Avaliação do potencial do etanol e seus derivados para descarbonização dos setores Hard-to-Abate
| dc.contributor.advisor1 | Béttega, Vádila Giovana Guerra | |
| dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/0752059622240208 | por |
| dc.contributor.author | Alves, Beatriz Costa | |
| dc.date.accessioned | 2024-09-25T19:08:01Z | |
| dc.date.available | 2024-09-25T19:08:01Z | |
| dc.date.issued | 2024-09-09 | |
| dc.description.abstract | The contemporary global context reflects an imperative shift in the energy paradigm, as environmental, social, and economic issues converge toward the need for an increasingly sustainable and resilient approach. The transition to energy sources with lower environmental impact and the reduction of greenhouse gas emissions emerge as urgent imperatives, driving the search for renewable and low-carbon solutions. In this dynamic context, ethanol and its derivatives play a multifaceted and strategic role in the global energy transition. Beyond its direct contribution to carbon emission mitigation, ethanol is a key player in the production of various renewable products, promoting a significant shift in the chemical industry and other sectors dependent on fossil-based inputs. The scope of this study aimed to provide an in-depth and comprehensive analysis of the role of ethanol in this transforming landscape. From its integration into the global energy matrix, through the positive environmental impacts resulting from its adoption, to the strategic opportunities in the mobility and industrial sectors, the study sought to elucidate the challenges and potentials associated with the use of ethanol as a driver of a more sustainable economy. Several ethanol-derived products and processes were examined and discussed in detail, ranging from advanced biofuels for aviation and maritime transportation to the production of a wide range of renewable chemicals. The critical and evidence-based analysis of these products and processes was conducted not only from the perspective of technical and economic feasibility but also considering their potential for emission reductions across the entire production chain, as well as their ability to promote environmental sustainability. Discussions included the feasibility of biometanol, e-methanol, and ATJ (Alcohol-to-Jet) production pathways in the context of decarbonizing the chemical, aviation, and maritime sectors. The analysis revealed that the production of biometanol and e-methanol appears promising, showing flexibility and economic viability due to the growing demand for emission reduction solutions. The production of biometanol via biogas steam reforming was highlighted as a favorable approach, especially in Brazil, where sugarcane can be used to maximize circularity and energy efficiency, although operational and purification challenges need to be addressed. Additionally, the hydrogenation of CO2 to methanol was considered technically mature but faces significant economic barriers. The ATJ route stood out for its flexibility in using different alcohols, but it faces limitations in selectivity and efficiency, revealing the need for further research and development. The maritime sector analysis suggested that, although methanol holds potential, challenges related to energy density and production costs still need to be overcome. In conclusion, the study highlighted the relevance of ethanol and its derivatives as essential drivers in the transition to a more sustainable energy matrix. The study emphasized the need for collaborative efforts between governments, industry, and society to tackle decarbonization challenges, ensuring the maximization of opportunities associated with the use of biofuels. Chemical engineering plays a vital role in optimizing production processes and maximizing the environmental and economic benefits of this sugarcane energy ecosystem. Thus, the integration of technical-scientific knowledge with robust public policies is essential for ethanol to effectively contribute to a more renewable and sustainable energy future. | eng |
