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Dissertação de Mestrado
Documento
Autor
Nome completo
Simone Pereira de Souza
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Carlos, 2010
Orientador
Banca examinadora
Pacca, Sérgio Almeida (Presidente)
Ávila, Márcio Turra de
Ometto, Aldo Roberto
Título em português
Produção integrada de biocombustíveis: uma proposta para reduzir o uso de combustível fóssil no ciclo de vida do etanol de cana-de-açúcar
Palavras-chave em português
Avaliação do ciclo de vida
Biodiesel
Etanol
Produção integrada de biocombustíveis
Resumo em português
A cana-de-açúcar e o dendê estão entre as culturas de maior produtividade, 6 a 7,5 mil litros de etanol/ha.ano e 4 a 6 toneladas de óleo/ha.ano, respectivamente. A produção integrada de biocombustíveis derivados dessas culturas é uma alternativa atraente para melhorar o ciclo de vida através da redução no consumo de combustível fóssil e emissão de gases de efeito estufa (GEE), bem como no aumento da eficiência energética. Nesse sentido, o objetivo desta dissertação é comparar, por meio de indicadores ambientais, o sistema produtivo brasileiro de etanol de cana-de-açúcar com uma proposta de sistema integrado de produção desse álcool com biodiesel de dendê, sendo os indicadores avaliados sob o enfoque do ciclo de vida, segundo norma ISO 14.044/2006. Considerou-se a produção dessas culturas sob bioma de Cerrado, Cerradão e pastagem degradada. Para tanto, foram avaliados o balanço de energia, balanço de carbono e mudança no uso do solo. O sistema integrado inclui a substituição de 100% do diesel, utilizado nas etapas agrícolas do ciclo de vida, por biodiesel de dendê. Foram avaliados os indicadores para diferentes frações de cana-de-açúcar destinada à produção de açúcar, considerando, nesse caso, a produção de etanol via mel final. Os dados foram levantados através de observação direta extensiva por meio de questionários e a partir de dados secundários já publicados. Foram selecionadas três usinas sucroenergéticas no interior de São Paulo e uma unidade industrial de óleo de palma localizada no Pará. Os resultados demonstraram um aumento de 164% no balanço de energia no sistema integrado de produção, quando comparado ao sistema tradicional de etanol de cana-de-açúcar. Além disso, o sistema integrado apresentou 24% de redução nas emissões de GEE. Na avaliação dos indicadores para a produção de etanol via mel final, o balanço de energia foi até 59% e 162% superior nos cenários 1 e 2, respectivamente, os quais se diferenciam pelo tipo de caldeira utilizada. Para as emissões de GEE, a redução pode chegar a 91%. A mudança no uso do solo identificou que o tempo de reposição do carbono liberado com a substituição dos biomas de Cerrado, Cerradão e Pastagem Degradada será, em média, 5, 10 e -5 anos, respectivamente. Por fim, verificou-se que a produção integrada das culturas de cana-de-açúcar e palma de dendê, para a produção de biocombustíveis, apresentou melhorias no ciclo de vida do etanol de cana-de-açúcar sob os aspectos de balanço de energia, balanço de emissões de GEE e mudança no uso do solo.
Título em inglês
Biofuel integrated production: a proposal for a fossil fuel reduction in sugarcane ethanol life cycle
Palavras-chave em inglês
Biodiesel
Biofuels joint production system
Ethanol
Life cycle assessment
Resumo em inglês
Sugarcane and palm are amongst the crops with the highest yields, which can reach 6 to 7.5 thousand liters of ethanol per hectare year and 4 to 6 metric tons of oil per hectare year, respectively. A joint production of biofuels from these crops is an interesting alternative for life cycle assessment improvement through fossil fuel and greenhouse gas emissions reduction, besides energy efficiency gains. The objective of this work is comparing the Brazilian production system sugarcane ethanol with an integrated system proposal where the ethanol and palm biodiesel are produced together. This comparative study is based on a life cycle approach using the ISO 14.044/2006 and appropriate indicators. Production systems in Cerrado, Cerradão and grassland ecosystem were considered. The energy balance, carbon balance and land use change were evaluated. The integrated system includes a 100% substitution of biodiesel by diesel, which is used in life cycle agriculture stages. Distinct fractions of sugarcane used for sugar production were assessed. When all sugarcane is sent to sugar production, ethanol is produced by molasses. The data were collected by direct observation method by questionnaire and secondary sources. Three sugarcane mills situated in São Paulo state and a palm mill located in Para state were surveyed. Results showed a 164% increase in energy balance for the joint production system in comparison to the traditional system. Besides this, the joint production system demonstrated a 24% GHG emission reduction. For ethanol production by molasses, the energy balance was up to 59% and 162% higher in scenarios 1 and 2, respectively, which differ each other through of the boiler that was utilized. For GHG emission, the reduction can reach 91%. The land use change identify an average ecosystem carbon payback time for Cerrado, Cerradão and Degraded Grassland of 5, 10, and -5 years, respectively. In conclusion, the joint production system of sugarcane ethanol and palm biodiesel presents an improvement in energy balance, GHG emissions and land use change impacts in comparison to the traditional ethanol system.
 
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Data de Publicação
2010-09-17
 
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  • de Souza, Simone Pereira, et al. Greenhouse gas emissions and energy balance of palm oil biofuel [doi:10.1016/j.renene.2010.03.028]. Renewable Energy [online], 2010, vol. 35, p. 2552-2561.
  • Souza, Simone Pereira, de Ávila, Márcio Turra, and Pacca, Sérgio. Life cycle assessment of sugarcane ethanol and palm oil biodiesel joint production [doi:10.1016/j.biombioe.2012.04.018]. Biomass & Bioenergy [online], 2012, vol. 44, p. 70-79.
  • SOUZA, S. P., e PACCA, S. Avaliação do ciclo de vida da produção integrada de etanol de cana-de-açúcar e biodiesel de dendê. In 2º Congresso Brasileiro em Gestão de Ciclo de Vida em Produtos e Serviços, Florianópolis, 2010. 2o Congresso Brasileiro em Gestão de Ciclo de Vida de Produtos e Serviços ACV 2010., 2010. Dispon?vel em: http://www.ciclodevida.ufsc.br/congresso/images/acv-2010.pdf.
  • PACCA, S., e SOUZA, S. P. Aplicações de Ecoinovação no Setor Agrícola. In Ometto, A.R., Peres, R.B., e Saavedra, Y.M.B. Ecoinovação para a melhoria ambiental de produtos e serviços. Organizador. São Carlos : Diagrama Editorial, 2012{Volume}, p. 77-84.http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18139/tde-12082010-140053/
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