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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/34914| Título: | Scale-up de planta industrial de biogás frente análise técnica e econômica |
| Título(s) alternativo(s): | Technical and economic analysis of biogas industrial plant scale-up |
| Autor(es): | Souza, André Felipe |
| Orientador(es): | Rocha, Lucas Bonfim |
| Palavras-chave: | Biometano Transição energética Usinas de açúcar Biomethane Energy transition Sugar factories |
| Data do documento: | 28-Ago-2024 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Londrina |
| Citação: | SOUZA, André Felipe. Scale-up de planta industrial de biogás frente análise técnica e econômica. 2024. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Química) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Londrina, 2024. |
| Resumo: | O biogás, material sintetizado via degradação anaeróbia de resíduos orgânicos, mostra-se essencial para transição energética ao qual o mundo necessita passar devido à crítica dependência para com os combustíveis fósseis, em virtude de seus impactos ambientais e sua finitude. Neste sentido, este trabalho teve por objetivo avaliar técnica e economicamente um projeto de expansão de uma planta industrial de biogás operante anexa à uma usina sucroenergética, a qual sofrerá aumento de sua moagem, resultando na maior oferta de vinhaça e torta de filtro. Para tal, modelos matemáticos atrelados às operações unitárias envolvidas na cadeia produtiva de biogás foram trazidos de literaturas para posterior solução por meio do simulador SuperPro Designer v12.0, o qual não apresentou-se confiável para abordar o processo em questão. Como alternativa, este foi simulado em planilha eletrônica do Excel sob duas abordagens: a primeira referente à condição atual da planta e a segunda, à situação após aumento da oferta de matéria-prima. A simulação resultou no ganho produtivo de biogás e biometano, respectivamente, em cerca de 36% e 182%. No entanto, atrelados a estes ganhos, diversos equipamentos necessitam ser adquiridos, resultando em um CAPEX estimado em R$ 75,00 milhões, cuja viabilidade foi analisada frente à 3 diferentes taxas (2,00%, 10,50% e 13,25% a.a.) correspondentes aos valores extremos dos últimos 5 anos e o seu valor durante o desenvolvimento do presente estudo. Como resultado, constatou-se a viabilidade do investimento apenas para as duas menores taxas, muito impulsionado pelo alto valor do biometano orçado para a safra atual. No caso em que a avaliação econômica foi feita para o preço de fato praticado, apenas a viabilidade do cenário de menor taxa foi concretizada. |
| Abstract: | Biogas, a material synthesized through the anaerobic digestion of organic waste, is essential for the energy transition that the world needs to undergo due to its critical dependence on fossil fuels. With this in mind, the aim of this study was to technically and economically evaluate a project to expand an industrial biogas plant that is attached to a sugar-energy plant, which will undergo an increase in milling, resulting in a greater supply of vinasse and press mud. To this end, mathematical models linked to the unit operations involved in the biogas production chain were taken from the literature for subsequent solutions using the SuperPro Designer v12.0 simulator, which proved unreliable for dealing with the process in question. As an alternative, the process was simulated in an Excel spreadsheet using two approaches: the first referring to the current condition of the plant and the second to the situation after increasing the supply of raw materials. The simulation resulted in gains in biogas and biomethane production of around 36% and 182% respectively. However, in addition to these gains, various equipment need to be purchased, resulting in an estimated CAPEX of R$75.00 million, which feasibility was analyzed at 3 different rates (2.00%, 10.50% and 13.25% p.a.) corresponding to the extreme values of the last 5 years and their value during the course of this study. As a result, the investment was found to be viable only for the two lowest rates, largely driven by the high value of biomethane budgeted for the current harvest. In the case where the economic evaluation was made for the price actually realized, only the scenario with less rate brought viability to the project. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/34914 |
| Aparece nas coleções: | LD - Engenharia Química |
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