Comparação termodinâmica e ambiental (emissões de CO2) das rotas de produção e utilização de combustíveis veiculares derivados de petróleo e gás natural, biocombustíveis, hidrogênio e eletricidade (veículos elétricos).

Abstract

, por me permitir desenvolver este trabalho como participante da sua equipe de pesquisa, pelas orientações e o apoio no desenvolvimento das atividades do curso, por acreditar nas minhas capacidades, e pelas oportunidades para expor as minhas ideias e corrigir os meus erros, sempre fazendo uso do bom humor e seu trato amável com as pessoas que lhe rodeiam.À minha mãe, Gloria Orrego-Vélez e ao meu pai Jaime Flórez-Palacio, pelo suporte, o carinho, a compreensão e a repreensão, a confiança durante toda a minha vida, por trabalhar sem descanso para me permitir atingir as minhas metas e ser uma melhor pessoa. São um exemplo para mim. Às minhas irmãs Sandra e Paula, e minha amiga Andrea M., pelo carinho, as discussões e as atenções que sempre me dedicaram, por serem o lado sensível e me ensinarem a valorar às mulheres pelo que realmente valem. À Prof. Dra. Silvia Azucena Nebra e os Profs. Dr. Luiz Kulay e Dr. Luiz Pellegrini, pelas valiosas discussões e sugestões que beneficiaram a redação, estruturação e apresentação do trabalho, e por ressaltar as oportunidades e os desafios que apresentava o projeto de pesquisa. Aos Profs. Drs. Otávio de Mattos Silvares, Arlindo Tribess, Guenther Carlos Krieger Filho, Marcos Pimenta e Eitaro Yamane, por me instruir nas suas aulas e ampliar os meus conhecimentos.Ao Prof. Dr. Hector Ivan Velásquez da Universidade Nacional da Colômbia -Sede Medellín, por seu conselho e seu respaldo, com os que toda esta travessia começou. Além disso, pelas informações relativas ao estudo das rotas de produção de biocombustíveis. Ao Prof. Dr. Julio Augusto Mendes da Silva, com quem tive a oportunidade de trabalhar em diversos assuntos que contribuíram diretamente para o desenvolvimento desta dissertação; além disso, pelas risadas e as reflexões para tirar as dúvidas do meu português "requintado".Aos meus companheiros do Laboratório LETE: Pablo (co-autor da nossa apostila exergética), Yamid, Izabela, Jose Luis e Cadu, com quem tive o prazer de conviver, debater, rir e aprender. Aos meus amigos Luis Varela e Beethoven Narvaez, pelo companheirismo e as sessões gastronômicas, os debates filosóficos e as caminhadas para o jantar, que tornaram a estada tranquila e amigável. Aos demais colegas da Pós-Graduação, do Laboratório SISEA, do LFS e da Metalurgia, por suas informações e por me ajudar a praticar meu português. À Agencia Nacional de Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis -ANP, pelo apoio financeiro e a oportunidade de participação em eventos dentro e fora do país para divulgação do meu trabalho. Às Sras. Esther Siroky e Fabiana Cre por sua gestão com os documentos e trâmites da bolsa, e aos Profs. Jairson de Lima, Hernani Luiz Brinati e Marcelo R. Martins, que se desempenharam como PVs do PRH-19, pelo apoio nos processos administrativos no aproveitamento da bolsa de estudo. Aos funcionários e secretárias do PPGEM e do COSEAS.Enfim, a todos os amigos e familiares que me apoiaram e contribuíram para a realização deste trabalho. "In Nature's economy the currency is not money -It is life"Vandana Shiva (19...

On the efficiency, exergy costs and CO 2 emission cost allocation for an integrated syngas and ammonia production plant

“…Based on the thermoeconomy theories [40][41][42][43][44][45][46], the authors [47][48][49][50][51] have shown that exergoeconomy provides an opportunity to quantify the renewable and non-renewable, specific exergy consumption; to properly allocate the associated CO2 emissions among the streams of a given production route; as well as to determine the overall exergy conversion efficiency of the production processes. According to [49][50][51], the nonrenewable unit exergy cost (cNR) [kJ/kJ] is defined as the rate of non-renewable exergy necessary to produce one unit of exergy rate/flow rate of a substance, fuel, electricity, work or heat flow, whereas the Total Unit Exergy Cost (cT) includes the Renewable (cR) and Non-Renewable Unit Exergy Costs. Analogously, the CO2 emission cost (cCO2) [kmolCO2/kJ] is defined as the rate of CO2 emitted to obtain one unit of exergy rate/flow rate.…”

“…It is also important to notice that, since this first approach deals with a basically fossil-based ammonia production process, the advantages of the cost splitting seem not to be initially so evident. However, reported data on exergy costs and CO2 emission cost of various fuels [47][48][49][50][51] have shown that a small part of the cumulative unit exergy costs of natural gas and petroleum derivatives corresponds to renewable sources and, thus, it must be accounted for if a fair level playing field for comparative assessments with other syngas and ammonia production technologies is intended. For instance, other scenarios, including the syngas production by using the steam reforming of ethanol, have earned more attention in Brazil, mainly due to its well-established sugar cane ethanol economy [111][112][113][114][115].…”

Thermodynamic study of oxyfuel gas turbines: from O2 production to CO2 abatement .

“…It is clear that a lot more exergy is destroyed within the power generation unit in all configurations. This makes sense considering the combustion process inevitably destroys at least one fourth of the exergy [116]. The S-Graz cycle seems to be equipped with the most efficient combustion.…”

“…For instance, in the work of Nakashima et al [114], the performance of two energy technologies used for an enhanced petroleum recovery, namely, the gas lifting and the two-phase screw pumping processes are compared in light of the exergoeconomy theory. Those results have been used in turn to calculate the cumulative exergy cost and the specific CO 2 emissions of different fuels, chemicals and transportation services [115] in petrochemical refineries, biorefineries [116], fertilizers complexes [117] and even of the Brazilian electricity mix [118]. The methodology used in those studies relies on the concept of the Total Unit Exergy Cost (cT) [kJ/kJ], defined as the rate of exergy necessary to produce one unit of exergy rate (or flow rate) of a substance, fuel, electricity, work or heat comprised in the petroleum production…”