Esta tese apresenta a metodologia de cômputo e valoração de potenciais completos de recursos energéticos no âmbito do Planejamento Integrado de Recursos. A metodologia é genérica a diferentes tipos de recursos dos lados de oferta e demanda - e flexível a fim de permitir sua aplicação em diferentes regiões. A etapa de cômputo e valoração de potenciais é de suma importância no processo de planejamento integrado de recursos e sua metodologia consiste na transformação de informações prévias relativas às dimensões de análise em potenciais completos. Para tanto, são confeccionados algoritmos de cômputo e valoração, capazes de converter o conteúdo qualitativo ou relativo de cada atributo em valores absolutos ou diagnósticos quantitativos. Estes potenciais alimentam as etapas subsequentes do PIR tais como o Ranqueamento de Recursos e o Plano Preferencial Integrado de Recursos. O Planejamento Integrado de Recursos Energéticos é, por natureza, uma metodologia de análise de implementação de recursos energéticos com base em seus potenciais holísticos, de acordo com variáveis espaciais e temporais. Para tanto, a metodologia do PIR parte de um conjunto de recursos energéticos disponíveis e aponta dentre estes quais devem ser preferencialmente aproveitados em um dado cenário, de modo a orientar a busca pela satisfação das necessidades energéticas dos diversos atores envolvidos. Esta implantação de recursos pode tanto ser regulamentada ou induzida pela atração de investimentos e políticas públicas. O PIR diferencia-se do planejamento energético tradicional no que se refere à atenção dada a recursos do lado da demanda como alternativas factíveis de atendimento à demanda energética ao lado das opções do lado da oferta -, e à ponderação equilibrada da análise destes recursos sob óticas sociais, ambientais e políticas, ao lado de parâmetros técnicos e econômicos. Esta análise holística insere em cada dimensão os diversos aspectos dos impactos associados a cada recurso energético, ou seja, busca contabilizar tanto os custos internos e tangíveis de empreendimentos energéticos, quanto custos externos marginalizados de análises técnico-econômicas. A metodologia de cômputo e valoração de recursos energéticos é validada em Estudo de Caso com base em informações colhidas na Região Administrativa de Araçatuba. Quatro recursos energéticos foram escolhidos para o estudo de caso: pequenas centrais hidrelétricas e sistemas de cogeração a biomassa do lado da oferta e a implantação de sistemas de aquecimento solar de água e a substituição de lâmpadas incandescentes por iluminação fluorescente do lado da demanda. Toda a informação referente a esses recursos foi processada pelos algoritmos de valoração e resultou em potenciais completos nas quatro dimensões de análise, dispostos em matrizes de valoração. Estas matrizes alimentarão as etapas subsequentes do planejamento integrado de recursos - os processos de ranqueamento de recursos e formulação de plano preferencial integrado de recursos. / This thesis presents a methodology for the accounting and valuation of energy resources full potentials, within the Integrated Resource Planning (IRP). The methodology is generic to different types of resources in both supply and demand sides and flexible as to allow its application in different regions. The calculation and assessment of potentials is of paramount importance in the energy planning process and its methodology consists of converting preliminary information from all areas of analysis into full potentials. For this purpose, algorithms are designed to convert the qualitative content of each attribute in figures or quantifiable diagnostics. These potentials fuel the subsequent steps of the IRP - such as the resource ranking and the Integrated Preferential Plan. The Integrated Resources Planning is by nature a methodology for the assessment of energy resources based on their holistic potential, according to space and time variables. Therefore, the IRP methodology starts from a set of available energy resources and among these indicates the ones which should preferably be utilized in a given scenario in order to guide the demands of different involved stakeholders. The deployment of resources can be either regulated or induced by public policies and investment attraction. The IRP differs from traditional energy planning with regard to attention given to demand-side resources as feasible alternatives energy to meet energy demand - along the options on the supply side - and the balanced consideration of the analysis of these resources through a social, environmental and political lens, alongside technical and economic parameters. This holistic analysis inserts in each dimension the various aspects of the impacts associated with each energy resource, that is, seeks to account both tangible and internal costs of energy enterprises and the external costs marginalized from technical-economic analysis. The method for the calculation and valuation of energy resources is validated by a case study based on information collected in the Administrative Region of Araçatuba in the state of São Paulo. Four energy resources were chosen in the case study: small hydro plants and sugarcane biomass cogeneration on the supply side and installation of solar heating and replacement of incandescent lighting for fluorescent lamps on the demand side. All the data concerning these resources was processed by the valuation algorithms and resulted in full potentials in all four analysis dimensions, displayed in valuation matrixes. These matrixes will be able to feed the subsequent steps of the integrated resources planning - the processes of resource ranking and the formulation of the integrated preferential plan.

