https://repositorio.ufba.br/handle/ri/37192
Tipo: | Tese |
Título: | Avaliação tecno-econômica-ambiental-social de biorrefinarias modulares em Guiné-Bissau |
Autor(es): | Ianda, Tito Francisco |
Primeiro Orientador: | Kalid, Ricardo de Araújo |
metadata.dc.contributor.advisor-co1: | Pessoa, Fernando Luiz Pellegrini |
metadata.dc.contributor.referee1: | Kalid, Ricardo de Araújo |
metadata.dc.contributor.referee2: | Pessoa, Fernando Luiz Pellegrini |
metadata.dc.contributor.referee3: | Santos, Alex Álisson Bandeira |
metadata.dc.contributor.referee4: | Padula, Antonio Domingos |
metadata.dc.contributor.referee5: | Queiroz, Eduardo Mach |
Resumo: | Biorrefinarias modulares são indústrias promissoras para diversificação da economia de países em desenvolvimento e redução da dependência externa de insumos produtivos. Esta pesquisa teve como objetivo, avaliar a viabilidade tecno-econômica, ambiental e social de biorrefinarias modulares para produção de insumos de alto valor agregado para a indústria farmacêutica, cosmética ou alimentícia em Guiné-Bissau, a partir de beneficiamento dos cachos de frutos frescos de dendê (CFF) e sementes da mamona descascadas. Para alcançar o objetivo proposto, a metodologia empregada conta com um modelo de otimização multidimensional multicritério construído para avaliar a sustentabilidade de biorrefinarias propostas e apoiar a tomada de decisão. Os produtos de CFF avaliados foram o óleo bruto, óleo refinado, óleo de palmiste e estearina; enquanto aqueles de mamona foram o óleo bruto, óleo refinado e estearina. Para atender os mercados regionais com os referidos produtos, foi proposta a instalação de sete biorrefinarias modulares em Guiné-Bissau. Os dados foram obtidos em fontes secundárias e compilados em linguagem de programação Python®. A incerteza dos dados foi avaliada a partir da Matriz Pedigree e sua variabilidade por meio das Simulações de Monte Carlo. Foi estimada a disponibilidade de 3,66 x 105 t ano−1 de CFF e 1,8 x 104 t ano−1 de sementes de mamona. A solução do modelo multidimensional indicou a quantidade ótima a produzir de cada produto de modo a alcançar um lucro bruto de 5,03 x 108 US$ ano-1 no cenário otimizado. As emissões de GEE no beneficiamento das matérias-primas no cenário base foram de 1,75 x 108 kg CO2eq ano-1, enquanto no cenário otimizado foi de 2,40 x 108 kg CO2eq ano-1. Esta diferença, no entanto, está dentro da faixa de incerteza de informações da avaliação ambiental. A geração de empregos no cenário base é de 1,24 x 105 empregos por ano e no cenário otimizado é de 1,80 x 105 empregos por ano. Há um trade-off entre a maximização do lucro e minimização das emissões de GEE. Ao maximizar o lucro, as emissões de GEE aumentam em 148 %, e ao minimizar as emissões de GEE, o lucro bruto diminui em 82 %. Finalmente, foram simulados diferentes cenários de compensação do crédito de carbono com as emissões excedentes de GEE ao maximizar o lucro bruto a um custo de 0,03 US$/(kg-1 CO2), 0,10 US$/(kg-1 CO2) e compensação total de todas as emissões de GEE geradas, os quais indicaram um impacto de 0,86 %, 2,86 % e 4,77 % do lucro bruto, respectivamente. Assim, é possível compensar todo o crédito de carbono inicialmente para viabilizar as operações de biorrefinarias propostas. A análise de viabilidade econômico-financeira permitiu verificar que o projeto é viável, pois o Valor Presente Líquido é 5,68 x 107 US$ a uma Taxa Mínima de Atratividade anual de 20 %, Taxa Interna de Retorno igual a 39 % e prazo para o Retorno de Investimento Inicial (Payback Simples e Payback Descontado), é de 2,56 anos e 3,95 anos, respectivamente. |
Abstract: | Modular biorefineries are promising industries for diversifying developing countries’ economies and reducing external dependence on productive inputs. This research aimed to evaluate the techno-economic, environmental, and social viability of modular biorefineries for the production of inputs with high added value for the pharmaceutical, cosmetic, or food industry in Guinea-Bissau, from the processing of Fresh Fruit Bunches of palm oil (FFB) and peeled castor bean seeds. The methodology employed to achieve the proposed objective relies on a multi-criteria multidimensional optimization model built to assess the sustainability of proposed biorefineries and support decision-making. The FFB products evaluated were crude oil, refined oil, palm kernel oil, and stearin; while those from castor oil were crude oil, refined oil, and stearin. In order to serve regional markets with these products, the installation of seven modular biorefineries in Guinea-Bissau was proposed. Data were obtained from secondary sources and compiled in the Python® programming language. Data uncertainty was evaluated from the Pedigree Matrix and its variability through Monte Carlo Simulations. Availability of 3.66 x 105 t year−1 of FFB and 1.8 x 104 t year−1 of castor bean seeds was estimated. The solution of the multidimensional model indicated the optimal quantity of each product to be produced in order to reach a gross profit of 5.03 x 108 US$ year-1 in the optimized scenario. GHG emissions from the processing of raw materials in the base scenario were 1.75 x 108 kg CO2eq year-1, while in the optimized scenario it was 2.40 x 108 kg CO2eq year-1. This difference, however, is within the uncertainty range of environmental assessment information. The generation of jobs in the base scenario is 1.24 x 105 jobs per year; in the optimized scenario, it is 1.80 x 105 jobs per year. There is a trade-off between maximizing profit and minimizing GHG emissions. By maximizing profit, GHG emissions increase by 148 %, and by minimizing GHG emissions, gross profit decreases by 82 %. Finally, different carbon credit compensation scenarios were simulated with excess GHG emissions by maximizing gross profit at a cost of 0.03 US$/(kg-1 CO2), 0.10 US$/(kg-1 CO2) and total compensation of all GHG emissions generated, which indicated an impact of 0.86 %, 2.86 % and 4.77 % of gross profit, respectively. The economic-financial feasibility analysis made it possible to verify that the project is viable since the Net Present Value is 5.68 x 107 US$, the Minimum annual Attractiveness Rate of 20 %, the Internal Rate of Return is equal to 39 %, and the deadline for return on the initial investment (Simple Payback and Discounted Payback), is 2.56 years and 3.95 years, respectively. |
Palavras-chave: | Biorrefinarias modulares Óleo de palma Óleo de mamona Óleo de rícinos Viabilidade tecno-econômica e socioambiental Busca patentária Avaliação da incerteza Guiné-Bissau |
CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Editora / Evento / Instituição: | Universidade Federal da Bahia |
Sigla da Instituição: | UFBA |
metadata.dc.publisher.department: | Escola Politécnica |
metadata.dc.publisher.program: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Industrial (PEI) |
Tipo de Acesso: | CC0 1.0 Universal |
metadata.dc.rights.uri: | http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/ |
URI: | https://repositorio.ufba.br/handle/ri/37192 |
Data do documento: | 5-Mai-2023 |
Aparece nas coleções: | Tese (PEI) |
Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
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