Estudo de viabilidade econômica de geração de hidrogênio a partir da reforma do biogás de co-digestão de resíduos sólidos urbanos e lodo de estação de tratamento de efluentes para o estado de Minas Gerais

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: CRISPIM, Adriele Maria de Cássia
• Orientador(a): BARROS, Regina Mambeli
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Itajubá
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação: Mestrado - Meio Ambiente e Recursos Hídricos
• Departamento: IRN - Instituto de Recursos Naturais
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Energias renováveis; Biometano; Hidrogênio; matriz energética; Viabilidade econômica
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITÁRIA::RECURSOS HÍDRICOS
• Link de acesso: https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/3944

A obtenção do H2 a partir de processos com baixa emissão de dióxido de carbono (CO2) tem sido de grande interesse para reduzir impactos ambientais. O uso do biogás na substituição de fontes fósseis como o gás natural tem sido uma alternativa promissora para a produção limpa do hidrogênio (H2), o qual pode ser utilizado nos setores de energia e industriais. O objetivo desse estudo é avaliar a viabilidade econômica do aproveitamento do H2 gerado através do biogás, para 28 consórcios de aterros sanitários (ASs) do estado de Minas Gerais. Dois processos foram analisados: a reforma do metano a vapor (RMV) e a reforma via pirólise por meio de uma análise econômica, utilizando os métodos do valor presente líquido (VPL), custo nivelado de hidrogênio (LCOH) e taxa interna de retorno (TIR). Estimou-se o potencial de produção de biogás dos ASs, bem como seu respectivo potencial de hidrogênio. Os custos de instalação (CAPEX), operação e manutenção (OPEX) foram estimados para os processos de purificação do biogás e obtenção de H2. O preço de venda do H2 como combustível foi estimado para cada consórcio. A capacidade de obtenção de amônia a partir do H2 foi determinada, bem como o custo nivelado da amônia (LCOA). A capacidade instalada dos consórcios analisados variou de 12.738,08 a 1.716.651,77 kg H2/ano. O LCOH variou de 9,44 R$/kg a 1.255,83 R$/kg. Comparando os três cenários, a RMV sem captura do CO2 é o que obteve os melhores resultado econômicos, contudo, esse cenário obteve o potencial de emissão de CO2. A novidade deste estudo implica em utilizar o biogás para obter H2, e comparar a RMV com a Pirólise. O CIDES foi o consórcio que obteve os melhores resultados econômicos. Processos de reforma do CH4 em H2 com zero emissão de CO2 foram os quais obteve os maiores valores do LCOH, o que o torna pouco competitivo com as fontes fósseis, e pode inviabilizar o projeto. Há a necessidade políticas públicas para o incentivar a produção e uso do H2 a partir do biogás.