Avaliação da produção de biodiesel de algas- análise exergética, exergoeconômica e exergoambiental

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Barbosa, Diego dos Santos
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFRN
Texto Completo: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/57152
Resumo: Os impactos ambientais causados por combustíveis fósseis como mudanças climáticas, efeito estufa, chuva ácida e outros, incentivam a busca por combustíveis alternativos. O biodiesel de algas é uma alternativa renovável ao diesel convencional. As algas capturam gás carbônico durante sua produção e além da vantagem de não competir com o uso de terras. No presente trabalho uma planta de produção de biodiesel de algas foi analisada do ponto de vista exergético, exergoeconômico e exergoambiental. A metodologia SPECO (Specific Exergy Costing - Custo Específico da Exergia) foi utilizada para definir produtos e combustíveis. O custo do biodiesel de algas e da glicerina produzidos foram 459,42 $/ton e 331,84 $/ton, respectivamente. Uma análise de ciclo de vida (ACV) foi desenvolvida e aplicando-se o método Ecoindicador 99, verificou-se que o impacto ambiental do biodiesel produzido foi de 182,55 mPt/kg, enquanto o da glicerina foi de 133,84 mPt/kg. O fotobiorreator (PBR) apresentou pior eficiência exergética (11,46%) e maior destruição de exergia (2.123,66 GJ) dentre todos os equipamentos da planta. Além disso o PBR apresentou as maiores diferenças relativa de custos (6.706,06%) e de impactos ambientais (859,62%). O menor fator exergoeconômico foi obtido no misturador #1 (0,18%). Os fatores exergoambientais dos equipamentos em geral foram baixos, indicando que a destruição de exergia é fator dominante nos impactos ambientais da planta. As análises exergéticas, exergoeconômicas e exergoambientais mostram que existe margem para a otimização da planta de modo a minimizar os custos e impactos ambientais do sistema. Desse modo, o biodiesel produzido apresentaria menores custos e impactos ambientais. Outros custos diretos e indiretos devem ser futuramente considerados.
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As algas capturam gás carbônico durante sua produção e além da vantagem de não competir com o uso de terras. No presente trabalho uma planta de produção de biodiesel de algas foi analisada do ponto de vista exergético, exergoeconômico e exergoambiental. A metodologia SPECO (Specific Exergy Costing - Custo Específico da Exergia) foi utilizada para definir produtos e combustíveis. O custo do biodiesel de algas e da glicerina produzidos foram 459,42 $/ton e 331,84 $/ton, respectivamente. Uma análise de ciclo de vida (ACV) foi desenvolvida e aplicando-se o método Ecoindicador 99, verificou-se que o impacto ambiental do biodiesel produzido foi de 182,55 mPt/kg, enquanto o da glicerina foi de 133,84 mPt/kg. O fotobiorreator (PBR) apresentou pior eficiência exergética (11,46%) e maior destruição de exergia (2.123,66 GJ) dentre todos os equipamentos da planta. Além disso o PBR apresentou as maiores diferenças relativa de custos (6.706,06%) e de impactos ambientais (859,62%). O menor fator exergoeconômico foi obtido no misturador #1 (0,18%). Os fatores exergoambientais dos equipamentos em geral foram baixos, indicando que a destruição de exergia é fator dominante nos impactos ambientais da planta. As análises exergéticas, exergoeconômicas e exergoambientais mostram que existe margem para a otimização da planta de modo a minimizar os custos e impactos ambientais do sistema. Desse modo, o biodiesel produzido apresentaria menores custos e impactos ambientais. Outros custos diretos e indiretos devem ser futuramente considerados.Due to the environmental impacts caused by fossil fuels, such as air pollution, contributing to climate changes, among others, alternatives to these fuels are needed. Algae biodiesel is a renewable alternative to diesel. Algae promote carbon dioxide capture during production, reproduce quickly and do not compete for land use, indicating that the fuel produced by raw material is environmentally advantageous. In the present work, an algal biodiesel production plant was analyzed from an exergetic, exergoeconomic and exergoenvironmental point of view. The Specific Exergy Costing (SPECO) methodology was utilized to define fuel and products. The cost of biodiesel and glicerin produced was 459.42 $/ton and 331.84 $/ton, respectively. A life cycle analysis (LCA) was developed by applying the eco-indicator 99 method, it was calculated that the environmental impact of biodiesel produced was 182.55 mPt/kg, and the glycerin was 133.84 mPt/kg. The PBR showed the worst exergetic of exergetic efficiency (11.46%) and the highest exergy destruction (2,123.66 GJ). In addition to it, the PBR presented the greatest relative difference in cost (6,706.06%) and environmental impacts (859.62%). The lowest exergoeconomic factor was obtained in mixer #1 (0.18%). The exergoenvironmental factors of the equipment in general were low, indicating that exergy destruction is the dominant factor in the environmental impacts of the plant. The exergetic, exergoeconomic and exergoenvironmental analyses show that there is scope for optimizing the plant in order to minimize its costs and environmental impacts. Thus, the biodiesel produced would have lower cost and environmental impacts. It could turn more viable the production of a fuel, which is accessible, renewable, cleaner than diesel and it could help in climate changing fight.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPqUniversidade Federal do Rio Grande do NortePROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECÂNICAUFRNBrasilCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICABiodieselMetodologia SPECOCustosAlgasCarga ambientalAvaliação da produção de biodiesel de algas- análise exergética, exergoeconômica e exergoambientalEvaluation of algae biodiesel production- exergy, exergoeconomic and exergoenvironmental analysisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFRNinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)instacron:UFRNORIGINALAvaliacaoproducaobiodiesel_Barbosa_2023.pdfapplication/pdf2375510https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/57152/1/Avaliacaoproducaobiodiesel_Barbosa_2023.pdf7182feda5a5f68dbf168a8450726d98aMD51123456789/571522024-01-03 16:56:30.502oai:https://repositorio.ufrn.br:123456789/57152Repositório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.ufrn.br/oai/opendoar:2024-01-03T19:56:30Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)false
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