Avaliação técnico-econômica e ambiental das tecnologias de biorrefinaria

• Processo: 17/16106-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de dezembro de 2017
• Data de Término da vigência: 30 de novembro de 2018
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Química - Processos Industriais de Engenharia Química
• Pesquisador responsável: Rubens Maciel Filho
• Beneficiário: Pablo Andrés Silva Ortiz
• Supervisor: John Alexander Posada Duque
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia Química (FEQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Delft University of Technology (TU Delft), Holanda
• Vinculado à bolsa: 17/03091-8 - Avaliação técnico-econômica e ambiental das tecnologias de biorrefinaria, BP.PD
• Assunto(s): Desenvolvimento de produtos Biorrefinarias Desempenho ambiental Exergia Bioeconomia
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: bio-based economy | Biomass conversion systems | Biorefineries | Environmental performance | Exergy Analysis | Techno-economic assessment | Desenvolvimento de Processos e Produtos

Resumo

Esta proposta BEPE apresenta o plano de trabalho e os passos a serem desenvolvidos durante o estágio acadêmico na Universidade Técnica de Delft TU-DELFT entre 01 de novembro de 2017 a 31 de outubro de 2018, nos grupos de pesquisa de Biotecnologia e Sociedade (BTS)/Engenharia de Bioprocessos (BPE) da Faculdade de Ciências Aplicadas. O estágio de pesquisa no exterior visa contribuir no desenvolvimento de uma metodologia para realizar a comparação técnica, econômica e ambiental de rotas de conversão bioquímicas e termoquímicas integradas dentro de um contexto de biorrefinaria da cana-de-açúcar para os seguintes cenários: ROTA 1: Produção de etanol (1G) Destilaria autônoma otimizada; ROTA 2: Produção de etanol (2G), plataforma bioquímica; ROTA 3: Plataforma termoquímica. A primeira fase da metodologia está dada pela concepção e implementação de uma abordagem de avaliação de múltiplos critérios (energética, exergética, econômica e ambiental) de configurações sustentáveis de biorrefinaria. Posteriormente, a aplicação de ferramentas computacionais para sintetizar e melhorar a eficiência dos processos em busca da valorização dos resíduos da biorrefinaria da cana-de-açúcar focada na produção de bioetanol e geração de eletricidade. Na última fase, será realizada uma análise de sensibilidade para ponderar/validar a robustez das rotas e identificar possíveis melhorias das tecnologias sustentáveis mais promissoras em relação a múltiplos indicadores de desempenho para os três cenários. Neste contexto, as atividades a serem realizadas no BTS-BPE/TU-DELFT contribuirão significativamente para o desenvolvimento de etapas críticas inicialmente propostas no plano do projeto desta pesquisa de pós-doutorado, a saber, i). Comparação de rotas tecnológicas selecionadas ii). Avaliação de indicadores termodinâmicos iii). Desempenho econômico e ambiental, através de métricas de comparação como: Eficiência energética e exergética globais, despesas de capital (CAPEX) e despesas operacionais (OPEX), emissões globais de CO2 e índice equivalente de CO2 (base exergética). Deve ser destacado que esses grupos de pesquisa estão ligados ao "Projeto Internacional Horizontal (HIP): Dos interesses industriais às soluções sustentáveis baseadas na bioeconomia", sendo um projeto BE-Basic, que visa identificar oportunidades para a produção sustentável de combustíveis de aviação, combustíveis marinhos e outros químicos no contexto Brasileiro. Consequentemente, esta proposta de pesquisa será diretamente vinculada ao projeto HIP, o que representa uma vantagem competitiva para identificar oportunidades para processos de biorrefinaria, com o objetivo de apoiar a transição gradual para uma economia baseada em biocombustíveis no Brasil. (AU)

Publicações científicas

(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)

SILVA ORTIZ, PABLO A.; MACIEL FILHO, RUBENS; POSADA, JOHN. Mass and Heat Integration in Ethanol Production Mills for Enhanced Process Efficiency and Exergy-Based Renewability Performance. PROCESSES, v. 7, n. 10, OCT 2019. (17/03091-8, 17/16106-3)

ORTIZ, PABLO SILVA; MAIER, SIMON; DIETRICH, RALPH-UWE; PINTO MARIANO, ADRIANO; MACIEL FILHO, RUBENS; POSADA, JOHN. Comparative Techno-Economic and Exergetic Analysis of Circulating and Dual Bed Biomass Gasification Systems. FRONTIERS IN CHEMICAL ENGINEERING, v. 3, p. 12-pg., 2021-10-08. (17/03091-8, 17/16106-3, 15/20630-4)

ORTIZ, PABLO SILVA; FLOREZ-ORREGO, DANIEL; DE OLIVEIRA JUNIOR, JR., SILVIO; MACIEL FILHO, RUBENS; OSSEWEIJER, PATRICIA; POSADA, JOHN. Unit exergy cost and specific CO2 emissions of the electricity generation in the Netherlands. ENERGY, v. 208, OCT 1 2020. (17/03091-8, 15/20630-4, 17/16106-3)