O objetivo deste estudo foi estimar os efeitos da curva de aprendizado sobre a competitividade de fontes energéticas, tais como petróleo, carvão, gás natural, biomassa (etanol), hidroeletricidade, nuclear, eólica e fotovoltaica, e propor medidas regulatórias que incentivem as tecnologias renováveis. Para tanto, se propôs a utilização da abordagem de learning curves, que considera três efeitos principais para explicar a redução dos custos de produção: o efeito especialização (chamado de learning by doing), o efeito escala (scale effect) e o efeito da pesquisa e desenvolvimento - P&D (learning by searching). Identificou-se o peso desses efeitos por fonte energética com vistas a auxiliar no direcionamento de incentivos às energias renováveis, de modo a se decidir se a ênfase deve ser dada à especialização, escala ou P&D. Embora os modelos originais de learning curves tenham sido idealizados a partir da trajetória dos custos, devido a facilidades operacionais a literatura na área vem adotando o preço como proxy de custos. Neste estudo, a orientação do modelo a custos ou a preços foi objeto de uma avaliação através de análise concorrencial. Como resultado, verificou-se que a adoção de preços como proxy de custos mostrou-se possível para a maioria das fontes analisadas devido a um grau satisfatório de concorrência dos mercados relativos a essas fontes de energia. Uma vez definida a orientação do modelo, a metodologia proposta envolveu estimar os três efeitos por métodos econométricos. Os resultados indicaram que as fontes carvão, petróleo e gás, energia nuclear e fotovoltaica reagiram ao efeito aprendizado, embora não apresentassem resposta expressiva quanto aos gastos em P&D. Já as fontes eólica e etanol mostraram-se sensíveis aos gastos em P&D e ao efeito escala, sendo a escala também determinante dos preços da energia nuclear e hidroeletricidade. Esses resultados auxiliaram na proposição de medidas públicas específicas como estímulo às fontes renováveis. / The goal of this study is to estimate the effects of the learning process on the competitiveness of the main energy sources, such as oil, coal, natural gas, biomass (ethanol), hydroelectricity, nuclear energy, wind power, and photovoltaic energy, and propose regulatory measures to encourage renewable technologies. The learning curves approach adopted in this thesis considers three main effects to explain the reduction in production costs: the learning by doing effect, the scale effect and the learning by searching effect. The relevance of these three effects was identified for energy source, in order to assist in the incentives direction to promote renewable energy. Although the original models of learning curves approach have been conceived from the point of view of the costs, in the related literature the price has been adopted as a proxy due to operational facilities. In this study, the model orientation to costs or prices was chosen using a competitive analysis. It was found that price orientation could be applied to most sources, since there is enough competition in the markets. Once defined model orientation, the proposed methodology involves estimations of the three effects by econometric methods. The results showed that coal, oil and gas, nuclear and photovoltaic energy react to learning effect, though searching effect is not so important. Wind and ethanol are sensitive to searching and scale effects. Scale effects also determine the nuclear power and hydroelectricity prices. From these results, specific public measures are proposed for each renewable source.

Submitted by Pedro Barros (pedro.silvabarros@ufpe.br) on 2018-08-17T21:52:46Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Elia Elisa Cia Alves.pdf: 3975280 bytes, checksum: 710f825f44e283318f61ee6c746f7ac8 (MD5) / Approved for entry into archive by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-08-24T22:45:53Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Elia Elisa Cia Alves.pdf: 3975280 bytes, checksum: 710f825f44e283318f61ee6c746f7ac8 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-24T22:45:53Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Elia Elisa Cia Alves.pdf: 3975280 bytes, checksum: 710f825f44e283318f61ee6c746f7ac8 (MD5) Previous issue date: 2017-05-03 / FACEPE / Este trabalho compreende uma abordagem abrangente de se analisar a temática da energia, através de uma ótica política. O objetivo é investigar os fatores, domésticos e internacionais, bem como os atores, externos, intermediários e internos, que motivaram a adoção de políticas de incentivo à geração de energia por fontes renováveis. Para isso, adota-se o método de análise misto, procedendo com pesquisa quantitativa, composta por uma análise econométrica em painel, seguida de análise qualitativa, a partir do estudo de caso do setor eólico brasileiro. A fase quantitativa detém-se na identificação das principais variáveis que culminaram na adoção de políticas de incentivo às energias renováveis entre os países. Foi empregado o Modelo de Regressão de Poisson com dados organizados em painel, para 194 países da amostra global, dos quais 102 são países em desenvolvimento, no período de 2005 a 2015. Dentre os resultados encontrados, seja do ponto de vista global, como a partir dos resultados das diferentes amostras analisadas, a hipótese da difusão de políticas foi confirmada (não rejeitada), com destaque para os mecanismos de socialização e competição, além de elementos domésticos, como a segurança energética. A etapa qualitativa da pesquisa consistiu no estudo do caso brasileiro. Por meio de um panorama histórico-institucional, investigam-se os atores e os mecanismos da difusão de políticas de energia de incentivo ao setor eólico no Brasil. Dentre os principais resultados, na fase de implementação de políticas, predominou o elemento doméstico de segurança energética (racionamento de energia), paralelamente a mecanismos internacionais, como a socialização (ao sediar a Rio-92 e sendo signatário do Protocolo de Kyoto) e o aprendizado com experiências de outros países que se tornaram referência para o marco regulatório brasileiro, com a adoção de um instrumento de sustentação de