Carbon credits for solid biofuels in Latin America: a computational tool based on Circular Bioeconomy principles

dc.contributor.advisor-co1Matsuura, Marília Ieda da Silveira Folegatti
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4326376230054841
dc.contributor.advisor-co1orcidhttps://orcid.org/0000-0002-1473-0624
dc.contributor.advisor1Silva, Diogo Aparecido Lopes
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/1101747760784249
dc.contributor.advisor1orcidhttps://orcid.org/0000-0002-7514-7467
dc.contributor.authorFarrapo Junior, Antonio Carlos
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/9838737131099013
dc.contributor.authororcidhttps://orcid.org/0000-0002-9150-2959
dc.date.accessioned2025-05-29T15:57:51Z
dc.date.issued2025-04-30
dc.description.abstractThe accelerating global population growth and the burgeoning demand for products forecasted by 2030 necessitate a sustainable transformation in production and consumption patterns to avert ecological catastrophe. Recognizing this urgency, the United Nations (UN) Agenda 2030 emphasizes the need for a Bioeconomy paradigm shift, aiming to reconcile economic growth with environmental stewardship. Within this framework, Bioenergy emerges as a pivotal component, encompassing renewable energy derived from biological sources, notably solid biofuels like biomass pellets and briquettes. Latin America, endowed with abundant biomass resources, has experienced notable growth in solid biofuel production. However, the region continues to face a significant gap in methodological harmonization and policy recognition of these biofuels within carbon credit mechanisms. To address this gap, a life cycle-based methodological framework was developed to estimate the carbon intensity and decarbonization potential of solid biofuels. Inspired by Brazil’s RenovaBio program and its RenovaCalc calculator, a novel tool, namely BioCalc, was designed to quantify greenhouse gas emissions and simulate carbon credit generation for pellets and briquettes. This doctoral thesis is structured into six chapters, four of which are presented in the form of scientific articles. These chapters address global bioenergy policy analysis, comparative assessment of carbon allocation methodologies, evaluation of transportation-related emissions in export contexts, and the design and application of the BioCalc tool to estimate carbon intensity and decarbonization credit potential for solid biofuels. Modeling results demonstrate substantial variability in greenhouse gas emissions and credit generation depending on the methodological approach adopted. Estimated decarbonization potentials ranged from 3.1 to 6.2 million tCO₂e per year, with associated revenue potential between USD 35.8 million and USD 103.9 million annually, highlighting the financial significance of methodological transparency and harmonization. By combining policy analysis, life cycle modeling, and computational innovation, the work contributes a replicable and policy-relevant framework to support the quantification and market integration of solid biofuels. The outcomes provide strategic insights for incorporating pellets and briquettes into national decarbonization programs, such as RenovaBio and the Brazilian Emissions Trading System (SBCE), as well as into emerging mechanisms established under Article 6 of the Paris Agreement. More broadly, the findings underscore the crucial role of circular economy principles and methodological clarity in promoting sustainable energy transitions in Latin America and globally.eng
dc.description.resumoO crescimento populacional global e a demanda projetada por produtos até 2030 impõem a necessidade de uma transformação sustentável nos padrões de produção e consumo. A Agenda 2030 da Organização das Nações Unidas (ONU) destaca a Bioeconomia como paradigma essencial para alinhar crescimento econômico à sustentabilidade ambiental. Nesse contexto, a Bioenergia, especialmente proveniente de biocombustíveis sólidos como pellets e briquetes, assume papel estratégico. A América Latina, rica em biomassa, tem ampliado sua produção de biocombustíveis sólidos, embora ainda careça de reconhecimento regulatório e metodologias padronizadas nos mecanismos de créditos de carbono. Para enfrentar esse desafio, desenvolveu-se um arcabouço metodológico baseado em Avaliação do Ciclo de Vida (ACV) voltado à estimativa da intensidade de carbono e do potencial de descarbonização desses combustíveis. Inspirada no RenovaBio e na ferramenta RenovaCalc, foi criada a ferramenta BioCalc, destinada à quantificação de emissões e simulação de créditos de carbono para pellets e briquetes. A pesquisa está estruturada em seis capítulos, sendo quatro em formato de artigo científico, abrangendo políticas públicas para bioenergia, avaliação de metodologias de alocação, impactos do transporte em cadeias de exportação e a aplicação da BioCalc. Os resultados mostram variações significativas nas emissões de gases de efeito estufa e na geração de créditos conforme o método adotado. Os potenciais de descarbonização variaram entre 3,1 e 6,2 milhões de tCO₂e/ano, com receitas estimadas entre USD 35,8 milhões e USD 103,9 milhões/ano, evidenciando a relevância de metodologias transparentes e harmonizadas. Ao combinar análise de políticas públicas, modelagem de ciclo de vida e inovação computacional, a pesquisa oferece uma estrutura replicável e aplicável à inserção dos biocombustíveis sólidos em mercados regulados e voluntários de carbono. Os resultados fornecem subsídios estratégicos para sua inclusão em programas como o RenovaBio e o Sistema Brasileiro de Comércio de Emissões (SBCE), além de mecanismos previstos no Artigo 6 do Acordo de Paris, reforçando o papel da economia circular e da padronização metodológica nas transições energéticas sustentáveis.por
dc.description.sponsorshipConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)
dc.description.sponsorshipId401237/2022-2
dc.identifier.citationFARRAPO JUNIOR, Antonio Carlos. Carbon credits for solid biofuels in Latin America: a computational tool based on Circular Bioeconomy principles. 2025. Tese (Doutorado em Planejamento e Uso de Recursos Renováveis) – Universidade Federal de São Carlos, Sorocaba, 2025. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/22132.por
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.14289/22132
dc.language.isoeng
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlos
dc.publisher.addressCampus Sorocaba
dc.publisher.initialsUFSCar
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Planejamento e Uso de Recursos Renováveis - PPGPUR-So
dc.relation.urihttps://doi.org/10.3390/su15032339
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1016/j.spc.2024.01.022
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
dc.subjectAvaliação do ciclo de vidapor
dc.subjectGases de efeito estufapor
dc.subjectPolíticas de energia renovávelpor
dc.subjectMercado de carbono
dc.subjectBiomassa
dc.subjectLife cycle assessmenteng
dc.subjectGreenhouse gas emissionseng
dc.subjectRenewable energy policyeng
dc.subjectCarbon marketeng
dc.subjectBiomasseng
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA DE PRODUCAO
dc.subject.cnpqOUTROS
dc.titleCarbon credits for solid biofuels in Latin America: a computational tool based on Circular Bioeconomy principleseng
dc.title.alternativeCréditos de carbono para biocombustíveis sólidos na América Latina: uma ferramenta computacional baseada em princípios da Bioeconomia Circularpor
dc.title.alternativeCréditos de carbono para biocombustibles sólidos en América Latina: una herramienta computacional basada en principios de la Bioeconomía Circularesp
dc.typeTese

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