Avaliação do potencial de descarbonização da construção civil com Hidrogênio Verde: Uma análise técnica aplicada ao Maranhão

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2025
Autor(a) principal: SILVA, Marcia Delane lattes
Orientador(a): LIMA, José Renato de Oliveira lattes
Banca de defesa: LIMA, José Renato de Oliveira lattes, ARAÚJO NETO, Cláudio Luís de lattes, PAZ, Gilvan Moreira da lattes
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal do Maranhão
Programa de Pós-Graduação: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E TECNOLOGIA AMBIENTAL
Departamento: COORDENAÇÃO DO CURSO DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA/CCET
País: Brasil
Palavras-chave em Português:
Palavras-chave em Inglês:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: https://tedebc.ufma.br/jspui/handle/tede/6305
Resumo: This research aims to assess the potential application of green hydrogen (H2V) as a decarbonization strategy in the industrial segments of the construction sector, with a particular focus on the cement industry in the state of Maranhão, Brazil. The study is based on the recognition that the construction sector is among the largest emitters of greenhouse gases (GHG), and that low-emission technologies such as H2V can play a central role in the transition to a low-carbon economy. The investigation was conducted through a qualitative, exploratory, and descriptive approach, structured in two main phases: a literature review on the use of H2V in industrial processes and a case study applied to a cement plant located in São Luís – MA, which operates exclusively with the grinding of imported clinker. Data were collected through technical visits, interviews with the plant's engineering team, and analysis of operational documents, allowing for the quantification of CO2 emissions and the simulation of mitigation scenarios using H2V. The results show that, even in plants that do not perform local calcination, such as the one studied, the use of H2V can substantially reduce emissions, especially when replacing fossil sources in heat and electricity generation. The substitution of fossil- based electricity and calcination processes can reduce emissions from 975 kg to 590 kg of CO2 per ton of cement. With local clinker production and the use of renewable energy, this reduction can reach up to 91%. These findings position Maranhão as a strategic territory for new sustainable industrial arrangements, supported by its port infrastructure, renewable energy potential, and integration with low-carbon production chains. More than a punctual assessment, the case study is presented as a replicable prototype aligned with ESG principles. The analysis projects real competitive margins for H2V in the state, with cost estimates ranging from US$ 1.5 to 2.5/kg by 2030. It concludes that Maranhão holds strategic conditions such: port infrastructure, renewable energy availability, and favorable logistics, to become a hub for H2V production and application, contributing to the achievement of the Sustainable Development Goals (SDGs) and to economic valorization through carbon credits.
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The study is based on the recognition that the construction sector is among the largest emitters of greenhouse gases (GHG), and that low-emission technologies such as H2V can play a central role in the transition to a low-carbon economy. The investigation was conducted through a qualitative, exploratory, and descriptive approach, structured in two main phases: a literature review on the use of H2V in industrial processes and a case study applied to a cement plant located in São Luís – MA, which operates exclusively with the grinding of imported clinker. Data were collected through technical visits, interviews with the plant's engineering team, and analysis of operational documents, allowing for the quantification of CO2 emissions and the simulation of mitigation scenarios using H2V. The results show that, even in plants that do not perform local calcination, such as the one studied, the use of H2V can substantially reduce emissions, especially when replacing fossil sources in heat and electricity generation. The substitution of fossil- based electricity and calcination processes can reduce emissions from 975 kg to 590 kg of CO2 per ton of cement. With local clinker production and the use of renewable energy, this reduction can reach up to 91%. These findings position Maranhão as a strategic territory for new sustainable industrial arrangements, supported by its port infrastructure, renewable energy potential, and integration with low-carbon production chains. More than a punctual assessment, the case study is presented as a replicable prototype aligned