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Tipo: Dissertação
Título: Análise da viabilidade técnica e econômica da queima do biogás em uma usina sucroenergética
Autor: PEIXE, Vany Paulo 
Primeiro orientador: SILVA, Marcelo Bacci
Resumo: O compromisso de frear o aquecimento global foi estabelecido no Acordo de Paris em 2015. O Brasil e o setor sucroenergético brasileiro tem novamente a grande oportunidade de serem os protagonistas devido ao potencial de produção de etanol, considerado um dos melhores biocombustíveis do mundo. Apesar dos problemas recentes, o setor continua se aprimorando e desenvolvendo novas tecnologias, como a utilização da palha, o etanol de segunda geração (2G) e a biodigestão anaeróbia da vinhaça. Esta última ainda não é difundida, porém o atual desenvolvimento da tecnologia da biodigestão anaeróbia tem tornado este processo muito mais acessível. Este trabalho consiste então em uma avaliação técnica e econômica da aplicação das tecnologias mais atuais para biodigestão anaeróbia da vinhaça em uma usina no setor sucroenergético, diferenciando-se de outros estudos similares, por aproveitar o sistema existente de geração de energia, reduzindo assim o investimento inicial do projeto. O estudo foi realizado primeiramente calculando o potencial de produção de biogás utilizando os dados de produção da safra de 2017 de uma usina que processa em torno de 4 milhões de toneladas de cana por safra e produz em média 900 m³ de etanol por dia. A produção de vinhaça no período foi de 320 m³/h com carga orgânica de 40.000 mg DQO/l, alta devido a utilização do melaço no processo de produção do etanol. Foram utilizados biodigestores de circulação interna (IC) com eficiência de remoção de 67%. O resultado foi um volume médio de 3.688 Nm³/h de biogás, composto por 62% de CH4 e com Poder Calorífico Inferior (PCI) de 23.115 kJ/Nm³. O biogás queimado nos queimadores instalados em uma caldeira aquatubular existente, produziria uma energia elétrica extra de 6.459 kWh por meio de uma turbina de condensação também existente. O projeto mostrou-se economicamente viável, apresentando um Valor Presente Líquido (VPL) de R$16,67 milhões, Taxa Interna de Retorno (TIR) de 12,5% e o payback de 10 anos e 1 meses, considerando o preço da energia em R$ 234,92/MWh, uma Taxa Mínima de Atratividade (TMA) de 7% e a vida útil do projeto de 20 anos. A análise de sensibilidade avaliando o VPL do projeto considerando as flutuações de preços do mercado livre de energia (ACL), mostrou que há grandes riscos para o investidor nesta opção. Quando comparado a um projeto similar, queimando o biogás em motor de combustão interna, este projeto mostrou-se mais viável devido ao investimento inicial em torno de 30% menor.
Resumo: The commitment to curb global warming was set out in the Paris Agreement in 2015. Brazil and the Brazilian sugarcane industry once again have the great opportunity to be the protagonists due to the potential of ethanol production, considered one of the best biofuels in the world. Despite recent problems, this industry continues to improve and develop new technologies, such as the use of straw, second-generation ethanol and anaerobic digestion of vinasse. This last one is not yet widespread, but the current development of anaerobic digestion technology has made this process much more accessible This study consists of a technical and economical evaluation of the application of the most current technologies for anaerobic digestion of vinasse in a sugarcane mill, differing from other similar studies by the use of the existing power generation plant, reducing the initial investment of the project. First, the biogas production potential was calculated using the 2017 production data of a mill that crushes around 4 million tons of sugarcane a year and produces an average of 900 m³ of ethanol per day. The production of vinasse in the period was 320 m³ / h, with organic load of 40,000 mg COD/l, high, due to the use of molasses in the ethanol production process. Internal Circulation (IC) digesters with removal efficiency of 67% were used, resulting in an average volume of 3,688 Nm³/h of biogas, composed of 62% of CH4 and with a Low Heat Value (LHV) of 23,115 kJ/Nm³. The biogas burned in burners installed in an existing watertube boiler, would produce an extra electric power of 6,459 kWh by an existing steam turbine. The project proved to be economically feasible, with a NPV of R$ 16.67 million, IRR of 12,5% and payback of 10 years and 1 months, considering the energy price at R$ 234.92, a minimum rate of return of 7% and the project life cycle of 20 years. The sensitivity analysis assessing the NPV of the project using the free market price fluctuations showed that there are large risks for the investor in this option. Compared to a similar project, burning the biogas in a internal combustion engine, the studied project proved to be more feasible due to the initial investment around 30% lower.
Palavras-chave: Viabilidade Econômica.
Biogás.
Vinhaça.
Sucroenergético.
Economic Feasibility.
Biogas.
Vinasse.
Sugarcane Industry.
Área do CNPQ: Multidisciplinar
Idioma: por
País: Brasil
Editora / Evento / Instituição: Universidade Federal do Triângulo Mineiro
Sigla da instituição: UFTM
Departamento: Instituto de Ciências Tecnológicas e Exatas - ICTE::Programa de Mestrado Profissional em Inovação Tecnológica
Programa: Programa de Mestrado Profissional em Inovação Tecnológica
Citação: PEIXE, Vany Paulo. Análise da viabilidade técnica e econômica da queima do biogás em uma usina sucroenergética. 2018. 86f. Dissertação(Mestrado em Inovação Tecnológica) - Programa de Mestrado Profissional em Inovação Tecnológica, Universidade Federal do Triângulo Mineiro, Uberaba, 2018.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
Endereço da licença: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
Data do documento: 26-Feb-2018
Appears in Collections:Programa de Mestrado Profissional em Inovação Tecnológica

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