preço, do tipo feed in tarrifs (FITs). Já na fase de mudança de política, através da implementação do sistema de leilões, constatou-se a importância do aprendizado com países pioneiros do setor e da competição, com a queda nos custos de geração, propiciada pelo avanço tecnológico e pela crise de 2008. / This work comprises a comprehensive approach to analyze energy through a political perspective. The main goal is to investigate domestic and international factors, as well as the external, intermediary and internal actors, that motivated the adoption of policies to encourage the generation of energy by renewable sources. In order to achieve this, the mixed method analysis was employed, first with a quantitative model, and then a qualitative case study of the Brazilian wind sector. Based on a quantitative perspective, it was possible to identify the main variables that led to the adoption of policies to encourage renewable energies among countries. The Poisson Regression Model was employed to analyze a panel database of 194 countries, from which 102 developing countries, between 2005 to 2015. Both the global as well the results for different samples support the policy diffusion hypothesis, highlighting the mechanisms of learning and competition, besides domestic elements like energy security. A qualitative stage deepens the study of the Brazilian case. Through a historical-institutional panorama, it is investigated on the actors and mechanisms of diffusion of renewable energy policies to Brazil. Among the main results, in the policy implementation phase, the domestic energy security element was predominantly, concomitant with international diffusion mechanisms, such as a socialization (by hosting a Rio-92 and being a signatory to the Kyoto Protocol) and learning with experiences from other countries that have become reference for the Brazilian regulatory framework. The adoption of a price support instrument, like feed in tarrifs, FITs, is an example. At the policy change phase, through the implementation of an auction system, the mecanishms of learning, with the experience of pioneering countries, as well as competition were verified. Concerning this last factor, the technological advance and the crisis of 2008 propitiated a decrease in generation costs.

Submitted by Fernanda Rodrigues de Lima (fernanda.rlima@ufpe.br) on 2018-08-28T22:41:49Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Gustavo José Luna Filho.pdf: 3406844 bytes, checksum: 3bf6da55653960969db4f41af158b055 (MD5) / Approved for entry into archive by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-09-10T18:44:36Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Gustavo José Luna Filho.pdf: 3406844 bytes, checksum: 3bf6da55653960969db4f41af158b055 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-10T18:44:36Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Gustavo José Luna Filho.pdf: 3406844 bytes, checksum: 3bf6da55653960969db4f41af158b055 (MD5) Previous issue date: 2017-02-17 / Baterias são utilizadas como forma de armazenamento em sistemas de energia renovável devido à natureza de intermitência do sistema, e mais especificamente as de chumbo-ácido possuem atualmente uma maior penetração devido a uma melhor relação de custo-benefício para o sistema. Com isso é observada uma perda de capacidade nessas baterias devido a uma alta quantidade de ciclos de carga e descarga. Como resultado, é importante conhecer o desempenho da bateria e o custo de investimento significativo necessário para sua instalação, manutenção e substituição, quando necessário. Dentre alguns tipos de modelagem de baterias existentes e com base nos testes experimentais da bateria obtidos na literatura, foi desenvolvido neste trabalho, o modelo empírico KiBaM e estimado seus parâmetros para a bateria estudada. Esse modelo consiste num conceito importante de bateria que reflete a resposta dinâmica de tensão nos seus terminais. Em seguida uma validação foi implementada através do software Matlab/Simulink e comparado como modelo experimental. A partir do resultado da validação verificou-se que o modelo pode estimar com boa precisão as características da bateria. O bom funcionamento de um sistema híbrido com geração de energia renovável depende, sobretudo, do tempo de vida de sua bateria. A importância do estudo em relação a como determinar de forma precisa este tempo de funcionamento, se torna indispensável para quem desenvolve esse tipo de sistema. Uma das maneiras de predizer o tempo de vida de baterias é através do uso de experimentos reais e outra forma é utilizando modelos matemáticos que simulam o processo de descarga. / Batteries are used as a form of storage in renewable energy systems due to the intermittent nature of the system, and more specifically lead-acid batteries currently have a higher penetration due to a better cost-benefit ratio for the system. This results in a loss of capacity in these batteries due to a high number of charge and discharge cycles. As a result, it is important to know the battery performance and the significant investment cost required for its installation, maintenance and replacement, when necessary. Among some types of modeling of existing batteries and based on the experimental battery tests obtained in the literature, the empirical model KiBaM was developed in this work and its parameters for the battery studied were estimated. This model is an important battery concept that reflects the dynamic voltage response at its terminals. Then a validation was implemented through Matlab / Simulink software and compared as an experimental model. From the validation result it was verified that the model can accurately estimate the characteristics of the battery. The proper functioning of a hybrid system with renewable energy generation depends, above all, on the life of its battery. The importance of the study in relation to how to precisely determine this time of operation becomes indispensable for those who develop this type of system. One of the ways to predict the lifetime of batteries is through the use of real experiments and another way is to use mathematical models that simulate the discharged process.

