Techno-economic feasibility of biogas production through co-digestion of typical agro-industrial and livestock residues : case study in Sao Paulo State
| dc.contributor.advisor | Moraes, Bruna de Souza | |
| dc.contributor.author | Mendes, Fabrício Bruno | |
| dc.date.accessioned | 2024-02-26T14:44:02Z | |
| dc.date.available | 2024-02-26T14:44:02Z | |
| dc.date.issued | 2023-10-23 | |
| dc.description.abstract | A energia renovável tem ganhado especial importância na agropecuária brasileira, este sendo um dos principais setores econômicos do Brasil. Elevada quantidade de resíduos é gerada anualmente com potencial de codigestão e posterior produção de bioenergia. Segundo o Atlas de Bioenergia do estado de São Paulo, um dos grandes centros agroindustriais do País, a rota biotecnológica impactaria positivamente a matriz energética estadual em pelo menos 24%. A integração energética da agropecuária paulista poderia desenvolver novos mercados e trazer soluções inovadoras com produção sustentável e viável economicamente. Ainda, o apoio promovido pela Política Nacional de Biocombustíveis, Renovabio, permite acessar uma abrangente rede de produtores, transportadores e consumidores. Portanto, este estudo visa avaliar cenários econômicos de integração energética no setor agropecuário paulista a partir da produção do biogás convertido a biometano e bioeletricidade de forma a incorporar coprodutos com valor agregado. Inicialmente, o trabalho se baseia na seleção dos potenciais municípios produtores da agroindústria paulista apresentados no Atlas, seguido pela análise e discussão da valoração dos co-produtos gerados, e finalizado com a avaliação técnico-econômica de um estudo de caso com dados reais de hipotética integração entre uma usina de cana-de-açúcar, uma fazenda de café e uma suinocultura. Entre os resultados destacam a compilação de custos de aquisição e transporte correlacionados com suas composições bioquímicas onde os cosubstratos de milho e laranja são os mais elevados e os dejetos bovinos, suínos, e vinhaça são mais acessíveis; o calendário de disponibilidade de co-produtos das culturas energéticas canade-açúcar, milho, laranja, soja, café e da criação animal (bovino, suíno e avícola) indica necessidade de resíduos sólidos na entressafra, e evidencia a viabilidade em se produzir biometano ao invés de bioeletricidade. Neste estudo de caso, os créditos de descarbonização obtidos do biometano duplicaram a rentabilidade de plantas integradas em escala industrial. As informações detalhadas podem auxiliar na tomada de decisão de novos investimentos com este novo modelo de negócio, trazendo benefícios socio-econômicos para a futura expansão da bioenergia no País. Esta metodologia é aplicável para qualquer região onde há concentração de produção agroindustrial. O modelo de negócio de integração agropecuária traz uma sinergia econômica-social com antecipação de impactos ambientais no meio rural, com alternativa para destinação e valoração dos resíduos. | |
| dc.description.abstract2 | Renewable energy has gained special importance in the Brazilian agro-industry, which is onevof the main Brazilian economic sectors. A high quantity of residues is annually generated with the potential to co-digest into bioenergy. According to the Bioenergy Atlas of São Paulo, the biotechnological route would positively impact the state energy matrix by at least 24%. The energy integration of the São Paulo agribusiness would be able to develop new markets and promote innovative solutions for sustainable bioenergy production. The support of the National Biofuels Policy, Renovabio, would allow to access a comprehensive structure of producers, transporters, and consumers. Therefore, this study aims to evaluate scenarios of regional integration in the agricultural and livestock sectors through biogas production being converted into biomethane and bioelectricity in order to incorporate added-value co-products. Initially, the work selected the potential Sao Paulo municipalities presented in the Atlas, followed by the analysis and discussion of the co-products valuation, and finally the techno-economic assessment of a case study in a hypothetical integration between a sugarcane plant, a coffee farm, and a pig farm. Among the results, we highlighted the disclosure of acquisition and transportation costs correlated to the biochemical composition data where corn and orange residues are the most valuable and the vinasse and bovine/swine manure are the most accessible, the residue availability calendar from agricultural and livestock sectors sugarcane, corn, orange, soybean, coffee, and animal breeding (bovine, swine, poultry) followed the feasibility of biomethane instead of bioelectricity production. The decarbonization credits obtained from biomethane double the revenues of large-scale integrated plants. Detailed information can promote new investments by decision-makers through the new business model bringing socioeconomic benefits for the expansion of bioenergy. The methodology can be applied to agricultural regions in the country and in the world. The integrative business model is synergic and anticipates environmental impacts in rural areas, as it contributes as an alternative to waste disposal and adds value. | |
| dc.format.mimetype | application/pdf | |
| dc.identifier.bibliographicCitation | MENDES, Fabrício Bruno. Viabilidade técnico-econômica da produção de biogás pela co-digestão de resíduos típicos da agropecuária: estudo de caso no estado de São Paulo. 2023. Tese (Doutorado em Engenharia de Alimentos) Faculdade de Engenharia de Alimentos, Universidade Estadual de Campinas, Campinas, 2023. | |
| dc.identifier.uri | https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1345019 | |
| dc.identifier2.lattes | http://lattes.cnpq.br/1774079300916590 | |
| dc.publisher | Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) | |
| dc.publisher.campi | SUZANO | |
| dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos da Universidade Estadual de Campinas | |
| dc.subject.keywords | Agroindústria | |
| dc.subject.keywords | Bioenergia | |
| dc.subject.keywords | Avaliação técnico-econômica | |
| dc.subject.keywords | Biorefinaria | |
| dc.subject.keywords | Políticas públicas | |
| dc.subject.keywords | Co-digestão | |
| dc.title | Techno-economic feasibility of biogas production through co-digestion of typical agro-industrial and livestock residues : case study in Sao Paulo State | |
| dc.title.alternative | Viabilidade técnico-econômica da produção de biogás pela co-digestão de resíduos típicos da agropecuária: estudo de caso no estado de São Paulo | |
| dc.type | Teses e Dissertações |