Esta tese apresenta a metodologia de cômputo e valoração de potenciais completos de recursos energéticos no âmbito do Planejamento Integrado de Recursos. A metodologia é genérica a diferentes tipos de recursos dos lados de oferta e demanda - e flexível a fim de permitir sua aplicação em diferentes regiões. A etapa de cômputo e valoração de potenciais é de suma importância no processo de planejamento integrado de recursos e sua metodologia consiste na transformação de informações prévias relativas às dimensões de análise em potenciais completos. Para tanto, são confeccionados algoritmos de cômputo e valoração, capazes de converter o conteúdo qualitativo ou relativo de cada atributo em valores absolutos ou diagnósticos quantitativos. Estes potenciais alimentam as etapas subsequentes do PIR tais como o Ranqueamento de Recursos e o Plano Preferencial Integrado de Recursos. O Planejamento Integrado de Recursos Energéticos é, por natureza, uma metodologia de análise de implementação de recursos energéticos com base em seus potenciais holísticos, de acordo com variáveis espaciais e temporais. Para tanto, a metodologia do PIR parte de um conjunto de recursos energéticos disponíveis e aponta dentre estes quais devem ser preferencialmente aproveitados em um dado cenário, de modo a orientar a busca pela satisfação das necessidades energéticas dos diversos atores envolvidos. Esta implantação de recursos pode tanto ser regulamentada ou induzida pela atração de investimentos e políticas públicas. O PIR diferencia-se do planejamento energético tradicional no que se refere à atenção dada a recursos do lado da demanda como alternativas factíveis de atendimento à demanda energética ao lado das opções do lado da oferta -, e à ponderação equilibrada da análise destes recursos sob óticas sociais, ambientais e políticas, ao lado de parâmetros técnicos e econômicos. Esta análise holística insere em cada dimensão os diversos aspectos dos impactos associados a cada recurso energético, ou seja, busca contabilizar tanto os custos internos e tangíveis de empreendimentos energéticos, quanto custos externos marginalizados de análises técnico-econômicas. A metodologia de cômputo e valoração de recursos energéticos é validada em Estudo de Caso com base em informações colhidas na Região Administrativa de Araçatuba. Quatro recursos energéticos foram escolhidos para o estudo de caso: pequenas centrais hidrelétricas e sistemas de cogeração a biomassa do lado da oferta e a implantação de sistemas de aquecimento solar de água e a substituição de lâmpadas incandescentes por iluminação fluorescente do lado da demanda. Toda a informação referente a esses recursos foi processada pelos algoritmos de valoração e resultou em potenciais completos nas quatro dimensões de análise, dispostos em matrizes de valoração. Estas matrizes alimentarão as etapas subsequentes do planejamento integrado de recursos - os processos de ranqueamento de recursos e formulação de plano preferencial integrado de recursos. / This thesis presents a methodology for the accounting and valuation of energy resources full potentials, within the Integrated Resource Planning (IRP). The methodology is generic to different types of resources in both supply and demand sides and flexible as to allow its application in different regions. The calculation and assessment of potentials is of paramount importance in the energy planning process and its methodology consists of converting preliminary information from all areas of analysis into full potentials. For this purpose, algorithms are designed to convert the qualitative content of each attribute in figures or quantifiable diagnostics. These potentials fuel the subsequent steps of the IRP - such as the resource ranking and the Integrated Preferential Plan. The Integrated Resources Planning is by nature a methodology for the assessment of energy resources based on their holistic potential, according to space and time variables. Therefore, the IRP methodology starts from a set of available energy resources and among these indicates the ones which should preferably be utilized in a given scenario in order to guide the demands of different involved stakeholders. The deployment of resources can be either regulated or induced by public policies and investment attraction. The IRP differs from traditional energy planning with regard to attention given to demand-side resources as feasible alternatives energy to meet energy demand - along the options on the supply side - and the balanced consideration of the analysis of these resources through a social, environmental and political lens, alongside technical and economic parameters. This holistic analysis inserts in each dimension the various aspects of the impacts associated with each energy resource, that is, seeks to account both tangible and internal costs of energy enterprises and the external costs marginalized from technical-economic analysis. The method for the calculation and valuation of energy resources is validated by a case study based on information collected in the Administrative Region of Araçatuba in the state of São Paulo. Four energy resources were chosen in the case study: small hydro plants and sugarcane biomass cogeneration on the supply side and installation of solar heating and replacement of incandescent lighting for fluorescent lamps on the demand side. All the data concerning these resources was processed by the valuation algorithms and resulted in full potentials in all four analysis dimensions, displayed in valuation matrixes. These matrixes will be able to feed the subsequent steps of the integrated resources planning - the processes of resource ranking and the formulation of the integrated preferential plan.