O motor a álcool pré-vaporizado tem potencial para ser uma alternativa mais eficiente e menos poluente aos motores a álcool convencionais. Nele, o combustível é vaporizado com calor rejeitado pelo próprio motor e admitido na fase gasosa, aproveitando-se das vantagens dos motores com combustíveis nessa fase sem alguns dos seus inconvenientes. O projeto foi aperfeiçoado buscando viabilidade técnica e econômica para sua instalação em veículos automotores. Água do sistema de arrefecimento cede calor para a ebulição do combustível. As novas tecnologias para injeção de combustíveis gasosos contribuem para esse objetivo, bem como o desenvolvimento de um sistema sustentável e auto-ajustável de geração de vapor de etanol que usa a água do sistema de arrefecimento. Conseguiu-se maior eficiência em quase todos os regimes de funcionamento estudados, bem como meios de reduzir as principais emissões automotivas indesejáveis. / Pre-vaporized ethanol engine (PVEE) has potential to be more efficient and less pollutant than conventional ethanol-powered engines. In it, fuel is vaporized with heat rejected by engine itself and intook in gaseous form, taking advantage of this kind of fuel but without some of its inconveniences. The PVEE project was polished looking for economical and technical liability to future use in automotive vehicles. New gaseous fuel injection technologies contribute to this goal, together the development of a sustainable and self-adjustable ethanol vapor generating system who uses water from engine\'s cooling systems. Better efficiency was achieved in almost all investigated regimes, as well as were found ways to reduce the main undesirable automotive emissions.

Submitted by Rosangela Silva (rosangela.silva3@unioeste.br) on 2017-09-05T16:58:58Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Eder Luiz Pellizzer.pdf: 1901819 bytes, checksum: cf8d0c750fc00c144d9324b6ba763f1d (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-05T16:58:58Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Eder Luiz Pellizzer.pdf: 1901819 bytes, checksum: cf8d0c750fc00c144d9324b6ba763f1d (MD5) Previous issue date: 2017-03-08 / The growing development of the country has led to the search for new alternatives of energy sources, being important the conscious use of the existing energy sources. Improving existing studies and projects in the energy area can contribute significantly to the growth of energy production, and biogas is a product with great potential for expansion and can be used to generate energy. By means of the evaluation of three models of biodigesters, we tried to qualify the best model for future installations. The biodigestors studied were the circular model of complete mixing with agitation, air injection, heating of the waste and kept at constant temperature; the rectangular Canadian model with stirring of the waste by recirculation pump and the rectangular Canadian model without heating and stirring. The parameters evaluated were the biogas production rate, pH, COD, Total Solids, Fixed Solids, Volatile Solids, Acidity and Alkalinity. The results show that the average biogas production was 40-75% methane (CH4), 25-50% carbon dioxide (CO2), among other components. Its composition varies according to the type of waste used to feed the biodigesters and their operation. The values found in this work indicate that it is possible to improve the constructive and operational way of the biodigesters to obtain a better biogas, by means of the standardization of the residues at the entrance of the biodigesters, observing the relation between the solid and liquid material, pH, and The sizing of the biodigester to meet the needs of each property, and the complete mixing biodigesteor provides better results. / O crescente desenvolvimento do país tem levado à busca por novas alternativas de fontes de energia, sendo importante o uso consciente das fontes energéticas já existentes. Aprimorar estudos e projetos já existentes na área energética pode contribuir significativamente para o crescimento da produção de energia, sendo que o biogás é um produto com grande potencial de expansão podendo ser utilizado para gerar energia. Por meio da avaliação de três modelos de biodigestores buscou-se qualificar o melhor modelo para futuras instalações. Os biodigestores estudados foram o modelo circular de mistura completa com agitação, injeção de ar, aquecimento dos dejetos com temperatura constante; o modelo canadense retangular com agitação dos dejetos por bomba de recirculação e o modelo canadense retangular sem aquecimento e agitação. Os parâmetros avaliados foram a taxa de produção de biogás, o pH, a DQO, Sólidos Totais, Sólidos Fixos, Sólidos Voláteis, Acidez e Alcalinidade. Os resultados encontrados mostram que a produção media de biogás foi de 40 a 75 % de metano (CH4), 25 a 50 % de dióxido de carbono (CO2), entres outros componentes. Sua composição varia de acordo com o tipo de resíduo utilizado para alimentação dos biodigestores e seu funcionamento. Os valores encontrados neste trabalho indicam que é possível melhorar a forma construtiva e operacional dos biodigestores para obter um biogás com melhor qualidade, por meio da padronização dos resíduos na entrada dos biodigestores, observando a relação entre o material solido e liquido, pH, e o dimensionamento do biodigestor para atender as necessidades de cada propriedade, sendo o biodigestor de mistura completa que proporciona melhores resultados.

