Avaliação comparativa do ciclo de vida do tratamento de palha de cana-de-açúcar por carbonização hidrotérmica (HTC)

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Faria, Caroline Conceição
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: ACV; carbonização hidrotérmica; emissões de GEE.; GHG emissions.; HTC; hydrothermal carbonization; LCA; palha de cana-de-açúcar; sugarcane straw
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/106/106133/tde-04042023-075401/

A carbonização hidrotérmica (HTC, na sigla em inglês) é um tratamento térmico realizado em meio reacional aquoso, em condição subcrítica, pressão autógena e que difere da pirólise, tratamento térmico mais comum, por ocorrer na presença de oxigênio. O produto sólido obtido do HTC é o hidrochar, material carbonáceo que pode substituir o carvão para geração de energia ou ser utilizado como fertilizante, comparável a terra preta de índio (BENTO et al., 2021). Por possibilitar o tratamento de materiais mesmo com alto teor de umidade, optou-se por avaliar o potencial de aplicação do HTC para o tratamento da palha da cana-de-açúcar, um resíduo abundante no Brasil, desde que se adotou a prática de colheita da cana crua. Estima-se que, apenas no estado de São Paulo, exista cerca de 50 milhões de toneladas de palha (em base seca) disponível para uso (CARDOSO; NEVES; CHAGAS, 2017). No entanto, poucas usinas utilizam da palha para a geração de energia e seu recolhimento deve ser feito de maneira a não prejudicar a qualidade do solo, uma vez que a palha é usada como cobertura vegetal e sua retirada excessiva pode causar perdas de carbono do solo, além de favorecer a compactação e lixiviação (CASTIONI et al., 2020). Neste contexto, avaliou-se o potencial de uso da palha de canade-açúcar para o processo de HTC e a aplicação do hidrochar como fertilizante (cenário 3) e como combustível junto ao bagaço (cenário 4), comparando-se estas duas opções com os usos atuais da palha como cobertura vegetal (cenário 1) e como combustível misturado ao bagaço (cenário 2). Avaliou-se, então, o impacto ambiental em emissões de GEE de cada cenário proposto por meio da ACV do berço ao portão. Adicionalmente, realizou-se uma avaliação comparativa dos cenários propostos (3 e 4) com os cenários de referência que produzem os mesmos benefícios. Assim, foi possível verificar que o uso do HTC para tratamento da palha é vantajoso se comparado aos cenários de referência apenas se for possível otimizar a razão biomassa:água do processo de HTC de modo a reduzir o consumo de energia e, consequentemente, as emissões de GEE. Além disso, verificou-se que, nas condições avaliadas a captura de carbono pela aplicação do hidrochar no solo não é suficiente para compensar as emissões do processo. Assim, recomenda-se a realização de estudos cradle-to-grave que possam avaliar de forma mais abrangente os impactos do hidrochar na cadeia da cana-de-açúcar e estudos de otimização do HTC.