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-03-16T10:18:25Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 10784501 bytes, checksum: 310c50e585e16629c7d845d202baf9ed (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-16T10:18:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 10784501 bytes, checksum: 310c50e585e16629c7d845d202baf9ed (MD5) Previous issue date: 2015-08-26 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A questão energética é um dos pontos centrais do conceito de desenvolvimento sustentável, entendido como o processo que busca satisfazer as necessidades do presente sem comprometer o futuro. A energia está presente em todas as ações de nossa vida cotidiana sendo, portanto, fundamental conhecer e dominar as técnicas de geração e conversão energéticas visando garantir a preservação do meio ambiente e o desenvolvimento social. O esgotamento das reservas de petróleo e os impactos ambientais causados pelo uso intensivo de combustíveis fósseis colocou na ordem do dia a discussão sobre novas fontes alternativas de energia. Esse tema tem sido pauta das reuniões dos chefes de estado, objeto de pesquisa em universidades e preocupação dos cidadãos ao redor do mundo. Uma das fontes renováveis para a geração de energia é o biogás resultante da digestão anaeróbia de resíduos animais, vegetais, industriais ou residenciais. Para melhorar o rendimento da digestão anaeróbia uma das tecnologias que vem sendo estudadas é a codigestão. Essa tecnologia é definida como a digestão simultânea de dois ou mais substratos orgânicos com o objetivo de maximizar a produção de biogás/biometano. O biometano é o metano produzido a partir da biomassa com propriedades energéticas semelhantes as do gás natural. A maioria dos projetos energéticos no meio rural não aproveita o potencial de geração de energia in loco, sendo caracterizados somente pela expansão da rede elétrica até as propriedades. A geração distribuída de energia elétrica se caracteriza por sua localização próxima aos centros de carga, sendo conectada ao sistema de distribuição ou na própria unidade consumidora apresentando como vantagens: (i) aumento da confiabilidade de fornecimento para consumidores; (ii) aumento da qualidade de energia; (iii) possibilidade de gerenciamento da ponta; (iv) possibilidade de redução de custos de expansão; (v) redução dos custos de transmissão e distribuição; (vi) adiamento e descentralização de investimentos; (vii) viabilidade econômica para atendimento de regiões remotas; e (viii) diversificação da matriz energética. O uso de ferramentas computacionais para o dimensionamento e planejamento integrado de recursos é uma opção para avaliar o potencial local e regional para a geração de energia a partir de resíduos agropecuários. Atualmente existem no mercado vários softwares de dimensionamento energético, a maioria tem um alto custo de licenciamento e uma vez que foram desenvolvidos em países do hemisfério norte não contemplam dados da realidade dos países em desenvolvimento como o Brasil. Neste trabalho foi desenvolvida a ferramenta computacional SAUDADE. (Sistema de Avaliação do Uso da Digestão Anaeróbia para o Dimensionamento Energético) composta por planilhas de cálculo do Microsoft Excel. A ferramenta possui uma base de dados constituída em uma geodatabase com a finalidade de criar o vínculo com o Sistema de Informação Geográfica (SIG) desenvolvido em ArcGIS. Para otimizar a mistura de resíduos animais e vegetais visando maximizar a produção de biometano foi utilizado o complemento do Microsoft Excel chamado Solver que permite o cálculo por programação linear. A ferramenta computacional SAUDADE pode ser aplicada para determinar o potencial de aproveitamento de resíduos agropecuários a nível de propriedade individual (uma granja) ou por meio de condomínios (associação de várias granjas) para o uso energético. O objetivo deste trabalho foi buscar soluções energéticas para as cadeias produtivas de frango de corte e de suínos da região da Zona da Mata de Minas Gerais a partir de resíduos agropecuários. A região é formada por 142 municípios e situa-se na porção sudeste do estado, próxima à divisa dos estados do Rio de Janeiro e do Espírito Santo. Os 2,19 milhões de habitantes da Zona da Mata representam 10,63% da população de Minas Gerais. Em 2011, a participação da região no Produto Interno Bruto (PIB) do Estado foi de apenas 7,47%. Em 2001, a Zona da Mata era responsável por 8,3% do PIB mineiro. Com mais de 5% da população abaixo da linha da miséria e crescente perda de dinamismo econômico, o combate à pobreza extrema é um desafio para a região. A avicultura e a suinocultura estão entre os segmentos que mais se destacam na agropecuária da Zona da Mata de Minas Gerais. De acordo com o IMA existem 241 granjas de suínos e 530 granjas de frango na região. O descarte dos dejetos da produção de suínos e frangos constituem um grave problema ambiental caso não sejam tratados convenientemente causando danos a saúde humana e animal. O aproveitamento desses resíduos agropecuários pode consistir numa nova cadeia de produção com um conjunto de processos para a geração, coleta, transporte e conversão energética, além da utilização como fertilizantes agrícolas. A aplicação da ferramenta computacional SAUDADE no estudo de caso da região da Zona da Mata de Minas Gerais teve os seguintes objetivos: (i) estimar os resíduos agropecuários disponíveis; (ii) estimar o potencial de produção de biometano a partir da codigestão de dejetos animais e resíduos de cultivos vegetais; (iii) comparação entre o potencial de geração de energia com o biometano produzido somente com os dejetos animais e o biometano produzido com a codigestão dos dejetos animais e resíduos de cultivos vegetais; (iv) avaliar os impactos da energia gerada com o biometano na matriz energética da região; (v) avaliar o potencial de produção de biofertilzante; (vi) avaliar o potencial de mitigação de emissões equivalentes de CO 2 ; (vii) avaliar a viabilidade econômica da geração de energia a partir do biometano em granjas de suínos e de frangos; (viii) avaliar a viabilidade econômica de condomínios de agroenergia considerando o transporte de resíduos por dutos ou estradas e o transporte do biometano por gasodutos. Os resultados deste estudo demonstraram que: (i) a codigestão contribui para aumentar a produção de biometano; (ii) o biofertilzante contribui para a viabilidade econômica dos cenários simulados; (iii) o potencial de energia gerada a partir do biometano pode satisfazer a demanda energética para produção de suínos e frangos nas granjas; (iv) o potencial de energia gerada a partir do biometano, produto da codigestão anaeróbia, pode satisfazer a demanda energética da maioria dos municípios em que foram simulados condomínios de agroenergia; (v) a inserção da eletricidade gerada a partir do biometano pode evitar a construção de novas pequenas centrais hidrelétricas na região evitando-se assim impactos ambientais e sociais; (vi) apesar dos benefícios da codigestão, a grande maioria dos cenários simulados não tiveram viabilidade econômica; e (vii) sem o estabelecimento de políticas públicas claras e eficazes para fomentar o uso dos resíduos agropecuários para a produção de biometano, esse potencial de energia não trará os benefícios energéticos e ambientais tão importantes para o setor. / The energy issue is one of the central points of the concept of sustainable development, understood as the process that seeks to satisfy the needs of the present without compromising the future. The energy is present in all the actions of our everyday lives is fundamental to know and master the techniques of generation and energy conversion in order to