Orientador: Prof. Dr. Reynaldo Palacios Bereche / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Energia, 2016. / No Brasil o setor de saneamento ainda apresenta um déficit significativo no tratamento de resíduos e esgotos. Segundo Associação Brasileira de Empresas de Limpeza Pública e Resíduos Especiais, no ano 2014 foram coletados no Brasil uma quantidade de 195.233 t/dia de resíduos, representando uma geração per capita de 1,062 kg/habitante/dia. Deste total, apenas 58,4% tem destinação adequada, sendo depositado em aterros sanitários, estes números tornam a gestão dos resíduos um problema nacional. Dentre as rotas tecnológicas para o aproveitamento a gaseificação de resíduos, que possibilita a produção de um gás combustível ou gás de síntese, se apresenta como uma tecnologia com múltiplas vantagens. Entretanto, a avaliação do seu potencial energético e econômico é dificultado pela experiência operacional limitada e dados disponíveis incompletos. Assim, a presente proposta teve como objetivo realizar um estudo da geração de energia elétrica a partir de resíduos sólidos urbanos (RSU) aplicado à cidade de Santo André, Brasil utilizando três tecnologias que desenvolveram o processo de gaseificação de resíduos e que vem operado comercialmente há alguns anos, e que apresentam informação que esta disponível ao público. Estas tecnologias são TPS Termiska Processer AB, Carbogas e Energos. Foram avaliados aspectos específicos de cada tecnologia como: tipo de reator e caraterísticas do combustível, para determinar a linha de produção de CDR (combustível derivado de resíduos) aplicada para cada tecnologia. Assim como os sistemas de limpeza do gás de síntese. A avaliação energética das tecnologias foi realizada utilizando como sistemas de aproveitamento energético, para a produção de energia elétrica, motores de combustão interna e ciclo Rankine simples. A tecnologia que apresentou melhores resultados na análise energética foi a tecnologia Carbogas, atingindo eficiências de 30 % com a configuração usando motores de combustão interna e 25,5 % com a configuração usando ciclo Rankine simples. Foi desenvolvida uma análise econômica baseada na informação disponível, os resultados mostraram que a tecnologia Carbogas obteve custos de produção do MWh menores. Deste modo, os valores atingidos foram de 222,9 (R$/MWh) com a configuração usando motores de combustão interna e 244,7 (R$/MWh) com a configuração usando ciclo Rankine simples. / The sanitation sector in Brazil has a significant deficit in the treatment of waste and sewage. According to Brazilian Association of public cleaning and special waste companies, in 2014 were collected 195.233 t/day of waste in Brazil, representing a per capita generation of 1,062 kg/habit/day. Only 58,4 % of this total has proper disposal, being deposited in landfills, these figures make the waste management a national problem. Among the technological routes for the use of MSW, gasification of waste to produce electricity, presentan interesting technology with numerous advantages. However, evaluation of his energy and economic potential is hampered by the limited operational experience and incomplete available data. Thus, this proposal aims to conduct a study of electricity generation frommunicipal solid waste (MSW) in Santo André, Brasil using three technologies which presented waste gasification process and have operated commercially for a few years, and some data are available. These technologies are TPS Termiska Processer AB, Carbogas and Energos. Were evaluated specific aspects of each technology as: type of reactor and fuel characteristics, to determine the RDF (Refuse Derived Fuel) production line applied for each technology. As synthesis gas cleaning system. Energy analysis was performed using as energy recovery systems, for the production of electricity, an internal combustion engine and the simple Rankine cycle. Who present better results in energy analysis was Carbogas technology, achieving efficiencies of 30 % with setting using internal combustion engines and 25,5 % with setting using simple Rankine cycle. An economic analysis was developed based on the information available, results showed that Carbogas technology got smaller MWh production cost. Thus, achieved values were 222.9 (R$/MWh) with setting using internal combustion engines and 244.7 (R$/MWh) with setting using simple Rankine cycle.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:27:17Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:59:15Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

