Avaliação do ciclo de vida de potenciais rotas de produção de hidrogênio: estudo dos sistemas de gaseificação da biomassa e de energia solar fotovoltaica

Abstract

No presente trabalho, o desempenho energético e ambiental de potencias rotas de produção de hidrogênio-gaseificação da biomassa via leito fixo (LFX) e leito fluidizado (LFL) e de energia solar fotovoltaica-foram estudados com base na metodologia de Avaliação do Ciclo de Vida (ACV). Após a revisão da literatura e a descrição dos procedimentos de análise, os resultados da ACV são apresentados e discutidos em termos de Demanda Acumulada de Energia (CED), Tempo de Retorno de Investimento em Energia (EPBT) e danos relacionados à Saúde Humana (SH), Qualidade do Ecossistema (QE) e Recursos Minerais e Combustíveis Fósseis (RMCF). No cômputo geral, o LFL é mais favorável para a produção de hidrogênio, embora os dois sistemas de gaseificação apresentem desempenho energético e ambiental similares. Comparativamente, o sistema fotovoltaico apresenta um EPBT maior (4,55 anos) do que os encontrados nos dois sistemas de conversão da biomassa (1,65 anos no LFL e 1,77 anos no LFX). Por outro lado, o sistema de energia solar fotovoltaico é o mais ambientalmente recomendável para a produção de hidrogênio, tendo em vista a menor contribuição em relação aos danos majoritários (saúde humana). Dentro do escopo do estudo, os sistemas avaliados apresentam mais características de complementaridade do que competição. Neste caso, enfatiza-se a importância de uma análise dos fatores econômicos e sociais pertinentes a cada país ou região, bem como dos processos posteriores de reforma e/ou purificação e eletrólise da água, considerando também o seu inteiro ciclo de vida. Palavras chaves: avaliação do ciclo de vida, hidrogênio, sistemas de gaseificação, energia solar fotovoltaica, desempenho energético e ambiental.

Life Cycle Assessment of Hydrogen Production by Natural Gas Reforming in Brazil

“…The Life Cycle Impact Assessment (LCIA) is addressed to assess the environmental burdens related to extraction of resources and emissions to environment obtained in the inventory. Therefore, models of environmental mechanisms are used in which inventory results can be translated into potential impacts, such as climate change, acidification, toxicological effects to human health and ecosystems (Fukurozaki, 2011).…”

“…biomass), as non-renewable such as fossil fuels (e.g. coal, natural gas and oil), all largely composed of carbon and hydrogen atoms in different combinations (Fukurozaki, 2011).…”

Relação energética e emissão de GEE do biodiesel de pinhão manso: análise sob uma perspectiva dinâmica

“…Tendo em vista o objetivo do BE, diversos modos de quantificar o resultado da relação output/input são encontrados na literatura, sendo a Demanda de Energia Acumulada (DEA) uma das alternativas mais utilizadas, estando associada à abordagem em ciclo de vida. A DEA é determinada pela razão entre o somatório de todas as energias de entradas em todos os processos do sistema, sobre a energia contida nos produtos do sistema (Fukurozaki, 2011).…”

Hidropirólise solar da microalga Chlamydomonas reinhardtii combinada com o precursor catalítico tipo Hidrotalcita

“…O hidrogênio é um portador de energia de alta qualidade, tem alta eficiência e zero emissão de gases de efeito estufa. A combinação da energia solar com o processo eletrolítico tem sido centro de atenções, principalmente em locais com alto índice de irradiação, pois a produção de H2 é uma forma interessante de armazenamento de energia, que pode eliminar a intermitência intrínseca das energias renováveis, além de ser um processo tecnicamente simples (ÚRSUA et al, 2012;FUKUROZAKI, 2011). Sua produção é um processo químico não espontâneo, no qual ocorre a decomposição eletroquímica da água em suas duas partes constituintes (H2 e O2), através da passagem de uma corrente elétrica, ou seja, a conversão de energia elétrica em energia química (HAMANN et al, 2007).…”

“…A combinação da energia solar com o processo eletrolítico é considerada uma alternativa interessante na produção de H2, principalmente em locais com alto índice de irradiação. A eletrólise é um processo tecnicamente simples, no qual é possível, depois de um procedimento de purificação obter hidrogênio com até 99,999% de pureza (ÚRSUA et al, 2012;FUKUROZAKI, 2011).…”