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Type: Dissertação
Title: Biorrefinaria de macaúba em pequena escala : uma análise técnica, econômica, ambiental e geoespacial
Author(s)/Inventor(s): Salvador, Guilherme Vittorazzi
Advisor: Toniolo, Fabio Souza
Co-advisor: Salim, Vera Maria Martins
Abstract: As biorrefinarias em pequena escala podem utilizar fontes de biomassa descentralizadas e inserir pequenos produtores no setor da bioeconomia, gerando ganhos socioeconômicos e ambientais. A macaúba se destaca neste cenário pela sua alta produtividade, baixo custo e baixo uso de solo e de água. Neste estudo, três escalas de biorrefinarias: grande, média e pequena (400, 40 e 4 kt de óleo processado por ano) foram avaliadas em termos técnicos, econômicos, ambientais e geoespaciais para a produção de diesel verde a partir do óleo da polpa de macaúba via hidrotratamento. Da grande para pequena escala, os resultados mostram que o capital de investimento (CAPEX) relativo é 4 vezes maior, de US$ 0,60 L -1 ∙a-1 para US$ 2,35 L - 1 ∙a- 1 , e a produção de H2 por reforma a vapor de metano demanda metade do CAPEX em todas as escalas testadas. Por outro lado, coprodutos, deduções fiscais para agricultura familiar e créditos de carbono reduzem o preço do diesel verde produzido em pequena escala de US$ 1,48 L -1 para US$ 0,69 L -1 , próximo ao preço do diesel comercial (US$ 0,58 L -1 ). A avaliação de ciclo de vida do diesel verde mostra uma pegada de carbono de 11,23 gCO2eq∙MJ-1 , menor do que os biocombustíveis comerciais no Brasil, representando 87% de redução nas emissões de CO2 em comparação com o diesel fóssil. Por fim, a análise geoespacial revela que a maior parte das áreas adequadas para o cultivo de macaúba estão localizadas no interior do país, longe dos grandes mercados consumidores, logo são áreas favoráveis para a implantação de biorrefinarias em pequena escala.
Abstract: Portanto, as biorrefinarias de macaúba em pequena escala podem descentralizar o setor de biocombustíveis no Brasil, e a viabilidade da pequena escala depende de fatores relevantes: cadeia de consumo de coprodutos; aumento dos preços dos créditos de carbono; desenvolvimento de novos sistemas para produção escalonável e descentralizada de H2 para evitar a dependência do gás natural; e catalisadores que favorecem as rotas de baixa demanda de H2.[EN] Biofuel-driven bio-refineries in small-scale can use decentralized biomass sources, and insert small producers in the biobased economy, generating socioeconomic and environmental gains. Macauba outstands in this scenario for its high productivity, low cost and low land and water use. In this study, three bio-refinery scales: large, medium and small (400, 40 e 4 kt of processed oil per year) were evaluated in technical, economic, environmental and geospatial terms for green diesel production from macauba pulp oil via hydrotreatment. From large to small scale, the results show that the relative capital expenditure (CAPEX) is 4 times higher, from US$ 0.60 L -1 ∙yr-1 to US$ 2.35 L - 1 ∙yr-1 , and the hydrogen production via steam reforming demands half CAPEX in all tested scales. On the other hand, coproducts, tax deductions for family farming and carbon credits reduce the green diesel price produced on small scale from US$ 1.48 L -1 to US$ 0.69 L - 1 , which is close to the commercial diesel price (US$ 0.58 L - 1 ). The Lifecycle Assessment of the green diesel shows a carbon footprint of 11.23 gCO2eq∙MJ-1 , lower than commercial biofuels in Brazil, representing 87% reduction in CO2 emissions by comparing with fossil diesel. Finally, the geospatial analysis reveals that most of the areas suitable for macauba cultivation are located in the countryside, far from large consumer markets, so convenient to implement small-scale bio-refineries. Therefore, small-scale macauba bio-refineries can decentralize the biofuel sector in Brazil, and the feasibility of the small scale depends on relevant factors: coproducts consumption chain; increasing prices of carbon credits; development of new systems for scalable and decentralized hydrogen production to avoid natural gas dependence; and catalysts that favor lowhydrogen demand routes.
Keywords: Biorrefinaria
Diesel verde
Macaúba
Subject CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS BIOQUIMICOS
Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química
Production unit: Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia
Publisher: Universidade Federal do Rio de Janeiro
Issue Date: Jun-2021
Publisher country: Brasil
Language: por
Right access: Acesso Aberto
Citation: SALVADOR, Guilherme Vittorazzi. Biorrefinaria de macaúba em pequena escala: uma análise técnica, econômica, ambiental e geoespacial. 2021. 109 f. Dissertação (Mestrado) - Programa de Engenharia Química, COPPE, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2021.
Appears in Collections:Engenharia Química

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