ensure the preservation of the environment and social development. The depletion of oil reserves and the environmental impacts caused by the intensive use of fossil fuels put on the agenda the discussion of new renewable energy sources. This theme has been the agenda of meetings of heads of states, the research object in universities and preoccupation of citizens around the world. One of renewable energy options for power generation is the biogas resulting from the anaerobic digestion of animal waste, vegetable, industrial or residential. To improve the efficiency of the anaerobic digestion one of the technologies that is being studied is the co-digestion. This technology is defined as the simultaneous digestion of two or more organic substrates in order to maximize production of biogas/biomethane. The bio-methane is methane (CH 4 ) produced from biomass with properties similar to those of the natural gas. Most energetic projects in rural areas despises power generation in loco, being characterized only by the expansion of the power grid until the properties. Distributed power generation is characterized by its location close to load centers, being connected to the distribution system or in the consumer unit. This type of generation has the following advantages: (i) increase the reliability of energy supply to consumers; (ii) increased power quality; (iii) peak hour management; (iv) the possibility of reducing expansion costs; (v) reduction in electrical transmission and distribution costs; (vi) delay and decentralization of investment; (vii) economic viability for service in remote areas; and (viii) diversification of energy sources. The use of computational tools for the design and integrated resource planning is an option to assess the local and regional potential for generating energy from agricultural waste. Currently exist in the market several energetic sizing software, most have a high cost of licensing and since been developed in northern countries do not match the reality of developing countries like Brazil. In this work was developed a computational tool named SAUDADE (System of Anaerobic Digestion Use and Assessment for the Energetic System Sizing) consists of Microsoft Excel spreadsheets. The tool has a database consisting in a geodatabase in order to create the link with the Geographic Information System (GIS) developed in ArcGIS. To optimize the mix of animal and vegetable waste to maximize the production of biomethane was used Microsoft Excel Solver that allows the optimization calculation by linear programming. The computational tool SAUDADE can be applied to size the use of agricultural waste to individual property level (a farm) or through condominiums (association of several farms).The objective was to seek energy solutions for production chains poultry and swine in the area of Zona da Mata of Minas Gerais State from agricultural waste. The region is composed by 142 municipalities and is located in the Southeastern portion of the state, near the border of Rio de Janeiro and Espirito Santo States. The 2.19 million inhabitants of the Zona da Mata represent 10.63% of the population of Minas Gerais. In 2011, the region's share in gross domestic product (GDP) of the State was only 7.47%. In 2001, the Zona da Mata was responsible for 8.3% of the state GDP. With more than 5% of the population below the poverty line and with increasing loss of economic dynamism, combating extreme poverty is a challenge for the region. The poultry and swine production are among the segments that stand out in agriculture in the Mata region of Minas Gerais. According to the Agricultural Institute of Minas Gerais (IMA) there are 241 swine farms and 530 poultry farms in the region. The waste from the production of swine and poultry are a serious environmental problem causing damage to human and animal health. The use of these agricultural waste may consist of a new production chain with a set of processes for the generation, collection, transportation and energy conversion. The application of computational tool SAUDADE in the case study of Minas Gerais Zona da Mata region had the following objectives: (i) estimate agricultural waste available; (ii) estimate the biomethane production potential from co-digestion of animal and waste vegetable; (iii) comparison of the potential for energy generation with biomethane produced only of animal waste and biomethane produced with the codigestion of animal waste and vegetable waste; (iv) evaluate the energy impact generated with biomethane in the energy matrix of the region; (v) evaluate the biofertilizer production potential; (vi) assess the potential for mitigation of CO2 equivalent emissions; (vii) evaluate the economic feasibility of energy generation from biomethane in swine and poultry farms; (viii) evaluating the economic viability of bioenergy condominiums considering the transport of waste through pipelines or roads and the transport of biomethane by pipelines. The results showed that: (i) the co-digestion helps to increase the production of biomethane; (ii) the biofertilzer contributes to the economic viability of simulated scenarios; (iii) the potential for energy generated from biomethane can meet the energy demand for the production of swine and poultry on the farms level; (iv) the potential for energy generation from biomethane can satisfy the energy demand of most of the municipalities in which they simulated condominiums agro- energy; (v) the inclusion of electricity generated from biomethane into the regional energy matrix can prevent the construction of new small hydropower plants in the region thus avoiding environmental and social impacts; (vi) despite the benefits of co- digestion, the vast majority of scenarios simulated presented no economic feasibility; and (vii) without establishing clear and effective public policies to promote the use of agricultural waste for the production of biomethane, the energy potential will not become in installed capacity. / La generación y uso de la energía es uno de los aspectos fundamentales implicados enpara el concepto de desarrollo sostenible, entendido como el proceso que busca satisfacer las necesidades del presente sin poner en peligro las del futuro. La energía está presente en todas las acciones de nuestra vida cotidiana por lo que es muy importante fundamental conocer y dominar las técnicas de generación y conversión de energía con el fin de garantizar la preservación del medio ambiente y el desarrollo social. El agotamiento de las reservas de petróleo y los impactos ambientales causados por el uso intensivo de combustibles fósiles, han puesto en la agenda la discusión de sobre las nuevas fuentes de energía renovables. Este