Dissertação
{pt_PT=Techno-economic analysis of a biorefinery plant in Azores Islands} {} EVALUATED
{pt=A biomassa é um material renovável e orgânico, que, tal como os combustíveis fósseis, armazena energia nas ligações químicas. Assim, o desenvolvimento de biorrefinarias para obter energia, combustíveis e químicos torna-se crucial. Este estudo tem como objetivo analisar a viabilidade técnica e económica da instalação de uma biorrefinaria no Arquipélago dos Açores. Estas ilhas possuem uma quantidade significativa de biomassa de Pittosporum undulatum, uma espécie invasora sem aplicação comercial. Assim, é proposta uma biorrefinaria baseada na gasificação desta biomassa para a produção de energia, combustíveis e químicos atualmente obtidos através de fontes não renováveis. Os processos analisados neste estudo incluem as sínteses de hidrogénio, metanol e de hidrocarbonetos líquidos (processo de Fischer-Tropsch, FT). É utilizado o software Aspen Plus para modelar as biorrefinarias, estimar as capacidades de produção e determinar as configurações mais adequadas. O processo de FT seria a solução mais viável no contexto açoriano, dado atualmente existir procura para tais produtos combustíveis. Porém, a eventual transição energética nestas ilhas traduzir-se-á em novas exigências energéticas, tornando o hidrogénio e a eletricidade os candidatos preferenciais a produtos da biorrefinaria. Economicamente, a produção de hidrogénio é a solução mais viável, seguida pelo metanol e pela síntese de combustíveis de FT. O custo estimado da produção de hidrogénio na instalação proposta é cerca de 60% do seu valor de mercado previsto para 2025. Quanto aos combustíveis de FT e metanol, as estimativas dos custos de produção seriam duas a três e onze vezes o seu valor de mercado de 2020 respetivamente., en=Biomass is a renewable and organic carbon-based material, that, similarly to fossil fuels, stores energy in chemical bonds. Hence, the development of biorefineries to process biomass and obtain energy, fuels and chemicals becomes pivotal. The objective of this study is to analyse the technical and economic viability of installing a biorefinery plant in the Archipelago of Azores. These islands have a significant amount of woody biomass, namely Pittosporum undulatum, an invasive species with no commercial use. Therefore, a biorefinery plant based on woody biomass gasification is proposed to produce energy, fuels and chemicals which are currently obtained using non-renewable sources. The routes analysed in this study include hydrogen, methanol and Fischer-Tropsch (FT) fuels synthesis. The Aspen Plus software is used to model the biorefinery, estimate its production potential and determine its most viable configuration. The FT-synthesis route seems to be the most viable solution for the Azorean context as there is currently a market for its fuel products. However, the future energy transition in these islands will translate into a new energy demand and, by that, hydrogen and electricity can be the preferred biorefinery outputs. The production of hydrogen is the most economically viable solution, followed by methanol and FT-fuels synthesis. The estimated production cost of hydrogen in the proposed installation in Azores is about 60% of its foreseen market value for 2025. The results for the production costs of FT-fuels and methanol show that these would be two to three and eleven times their market value of 2020, respectively.}
junho 1, 2020, 11:0
Publicação
Obra sujeita a Direitos de Autor
Orientação
ORIENTADOR
Mário Manuel Gonçalves da Costa
Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)
Professor Catedrático