O presente estudo teve como principal objetivo avaliar a produção de hidrogênio a partir de diferentes concentrações de vinhaça de cana-de-açúcar a 370°C e 55°C. Além disso, os consórcios microbianos mesófilo e termófilo utilizados nos ensaios em reatores em batelada foram caracterizados por meio da técnica de clonagem e sequenciamento do gene RNAr 16S visando conhecer a diversidade de bactérias. Os ensaios de produção de hidrogênio foram realizados após o enriquecimento dos consócios microbianos a partir de lodo de reator UASB em condição mesófila e termófila utilizando vinhaça como fonte de carbono. Todos os ensaios foram realizados em triplicata de reatores em batelada com aproximadamente 2, 5, 7 e 12 g DQO/L de vinhaça, sendo monitorada a produção de hidrogênio, ácidos orgânicos e solventes, além de carboidratos totais solúveis. O potencial de produção de hidrogênio foi maior para concentrações crescentes de vinhaça; ou seja, de 4,3 para 28,4 mmol \'H IND.2\' nos ensaios a 37°C. Para os ensaios termófilos esses valores foram bastante similares entre si, variando de 5 a 6,7 mmol \'H IND.2\'. Em relação ao rendimento de produção de \'H IND.2\', observou-se que não ocorreu variação com aumento da concentração de substrato para os ensaios mesófilos (10 mmol \'H IND.2\'/g carboidratos totais), todavia, para os ensaios termófilos o rendimento diminuiu com o aumento da concentração de vinhaça, ou seja, de 21,7 (2 g DQO/L) para 3,2 mmol \'H IND.2\'/g carboidratos totais (12 g DQO/L). Nos ensaios mesófilos, obteve-se degradação acima de 79% do substrato orgânico, enquanto para os ensaios termófilos esse valor variou de 36 a 6 %. Os metabólitos gerados foram ácido acético e butírico nos ensaios mesófilos e, somente ácido butírico nos ensaios termófilos. Clones provenientes do consórcio mesófilo foram similares a microrganismos das famílias Clostridiaceae (75%) e Ruminococcaceae (22%). Em contrapartida, no consórcio termófilo, 96% dos clones foram filogeneticamente relacionados a Thermoanaerobacterium. As cepas microbianas isoladas (CA e C1) apresentaram rendimento de produção de hidrogênio de 10 e 1,1 mmol \'H IND.2\'/g glicose, respectivamente. CA e C1 foram similares (100%) a Clostridium acetobutylicum e Clostridium carboxidivorans. / The present study aimed to evaluate the production of hydrogen from different concentrations of sugar cane vinasse at 37°C and 55°C. Moreover, the mesophilic and thermophilic microbial consortia used in the hydrogen production tests were characterized by cloning and sequencing techniques to know its microbial diversity. Hydrogen production tests were carried out after the microbial enrichment from a UASB granular sludge at a temperature of 37°C and 55°C using vinasse as sole carbon source. All assays were performed in triplicate of batch reactors with about 2, 5, 7 and 12 g COD/L of vinasse. During the assays \'H IND.2\', solvents and organic acids production as well as the soluble carbohydrates were measured. Potentials of hydrogen production increased with the increasing concentration of substrate in the mesophilic tests (4.3 to 28.4 mmol \'H IND.2\'). However, for the thermophilic tests, the hydrogen production potentials were very similar among them, ranging from 5 to 6.7 mmol \'H IND.2\'. For the mesophilic tests, the hydrogen yields did not change with increasing the vinasse concentration for the (values around 10 mmol \'H IND.2\'/g carbohydrates), however, for the thermophilic tests the hydrogen yields decreased with the increase of vinasse concentration, the yield ranged from 21.7 (2 g COD/L) to 3.2 mmol \'H IND.2\'/g carbohydrate (12 g COD/L). The efficiency of substrate degradation was higher for mesophilic tests, and its minor value was 79%. For the thermophilic tests, the substrate consumption was lower, and the values ranged from 36 to 61%. The metabolites generated were acetic and butyric acids for tests at 37°C and butyric acids for the tests at 55°C. The mesophilic clones were similar to the family Clostridiaceae (75%) and Ruminococcaceae (22%). In contrast, the thermophilic consortium presented 96% of clones related to Thermoanaerobacterium. Isolated bacterial strains (CA and C1) showed hydrogen yields of 10 and 1.1 mmol \'H IND.2\'/g glucose, respectively. CA and C1 were similar to Clostridium acetobutylicum (100%) and Clostridium carboxidivorans (100%).

