Aspectos técnicos, termoeconômicos e ecológicos da integração da produção de hidrogênio na cadeia produtiva de uma usina sucroalcooleira

• Ano de defesa: 2017
• Autor(a) principal: Martinelli, Valdisley José [UNESP]
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Hidrogênio; Termoeconomia; Reforma a vapor; Etanol; Usina sucroalcooleira
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/150905

Uma das grandes preocupações nos dias atuais é a obtenção de combustíveis renováveis e de aplicação economicamente viável e com práticas sustentáveis, causando o menor impacto ao ambiente. Uma opção que se enquadra nestes requisitos é a produção de hidrogênio através da reforma a vapor de etanol em usinas sucroalcooleiras, que compõe um importante setor da economia nacional e que a partir desta modificação passaria a produzir hidrogênio, além dos produtos tradicionais (açúcar, etanol, venda de excedente de eleletricidade) Este é o cenário do estudo deste trabalho, a incorporação da produção de hidrogênio pelo processo de reforma a vapor de etanol em uma usina sucroalcooleira. Primeiramente, é feita uma comparação através da análise termodinâmica (energética e exergética) entre a usina sucroalcooleira tradicional com a usina sucroalcooleira inovadora que além dos produtos tradicionais irá produzir hidrogênio. Em seguida é efetuada uma análise de engenharia econômica de modo a alocar os custos da incorporação do processo de reforma, além disso, visando determinar e quantificar as alterações nas emissões pela incorporação do novo processo, é realizada a análise ecológica do sistema. Finalmente é efetuada análise Termoeconômica (análise Funcional) da usina inovadora para determinar o custo termoeconômico da produção de hidrogênio, etanol e da venda do excedente de eletricidade. Na equação termoeconômica é incorporado o custo (crédito) da quantidade de dióxido de carbono que seria emitido caso a mesma quantidade de hidrogênio fosse produzida através do processo de reforma a vapor de gás natural, que é um combustível fóssil. É apresentada a comparação entre a receita anual da planta sem e com a produção de hidrogênio (6829,3 Nm3/h). Concluiu-se que o cenário 1é a melhor opção a ser adotada por apresentar o custo de manufatura exergética inferior ao do cenário 2. E a incorporação do processo de reforma a vapor de etanol à cadeia produtiva em uma usina sucroalcooleira agrega valor e é viável economicamente.