La gazéification de la biomasse permet d’obtenir un gaz de synthèse riche en CO et H2 utilisable pour la production d’électricité, de biocarburants ou de composés chimiques. Ce procédé permet de palier à l’épuisement des ressources fossiles. L’utilisation de boues d’épuration comme ressources de biomasse assurerait à ce type de déchets organiques une valorisation énergétique. Cependant, les boues contiennent une forte charge minérale (entre 30 et 50% massique). Cette fraction est composée d’une vingtaine d’oxyde notamment la silice, la chaux et l’oxyde de phosphore, P2O5 (plus de 15%).Les boues sont des systèmes complexes très peu étudiés jusqu'à présent. Il est donc nécessaire de connaitre le comportement en température des inorganiques afin de mesurer leur impact lors du processus de gazéification et de se prémunir contre les risques de corrosion et de pollution du gaz liés à leur présence. - Dans un premier temps, les températures de liquidus de deux fractions minérales de boues ont été déterminées. Il s’avère que celles-ci, comprises entre 1257°C et 1358°C, sont dans la plage opératoire d’un gazéifieur à lit entrainé. De plus, une étude menée sur le binaire SiO2-P2O5 a permis d’améliorer les bases de données thermodynamiques. - Dans un second temps, les études thermodynamiques et cinétiques de volatilisation du phosphore ont mis en évidence le faible relâchement en température du phosphore grâce à la formation de phases réfractaires associant l’oxyde de phosphore et la chaux tel que Ca3(PO4)2 et Ca9Fe(PO4)7. La volatilité des inorganiques des boues est inférieure à 0.5% massique. - Enfin, l’interaction entre les inorganiques liquides et plusieurs céramiques réfractaires a été étudiée, par des essais de corrosion statique et dynamique. Un matériau, constitué d’alumine et d’oxyde de chrome, s’est révélé être un excellent candidat pour le garnissage du réacteur de gazéification. / Synthesis gas can be obtained by biomass gasification. It is composed of CO and H2 and can be used for the production of electricity, organic coumpounds and biofuels. The use of sewage sludges allows exploiting this kind of waste as biomass resources. However, sewage sludges contain a large percentage of minerals (30 to 50 % wt) composed of at least 20 different oxides including silica, lime and phosphorous oxide, P2O5 (15 % wt of the minerals). Mineral matters of sludges are complex and not well known. So, it is necessary to study their behaviour in function of temperature to understand their impact during gasification process and avoid gas pollution and corrosion of the ceramic refractories. Firstly, liquidus temperatures of two different mineral matters were determined. The result shows that these temperatures, between 1257 and 1358°C, are in the operating range of the gasifier. Thus, a study of the binary system SiO2-P2O5 had enabled to enhance thermodynamic databases. Secondly, thermodynamic and kinetic studies, confirmed the low release of P2O5 in function of temperature due to the formation of refractory compounds like Ca3(PO4)2 and Ca9Fe(PO4)7. Release of inorganics from the sludge is less than 0.5 % wt. Finally, interaction between slag and different ceramic refractories was studied. Static and dynamic trials were performed to choose the most resistant ceramic refractory. One of them composed of alumina and chrome oxide proved to be a good choice to build the gasifier wall.