As microalgas, nos últimos anos, veem sendo utilizadas em pesquisas para produção de energias renováveis, entre elas, o biodiesel. Esse é um biocombustível formado através de reação química entre um mol de triglicerídeo e três mols de um álcool, sendo metanol ou etanol os mais utilizados. As tecnologias de produção são as mais diversas, porém, algumas etapas são essenciais, como o sistema de cultivo, colheita, secagem, extração do óleo e o processo de conversão química. A presente pesquisa consiste no desenvolvimento de um sistema produtivo para o biodiesel, utilizando dados literários, com óleo de microalgas do gênero Chlorella cultivadas em vinhaça, em um processo posterior a produção de etanol. Para isso, foram desenvolvidos dois sistemas de produção, onde alterou-se o sistema de cultivo (lagoas de alta taxa e fotobiorreator), e foram dimensionados um sistema de tratamento preliminar na vinhaça, a unidade de extração do óleo por liquefação hidrotérmica e a unidade de conversão. Os dados necessários para o dimensionamento foram obtidos em literatura, seguindo as orientações de normas e manuais técnicos. Com os insumos de entrada e saída em cada processo, foram realizados estudos de avaliação do ciclo de vida (ACV), para determinar os potenciais impactos ambientais, e assim, comparar os dois sistemas de produção e avaliar sua viabilidade para produzir biodiesel em grande escala. Os estudos de ACV foram realizados de acordo com as normas técnicas da série ISO 14.040, com as representantes nacionais ABNT NBR ISO 14.040 e ABNT NBR ISO 14.044. Como unidade funcional, foi adotado 1 kg de biodiesel, analisado a influência dos critérios de alocação (massa, econômico, cut-off e massa, cut-off e econômico), utilizando o EDIP 1997 e USEtox para a quantificação dos potenciais de impactos. Os resultados indicam que o sistema com fotobiorreator apresentou maior produtividade de biomassa, e consequentemente, maior produção de biodiesel (foram produzidos 50,76 kg/h de óleo em fotobiorreator e 27,57 kg/h de óleo em lagoas de alta taxa). No entanto, o tratamento utilizado para a vinhaça não foi adequado, consumindo grande quantidade de coagulante com um gasto de R$ 11.067.840,00 por dia. Do ponto de vista energético, ocorreu maior consumo de energia para produção da unidade funcional, em relação a energia fornecida pela mesma, sendo até 60 vezes maior. Do ponto de vista ambiental, o sistema que utilizou o fotobiorreator para o cultivo, apresentou redução em todas as categorias de potenciais impactos ambientais, em média 45%, em relação ao sistema de lagoas de alta taxa. Contudo, os valores emitidos, comparado com outros sistemas pesquisados, obteve maiores contribuições de impacto para a unidade funcional, com amplitude de até 1632 vezes, na categoria de aquecimento global. Os critérios de alocação apresentaram grande influência nos resultados, contudo recomendações estabelecem que processos de alocação sejam realizados, primeiramente, através de relações físicas. / Microalgae, in recent years, have been used in researches for the production of renewable energy, such as, biodiesel. Biodiesel is a product of the chemical reaction between one mole of triglyceride and three moles of an alcohol, e.g. methanol or ethanol. The biodiesel production technologies are diverse, however, some steps are essential, such as cropping system, harvesting, drying, oil extraction and the chemical conversion process. The present research aimed the development of a production system of biodiesel, using the oil derived from microalgae growing in vinasse, in a process after ethanol production. Two production systems were developed, where the cultivation system (raceways ponds and photobioreactors) was altered, and a preliminary treatment system was designed for the vinasse, oil extraction unit (hydrothermal liquefaction), and conversion unit. The necessary data for the scaling were obtained in literature, following the guidelines of standards and technical manuals. Considering the inputs and outputs of each processes, life cycle assessment (LCA) studies were conducted to determine potential environmental impacts, compared two production systems and evaluated their characteristics to produce biodiesel on a large scale. The LCA studies were carried out according to the technical standards of the ISO 14,040 series, with the national representatives ABNT NBR ISO 14,040 and ABNT NBR ISO 14,044. As a functional unit, 1 kg of biodiesel was used, analyzing the influence of the allocation criteria (mass, economic, cut-off and mass, cut-off and economic) using EDIP 1997 and USEtox for the quantification of impact potentials. From the results, the photobioreactor system showed higher biomass productivity and, consequently, higher biodiesel production than raceways ponds (50.76 kg/h of oil in photobioreactor and 27.57 kg/h of oil were produced in raceways). However, the treatment used for vinasse was not adequate, consuming a large amount of coagulant costing R$ 11,067,840.00 per day. From the energetic point view, there was higher energy consumption for the production of the functional unit, in relation to the energy supplied by the unit (up to 60 times greater). From the environmental point view, the system with photobioreactor for cultivation, presented a reduction in all categories of potential environmental impacts, on average 45%, in relation to the raceways system. However, the pollutant loads emitted, compared to other systems surveyed, showed greater impact contributions to the functional unit reaching up to 1632 times, in the global warming category. The allocation criteria had great influence on the results, however, the recommendations that establish that allocation processes are carried out, mainly, through physical relations.

