Orientadores: Joaquim Eugênio Abel Seabra, Ester van der Voet

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica

Resumo: O interesse na redução das emissões de gases de efeito estufa e a busca por segurança energética têm promovido o aumento da produção de biocombustíveis e investimentos em tecnologias de produção avançada. Partindo-se da hipótese de que estas tecnologias trariam benefícios para o perfil...

Resumo: O interesse na redução das emissões de gases de efeito estufa e a busca por segurança energética têm promovido o aumento da produção de biocombustíveis e investimentos em tecnologias de produção avançada. Partindo-se da hipótese de que estas tecnologias trariam benefícios para o perfil ambiental dos bicombustíveis, o objetivo deste trabalho foi avaliar, sob o ponto de vida ambiental, cenários prospectivos de produção de etanol no Brasil levando em conta a introdução das melhorias tecnológicas propostas para o setor sucro-energético (e.g., plantio direto e produção do etanol de segunda geração). Adicionalmente, uma comparação prospectiva do etanol de segunda geração produzido a partir de diferentes biomassas foi realizada para avaliar a competitividade do etanol produzido a partir dos resíduos da cana-de-açúcar. A técnica de avaliação do ciclo de vida (ACV) foi adotada, utilizando o método CML para a avaliação de impacto do ciclo de vida (AICV) e o método Monte Carlo para a análise de incertezas. As seguintes categorias de impacto ambiental foram consideradas: depleção de recursos abióticos (consumo de combustível fóssil), aquecimento global, toxicidade humana, ecotoxicidade (terrestre e aquática), oxidação fotoquímica, acidificação e eutrofização. Emissões associadas aos impactos diretos e indiretos da mudança do uso do solo não estão no escopo deste trabalho. Os resultados indicam que as melhorias propostas conferem benefícios ambientais ao etanol de cana no cenário prospectivo frente ao etanol de produção convencional. A prática de plantio direto da cana-de-açúcar contribuiria para a redução dos impactos ambientais ao longo do ciclo de vida do etanol. Considerando todas as melhorias, o uso do etanol de primeira geração traria benefício ambiental maior do que o de produção conjunta (primeira e segunda geração), com exceção das categorias de acidificação e eutrofização. Quando comparado à gasolina, o etanol tem menor impacto em depleção abiótica e aquecimento global, mas não nas outras categorias de impacto. A comparação com o etanol de outras biomassas indica que o etanol derivado da palha da cana tem menor impacto ambiental em todas as categorias de impacto analisadas. A partir desses resultados, conclui-se que a evolução tecnológica projetada para a produção de cana-de-açúcar conduziria à melhoria do perfil ambiental do etanol. A produção de etanol de segunda geração, no entanto, não apresentaria vantagem ambiental frente ao etanol de primeira geração (considerando xii os parâmetros utilizados). Mas esta conclusão é sensível principalmente ao nível da coprodução de eletricidade excedente e ao respectivo combustível deslocado

Abstract: The interest in greenhouse gas emission mitigation and enhancement of energy security has fostered the production of biofuels and investments in technologies for the production of advantaged biofuels. Assuming that such technologies could improve the environmental performance of biofuels,...

Abstract: The interest in greenhouse gas emission mitigation and enhancement of energy security has fostered the production of biofuels and investments in technologies for the production of advantaged biofuels. Assuming that such technologies could improve the environmental performance of biofuels, the goal of this work was to analyze, from an environmental perspective, the ethanol production in Brazil in prospective scenarios. Additionally, a prospective environmental comparison of the ethanol produced from sugarcane residues and from other feedstocks was also performed. The life cycle assessment (LCA) technique was employed using the CML method for the life cycle impact assessment (LCIA) and the Monte Carlo method for the uncertainty analysis. Abiotic depletion (fossil fuels), global warming, human toxicity, ecotoxicity (terrestrial and fresh water), photochemical oxidation, acidification and eutrophication were the environmental impacts categories analyzed. Results indicated that proposed improvements would lead to environmental benefits in the prospective scenarios compared to the current ethanol production. No tillage practice for sugarcane production has potential to contribute for the mitigation of environmental impacts. The projected first generation ethanol would lead to greater environmental benefits than the combined first and second generation ethanol, except for the impacts related to acidification and eutrophication. Compared to gasoline life cycle, sugarcane ethanol has less impact regarding abiotic depletion and global warming. The comparison among different feedstocks showed that ethanol from sugarcane bagasse would lead to less environment impacts. The results suggest that the projected technological evolution for sugarcane production can contribute for improving ethanol environmental performance. Second generation ethanol, on the other hand, would not lead to greater environmental benefits when compared to the projected first generation ethanol. This conclusion, however, is sensitive to the coproduction of electricity and the respective displaced fuel