Dans l’ensemble de l’Afrique de l’Ouest, la gestion des déchets est un problème prioritaire principalement pour les villes qui accueillent une population toujours plus nombreuse. C’est le cas de la ville d’Abomey-Calavi, qui n’a pas un système organisé de gestion des déchets. Pour permettre une gestion optimisée des déchets, une politique globale basée sur des éléments tangibles et démontrés doit être mise en oeuvre. Il est ainsi primordial d’analyser le problème et ses caractéristiques, de tester différentes solutions envisagées, et d’optimiser les systèmes viables. L’objectif de cette étude est de fournir des pistes de solution pour le traitement des déchets d’Abomey-Calavi. Il s’agit ainsi d’étudier la problématique, depuis la caractérisation des déchets jusqu’à la proposition de solutions appropriées et les conditions de leur mise en oeuvre. Les voies testées dans cette étude sont thermochimiques (Pyrolyse, Combustion et Gazéification). L’hétérogénéité des déchets ne permet pas leur étude en laboratoire (cher et non représentatif), c’est la raison pour laquelle il a été mis en place un déchet modèle constitué de 88% de bois, 7% de Carton et 5% de plastique établi sur la base de la caractérisation typologique des déchets de la ville et des hypothèses chimiques. L’étude de la pyrolyse a été réalisée en deux parties : une première partie concerne la pyrolyse lente en ATG tandis que la deuxième partie s’intéresse à la pyrolyse rapide. Les études en ATG ont révélé que la pyrolyse rapide du DM ne peut s’effectuer qu’à une température supérieure à 500°C. Dans la continuité des résultats obtenus en pyrolyse, une étude de gazéification à l’air a été effectuée sur le bois et le DM à une température de consigne de 800°C dans un réacteur à lit fluidisé dense. Les essais ont permis d’observer que les résultats sur ces deux types de combustibles sont très proches. Un modèle simple a été élaboré pour la production de gaz, de condensables et de charbon pendant la gazéification. L’étude de la combustion du DM dans la chaudière à grilles mobiles du LERMAB montre que la combustion est de meilleure qualité lorsqu’elle a lieu dans un réacteur de puissance élevée. Par rapport au bois, la combustion du mélange combustible (DM) dans la chaudière ne présente pas d’effets négatifs. Ces résultats paraissent très intéressants quant au choix définitif d’une meilleure voie de valorisation des déchets de la ville d’Abomey-Calavi. Enfin, une filière de gestion des DSM de la ville d’Abomey-Calavi est proposée en trois étapes, elle est basée sur un traitement mixte biologique-thermochimique des déchets qui auraient été préalablement et éventuellement partiellement séchés / Generaly in West Africa, the waste management is a priority problem mainly for the cities which welcome a growing population. It is the case of the city of Abomey-Calavi, that has no organized system of waste management. To allow an optimized management of waste, an overall policy based on tangible and demonstrated elements must be implemented. It is so essential to analyze the problem and its characteristics, to test various envisaged solutions, and to optimize the viable systems. The objective of this study is to provied solutions for the waste treatment of Abomey-Calavi. It is so a question of studying the problem, since the characterization of waste until the proposal of appropriate solutions and the conditions of their implementation. The methods tested in this study are based on thermochemical ways (Pyrolysis, Combustion and Gasification). The heterogeneous nature of waste does not allow their study in laboratory (more expensive and not representative). Thus, a model waste (MW: wood 88 %, Cardboard 7 %; Plastic 5 %) was established and based on the typological characterization of the waste of the city and the chemical assumptions. The study of the pyrolysis was realized in two parts. Slow pyrolysis in TGA and fast pyrolysis. TGA shows that the fast pyrolysis of the model waste can be made only at temperatures above 500°C. In the continuity of the results obtained in pyrolysis, a study of air gasification was made on the wood and the model waste at temperature of 800°C in a fluidized bed reactor. The tests allowed to observe that the results on these two types of fuels are very close. A simple model for the production of gas, condensable and of char during the gasification in fluidized bed was developed.The study of the combustion of MW in the boiler of LERMAB shows that the combustion is better when it is made in a reactor of high power. Compared with the results obtained on the wood, the combustion of the combustible mixture (MW) in the boiler does not present negative effects. These results seem very interesting for the choice of a better way of thermochemical treatment of the waste of the city of Abomey-Calavi. Finally, a waste management chain of HSW of the city of Abomey-Calavi is proposed in three parts and based on a mixed biological – thermochemical process preceded by the sorting