tema ha sido discutido debatido en reuniones de jefes de Estado, es objeto de investigación en las universidades y de conversaciones de ciudadanos interesados de todo el mundo. Una de estas fuentes de energías renovables es el biogás resultante de la digestión anaerobia de los residuos animales, vegetales, industriales o y residenciales. Para mejorar la eficiencia de la digestión anaeróbica una de las tecnologías que se están estudiandoobjeto de estudio es la codigestión. Esta tecnología se define como la digestión simultánea de dos o más sustratos orgánicos con el fin de maximizar la producción de biogás / biometano. El biometano es el metano (CH4) producido a partir de biomasa con propiedades similares próximas a las del gas natural. La mayoría de los proyectos de energía en las zonas rurales desprecia la generación "in situ", consistiendo solamente en la expansión de la red eléctrica a las propiedades. La generación distribuida de energía distribuida se caracteriza por su ubicación cerca de los centros de cargademanda, pudiendo estar conectado o no a la red de distribución o en la unidad de consumo que, presentando las siguientes ventajas: (i) aumentar la fiabilidad del suministro a los consumidores; (ii) una mayor calidad de la energía; (iii) posibilidad de gestión de la demanda en las horas de consumo máximo; (iv) la posibilidad de reducciónir de los costes de expansión de la red pública de distribución; (v) reducción de los costes de transporte y distribución; (vi) aplazamiento y descentralización de la inversión; (vii) la viabilidad económica para el servicio en zonas remotas; y (viii) la diversificación de las fuentes de energía. El uso de herramientas computacionales para el dimensionamiento y la planificación integrada de los recursos es una opción para evaluar el potencial local y regional para de la generación de energía a partir de residuos agrícolas. Actualmente existen en el mercado varios softwares de dimensionamiento energético, la mayoría de los cuales tienen un alto costo de la licencia. Además, dado que y una vez que son desarrollados en los países del nortedel hemisferio norte, no atiendencoinciden con la realidad de los países en desarrollo, como es Brasil. En este trabajo fue desarrollada una herramienta computacional llamada SAUDADE (Sistema de Evaluación del Uso de la Digestión Anaerobia para el Dimensionamiento Energético), consistente mpuesta deen un conjunto de hojas de cálculo desarrolladas en el entornodel Microsoft Excel. La herramienta tiene una base de datos creada en unaconsistente en una geodatabase, con el fin de crear el vínculo con el Sistema de Información Geográfica (SIG) desarrollado en con el programa ArcGIS. Para optimizar la mezcla de residuos animales y vegetales con el objetivo de maximizar la producción de biometano, fue utilizado el complemento del Microsoft Excel llamado Solver que permite el cálculo coen programación lineal. La herramienta computacional S.A.U.D.A.D.E. se puede aplicar para dimensionar la utilización de residuos agroganaderos a nivel de propiedad individual (una granja) o a través de condominios (asociaciones ón de varias granjas). El objetivo de este trabajo fue buscar soluciones energéticas para las cadenaslos sectores productivos de producción de pollo de engorde y de cerdos en la región de Zona da Mata de Minas Gerais. La región está formada por 142 municipios y se encuentra en la parte sureste del estado, cerca de la frontera de los estados de Río de Janeiro y Espirito Santo. La región tiene 2,19 millones de habitantes que representan 10,63% de la población de Minas Gerais. En 2011, la región fue responsable porgeneró el 7,47% del producto interno bruto (PIB) del Estado. En 2001, esa poercentajge era de 8,3%. Con más de 5% de la población por debajo del umbral la línea de la pobreza y el aumento de la pérdida de dinamismo económico, la lucha contra la pobreza extrema es un desafío para la región. La avicultura y porcinocultura se encuentran entre los segmentos que se destacan en la agroganadería de la región de Zona da Mata de Minas Gerais. De acuerdo con el Instituto de Agroganadería de Minas Gerais (IMA), existen 241 granjas de cerdos y 530 granjas avícolas en la región. Los residuos de la producción de cerdos y pollos son un grave problema ambiental que causan daños a la salud humana y animal. El uso energético de estos residuos ganaderos puede consistir en una nueva cadena de producción, con un conjunto de procedimientos para la conversión de generación y, recolección, transporte de lay energía. La aplicación de la herramienta computacional SAUDADE en el estudio de caso de la región de Zona da Mata de Minas Gerais tuvo los siguientes objetivos: (i) estimar los residuos agroganaderos disponibles; (ii) estimar el potencial de producción de biometano a partir de los residuos animales y vegetales a través de la codigestión; (iii) comparación del potencial de generación de energía con el biometano producido solamente con residuos animales con el biometano producido con la codigestión de residuos animales y vegetales; (iv) evaluar el impacto de la energía generada con el biometano en la matriz energética de la región; (v) evaluar el potencial de producción de biofertilzante; (vi) evaluar estudiar el potencial de mitigación de las emisiones de CO2; (vii) evaluar la viabilidad económica de la generación de energía a partir del biometano en granjas de cerdos y pollos; (viii) evaluar analizar la viabilidad económica de condominios agrupaciones de bioenergía, considerando el transporte de los residuos a través de tuberías o camiones y el transporte de biometano por gasoducto. Los resultados mostraron que: (i) la codigestión ayuda a aumentar la producción de biometano; (ii) el biofertilizante contribuye a la viabilidad económica de los escenarios simulados; (iii) el potencial de la energía generada a partir de biometano puede satisfacer la demanda de energía para la producción de cerdos y pollos en las granjas; (iv) el potencial de la energía generada a partir de biometano puede satisfacer la demanda de energía de la mayoría de los municipios en los que fueran simuladlas agrupaciones os condominios agroenergéticas de productoresía; (v) la inclusión de la electricidad generada a partir de biometano puede evitar la construcción de nuevas pequeñas centrales hidroeléctricas en la región, evitando así impactos ambientales y sociales; (vi) aunque existan ventajas en la codigestión, la gran mayoría de los escenarios simulados no tenía viabilidad económica; y (vii) sin establecer políticas públicas claras y eficaces para promover el uso de residuos agroganaderos para la producción de biometano, el potencial de la energía no se convertirá en capacidad instalada.