| dc.description.resumo | O contexto global contemporâneo reflete uma imperativa mudança no paradigma energético, uma vez que questões ambientais, sociais e econômicas convergem para a necessidade de uma abordagem cada vez mais sustentável e resiliente. A transição para fontes de energia de menor impacto ambiental e redução das emissões de gases de efeito estufa emergem como imperativos inadiáveis, impulsionando a busca por soluções renováveis e de baixo carbono. Nesse contexto dinâmico, o etanol e seus derivados desempenham um papel multifacetado e estratégico na transição energética global. Para além de sua contribuição direta na mitigação das emissões de carbono, o etanol figura como uma peça-chave na produção de diversos produtos renováveis, promovendo uma mudança significativa na indústria química e em outros setores que dependem de insumos de origem fóssil. O escopo do trabalho visou abordar uma análise profunda e abrangente do papel do etanol nesse panorama em transformação. Partindo da sua inserção na matriz energética mundial, passando pelos impactos ambientais positivos decorrentes de sua adoção, até as oportunidades estratégicas nos segmentos de mobilidade e indústria, o trabalho buscou elucidar os desafios e potenciais associados ao uso do etanol como vetor de uma economia mais sustentável. Foram examinados e discutidos em detalhes diversos produtos e processos derivados do etanol, abarcando desde biocombustíveis avançados para aviação e transporte marítimo, até a produção de uma vasta gama de químicos renováveis. A análise crítica e embasada desses produtos e processos foi conduzida não somente sob a ótica da viabilidade técnica e econômica, mas também considerando seu potencial de redução de emissões ao longo de toda a cadeia produtiva, bem como sua capacidade de promover a sustentabilidade ambiental. As discussões incluíram a viabilidade das rotas de produção de biometanol, e-metanol e ATJ (Álcool-para-Querosene) no contexto da descarbonização dos setores químico, de aviação e marítimo. A análise revelou que a produção de biometanol e e-metanol se mostra promissora, apresentando flexibilidade e viabilidade econômica devido à crescente demanda por soluções de redução de emissões. A produção de biometanol via reforma à vapor do biogás foi destacada como uma abordagem favorável, principalmente no Brasil, onde a cana-de-açúcar pode ser utilizada para maximizar a circularidade e a eficiência energética, embora desafios operacionais e de purificação precisem ser enfrentados. Adicionalmente, a hidrogenação de CO2 para metanol foi considerada tecnicamente madura, mas enfrenta barreiras econômicas significativas. A rota ATJ destacou-se pela flexibilidade na utilização de diferentes álcoois, mas enfrenta limitações na seletividade e na eficiência, revelando a necessidade de mais pesquisa e desenvolvimento. A análise do setor marítimo sugeriu que, embora o metanol tenha potencial, desafios relacionados à densidade energética e custos de produção ainda precisam ser superados. Em conclusão, o trabalho evidenciou a relevância do etanol e de seus derivados como vetores essenciais na transição para uma matriz energética mais sustentável. O estudo destacou a necessidade de um esforço colaborativo entre governos, indústria e sociedade para enfrentar os desafios da descarbonização, garantindo a maximização das oportunidades associadas ao uso de biocombustíveis. A engenharia química desempenha um papel vital na otimização dos processos de produção e na maximização dos benefícios ambientais e econômicos desse ecossistema sucroenergético. Assim, a integração de conhecimento técnico-científico com políticas públicas robustas é essencial para que o etanol possa efetivamente contribuir para um futuro energético mais renovável e sustentável. | por |
| dc.description.sponsorship | Não recebi financiamento | por |
| dc.identifier.citation | ALVES, Beatriz Costa. Avaliação do potencial do etanol e seus derivados para descarbonização dos setores Hard-to-Abate. 2024. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2024. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/20674. | por |
| dc.identifier.uri | https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/20674 | |
| dc.language.iso | por | por |
| dc.publisher | Universidade Federal de São Carlos | por |
| dc.publisher.address | Campus São Carlos | por |
| dc.publisher.course | Engenharia Química - EQ | por |
| dc.publisher.initials | UFSCar | por |
| dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil | * |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ | * |
| dc.subject | Descarbonização | por |
| dc.subject | Etanol | por |
| dc.subject | Hard-to-Abate | eng |
| dc.subject.cnpq | ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICA | por |
| dc.title | Avaliação do potencial do etanol e seus derivados para descarbonização dos setores Hard-to-Abate | por |
| dc.title.alternative | Assessment of the potential of ethanol and its derivatives for decarbonization of Hard-to-Abate sectors | eng |
| dc.type | TCC | por |
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