RESUMO CARDOSO, Marco Tsuyama. Regulação em Aproveitamento Energético de Resíduos: proposições para o Brasil com base no estudo de caso Sueco, 2019, 219p. Tese de Doutorado, Programa de Pós-Graduação de Energia da Universidade de São Paulo, São Paulo, Brasil. A Suécia alcançou níveis de excelência tanto na reciclagem quanto na recuperação energética de resíduos. De cada 100% de resíduos sólidos gerados no país, apenas 1% não são aproveitados, tendo como destino final o aterramento. Os demais 99% são utilizados tanto na reciclagem quanto na geração de energia. Esse desempenho reflete-se também na descarbonização bem-sucedida da sua economia que, de 1990 a 2016, cresceu 75%, enquanto suas emissões caíram 26% no mesmo período. Essas foram as razões pelas quais a Suécia foi tomada como paradigma de excelência para a presente tese, cujo objetivo consistiu em identificar fatores de sucesso que pudessem inspirar a evolução da regulação e das políticas públicas voltadas ao aproveitamento dos resíduos sólidos urbanos no Brasil. As visitas técnicas a nove plantas de recuperação energética por incineração e seis plantas de digestão anaeróbica suecas e as entrevistas com especialistas do país forneceram clara dimensão do estágio dessas tecnologias e das diferenças culturais, econômicas e regulatórias com relação ao Brasil. A partir das informações empíricas obtidas in situ e do respaldo da análise da literatura pertinente ao tema, foram identificados 15 fatores de sucesso destacados neste trabalho. Tais fatores foram usados para verificar sua potencial replicabilidade no Brasil. Dentre eles, os que mais se destacaram foram: (i) a abordagem integrada das políticas voltadas ao aproveitamento dos resíduos; (ii) o potencial de associação entre a atividade de reciclagem e de recuperação energética, muitas vezes vistas como atividades não-integráveis; e (iii) a utilização de instrumentos econômicos, como impostos e taxas, para desincentivar ações que causem prejuízo à sociedade. As lições aqui identificadas a partir do exemplo sueco representam uma inovação para o Brasil. Ademais, elas podem ser úteis a tomadores de decisão na formulação de uma estratégia de abordagem no sentido de melhorar o desempenho brasileiro, tanto na destinação adequada dos resíduos sólidos urbanos, como na sua utilização para gerar energia num contexto de descarbonização da economia. Palavras-chave: Resíduos Sólidos Urbanos. Planejamento Energético. Regulação. Energia Renovável. Biomassa. Brasil. Suécia. / Sweden has reached prominent figures both in recycling and energy recovering from residues. Less than 1 percent of its municipal solid waste is landfilled, and the other 99 percent is harnessed by either recycling or producing energy. This performance has been also reflected in its economy decarbonization rate: as noticed, the countrys GDP raised 75% while its emission decreased 26% during the period 1990-2016. This is why the Sweden was chosen as benchmark in this thesis, which main objective was to identify key success factors that could inspire better practices in regulation and public policies regarding the energy and material recovering from municipal solid waste in Brazil. To achieve this objective, 9 incineration plants and 6 anaerobic digestion facilities were visited. Additionally, several Sweden experts were interviewed. Those visits and interviews delivered a clear outlook of the stage of excellence of Sweden regarding not only the technologies applied to energy recovery from waste, but also outlined the cultural, economic and regulatory differences between Sweden and Brazil. Nonetheless, supported by the pertinent literature along with the in situ empirical observations, 15 success factors were outlined. Additionally, those success factors were analyzed to check their potential applicability to Brazil. Among them, three were highlighted: (i) the integrated policy approach; (ii) the recycling and energy recovery from waste integration; and (iii) the use of economic instruments (such as taxes and tariffs) in order to discourage practices that negatively impact the whole society. The lessons learned from the Swedish example are novelty to Brazil. These lessons can also be useful to decision and opinion makers to advocate actions and formulate strategies that can contribute to improve the Brazilian performance regarding proper waste destination in the economy decarbonization.