Submitted by Hellen Luz (hellencrisluz@gmail.com) on 2017-07-04T16:10:57Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AnaliseModeloEnergetico.pdf: 2281406 bytes, checksum: 1787eaca19dcb0cee1a05d42af61f4a0 (MD5) / Approved for entry into archive by Irvana Coutinho (irvana@ufpa.br) on 2017-08-17T16:26:46Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AnaliseModeloEnergetico.pdf: 2281406 bytes, checksum: 1787eaca19dcb0cee1a05d42af61f4a0 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-17T16:26:46Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AnaliseModeloEnergetico.pdf: 2281406 bytes, checksum: 1787eaca19dcb0cee1a05d42af61f4a0 (MD5) Previous issue date: 2017-01-16 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A Amazônia, embora seja de grande importância ambiental e econômica, ainda possui baixa capacidade de implementação efetiva de ações inclusivas energéticos que proporcionem maior desenvolvimento econômico e social voltadas principalmente para as populações tradicionais amazônicas. A proposta desta dissertação é estudar o potencial dos recursos existentes em prol das comunidades isoladas através do Planejamento Integrado de Recursos, uma vez que os recursos energéticos localmente disponíveis não recebem atenção e investimento suficiente porque são considerados mercados de baixo lucro tornando-as dependentes de combustíveis fósseis. A pesquisa analisou um estudo de caso realizado no município de Tucuruí, Estado do Pará, onde se localiza a segunda maior usina hidrelétrica do Brasil (capacidade instalada de 8,370 MW) e há conflitos sócio espaciais envolvendo diversos atores, principalmente populações tradicionais afetadas pela construção da usina. A área estudada está localizada em ilhas no entorno do lago da Usina Hidroelétrica de Tucuruí, que compõe a Reserva de Desenvolvimento Sustentável (RDS) de Alcobaça. As populações residentes dessas ilhas enfrentam dificuldades de acesso à energia elétrica, além da precariedade dos serviços públicos em saúde, saneamento, infraestrutura e educação. A maioria das famílias da região sobrevive com até salário mínimo por mês e muitas vezes dependem do comércio local para o escoamento da produção, especialmente peixes. Foi realizado um estudo de um modelo viável para a região, focado no aproveitamento do potencial local da biomassa (caroços de açaí) para geração de energia elétrica em residências isoladas. / The Amazon region, although its great environmental and economic importance, still has a low capacity for an effective implementation of inclusive energy actions to provide greater economic and social development directed mainly to traditional Amazonian populations. The purpose of this dissertation is to study the potential of the existing resources in favor of isolated communities through of the Integrated Resource Planning, since locally available energy resources do not receive enough attention and investments because they are considered low-profit markets making it dependent on fossil fuels. The research analyzed a case study performed in Tucuruí municipality, Pará State, where the second largest Brazil hydropower plant (with an installed capacity of 8.370 MW) is located, which creates a scenario of social-spatial conflicts involving many groups, including traditional populations that are affected by the construction of the power plant. The studied area is located on islands around the lake of the Hydroelectric Plant of Tucuruí, forming the Alcobaça Sustainable Development Reserve (SDR). Resident populations in these islands face difficulties on accessing electricity, as well as precariousness of public services in health, sanitation, infrastructure and education. Most of the region's families survive on even minimum wages monthly and often rely on local trade for the outflow of production, especially fish. A research study was conducted to examine a feasible model for the region, focused on the use of the local potential of biomass (açaí lumps) for electric power generation in isolated residences.