Améliorer la production en hydrogène dans les procédés de conversion des ressources renouvelables telles que la biomasse est un réel challenge dans le contexte de la production d’énergie propre et efficace. En effet, dans le procédé de conversion de la biomasse par vapogazéification, l’hydrogène est produit avec de quantités importantes de CO2, de CH4 et des molécules aromatiques lourdes, toxiques et complexes appelées goudrons. Ce travail s’intéresse à la production d’hydrogène par vaporeformage des goudrons avec capture in-situ de CO2 dans les procédés de vapogazéification de la biomasse. Nous proposons un système catalytique bifonctionnel de type Fe/CaO-Ca12Al14O33 dans lequel le fer est actif pour la production d’H2 tandis que la phase absorbante CaO-Ca12Al14O33 capture le CO2, ces deux processus se font simultanément dans un réacteur à lit fixe. Ce travail a permis de développer un système de type CaOCa12Al14O33/ olivine adapté pour la gazéification de la biomasse « Miscanthus » dans un réacteur à lit fluidisé. / Improve the hydrogen production from the conversion of renewable resources such as biomass is a real challenge in the context of the production of clean and efficient energy. In fact, during the biomass steam gasification, hydrogen is produced with significant amounts of CO2, CH4 and heavy, toxic and complex aromatic molecules called tars. This work focuses on the production of hydrogen by steam reforming of tar with in-situ CO2 capture. We propose a catalytic bi-functional material Fe/CaO-Ca12Al14O33 where iron favors the H2 production and simultaneously the CaO-Ca12Al14O33 capture CO2 in a fixed bed reactor. This work led also to the development of a CaOCa12Al14O33/ olivine system adapted for biomass gasification "Miscanthus" in a fluidized bed reactor.

Este trabalho tem como objetivo a identificação da melhor rota para a produção de combustíveis e derivados sintéticos através do desenvolvimento e aplicação de uma ferramenta metodológica desenvolvida tendo como base ferramentas da qualidade: diagrama de afinidade, diagrama de relações e matriz causa-efeito. Estes diagramas foram adaptados para a análise e discussão dos fatores positivos e negativos de cada item da tríade considerada: insumo-processo-produto. A partir desta análise foram criadas as matrizes de causa-efeito, também separadas em fatores positivos e negativos para os insumos: gás natural (GN), biomassa e carvão mineral; para os processos: produção de gás de síntese (syngas) a partir do GN, gaseificação do carvão e a gaseificação da biomassa; e para os produtos: óleo lubrificante, óleo diesel, nafta, metanol e amônia. A análise destas matrizes causa-efeito gerou a matriz final, denominada matriz saldo, que permitiu a seleção da rota mais adequada para a produção de combustíveis e derivados sintéticos. Dentre os insumos estudados, o gás natural apresentou evidentes vantagens e, consequentemente, o processo a ser utilizado deve ser a produção do syngas a partir do GN, e dentre os produtos o metanol apresentou maiores benefícios para ser produzido. / This paper aims to present to identify of the best route for the production of fuels and synthetic derivatives through the development and application of a methodological tool based on quality tools: affinity diagram, relations diagram and matrices cause-effect. The diagrams have been adapted for the analysis and discussion of positive and negative factors of each item of the triad considered: feedstock-process-product. From the analysis, matrices of cause and effect were created and also, separated into positive and negative factors for the inputs: natural gas (NG), biomass and coal; for the processes: production of synthesis gas (syngas) from GN, coal gasification and biomass gasification; and for the products: lubricating oil, diesel fuel, naphtha, methanol and ammonia. The analysis of cause-effect matrices generated the final matrix, named balance matrix, which allowed the selection of the most suitable route for the production of fuels and synthetic derivatives. Among the input studied, NG presented remarkable advantages among the others. Therefore, the process to be used should be the production of syngas from NG. Among the products considered, methanol showed the best benefits to be produced.

