Tesis
Desempenho exergético e emissões de gases de efeito estufa no uso do biocarvão no setor sucroenergético
Fecha
2020-04-22Registro en:
ARAÚJO JÚNIOR, Jair Dinoah de. Desempenho exergético e emissões de gases de efeito estufa no uso do biocarvão no setor sucroenergético. 2019. xviii, 161 f., il. Tese (Doutorado em Ciências Mecânicas)—Universidade de Brasília, Brasília, 2019.
Autor
Araújo Júnior, Jair Dinoah de
Institución
Resumen
A perda da qualidade da energia ao longo de um processo qualquer pode ser avaliada pela grandeza termodinâmica relacionada ao desempenho entrópico, a exergia, definida como o trabalho máximo que pode ser obtido de um sistema desde seu estado inicial até atingir o estado final, caracterizado pelo equilíbrio termodinâmico com o ambiente. Após nortear melhorias em equipamentos e processos pós crise do petróleo da década de 70, hoje consolidada nestes termos a exergia tem demonstrado ser também um indicador ambiental, ao quantificar o uso de recursos, renováveis ou não, em processos quaisquer. Ao tratar fluxos de massa e de energia com a mesma unidade de energia, que é a exergia Joules, esta grandeza possui vantagens em relação a outros indicadores de desempenho ambiental, porém relacioná-la com a tradicional metologia da ACV (Avaliação do Ciclo de Vida) mesmo que somente no indicador referente às emissões de gases de efeito estufa (GEE) não é tão simples. Trabalhando com três tipos de exergia em dois cenários, o primeiro, de referência, sem uso do biocarvão e o segundo ao retornar este produto ao solo agrícola, trouxe para à exergia CEENE (Cumulative Exergy Extraction from the Natural Environment) os seguintes resultados: a) com o uso do biocarvão houve um aumento na produtividade da cana-de-açúcar em 10% e b) redução das emissões de óxido nitroso em 27%. Essas mudanças resultaram em alterações entre os cenários 1 e 2, reduzindo a exergia destruída (CEENE) de 390 para 355 MJ/MJ de etanol (9,0%) e uma diminuiçãodas emissões de GEE de 11,8 para 11,0 g de CO2 equivalente / MJ etanol (6,8%). A análise de sensibilidade, além de trazer uma equação que relaciona a exergia com as emissões, mostrou a produtividade ser bastante sensível, onde a exergia mostrou uma sensibilidade de -0,49, e as emissões totais este valor é ligeiramente inferior, -0,41. Especificamente para as emissões de N2O no solo, a sensibilidade da exergia foi quase nula e referente às emissões foi de 0,077. Seja com o uso da eficiência exergética CEENE ou Breeding, usando estes mesmos indicadores, houve resultados equivalentes, porém, por abranger de maneira mais sensível demais indicadores, a exergia Breeding é vista como a mais adequada para quantificar emissões bem como a razão exergia-emissões na bioenergia.