CAPES / Veículos elétricos (VEs) são vistos como uma das potenciais soluções para os problemas ambientais associados com os veículos de combustão interna (VCIs). VEs, no entanto, também causam impactos ambientais ao longo do ciclo de vida e aumento no consumo de eletricidade, sendo também necessário incluí-los no planejamento energético. Estudos de Avaliação do Ciclo de Vida (ACV) realizados para avaliar os impactos ambientais de VEs em outros países mostram que a fonte de eletricidade é significativa para determinar se estes apresentam melhores resultados que VCIs. O caso brasileiro, contudo, pode apresentar resultados diferentes, em função da matriz elétrica diferente e da possibilidade de utilização de etanol pelos VCIs. O objetivo geral deste estudo é identificar como atender a demanda por transporte de pessoas por automóveis com menor impacto ambiental, para diferentes categorias de impacto, no Brasil. Para realizar o estudo, foram realizadas quatro etapas: (i) definir dados gerais, como o ano de projeção; (ii) identificar a frota de automóveis e a respectiva demanda energética e opções de atendimento; (iii) realizar ACV por veículo; e (iv) avaliar o impacto ambiental da frota, comparando e selecionando opções de menor impacto. Foram considerados dois horizontes de tempo: 2022 e 2030. Foi utilizada a base de dados de inventário do ciclo de vida (ICV) do ecoinvent v.3.01, com adaptações para o contexto brasileiro utilizando dados de literatura. Especificamente na definição da fonte de eletricidade, utilizou-se a abordagem decisional de ICV para 2022, enquanto que, para 2030, foram definidas possíveis tecnologias marginais/incrementais. Utilizou-se o método de avaliação do impacto do ciclo de vida CML 2000 v.2.05, sendo que para 2030 foram selecionadas três categorias (depleção de recursos abióticos; aquecimento global; depleção da camada de ozônio), em conjunto com resultados de ICV para ocupação da terra. Para 2030, utilizou-se, também, em análise de sensibilidade, o método EDIP 2003 v.1.04. Esses métodos estão disponíveis no software SimaPro v.8.0.2, utilizado para os cálculos. Os resultados para 2022 mostraram que, com recarga em horários de menor demanda, o VE é melhor para algumas categorias e o VCI melhor para outras. Já para 2030, contudo, uma inclusão de aproximadamente 35% de VEs na frota pode reduzir bastante os impactos para as três categorias do método CML e para o indicador único do método EDIP, embora cause aumento significativo na área ocupada. Deste modo, esses resultados poderiam ser comparados com outros tipos de ocupação da terra que visem reduzir impactos ambientais. Conclui-se que os VEs têm potencial de grande redução de impactos ambientais, de forma que poderiam ser alvos de políticas públicas que visem reduzir tais impactos. Entre as incertezas do estudo incluem-se: a simplificação na identificação das fontes de energia; a utilização de parâmetros médios para os veículos, em parte relativos apenas a veículos novos; a definição da tecnologia marginal/incremental apenas para a eletricidade; a não consideração de outras tecnologias, como VCIs a etanol de segunda e terceira geração; e a utilização de dados de inventário do presente ou passado para estimar condições futuras. Estas poderiam ser tratadas em trabalhos futuros. / Electric Vehicles (EVs) are seen as a potential solution for the environmental problems associated with Internal Combustion Engine Vehicles (ICEVs). EVs, on the other hand, also cause environmental impacts throughout their life cycles and increases in the demand for electricity, so that they need to be included in the energy planning. Life Cycle Assessment (LCA) studies carried out to assess the environmental impacts of EVs in other countries, indicated that the electricity source is significant to determine whether these present better results than ICEVs or not. For Brazil, however, results might be different, due to the different electricity mix and to the possibility of ICEVs to use sugarcane ethanol. The main purpose of this study is to analyze how to meet the demand for passenger transport by automobiles in Brazil with a smaller environmental impact, for different impact categories. In order to attain this objective, four steps were executed: (i) to define general data, such as the year of projection; (ii) to identify the automobile fleet and the respective energy demand and fulfillment options; (iii) to perform LCA, per vehicle; and (iv) to assess the environmental impact of the fleet, comparing and selecting options with smaller impact. Two time horizons were considered: 2022 and 2030. The ecoinvent database v.3.01 was used as the Life Cycle Inventory (LCI) data source, with some adaptations for the Brazilian context using literature data. Specifically for the identification of the electricity source, the decisional LCI approach was used, for 2022, while, for 2030, possible marginal/incremental technologies were identified. The Life Cycle Impact Assessment (LCIA) method CML 2000 v.2.05 was used, from which three categories were chosen for 2030 (abiotic resource depletion; climate change; and ozone layer depletion), together with LCI results for land occupation. The single score of the LCIA method EDIP 2003 v.1.04 was used in a sensitivity analysis. These methods are available in SimaPro 8.0.2, used for calculations. The results for 2022 showed that, with battery charge during off-peak hours, the EV is better in some impact categories, while the ICEV is better in others. For 2030, however, an EV market penetration of approximately 35% can significantly reduce the impacts for the three CML categories and for the EDIP single score, albeit causing a significant increase in land occupation. These results, therefore, can be compared with other types of land occupations which aim to reduce environmental impacts. It was concluded that EVs have good environmental impacts reduction potentials, in a way that they could be targeted by public policies that address such impacts. Among the uncertainties of this study are included: the simplified identification of energy sources; the use of average parameters for the transportation sector, in part associated only with new vehicles; the definition of the marginal/incremental technology only for electricity; the fact that other vehicle technologies, such as ICEVs powered by second and third generation ethanol; and the use of present or past LCI data to assess future conditions. These could be dealt with in future studies.