O presente estudo teve como objetivo geral avaliar o efeito da aplicação do tratamento térmico torrefação - com diferentes intensidades em resíduos florestais de Eucalyptus grandis e bagaço de cana-de-açúcar como proposta para a melhoria de suas características visando o uso como combustível. As biomassas foram submetidas a torrefação laboratorial compreendendo temperaturas de 250 e 280°C, além dos tempos de residência na temperatura de tratamento de 0,5 e 2,0 horas. Em seguida, para a avaliação do efeito do tratamento térmico nos materiais, as biomassas originais e as torradas foram submetidas às seguintes avaliações laboratoriais: composição química (teor de lignina e extrativos), composição imediata através da determinação dos teores de materiais voláteis, carbono fixo e cinzas, poder calorífico, termogravimetria, granulometria e friabilidade. Os resultados mostraram que existe influência da temperatura no rendimento das biomassas analisadas. De modo geral, quanto maior a temperatura do tratamento térmico, menor o rendimento obtido e, consequentemente, maior a perda de massa para ambas as biomassas. Houve incremento no teor de carbono fixo, redução do teor de materiais voláteis e aumento no teor de cinzas para ambas as biomassas. Os dois materiais apresentaram, de modo geral, comportamentos muito semelhantes em relação a composição química. Foi observado que o aumento da intensidade do tratamento térmico ocasionou tendência de aumento no teor de lignina dos materiais. Observou-se também que a torrefação exerceu influência na redução da granulometria e aumento da friabilidade tanto dos resíduos florestais de Eucalyptus grandis quanto no bagaço de cana-de-açúcar. / The objective of this study was to analyze the effect of the heat treatment application, with different intensities in forest residues of Eucalyptus grandis and sugar cane bagasse in order to improve its features to use as fuel. The biomasses were subjected to laboratory heat treatments comprising temperatures of 250 and 280°C during 0,5 and 2,0 hours. After that, the original and treated biomasses were subjected to laboratory tests including: chemical composition (lignin and extractives), immediate composition by determining the levels of volatiles, fixed carbon and ash, calorific value, thermogravimetry, grain size and friability. The results show that there is an influence of temperature on the yields of biomass analyzed. In general, the treatments with higher temperatures present lower yield. There was an increase in fixed carbon content, reducing the volatile components and ash content increased for both biomasses. The two materials showed very similar behavior on chemical composition. The increase of the intensity of heat treatment caused an increase in lignin content of the materials. It was possible to observe that the heat treatment presented an influence on particle size reduction and increases friability in both the forest residues of Eucalyptus grandis and sugar cane bagasse.

