás de efeito estufa. O biogás contém pequenas quantidades de sulfeto de hidrogênio, um composto nocivo e potencialmente tóxico quando em altas concentrações.

Nos Estados Unidos, as regulamentações do Clean Air Act exigem que os aterros sanitários municipais de resíduos sólidos de determinado tamanho instalem e operem um sistema de coleta e controle de gás de aterro. Alguns aterros sanitários reduzem as emissões de gás de aterro capturando e queimando - ou seja, fazendo flaring - o gás de aterro. A queima do metano no gás de aterro produz CO₂, mas o CO₂ não é um gás de efeito estufa tão forte quanto o metano. Muitos aterros sanitários coletam e tratam o gás de aterro para remover o CO₂, o vapor de água e o sulfeto de hidrogênio e o utilizam para gerar eletricidade ou vendê-lo como substituto do gás natural.

A Administração de Informações sobre Energia dos EUA (EIA) estima que, em 2021, cerca de 232 bilhões de pés cúbicos (Bcf) de gás de aterro sanitário foram coletados em 311 aterros sanitários dos EUA e queimados para gerar cerca de 9,4 bilhões de quilowatthours (kWh) de eletricidade. Isso equivaleu a cerca de 0,2% do total da geração de eletricidade em escala de serviços públicos dos EUA em 2021.

Conforme mencionado anteriormente, o biogás é produzido pela fermentação da biomassa - uma substância orgânica, por exemplo, de águas residuais, esterco líquido e lodo de esgoto, ou de matérias-primas renováveis. No entanto, além do gás natural renovável, portador de energia, o biogás bruto também contém dióxido de carbono e outros gases residuais.

A membrana de separação de gás SEPURAN® Green da Evonik possibilita a purificação do biogás que se acumula durante a digestão anaeróbica de resíduos sólidos urbanos em aterros sanitários, transformando-o em GNR de alta pureza e devolvendo-o à economia circular. O gás neutro em termos de CO2 pode ser alimentado diretamente na rede municipal de gás natural ou usado como combustível verde C-RNG (Gás Natural Renovável Comprimido) para alimentar veículos municipais, como caminhões de lixo.

A membrana SEPURAN® Green da Evonik foi especialmente desenvolvida para a conversão eficiente do biogás em biometano de alta pureza. A entrada da Evonik no mercado de upgrading de biogás em 2011 revolucionou o mercado e estabeleceu novos padrões tecnológicos. A introdução de uma membrana SEPURAN® Green altamente seletiva, combinada com um processo de três estágios de membrana protegido por patente, permitiu alta recuperação de metano e alta pureza do produto com um consumo de energia otimizado.

Há várias tecnologias disponíveis para separar o CO₂ do biogás bruto e transformá-lo em biometano. Além de tecnologias bem conhecidas, como a depuração de água pressurizada, a depuração de amina ou a absorção por oscilação de pressão, a tecnologia de membrana tem se estabelecido cada vez mais nos últimos anos. Graças a membranas altamente eficientes e seletivas, é possível separar o CO₂ quase completamente do metano em um processo compacto de três estágios.

As membranas à base de poliimida são os sistemas de tratamento por membrana mais usados. A vantagem das plantas de purificação por membrana em relação às tecnologias convencionais reside, entre outras coisas, na simplicidade do processo e nos baixos requisitos de manutenção. Obviamente, a disseminação das usinas de purificação de biogás também é influenciada pelas condições e regulamentações locais, bem como pelos incentivos nacionais.