Thayná Vitória Macedo Barbosa Vasconcellos
Produção de Hidrogênio a partir da vinhaça de etanol: Avaliação Técnico-Econômica e Ambiental de Rotas Integradas para Síntese de Metanol em Usinas Sucroenergéticas
Este trabalho tem como objetivo avaliar a viabilidade ambiental e econômica da produção de hidrogênio por meio da rota eletrolítica e da rota baseada no aproveitamento da vinhaça, e sua integração à síntese de metanol em usinas sucroenergéticas. O estudo fundamenta-se na necessidade de descarbonização e no aproveitamento circular dos resíduos e subprodutos já disponíveis no setor brasileiro de etanol, especialmente o dióxido de carbono biogênico. A metodologia baseia-se na aplicação de balanços de massa e energia em uma amostra de aproximadamente 370 usinas de etanol em operação no Brasil no ano-base de 2026. O trabalho propõe e compara dois cenários para a obtenção de hidrogênio renovável: o primeiro por meio da eletrólise da água, utilizando eletricidade excedente da usina; e o segundo por meio da digestão anaeróbia da vinhaça para produção de biogás, seguido da sua purificação em biometano e posterior reforma a vapor. O hidrogênio gerado em ambos os cenários e o CO₂ capturado são direcionados a um reator catalítico para a produção do metanol. A viabilidade da proposta é avaliada sob as perspectivas ambiental e técnico-econômica, por meio de uma Avaliação do Ciclo de Vida (ACV) do berço ao portão (cradle-to-gate), com foco na categoria de impacto de Mudanças Climáticas, e de uma avaliação técnico-econômica destinada a estimar os custos de investimento (CAPEX), operação (OPEX) e o custo nivelado do metanol (LCOMeOH) em diferentes escalas produtivas. Espera-se demonstrar o potencial da valorização da vinhaça como alternativa para a produção de hidrogênio, em comparação à rota eletrolítica, bem como avaliar a contribuição de ambas as rotas para a redução da intensidade de carbono da produção de metanol em relação às tecnologias convencionais baseadas em fontes fósseis, fornecendo subsídios ambientais e econômicos para a transição energética em biorrefinarias.
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