AVALIAÇÃO DO BALANÇO ENERGÉTICO E DOS IMPACTOS AMBIENTAIS DO PROCESSO DE PRODUÇÃO DE METANOL A PARTIR DO BAGAÇO DE CANA-DE-AÇÚCAR, UTILIZANDO A ACV

UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ (UNIFEI)

Orientador(es): Electo Eduardo Silva Lora

Fonte: http://adm-net-a.unifei.edu.br/phl/pdf/0038238.pdf

Banca Examinadora: Gil Anderi da Silva, Sebastião Roberto Soares, Vladimir Rafael Melián Cobas, Francisco Antônio Dupas.

Idioma(s): Português

Dependência administrativa: Federal

Palavras-chave: Metanol. Gaseificação. Setor sucroalcooleiro. Análise do Ciclo de Vida.  Análise Exergoambiental.

 Resumo: O presente trabalho objetiva realizar uma avaliação ambiental e energética do processo de produção do metanol a partir de bagaço de cana-de-açúcar, para as condições brasileiras. Para tal, foi proposto que uma planta de metanol fosse suprida de bagaço excedente originado de uma usina de açúcar e álcool e destilaria autônoma. Assim quatro diferentes configurações foram propostas através de quatro estudos de caso, os quais são constituídos por uma planta de cogeração, de metanol e em dois estudos de caso por uma destilaria autônoma e nos outros dois por uma usina de açúcar e álcool. Os sistemas de cogeração foram equipados com turbinas a vapor de condensação/extração (CEST), e num dos estudos de caso aplicou conceitos avançados de cogeração, especificamente a tecnologia BIG-GT (Biomass Integrated Gasifier-GasTurbine). Para a avaliação dos estudos sob o ponto de vista ambiental e termodinâmico, foi utilizada a Análise do Ciclo de Vida e indicadores de desempenho baseados na Primeira e Segunda Lei da Termodinâmica. Também foi feita uma análise exergoambiental, aplicando conceitos de Termoeconomia para determinar o impacto ambiental da exergia destruída. Os resultados obtidos da Análise do Ciclo de Vida mostraram que a produção de biocombustíveis a partir da rota de gaseificação precisa de melhorias no que diz respeito, por exemplo, no processo de limpeza do gás de síntese, a fim de reduzir as emissões de poluentes. Como também o processo ainda precisa de um maior desenvolvimento tecnológico a fim de aumentar a conversão de biomassa a biocombustível líquido. Outro aspecto a ser questionado é a ocupação do solo pelas lavouras de cana-de-açúcar, um problema que almeja uma política regulamentadora, a fim de que as lavouras não seja uma ameaça à produção de alimentos e à diversidade botânica. Quanto às outras formas de obtenção de metanol, por exemplo, o metanol produzido a partir do gás natural, os resultados mostraram que este combustível apresenta uma eficiência energética do ciclo de vida duas vezes maior em relação ao metanol produzido do bagaço. Porém os impactos ambientais daquele chega a ser 2,5 vezes maior em relação a este, sendo esta uma das grandes vantagens que deve ser discutida quando se procura buscar a renovabilidade dos processos térmicos.

Keywords: Methanol. Gasification. Sugar and alcohol sector. Life Cycle Assessment. Exergoenvironmental Analysis.

Abstract: The present work aims to accomplish an environmental and energetic evaluation of the methanol production from bagasse for the Brazilian conditions. To this end, it was proposed that a methanol plant was supplied with surplus bagasse originated from a sugar mill and autonomous distillery. Thus four different configurations were proposed by four case studies, which are consisting of a cogeneration and methanol plants, and two case studies by an autonomous distillery and the others by sugar and alcohol mill. The cogeneration system was equipped with Condensing Extraction Steam Turbine (CEST), and one case study applied concepts of advanced cogeneration technology, specifically BIG-GT (Biomass Integrated Gasifier – Gas Turbine). In evaluating of the studies from view point environmental and thermodynamic, the Life Cycle Assessment was used and performance indicators based on the First and Second Law of Thermodynamics. Also an exergoenvironmental analysis was made, applying concepts of Thermoeconomics to determine the environmental impact of exergy destroyed. The results obtained of the Life Cycle Analysis showed that the fuel production from gasification route still needs to improve some aspects as, for instance, in the clean system process of the synthesis gas, in order to reduce the pollutant emissions. But the process still needs further technological development to enhance biomass conversion to liquid biofuel. Another aspect to be questioned is the occupation of land by cultivation of sugarcane, a problem that targets a regulatory policy, so that crops are not a threat to food production and botanical diversity. The other ways of obtaining methanol, for example, the methanol produced from natural gas, the results showed that this fuel presents a life cycle energetic efficiency two times higher than that methanol produced from bagasse. But the environmental impact of that is up to 2.5 times higher in relation to this. So, it is one of the great advantages that must be discussed when trying to seek the renewability of thermal processes.