Submitted by Liliane Ferreira (ljuvencia30@gmail.com) on 2018-10-15T15:41:01Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Jarbas Almeida de Melo - 2018.pdf: 7287109 bytes, checksum: 8e33ba1a3ef2d679e03ecdb4e368b53c (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-10-16T10:13:44Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Jarbas Almeida de Melo - 2018.pdf: 7287109 bytes, checksum: 8e33ba1a3ef2d679e03ecdb4e368b53c (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-16T10:13:44Z (GMT). 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The TG/ATD analysis indicated that the calcination of the catalytic precursors was sufficient for the removal of water and decomposition of the nitrates of the metal salts precursors of the active phase. In the FRX analysis, the increase in the concentration of the metals in relation to the nominal values after the synthesis of the catalysts was characterized, with an increase of 20 to 40% depending on the metal due to the loss of water from the alumina support. The FRX analysis of the catalysts used in the catalytic tests shows that there was no significant leaching during the gasification process. DRX analysis have characteristic results that the metals are in amorphous form or dispersed in the form of small crystallites. Textural analysis of N2 adsorption / desorption isotherms indicated a reduction of approximately 60% in the specific surface area between the alumina and the calcined alumina and the specific area values between the alumina and the metal catalysts were kept close. The catalytic tests were performed at a pressure of 25 MPa and at temperatures of 400 to 650 ° C. A 10/1 molar water / ethanol solution was fed. In the catalytic tests H2, CH4, CO, CO2, C2H4, C2H6, C2H4O were obtained. The highest ethanol conversions were obtained at the temperature of 650 ° C for the catalysts NiO/Al2O3 and NiO-MgO/Al2O3, both 81%. The highest yield was 0.41 mol H2 / mol ethanol fed to the NiO / Al2O3 catalyst, at a temperature of 600 ° C. The highest selectivity at the temperature of 600 ° C was 39%, obtained by the NiO/Al2O3 catalyst. / Neste trabalho foi realizada a síntese de catalisadores com o objetivo da produção de H2 a partir da gaseificação de etanol em meio contendo água em condições supercríticas. A partir de relatos da literatura, foram selecionados Cu, Ni e Mg como componentes para a fase ativa e a alumina (Al2O3) como suporte dos catalisadores. Os catalisadores foram preparados a partir de soluções aquosas de sais de nitrato precursores de Cu, Ni e Mg. Os catalisadores foram caracterizados por fluorescência de raios X (FRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV), análises termogravimétrica e térmica diferencial simultânea (TG/ATD), difração de raios X (DRX) e análise textural por isotermas de adsorção/dessorção de N2 a -196°C. As análises de TG/ATD indicaram que a calcinação dos precursores catalíticos foi suficiente para a remoção da água e decomposição dos nitratos dos sais metálicos precursores da fase ativa. Nas análises de FRX ficou caracterizado o aumento da concentração dos metais em relação aos valores nominais, após a síntese dos catalisadores, com acréscimo de 20 a 40 % dependendo do metal, devido à perda de água do suporte de alumina. As análises FRX dos catalisadores utiilzados nos testes catalíticos mostraram que não houve lixiviação considerável durante o processo de gaseificação. Análises de DRX apresentaram resultados característicos de que os metais se encontram na forma amorfa ou dispersos na forma de pequenos cristalitos. Os resultados foram coerentes com as imagens de microscopia eletrônica de varredura. Análises textural por isotermas de adsorção/dessorção de N2 indicaram uma redução de aproximadamente 60% na área superficial específica entre a alumina e a alumina calcinada e mantiveram-se próximos os valores de área específica entre a alumina e os catalisadores metálicos. Os testes catalíticos foram realizados a uma pressão de 25 MPa e nas temperaturas de 400 a 650 °C. Foi alimentada uma solução de água/etanol na razão de 10/1 molar. Nos testes catalíticos foram obtidos H2, CH4, CO, CO2, C2H4, C2H6, C2H4O. As maiores conversões de etanol foram obtidas na temperatura de 650 °C para os catalisadores de NiO/Al2O3 e NiO-MgO/Al2O3, ambas 81 %. O maior rendimento obtido foi de 0,41 mol H2/mol etanol alimentado para o catalisador de NiO/ Al2O3, na temperatura de 600 °C. A maior seletividade na temperatura de 600 °C foi de 39 %, obtida pelo catalisador de NiO/Al2O3.