Existe uma relação fundamental entre políticas públicas e produtividade (Georgescu-Roetgens, 1976). \"Produtividade ambiental de uma fonte de energia\" é definida pela relação existente entre a energia fornecida por determinada fonte e a extensão da atmosfera e da biosfera utilizadas na respectiva produção. É um indicador prático, formulado a partir de parâmetros comumente usados em decisões de novas fontes de geração de energia elétrica do Sistema Interligado Nacional (SIN) no Brasil. Esse indicador pode auxiliar os formuladores de políticas públicas a estabelecerem requisitos mínimos e incentivos para fontes de energia que produzam menores impactos ambientais. Cálculos realizados mostram um aumento significativo da \"produtividade ambiental\" da hidreletricidade e da cana-de-açúcar, e relativa estabilidade no caso do petróleo. Sua aplicação a várias fontes de energia do SIN indica um aumento vertiginoso da produtividade ambiental a partir da introdução da fonte eólica na matriz energética brasileira, e espera-se um outro aumento maior ainda, com a introdução da fonte solar. A \"produtividade ambiental das fontes de energia\" em uma perspectiva global pode ajudar o planeta em uma virtuosa transição da matriz energética global, de sua composição atual, com preponderância de fontes energéticas convencionais fósseis, para sistemas de energia renováveis, se os formuladores de políticas puderem alinhar políticas energéticas a requisitos mínimos de \"produtividade ambiental\". Prioridades e transições adequadas devem ser incentivadas, de modo a permitir que os países possam substituir energias geradas, a partir de combustíveis fósseis, por fontes de energia renováveis (Wang, 2011). É importante que se auxilie decisores e usuários de energia, a entenderem o senso geral de pegadas ecológicas e limites do planeta na regeneração de ecossistemas. A fim de reduzir a pressão sobre a atmosfera e a biosfera é também essencial que os preços públicos de energia reflitam os reais custos incorridos. A razão pela qual a produtividade ambiental das fontes de energia pode ser utilizada de forma a reduzir pressões sobre a atmosfera e sobre a biosfera é a comparabilidade entre fontes, que se pode estabelecer a partir da metodologia de seu cálculo, aplicada a um conjunto de fontes, ou de alternativas de fontes. Os processos decisórios de implantação, ou mesmo de descomissionamento, de fontes de energia em geral se fundamentam em ordenamentos sequenciais de fontes de energia no tempo, ou em alternativas de fontes capazes de atenderem a necessidades de oferta de energia, em função de seus custos, da necessidade do sistema de potência ao qual se conectam, e de avaliações sobre a qualidade e a magnitude de seus impactos ambientais. Entretanto, as avaliações de impactos ambientais consistem em estudos cujos termos de referência e resultados explicam impactos locais, e embasam decisões de licenciamento ambiental individualizadas, não diretamente comparáveis entre si ou com requisitos gerais comuns. Finalmente, considera-se que não há impactos negativos associados às políticas que incentivam a utilização de energias renováveis para os usuários de energia, e isso torna legítima a criação de um ambiente estimulante para agentes do mercado de energia em uma busca continua por maior produtividade ambiental na utilização de fontes de energia. / There exist a fundamental relationship between public policies and productivity (Georgescu-Roetgens, 1976). Environmental productivity of an energy source is defined as the ratio between the energy generated by that given source, and, the extent of atmosphere and biosphere that is used for that production. It is a practical indicator, formulated with basis on parameters commonly used in decision processes of new plants to the National Interconnected System (SIN) in Brazil. This indicator can help policy makers to establish minimum requirements and incentives for energy sources that produce less environmental impact. Calculations show significant increases of environmental productivity of hydroelectricity and sugar cane, and relatively stable from petroleum. Applied to a number of specific energy sources, that make up the portfolio of power plants listed in the official file of plants that feed the National Interconnected System (SIN) in Brazil, indicate a steep increase in environmental productivity of energy sources from the introduction of wind energy source in the energy mix, and it is expected another major increase with the introduction of solar source. Environmental productivity of energy sources in a global perspective can help a virtuous transition, from conventional to renewable energy systems, if policy makers can align energy policies based on thresholds of environmental productivity. Priority and proper transition should be encouraged so as to enable countries replace the fossil fuels and the renewable sources of energy (Wang, 2011). It is important to help decision makers to understand the overall sense of environmental footprints and limits of the planet to regenerate ecosystems. In order to reduce unnecessary pressures on the atmosphere and the biosphere it is also essential that public energy prices reflect actual costs incurred. The reason why the environmental productivity of energy sources can be used to reduce pressure on the atmosphere and the biosphere is comparability between sources, which can be established from the method of its calculation, applied to a set of sources, or alternative sources. The decision-making processes of implementation, or decommissioning of energy sources in general are based on energy sources sequential orderings in time, or alternative sources able to meet the power supply needs, due to their cost, the need of the power system to which are connected, and reviews of the quality and magnitude of environmental impact and underlie environmental licensing individual decisions, not directly comparable with each other or with common general requirements. Finally, it has been established that there are no particular enactments or policies that are put in place that help in energy utilization that can cause negative impacts to these organizations and this could help create a conductive environment for energy market players fin search for higher environmental productivity of energy sources.