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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/39751| Título: | Estudo de viabilidade técnica e econômica de plantas de biogás: avaliação do bagaço in natura versus bagaço pré-tratado e comparação de cenários de suprimento energético |
| Título(s) alternativo(s): | Technical and economic feasibility study of biogas plants: evaluation of raw sugarcane bagasse versus pretreated bagasse and comparison of energy supply scenarios |
| Autor(es): | Dias, Caio Brito |
| Orientador(es): | Rocha, Lucas Bonfim |
| Palavras-chave: | Biometano Estudos de viabilidade Bagaço de cana Biomethane Feasibility studies Bagasse |
| Data do documento: | 27-Nov-2025 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Londrina |
| Citação: | DIAS, Caio Brito. Estudo de viabilidade técnica e econômica de plantas de biogás: avaliação do bagaço in natura versus bagaço pré-tratado e comparação de cenários de suprimento energético. 2025. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Química) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Londrina, 2025. |
| Resumo: | A produção de biogás a partir de resíduos sucroenergéticos, como vinhaça, torta de filtro e bagaço de cana‑de‑açúcar, configura uma alternativa relevante para diversificação da matriz energética e redução da queima de biomassa em caldeiras. Neste contexto, este trabalho teve por objetivo avaliar técnica e economicamente cinco cenários de produção de biometano em planta integrada a uma usina sucroenergética, comparando a codigestão com bagaço in natura e com bagaço pré‑tratado alcalinamente, bem como diferentes rotas de aproveitamento energético do biogás. A modelagem do processo foi realizada em planilha eletrônica, por meio de balanços de massa e energia, dimensionamento de biodigestores, estruturação de CAPEX, OPEX, receitas e indicadores econômicos, utilizando dados técnicos e econômicos internos da empresa parceira. A comparação entre os cenários de matéria‑prima mostrou que o uso de bagaço pré‑tratado permite operar com menor tempo de retenção hidráulica, maior carga orgânica e maior produção de biogás e biometano, elevando a TIR de aproximadamente 7,20% para 14,50%. Nos cenários variando o tipo de suprimento energético, baseados no bagaço pré‑tratado, avaliou‑se a cogeração com motogerador, o aquecimento a gás com compra de energia da rede e o aquecimento por resistência elétrica também com compra de energia da rede, onde as TIRs centrais foram da ordem de 15,60% para a cogeração com motogerador, 18,90% para o cenário com aquecimento a gás e 18,92% para a rota com aquecimento elétrico por resistência. Observa-se que o aquecimento elétrico apresenta a maior TIR, porém apenas de forma marginal, apenas 0,02 ponto percentual acima do aquecimento a gás, configurando-se como a alternativa economicamente mais atrativa, ainda que com vantagem pouco significativa. |
| Abstract: | The production of biogas from sugar-energy residues, such as vinasse, filter cake and sugarcane bagasse, is a relevant alternative for diversifying the energy matrix and reducing biomass burning in boilers. In this context, this study aimed to technically and economically assess five scenarios for biomethane production in a plant integrated with a sugar‑ethanol mill, comparing co‑digestion with raw bagasse and alkaline‑pretreated bagasse, as well as different routes for biogas energy use. The process was modeled in a spreadsheet using mass and energy balances, biodigester sizing, CAPEX and OPEX structuring, revenues and economic indicators, based on internal technical and economic data from the partner company. The comparison between raw‑material scenarios showed that the use of pretreated bagasse allows operation with a shorter hydraulic retention time, higher organic loading and higher biogas and biomethane production, increasing the IRR from approximately 7.20% to 14.50%. In the scenarios that vary the type of energy supply, all based on pretreated bagasse, cogeneration with a gas engine, gas heating with electricity purchased from the grid and electric‑resistance heating also with grid electricity were evaluated, with central IRR values of about 15.60% for cogeneration with the gas engine, 18.90% for the gas‑heating scenario and 18.92% for the electric‑resistance heating route. Electric heating shows the highest IRR, but only marginally, just 0.02 percentage points above gas heating, making it the most economically attractive alternative, albeit with a very small advantage. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/39751 |
| Aparece nas coleções: | LD - Engenharia Química |
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