Este trabalho tem como objetivo traçar um panorama geral da tecnologia de gaseificação ao longo da história. Inicialmente concebida para obter gás do carvão mineral e possibilitar uma iluminação pública mais eficiente, a gaseificação passou por várias fases. Na virada do século XIX para o XX, quando o town gas perdeu a iluminação pública para a eletricidade, a produção de gás passou a se voltar para aquecimento e cocção. Se novas possibilidades foram criadas a partir da descoberta da síntese de Fischer-Tropsch (que possibilitava a transformação do gás de síntese em líquidos que poderiam substituir combustíveis e matérias-primas para toda a cadeia petroquímica), a resolução dos problemas de logística do gás natural reduziu a importância do gás do carvão mineral também para o aquecimento e cocção. Crises de abastecimento de petróleo, o principal combustível do século XX, motivaram novas iniciativas e novas formas de utilização da gaseificação como, por exemplo, os gasogênios, que gaseificavam biomassa e carvão para movimentar veículos automotores especialmente durante a Segunda Grande Guerra. Já nos períodos de abundância de petróleo a tecnologia acabava por ser abandonada, uma vez que este era muito mais eficiente e conveniente. Na passagem do século XX para o século XXI, entretanto, as preocupações com as mudanças climáticas colocaram em cheque a contínua utilização de combustíveis fósseis entre os quais o petróleo. Nesse contexto abriu-se uma nova perspectiva para a gaseificação de biomassa, uma vez que esta, combinada com as possibilidades criadas pela síntese de Fischer-Tropsch, possibilitou a criação do conceito de biorrefinarias e de toda uma cadeia química a partir de matérias-primas não apenas renováveis, mas que também são residuais e não alimentares. Embora ainda haja desafios técnicos e, principalmente, econômicos a serem alcançados, outros desafios deste século além da questão climática -, os resíduos sólidos urbanos podem constituir-se em uma importante fonte de insumos para o processo de gaseificação. / This dissertation aims to deliver a systematic approach of the history of gasification process. Initially conceived to obtain coal gas to viabilize more efficient lighting for major cities, the gasification process has passed through several phases. During the Nineteenth Century, the town gas (the gas obtained from coal) has revolutionized night life in modern cities. At the turn of the Nineteenth Century, town gas lost public lighting to electricity, and gas from coal had to migrate to heating and cooking. New possibilities were created with the Fischer-Tropsch synthesis in the twenties. This process enabled the transformation of Syngas a product of the gasification process into any kind of hydrocarbon molecule. So, it could have been a useful substitute to oil, mainly during the oil supply crisis. The Twentieth Century was characterized by intense oil utilization in transport, mechanical forces, electricity generation and also creating products like plastic and asphalt. Gasification was seen as a very good alternative supply of raw material for these products, but in fact, the several oil supply crisis of the Twentieth Century were too short for make the gasification feasible. At the end of twentieth century another issue arose to boost gasification initiatives: climate change. Due the greenhouse effect and concerns about its consequences, researchers and companies started projects of biomass gasification to replace fossil fuels - which includes oil. So far, all these initiatives havent shown up as feasible in commercial production, but the opportunity to create a fossil oil substitute from non food raw materials still involves a lot of effort.

