Valorização da cadeia produtiva descentralizada de biomassa visando a produção de biocombustíveis avançados: desenvolvimento e avaliação de rotas termoquímicas integradas à produção de biomassas e a rotas bioquímicas

• Processo: 16/50403-2
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Parceria para Inovação Tecnológica - PITE
• Data de Início da vigência: 01 de maio de 2019
• Data de Término da vigência: 30 de junho de 2024
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Química - Processos Industriais de Engenharia Química
• Acordo de Cooperação: União Europeia (Horizonte 2020)
• Pesquisador responsável: Antonio Maria Francisco Luiz Jose Bonomi
• Beneficiário: Antonio Maria Francisco Luiz Jose Bonomi
• Pesquisador Responsável no exterior: Juan E. Carrasco
• Instituição Parceira no exterior: Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT), Espanha
• Pesquisador Responsável no exterior: Andrea Monti
• Instituição Parceira no exterior: Università di Bologna, Itália
• Pesquisador Responsável no exterior: B.J. Vreugdenhil
• Instituição Parceira no exterior: Energy Research Centre of the Netherlands (ECN), Holanda
• Instituição Sede: Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM). Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (Brasil). Campinas , SP, Brasil
• Empresa: Empresa Brasileira Aeronáutica S/A (EMBRAER)
• Município: Campinas
• Pesquisadores principais:( Últimos ): Ivo Milton Raimundo Junior ; João Guilherme Rocha Poço ; João Luís Nunes Carvalho ; Otavio Cavalett ; Ronaldo Gonçalves dos Santos ; Rubens Maciel Filho
• Pesquisadores principais:( Antigos ): Celio Pasquini
• Bolsa(s) vinculada(s): 23/12964-6 - Avaliação técnico-econômica e ambiental de rotas bioquímicas-termoquímicas integradas para produção de biocombustíveis avançados de aviação (SAF), BP.TT; 23/12957-0 - Comparação dos impactos econômicos e ambientais dos produtos da pirólise destinados para a produção de biocombustíveis avançados e para o sequestro de carbono em solos agrícolas, BP.TT; 23/08012-0 - Efeitos do envelhecimento do biochar nas funções de mitigação das emissões de N2O e sequestro de carbono do solo, BP.TT; + mais bolsas vinculadas 21/02691-7 - Implicações da aplicação de biochar nas emissões N2O do solo e na produção de biomassa, BP.TT; 20/08227-8 - Desenvolvimento de interfaces de automação para integração de softwares de avaliação tecnológica de biocombustíveis e implementação de padrões CAPE-OPEN para incorporar modelos rigorosos desenvolvidos in-house em uma plataforma de simulação de processos, BP.TT; 20/01736-4 - Estudo da conversão de resíduos em bio-óleo por meio de pirólise rápida e do condicionamento do gás produzido pelo processo de gaseificação de biomassas, BP.TT - menos bolsas vinculadas
• Assunto(s): Pirólise Gaseificação Biocombustíveis Cana-de-açúcar Biomassa Lignocelulose
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Biocombustiveis Avancados | Cana Energia | Gaseificacao | Pirolise | Pre Tratamento

