Perspectivas para produção de bioenergia, captura e uso (Beccus) no setor sucroalcooleiro do Brasil
| Ano de defesa: | 2024 |
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| Tipo de documento: | Tese |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
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Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
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| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/105/105131/tde-25062025-094143/ |
Resumo: | Esta tese analisa o potencial de produção, captura e armazenamento ou utilização de carbono (BECCUS) no setor sucroalcooleiro brasileiro. O Brasil é o maior produtor mundial de cana-de-açúcar, para a produção de açúcar e etanol. O processo de produção é autossuficiente em energia devido ao bagaço que é produzido a partir do processamento da cana. A otimização energética na produção de açúcar e etanol pode gerar excedente de biomassa para produção de energia ou outros subprodutos como biometano ou etanol celulósico. Reduzir as emissões mundiais de carbono para limitar o aquecimento global é o grande desafio do século XXI. O aproveitamento destes resíduos e a captura do CO2 pode viabilizar as NETs (Negative Emissions Technologies, ou Tecnologias de Emissões Negativas), que vão além, tornando possível a remoção de CO2 da atmosfera, pela captura, armazenamento ou utilização. As tecnologias BECCUS aqui estudadas são consideradas mais promissoras e apresentam viabilidade comercial, como vêm sendo testadas. Os sistemas de bioenergia operacionais como no setor sucroalcooleiro têm grande vantagem, a qualidade do CO2 produzido que pode reduzir o custo de manuseio do produto para utilização no BECCUS. A captura de CO2 pode ocorrer durante vários processos em que a biomassa será consumida como fermentação, biodigestão e queima para produção de energia. Há ainda a vantagem de que este CO2 é carbono biogênico, sendo capturado no processo de fotossíntese no crescimento da cana-de-açúcar. A grande quantidade de biomassa produzida no Brasil, notadamente no setor sucroalcooleiro, pode viabilizar a utilização do CO2. Outro ponto a ser estudado é o aumento deste potencial pela exploração de resíduos celulósicos como a palha que normalmente fica no campo durante a colheita e a biomassa dissolvida em subprodutos como vinhaça e torta de filtro. A localização de áreas geologicamente aptas a absorver o CO2 no subsolo e a proximidade com centros industriais consumidores de CO2 também podem ser um fator decisivo na utilização das tecnologias de BECCUS para o setor sucroalcooleiro. Os processos de fermentação produzem um CO2 de alta qualidade e concentração que pode ser o ponto de partida para a implantação de projetos de BECCUS, enquanto se busca desenvolvimento tecnológico para viabilizar o custo de concentração de CO2 proveniente da queima da biomassa para produção de energia. |
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Perspectivas para produção de bioenergia, captura e uso (Beccus) no setor sucroalcooleiro do BrasilPerspectives on bioenergy production through carbon capture and utilization (Beccus) in the sugar and ethanol sector in BrazilBioelectricityBioeletricidadeCana-de-açúcarCaptura de CO2CO2 captureCO2 useEstocagemEtanolStockSugar caneUso de CO2Esta tese analisa o potencial de produção, captura e armazenamento ou utilização de carbono (BECCUS) no setor sucroalcooleiro brasileiro. O Brasil é o maior produtor mundial de cana-de-açúcar, para a produção de açúcar e etanol. O processo de produção é autossuficiente em energia devido ao bagaço que é produzido a partir do processamento da cana. A otimização energética na produção de açúcar e etanol pode gerar excedente de biomassa para produção de energia ou outros subprodutos como biometano ou etanol celulósico. Reduzir as emissões mundiais de carbono para limitar o aquecimento global é o grande desafio do século XXI. O aproveitamento destes resíduos e a captura do CO2 pode viabilizar as NETs (Negative Emissions Technologies, ou Tecnologias de Emissões Negativas), que vão além, tornando possível a remoção de CO2 da atmosfera, pela captura, armazenamento ou utilização. As tecnologias BECCUS aqui estudadas são consideradas mais promissoras e apresentam viabilidade comercial, como vêm sendo testadas. Os sistemas de bioenergia operacionais como no setor sucroalcooleiro têm grande vantagem, a qualidade do CO2 produzido que pode reduzir o custo de manuseio do produto para utilização no BECCUS. A captura de CO2 pode ocorrer durante vários processos em que a biomassa será consumida como fermentação, biodigestão e queima para produção de energia. Há ainda a vantagem de que este CO2 é carbono biogênico, sendo capturado no processo de fotossíntese no crescimento da cana-de-açúcar. A grande quantidade de biomassa produzida no Brasil, notadamente no setor sucroalcooleiro, pode viabilizar a utilização do CO2. Outro ponto a ser estudado é o aumento deste potencial pela exploração de resíduos celulósicos como a palha que normalmente fica no campo durante a colheita e a biomassa dissolvida em subprodutos como vinhaça e torta de filtro. A localização de áreas geologicamente aptas a absorver o CO2 no subsolo e a proximidade com centros industriais consumidores de CO2 também podem ser um fator decisivo na utilização das tecnologias de BECCUS para o setor sucroalcooleiro. Os processos de fermentação produzem um CO2 de alta qualidade e concentração que pode ser o ponto de partida para a implantação de projetos de BECCUS, enquanto se busca desenvolvimento tecnológico para viabilizar o custo de concentração de CO2 proveniente da queima da biomassa para produção de energia.This thesis analyzes the potential for production, carbon capture and storage or utilization (BECCUS) in the Brazilian sugar and alcohol sector. Brazil is the world\'s largest producer of sugarcane, to produce sugar and ethanol. The production process is self-sufficient in energy due to the bagasse that is produced from sugarcane processing to produce sugar and ethanol. Energy optimization in the production of sugar and ethanol can generate a surplus biomass for energy production or other by-products such as biomethane or cellulosic ethanol. Reducing the world\'s carbon emissions to limit global warming is the great challenge of the 21st century. The use of this waste and the capture of CO2 can create NETs (Negative Emissions Technologies), which go further, making it possible to remove CO2 from the atmosphere, by capture, storage, or use. The BECCUS technologies studied here are the most promising ones, and have the commercial feasibility being evaluated. Operational bioenergy systems, such as in the sugar and alcohol sector, have a great advantage in the quality of the CO2 produced, which can reduce the cost of managing the product for use in BECCUS. CO2 capture can occur during various processes where biomass will be consumed as fermentation, bio digestion, and burning for energy production. There is the additional advantage of CO2 being biogenic carbon, since it is captured in the photosynthesis process of growing sugarcane. The large amount of biomass produced in Brazil, especially in the sugar and alcohol sector, can enable the use of CO2. Another point to be studied is the increase of this potential by the exploitation of cellulosic residues such as straw that normally remains in the field during harvesting and biomass dissolved in by-products such as vinasse and filter cake. The location of areas geologically capable of absorbing CO2 in the subsoil and the proximity to CO2-consuming industrial centers can also be a decisive factor in the use of BECCUS technologies for the sugar and alcohol sector. The fermentation processes produce a CO2 of high quality and concentration that can be the starting point for the implementation of BECCUS projects, while technological development is sought to enable the cost of CO2 concentration from the burning of biomass for energy production.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPCoelho, Suani TeixeiraStuchi, Antonio Alberto2024-11-12info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/105/105131/tde-25062025-094143/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2025-06-26T14:25:02Zoai:teses.usp.br:tde-25062025-094143Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212025-06-26T14:25:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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