CAPES / Veículos elétricos (VEs) são vistos como uma das potenciais soluções para os problemas ambientais associados com os veículos de combustão interna (VCIs). VEs, no entanto, também causam impactos ambientais ao longo do ciclo de vida e aumento no consumo de eletricidade, sendo também necessário incluí-los no planejamento energético. Estudos de Avaliação do Ciclo de Vida (ACV) realizados para avaliar os impactos ambientais de VEs em outros países mostram que a fonte de eletricidade é significativa para determinar se estes apresentam melhores resultados que VCIs. O caso brasileiro, contudo, pode apresentar resultados diferentes, em função da matriz elétrica diferente e da possibilidade de utilização de etanol pelos VCIs. O objetivo geral deste estudo é identificar como atender a demanda por transporte de pessoas por automóveis com menor impacto ambiental, para diferentes categorias de impacto, no Brasil. Para realizar o estudo, foram realizadas quatro etapas: (i) definir dados gerais, como o ano de projeção; (ii) identificar a frota de automóveis e a respectiva demanda energética e opções de atendimento; (iii) realizar ACV por veículo; e (iv) avaliar o impacto ambiental da frota, comparando e selecionando opções de menor impacto. Foram considerados dois horizontes de tempo: 2022 e 2030. Foi utilizada a base de dados de inventário do ciclo de vida (ICV) do ecoinvent v.3.01, com adaptações para o contexto brasileiro utilizando dados de literatura. Especificamente na definição da fonte de eletricidade, utilizou-se a abordagem decisional de ICV para 2022, enquanto que, para 2030, foram definidas possíveis tecnologias marginais/incrementais. Utilizou-se o método de avaliação do impacto do ciclo de vida CML 2000 v.2.05, sendo que para 2030 foram selecionadas três categorias (depleção de recursos abióticos; aquecimento global; depleção da camada de ozônio), em conjunto com resultados de ICV para ocupação da terra. Para 2030, utilizou-se, também, em análise de sensibilidade, o método EDIP 2003 v.1.04. Esses métodos estão disponíveis no software SimaPro v.8.0.2, utilizado para os cálculos. Os resultados para 2022 mostraram que, com recarga em horários de menor demanda, o VE é melhor para algumas categorias e o VCI melhor para outras. Já para 2030, contudo, uma inclusão de aproximadamente 35% de VEs na frota pode reduzir bastante os impactos para as três categorias do método CML e para o indicador único do método EDIP, embora cause aumento significativo na área ocupada. Deste modo, esses resultados poderiam ser comparados com outros tipos de ocupação da terra que visem reduzir impactos ambientais. Conclui-se que os VEs têm potencial de grande redução de impactos ambientais, de forma que poderiam ser alvos de políticas públicas que visem reduzir tais impactos. Entre as incertezas do estudo incluem-se: a simplificação na identificação das fontes de energia; a utilização de parâmetros médios para os veículos, em parte relativos apenas a veículos novos; a definição da tecnologia marginal/incremental apenas para a eletricidade; a não consideração de outras tecnologias, como VCIs a etanol de segunda e terceira geração; e a utilização de dados de inventário do presente ou passado para estimar condições futuras. Estas poderiam ser tratadas em trabalhos futuros. / Electric Vehicles (EVs) are seen as a potential solution for the environmental problems associated with Internal Combustion Engine Vehicles (ICEVs). EVs, on the other hand, also cause environmental impacts throughout their life cycles and increases in the demand for electricity, so that they need to be included in the energy planning. Life Cycle Assessment (LCA) studies carried out to assess the environmental impacts of EVs in other countries, indicated that the electricity source is significant to determine whether these present better results than ICEVs or not. For Brazil, however, results might be different, due to the different electricity mix and to the possibility of ICEVs to use sugarcane ethanol. The main purpose of this study is to analyze how to meet the demand for passenger transport by automobiles in Brazil with a smaller environmental impact, for different impact categories. In order to attain this objective, four steps were executed: (i) to define general data, such as the year of projection; (ii) to identify the automobile fleet and the respective energy demand and fulfillment options; (iii) to perform LCA, per vehicle; and (iv) to assess the environmental impact of the fleet, comparing and selecting options with smaller impact. Two time horizons were considered: 2022 and 2030. The ecoinvent database v.3.01 was used as the Life Cycle Inventory (LCI) data source, with some adaptations for the Brazilian context using literature data. Specifically for the identification of the electricity source, the decisional LCI approach was used, for 2022, while, for 2030, possible marginal/incremental technologies were identified. The Life Cycle Impact Assessment (LCIA) method CML 2000 v.2.05 was used, from which three categories were chosen for 2030 (abiotic resource depletion; climate change; and ozone layer depletion), together with LCI results for land occupation. The single score of the LCIA method EDIP 2003 v.1.04 was used in a sensitivity analysis. These methods are available in SimaPro 8.0.2, used for calculations. The results for 2022 showed that, with battery charge during off-peak hours, the EV is better in some impact categories, while the ICEV is better in others. For 2030, however, an EV market penetration of approximately 35% can significantly reduce the impacts for the three CML categories and for the EDIP single score, albeit causing a significant increase in land occupation. These results, therefore, can be compared with other types of land occupations which aim to reduce environmental impacts. It was concluded that EVs have good environmental impacts reduction potentials, in a way that they could be targeted by public policies that address such impacts. Among the uncertainties of this study are included: the simplified identification of energy sources; the use of average parameters for the transportation sector, in part associated only with new vehicles; the definition of the marginal/incremental technology only for electricity; the fact that other vehicle technologies, such as ICEVs powered by second and third generation ethanol; and the use of present or past LCI data to assess future conditions. These could be dealt with in future studies.