Resumo

Este projeto pretende explorar as sinergias entre a produção de biomassas, diversificação e aspectos logísticos da produção de biocombustíveis avançados (com foco em combustíveis de aviação), através de rotas de conversão termoquímicas e bioquímicas. A gaseificação do bagaço de cana, de outras biomassas e de frações intermediárias de alta densidade energética é uma rota tecnológica importante para a produção de biocombustíveis avançados através da síntese Fischer-Tropsch. A disponibilidade de biomassa em áreas esparsas e a grande dependência da escala para investimentos industriais pode tornar economicamente inviável esta via de produção. Para superar os problemas de escala associados à produção agrícola, transporte e plantas de conversão industriais, unidades descentralizadas de pirólise podem ser usadas para processar a biomassa a fim de produzir frações intermediárias ricas em energia. Como unidades de adensamento energético estas plantas tornariam possível a existência de centrais de gaseificação e upgrading de grande escala. Outra rota, baseada nos processos bioquímicos e dedicada à valorização de resíduos ricos em lignina através da integração com plantas termoquímicas, incluindo a produção de biocombustíveis avançados, também é considerada neste projeto. O projeto BioValue proposto pelo consórcio brasileiro está completamente alinhado com o consórcio parceiro europeu (BECOOL), se beneficiando das sinergias e complementaridades do know-how e das experiências do Brasil e da Europa a respeito da biomassa e da produção de biocombustíveis lignocelulósicos. Os objetivos da proposta BioValue são: (i) desenvolvimento de novos sistemas agrícolas, considerando a diversificação de culturas e resíduos lignocelulósicos para a produção de biocombustíveis avançados; (ii) logística e processos de conversão eficientes para as biomassas, incluindo as rotas bioquímicas e termoquímicas; (iii) avaliações integradas da sustentabilidade técnica, econômica, ambiental e social das cadeias de valor (AU)

Publicações científicas

(18)

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

DIAS DE SOUZA, NARIE RINKE; DUFT, DANIEL GARBELLINI; BERBERT BRUNO, KARINA MARIA; HENZLER, DANIELE DE SOUZA; JUNQUEIRA, TASSIA LOPES; CAVALETT, OTAVIO; DOURADO HERNANDES, THAYSE APARECIDA. Unraveling the potential of sugarcane electricity for climate change mitigation in Brazil. RESOURCES CONSERVATION AND RECYCLING, v. 175, DEC 2021. (16/50403-2)

GUIMARAES, HENRIQUE REAL; BRESSANIN, JESSICA MARCON; MOTTA, INGRID LOPES; CHAGAS, MATEUS FERREIRA; KLEIN, BRUNO COLLING; BONOMI, ANTONIO; MACIEL FILHO, RUBENS; WATANABE, MARCOS DJUN BARBOSA. Bottlenecks and potentials for the gasification of lignocellulosic biomasses and Fischer-Tropsch synthesis: A case study on the production of advanced liquid biofuels in Brazil. ENERGY CONVERSION AND MANAGEMENT, v. 245, OCT 1 2021. (16/50403-2)

BOSCHIERO, BEATRIZ NASTARO; QUASSI DE CASTRO, SERGIO GUSTAVO; QUINTELA DA ROCHA, ADOLPHO EMANUEL; JUNQUEIRA FRANCO, HENRIQUE COUTINHO; NUNES CARVALHO, JOAO LUIS; SORIANO, HUGO LYRA; DOS SANTOS, JORGE ALVES; BRESSIANI, JOSE ANTONIO; KOLLN, ORIEL TIAGO. Biomass Production and Nutrient Removal of Energy Cane Genotypes in Northeastern Brazil. CROP SCIENCE, v. 59, n. 1, p. 379-391, JAN-FEB 2019. (16/18853-8, 16/50403-2)

GOMES, GUSTAVO R.; DE JESUS, ESTER G.; JACINTHO, JAQUELINE C. C.; GARCIA, DIANA L. G.; ALENCAR, BARBARA R. A.; GABETTO, FERNANDA P.; GOMES, JOICE J.; CARVALHO, JOAO L. N.; STRAUSS, MATHIAS; DRIEMEIER, CARLOS. Peculiarities of bio-oil and biochar obtained from the lignin-rich residue of the enzymatic hydrolysis of sugarcane bagasse. RENEWABLE ENERGY, v. 241, p. 10-pg., 2025-01-09. (14/50884-5, 16/50403-2, 21/13455-2, 23/01468-8)

TENELLI, SARAH; BORDONAL, RICARDO OLIVEIRA; CHERUBIN, MAURICIO ROBERTO; CERRI, CARLOS EDUARDO PELLEGRINO; CARVALHO, JOAO LUIS NUNES. Multilocation changes in soil carbon stocks from sugarcane straw removal for bioenergy production in Brazil. Global Change Biology Bioenergy, v. 13, n. 7, p. 1099-1111, JUL 2021. (18/09845-7, 16/50403-2, 17/23978-7)

