Biopetróleo a partir da biomassa de microalgas via liquefação hidrotermal: uma avaliação energética e ambiental

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Cunha, Lorena
• Orientador(a): Lobato, Ana Katerine de Carvalho Lima
• Banca de defesa: Lobato, Ana Katerine de Carvalho Lima , Oliveira, Olivia Maria Cordeiro de , Cardoso, Lucas Guimarães , Moreira, Ícaro Thiago Andrade , Medeiros, Diego Lima
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal da Bahia
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Quimica (PPEQ)
• Departamento: EDUFBA
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Ciclo de vida - Avaliação; Microalgas -Biomassa; Biopetróleo; Energia - Demanda; Pegada de carbono
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICA
• Link de acesso: https://repositorio.ufba.br/handle/ri/38236

A transição para uma matriz energética mais sustentável e com menor impacto é um objetivo global, e as bioenergias desempenham um papel significativo nessa transição. Encontrar oportunidades de melhorias na produção e consumo de recursos energéticos apoia o aumento da eficiência de energia e diminui o seu impacto no ambiente. Este estudo realizou a Avaliação de Ciclo de Vida (ACV) para identificar a demanda energética e a pegada de carbono na produção de biopetróleo por liquefação hidrotermal (LHT). Foram consideradas as espécies Scenedesmus acutus (SC),Chlorella vulgaris (CV) e Nannochloropsis granulata (NG) para a comparação de três cenários de produção da biomassa de microalgas: alto teor de proteína (HP), alto teor de carboidrato (HC) e alto teor lipídico (HL). O fluxo de referência foi 1 kg de biomassa de microalgas em sólidos totais processados em LHT. O banco de dados ecoinvent™ 3.6 e métodos de avaliação para demanda de energia acumulada (CED) em megajoules (MJ) e potencial de aqueciemento global (IPCC-2021 – GWP de 100 anos) em quilogramas de dióxido de carbono equivalente (kg CO2eq ) foram usados no openLCA® 1.11.0. O cenário mais favorável foi o NG-HL, que apresentou a menor demanda de energia e pegada de carbono,19,1 MJ kg−1 e 0,85 kg CO2eq /kg de biopetróleo, respectivamente. O NG-HL alcançou o maior rendimento de biopetróleo 68%m/m com 42,1 MJ kg−1 PCS. Além disso, foram desenvolvidas duas análises de sensibilidade, a primeira para avaliar o efeito do tempo antes da colheita da biomassa de microalgas e uma segunda que visou compreender a influência da demanda de calor no LHT. O retorno sobre o investimento em energia (EROI) variou de 0,8 a 2,4 MJ MJ−1CED nos cenários avaliados. O tempo de colheita tardia considerada na análise de sensibilidade aumentou a demanda de energia em 84% e a pegada de carbono em 70% em NG-HL. Além disso, a demanda de calor no LHT ´e um parâmetro chave no desempenho energético e ambiental do biopetróleo, que variou de -19–30% na análise de sensibilidade das categorias avaliadas ao mudar de 5,9 MJ kg−1 em LHT para 3–10 MJ kg−1. Foi identificado que a biomassa de microalgas para produção de bioeptróleo com a utilização fonte de calor residual pode reduzir a demanda de energia e a pegada de carbono. A abordagem proposta neste estudo apoia a tomada de decisão na LHT com base na composição da biomassa, tempo de cultivo antes da colheita e demanda de calor na LHT para reduzir a demanda de energia e a pegada de carbono de bioprodutos de microalgas. Devido `a necessidade de otimização de parâmetros técnicos, como a eficiciência da produção e custos operacionais, a implementação na cadeia de abastecimento de biopetróleo a partir de microalgas enfrenta desafios em escala comercial, que reflete a necessidade de estudos posteriores.