No presente trabalho, o desempenho energético e ambiental de potencias rotas de produção de hidrogênio gaseificação da biomassa via leito fixo (LFX) e leito fluidizado (LFL) e de energia solar fotovoltaica foram estudados com base na metodologia de Avaliação do Ciclo de Vida (ACV). Após a revisão da literatura e a descrição dos procedimentos de análise, os resultados da ACV são apresentados e discutidos em termos de Demanda Acumulada de Energia (CED), Tempo de Retorno de Investimento em Energia (EPBT) e danos relacionados à Saúde Humana (SH), Qualidade do Ecossistema (QE) e Recursos Minerais e Combustíveis Fósseis (RMCF). No cômputo geral, o LFL é mais favorável para a produção de hidrogênio, embora os dois sistemas de gaseificação apresentem desempenho energético e ambiental similares. Comparativamente, o sistema fotovoltaico apresenta um EPBT maior (4,55 anos) do que os encontrados nos dois sistemas de conversão da biomassa (1,65 anos no LFL e 1,77 anos no LFX). Por outro lado, o sistema de energia solar fotovoltaico é o mais ambientalmente recomendável para a produção de hidrogênio, tendo em vista a menor contribuição em relação aos danos majoritários (saúde humana). Dentro do escopo do estudo, os sistemas avaliados apresentam mais características de complementaridade do que competição. Neste caso, enfatiza-se a importância de uma análise dos fatores econômicos e sociais pertinentes a cada país ou região, bem como dos processos posteriores de reforma e/ou purificação e eletrólise da água, considerando também o seu inteiro ciclo de vida. / In the present study, the energy and environmental performance of hydrogen potential routes biomass gasification systems by fixed bed and fluidized bed and the solar photovoltaic power plant were studied based on Life Cycle Assessment (LCA) methodology. After reviewing the literature and analytical procedures description, the results of life cycle assessment are discussed in terms of Cumulative Energy Demand (CED), Energy Payback Time (EPBT) and damages related to Human Health (SH), Ecosystem Quality (QE) and Mineral and Fossil Fuels Resources (RMCF). Although the two gasification systems have similar energy and environmental performance, the LFL is more favorable for hydrogen production. Regarding the photovoltaic system, this has a greater EPBT (4.55 years) than those found in the two systems of biomass conversion (1.65 and 1.77 years in the LFL and LFX, respectively). On the other hand, the solar photovoltaic system is the more environmentally suitable for hydrogen production, since its contribution related to human health impact is smaller than gasification systems. Within the scope of the study, the evaluated systems have more features of complementarities than competition. In this case, we emphasize the importance of analyzing the economic and social factors that are relevant in each country or region, as well as the subsequent process for hydrogen production (purification and water electrolysis) also considering the entire life cycle of systems.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:27:17Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:59:15Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Neste trabalho, cujo enfoque é inédito na literatura, apresentam-se as principais diretrizes para a implementação de um Mecanismo de Desenvolvimento Limpo, bem como as possibilidades de geração de Redução Certificada de Emissão e sua valoração. Por meio de sistemas adequados, indicados em literatura, estimaram-se as quantidades de gás carbônico que poderiam ser obtidos, elegendo-se para este trabalho, o processo de gaseificação de resíduos de biomassa em algumas culturas agrícolas brasileiras. Em relação ao gás carbônico gerado no processo sugere-se, para avaliar a obtenção de créditos de carbono, que sua captura seja feita através da sua fixação na produção de um fertilizante, que teve seu valor estimado no mercado. Para comprovar essa possibilidade fizeram-se experimentos em escala laboratorial, retendo-se o CO2 em hidróxido de amônio. Análises termogravimétricas, espectroscopia no infravermelho, de difração de raios-X e CHN comprovaram a obtenção do bicarbonato de amônio. Para os valores numéricos foram consultadas nas bibliografias referentes, as culturas agrícolas brasileiras com índices de produção de resíduos conhecidos, estabelecendo-se então uma base de dados numéricos para a formação dos valores correspondentes. Os resultados deste trabalho permitem afirmar que existe uma grande potencialidade para o aproveitamento dos gases resultantes da gaseificação dos resíduos de biomassa, principalmente do gás carbônico na produção de um fertilizante e, com a possibilidade de implementação de um Mecanismo de Desenvolvimento Limpo no país. / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP