Banca de DEFESA: HALIMA KHALID

Uma banca de DEFESA de MESTRADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE: HALIMA KHALID
DATA: 04/06/2025
HORA: 14:00
LOCAL: Sala Virtual
TÍTULO:

Otimização tecnoeconômica e ambiental da cadeia de produção e do uso final do hidrogênio de origem renovável em Minas Gerais. 

PALAVRAS-CHAVES:

Otimização, hidrogênio, amônia, eficiência energética, análise tecnoeconômica e ambiental

PÁGINAS: 159
GRANDE ÁREA: Engenharias
ÁREA: Engenharia Mecânica
SUBÁREA: Engenharia Térmica
ESPECIALIDADE: Aproveitamento da Energia
RESUMO:

O hidrogênio renovável tem se consolidado como um vetor energético fundamental para a descarbonização de setores intensivos em emissões. Este trabalho aborda a viabilidade técnico-econômica e ambiental da produção de hidrogênio. Para isso, empregou-se a modelagem por programação linear inteira mista (MILP), implementada no software LINGO 20®, considerando investimentos de capital, custos operacionais, de matéria-prima, transporte e emissões associadas. Foram analisados os principais indicadores econômicos, como valor presente líquido (VPL), payback descontado e preço mínimo de venda, com o objetivo de avaliar os riscos e a atratividade financeira dos projetos. O estudo considerou quatro rotas tecnológicas para a produção de hidrogênio renovável: reforma a vapor de etanol (Etanol_ESR), eletrólise com membrana de troca de prótons (PEM_Eletrolise), reforma de biometano oriundo da vinhaça (Vinhaça_BD_SMR) e gaseificação de biomassa lenhosa (GS_WGS). No primeiro artigo, com uma demanda estimada de 57.751,76 t/ano para o setor de refino, os resultados indicaram que as rotas baseadas em resíduos agroindustriais e biomassa (GS_WGS e Vinhaça_BD_SMR) foram as mais competitivas economicamente, com Taxa Interna de retorno (TIR) superior a 35%, payback de aproximadamente 3 anos e preços de venda comparáveis ao hidrogênio cinza. Em contrapartida, as rotas Etanol_ESR e PEM_Eletrolise apresentaram maiores desafios financeiros, sendo a eletrólise a mais onerosa em termos de investimento inicial, com TIR de 9% e payback de 14 anos. A Etanol_ESR, embora com menor investimento, teve sua atratividade reduzida pelo alto custo do etanol, resultando em payback de 7 anos. A análise de sensibilidade demonstrou que as rotas baseadas em resíduos apresentaram menor vulnerabilidade frente às flutuações de mercado. No segundo artigo, voltado à produção de amônia renovável com demanda de 200.000 t/ano, os resultados reforçaram a influência crítica da escolha da matéria-prima sobre os custos finais. A tecnologia Ethanol_ESR exigiu o menor investimento (286 milhões de dólares), mas enfrentou limitações devido ao custo elevado do etanol. Por outro lado, a tecnologia PEM_Eletrolise demandou o maior investimento (645 milhões de dólares) e apresentou o retorno mais lento, com payback de 8 anos. A rota baseada na vinhaça (Vinhaça_BD_SMR) destacou-se por apresentar o menor custo de matéria-prima e elevada sustentabilidade ambiental. Já a GS_WGS, embora economicamente viável, apresentou entraves logísticos relacionados à dispersão da biomassa. A análise de sensibilidade evidenciou que o preço mínimo de venda e a taxa de retorno são fatores decisivos para a viabilidade financeira, sobretudo em cenários com alto custo operacional. Do ponto de vista ambiental, ambas as aplicações resultaram em balanço negativo de emissões de CO₂, com reduções expressivas estimadas em 462.000 tCO₂eq/ano no setor de refino e 580.000 tCO₂eq/ano na produção de amônia, representando aproximadamente 13% das emissões totais do setor de fertilizantes nitrogenados no Brasil. Esses resultados reforçam o papel estratégico do hidrogênio renovável na transição para uma economia de baixo carbono. Conclui-se que a valorização de resíduos agroindustriais e o aproveitamento de biomassas regionais, associados à otimização logística e ao suporte de políticas públicas, constituem pilares fundamentais para a viabilização técnico-econômica de cadeias produtivas sustentáveis baseadas em hidrogênio renovável no Brasil.

MEMBROS DA BANCA:
Externo à Instituição - REYNALDO PALACIOS BERECHE - UFABC (Membro)
Interno - MARCIO MONTAGNANA VICENTE LEME (Membro)
Interno - CARLOS EDUARDO CASTILLA ALVAREZ (Suplente)
Externo à Instituição - ANTONIO GARRIDO GALLEGO - UFABC (Suplente)
Presidente - ADRIANO VIANA ENSINAS (Membro)