with ESG principles. The analysis projects real competitive margins for H2V in the state, with cost estimates ranging from US$ 1.5 to 2.5/kg by 2030. It concludes that Maranhão holds strategic conditions such: port infrastructure, renewable energy availability, and favorable logistics, to become a hub for H2V production and application, contributing to the achievement of the Sustainable Development Goals (SDGs) and to economic valorization through carbon credits.A presente pesquisa tem como objetivo avaliar o potencial de aplicação do hidrogênio verde (H2V) como estratégia de descarbonização nos setores industriais da construção civil, com foco na indústria do cimento no Estado do Maranhão. A investigação parte do reconhecimento de que a construção civil é uma das principais emissoras de gases de efeito estufa (GEE), e que tecnologias de baixa emissão, como o H2V, podem desempenhar papel central na transição para uma economia de baixo carbono. Para tanto, a pesquisa foi conduzida com base em uma abordagem qualitativa, de caráter exploratório e descritivo, estruturada em duas etapas principais: revisão bibliográfica sobre o uso do H2V em processos industriais e estudo de caso aplicado a uma fábrica de cimento situada em São Luís – MA, que opera com moagem de clínquer importado. Os dados foram obtidos por meio de visitas técnicas, entrevistas com a equipe da planta e análise de documentos operacionais, possibilitando a quantificação das emissões de CO2 e a simulação de cenários de mitigação com o uso do H2V. Os resultados indicam que, mesmo em plantas que não realizam a calcinação localmente, como é o caso estudado, o uso do H2V pode reduzir substancialmente as emissões, especialmente a substituição da eletricidade de origem fóssil e do processo da calcinação pode reduzir as emissões de 975 kg para 590 kg de CO2 por tonelada de cimento. Com a produção local de clínquer e o uso de energia renovável, essa redução pode atingir 91%. Esses dados consolidam o Maranhão como território estratégico para novos arranjos produtivos sustentáveis, com infraestrutura portuária consolidada, disponibilidade de fontes renováveis e sinergia com cadeias produtivas de baixo carbono. Mais do que um estudo pontual, o estudo de caso desenvolvido configura-se como protótipo replicável, orientado pelos princípios de sustentabilidade ambiental, social e de governança (ESG). A análise projeta margens reais de competitividade para o H2V no Estado, com estimativas de custo entre US$ 1,5 e 2,5/kg até 2030. A análise conclui que o Maranhão apresenta condições estratégicas, como: infraestrutura portuária, potencial renovável e posição logística, para tornar-se um polo de produção e aplicação do H2V, contribuindo para a conformidade com os Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) e para a valorização econômica via créditos de carbono.Submitted by Jonathan Sousa de Almeida (jonathan.sousa@ufma.br) on 2025-07-01T11:07:06Z No. of bitstreams: 1 MARCIA_SILVA.pdf: 913477 bytes, checksum: de33544a4788027bd4f4d579e0613960 (MD5)Made available in DSpace on 2025-07-01T11:07:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MARCIA_SILVA.pdf: 913477 bytes, checksum: de33544a4788027bd4f4d579e0613960 (MD5) Previous issue date: 2025-05-29application/pdfporUniversidade Federal do MaranhãoPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E TECNOLOGIA AMBIENTALUFMABrasilCOORDENAÇÃO DO CURSO DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA/CCETHidrogênio verde;descarbonização;Construção civil;emissões de CO2;sustentabilidade.Green hydrogen;decarbonization;construction sector;CO2 emissions;sustainability.Qualidade do ArEngenharia CivilAvaliação do potencial de descarbonização da construção civil com Hidrogênio Verde: Uma análise técnica aplicada ao MaranhãoAssessment of the potential for decarbonization of civil construction with Green Hydrogen: A technical analysis applied to Maranhãoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFMAinstname:Universidade Federal do Maranhão (UFMA)instacron:UFMAORIGINALMARCIA_SILVA.pdfMARCIA_SILVA.pdfapplication/pdf913477http://tedebc.ufma.br:8080/bitstream/tede/6305/2/MARCIA_SILVA.pdfde33544a4788027bd4f4d579e0613960MD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-814http://tedebc.ufma.br:8080/bitstream/tede/6305/1/license.txt3ffbeadc0c5e44035e4ddbcba74fc496MD51tede/63052025-07-01 08:07:06.311oai:tede2:tede/6305TGljZW7Dp2EgVUZNQS4=Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://tedebc.ufma.br/jspui/PUBhttp://tedebc.ufma.br:8080/oai/requestrepositorio@ufma.br||repositorio@ufma.bropendoar:21312025-07-01T11:07:06Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFMA - Universidade Federal do Maranhão (UFMA)false
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