NOGUEIRA, GUILHERME PESSOA; PETRIELLI, GABRIEL PALMA; CHAGAS, MATEUS FERREIRA; HENZLER, DANIELE DE SOUZA; SAMPAIO, ISABELLE LOBO DE MESQUITA; BONOMI, ANTONIO MARIA; JUNQUEIRA, TASSIA LOPES; DE MORAIS, EDVALDO RODRIGO; HERNANDES, THAYSE APARECIDA DOURADO. Supplying the ethanol demand for 2030 in Brazil as a land-based climate change mitigation alternative: Implications on greenhouse gases emissions. Science of The Total Environment, v. 951, p. 10-pg., 2024-08-29. (16/50403-2)

SANTOS, LAYLA P.; PEREIRA, JOSE F. Q.; RAIMUNDO JR, IVO M.. A solid substrate based on clay minerals for sampling organic liquids in molecular LIBS analysis. Journal of Analytical Atomic Spectrometry, v. 39, n. 4, p. 7-pg., 2024-02-15. (16/50403-2, 14/50951-4)

GUIMARAES, HENRIQUE REAL; BRESSANIN, JESSICA MARCON; MOTTA, INGRID LOPES; CHAGAS, MATEUS FERREIRA; KLEIN, BRUNO COLLING; BONOMI, ANTONIO; MACIEL FILHO, RUBENS; WATANABE, MARCOS DJUN BARBOSA. Decentralization of sustainable aviation fuel production in Brazil through Biomass-to-Liquids routes: A techno-economic and environmental evaluation. ENERGY CONVERSION AND MANAGEMENT, v. 276, p. 14-pg., 2022-12-10. (16/50403-2)

BRESSANIN, JESSICA MARCON; GERALDO, VICTOR COELHO; MAGALHAES GOMES, FRANCISCO DE ASSIS; KLEIN, BRUNO COLLING; CHAGAS, MATEUS FERREIRA; BARBOSA WATANABE, MARCOS DJUN; BONOMI, ANTONIO; DE MORAIS, EDVALDO RODRIGO; CAVALETT, OTAVIO. Multiobjective optimization of economic and environmental performance of Fischer-Tropsch biofuels production integrated to sugarcane biorefineries. INDUSTRIAL CROPS AND PRODUCTS, v. 170, OCT 15 2021. (16/50403-2)

RADE, LETICIA L.; DA SILVA, MELQUE N. P.; VIEIRA, PLINIO S.; MILAN, NATALIA; DE SOUZA, CLAUDIA M.; DE MELO, RICARDO R.; KLEIN, BRUNO C.; BONOMI, ANTONIO; DE CASTRO, HEIZIR F.; MURAKAMI, MARIO T.; et al. A Novel Fungal Lipase With Methanol Tolerance and Preference for Macaw Palm Oil. FRONTIERS IN BIOENGINEERING AND BIOTECHNOLOGY, v. 8, MAY 6 2020. (19/08855-1, 16/50403-2, 15/26982-0, 18/04897-9, 18/10517-4)

ZEGADA-LIZARAZU, WALTER; CARVALHO, JOAO L. N.; PARENTI, ANDREA; TENELLI, SARAH; SASTRE, CARLOS MARTIN; CIRIA, PILAR; CHRISTOU, MYRSINI; EFTHYMIA, ALEXOPOULOU; BONOMI, ANTONIO; MONTI, ANDREA. The effects of integrated food and bioenergy cropping systems on crop yields, soil health, and biomass quality: The EU and Brazilian experience. Global Change Biology Bioenergy, v. 14, n. 5, p. 17-pg., 2022-03-09. (16/50403-2)

GABETTO, FERNANDA PALMEIRA; TENELLI, SARAH; NETTO-FERREIRA, JULIA BARRA; MARTINS JUNIOR, JOAQUIM; ALMEIDA, OCTAVIO AUGUSTO COSTA; COSENZA, MARCELA LAMAS; STRAUSS, MATHIAS; CARVALHO, JOAO LUIS NUNES. Biochar from crop residues mitigates N₂O emissions and increases carbon content in tropical soils. BIOFUELS BIOPRODUCTS & BIOREFINING-BIOFPR, v. N/A, p. 17-pg., 2025-02-02. (21/11995-0, 16/50403-2, 22/07665-7, 21/10573-4, 21/02691-7)

PETRIELLI, GABRIEL PALMA; NOGUEIRA, GUILHERME PESSOA; HENZLER, DANIELE DE SOUZA; DE SOUZA, NARIE RINKE DIAS; BRUNO, KARINA MARIA BERBERT; LUCIANO, ANA CLAUDIA DOS SANTOS; MAIRE, GUERRIC LE; HERNANDES, THAYSE APARECIDA DOURADO. Integrating carbon footprint to spatialized modeling: The mitigation potential of sugarcane ethanol production in the Brazilian Center-South. RESOURCES CONSERVATION AND RECYCLING, v. 189, p. 12-pg., 2023-02-01. (16/50403-2)

BOSCHIERO, BEATRIZ NASTARO; DE CASTRO, SERGIO GUSTAVO QUASSI; DA CRUZ, LARISSA PRADO; CARVALHO, JOAO LUIS NUNES; SILVA, SERGIO RICARDO; BRESSIANI, JOSE ANTONIO; KOLLN, ORIEL TIAGO. Biomass yield, nutrient removal, and chemical composition of energy cane genotypes in Southeast Brazil. INDUSTRIAL CROPS AND PRODUCTS, v. 191, p. 13-pg., 2023-01-01. (16/18853-8, 16/50403-2)

GABETTO, FERNANDA PALMEIRA; TENELLI, SARAH; NETTO-FERREIRA, JULIA BARRA; GONZAGA, LEANDRO CAROLINO; ISIDORIO, MARIA ANDRESA SANTOS; CARVALHO, JOAP LUIS NUNES. Exploring the potential of sugarcane straw biochar: Insights into N2O emissions and microbial functional genes. BIOMASS & BIOENERGY, v. 182, p. 11-pg., 2024-01-24. (16/50403-2, 22/07665-7, 21/02691-7, 21/11995-0)

MOTTA, INGRID LOPES; MARCHESAN, ANDRESSA NEVES; GUIMARAES, HENRIQUE REAL; CHAGAS, MATEUS FERREIRA; BONOMI, ANTONIO; MACIEL, MARIA REGINA WOLF; FILHO, RUBENS MACIEL. Fast pyrolysis simulation via kinetic approach and multivariate analysis to assess the effect of biomass properties on product yields, properties, and pyrolyzer performance. ENERGY CONVERSION AND MANAGEMENT, v. 296, p. 16-pg., 2023-09-22. (16/50403-2, 15/20630-4)

MOITINHO, MARA REGINA; PHILIPPOT, LAURENT; GONZAGA, LEANDRO CAROLINO; BRU, DAVID; CARVALHO, JOAO LUIS NUNES. Biochar addition reduces N2O emissions in fertilized soils under energy cane cultivation. AGRICULTURE ECOSYSTEMS & ENVIRONMENT, v. 359, p. 11-pg., 2024-01-01. (19/21817-1, 16/50403-2, 18/04992-1, 17/11523-5)

DEUBER, RAQUEL DE SOUZA; BRESSANIN, JESSICA MARCON; FERNANDES, DANIEL SANTOS; GUIMARAES, HENRIQUE REAL; CHAGAS, MATEUS FERREIRA; BONOMI, ANTONIO; FREGOLENTE, LEONARDO VASCONCELOS; WATANABE, MARCOS DJUN BARBOSA. Production of Sustainable Aviation Fuels from Lignocellulosic Residues in Brazil through Hydrothermal Liquefaction: Techno-Economic and Environmental Assessments. ENERGIES, v. 16, n. 6, p. 21-pg., 2023-03-01. (16/50403-2)