Análise de ciclo de vida da produção de SAF a partir da hidrogenação de CO2 a álcoois

Autores

Palavras-chave:

CO2 Hydrogenation, Life Cycle Assessment, Green Hydrogen

Resumo

In the climate change scenario and the urgent need to reduce the use of non-renewable sources, the Power to Jet" route emerges as a technology to produce sustainable aviation fuel, SAF.  However, the Power to Jet route producing alcohol as intermediates has been explored little by literature. This work aims to explore this route and to quantify the impacts of sustainable aviation fuel production by a life cycle assessment. The life cycle assessment was conducted following ISO 14040 and ISO 14044 and was assessed by CML-IA Baseline. The scope of this study from CO2 capture to grave. The inventory of inputs, outputs, emissions, and natural resources used was based on process simulation. The hydrogen used in the process was green hydrogen produced from electrolysis and from wind energy produced in northeast Brazil. The process yields methanol, SAF and gasoline. As results, it was found that the impact of SAF excluding CO2 capture is 3.3 g CO2 equivalent per MJ while the conventional  Jet A is 89.0 g CO2 equivalent per MJ, that reflects a potential economy of 96.3% of CO2 emissions in SAF utilization, that clearly indicates the potential of this route. 

Biografia do Autor

  • Simone C. Miyoshi, UFRJ

    Possui graduação em Engenharia Química pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (2008), mestrado em Engenharia Elétrica pela Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro (2010) e doutorado em Tecnologia de Processos Químicos e Bioquímicos pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (2016). Fez posdoutorado na Universidade Federal de São Carlos na análise tecno-econômica e ambiental de processos químicos e na Universidade Federal do Rio de Janeiro na área de desenvolvimento de processos, análise tecnoeconômica e análise de ciclo de vida. Tem experiência na área de Engenharia Química,  atuando principalmente nos seguintes temas: análise de ciclo de vida, análise tecno-econômica, modelagem e simulação processos e controle preditivo baseado em modelos. 

  • Guilherme V. Salvador, UFRJ

    Engenheiro Químico pela Universidade Federal de Viçosa (2018) e Mestre em Engenharia Química pela COPPE/UFRJ (2021). Atualmente, doutorando em Engenharia Química na COPPE/UFRJ na área de Valorização da Biomassa. Áreas de interesse: Biorrefinaria, Catálise, Pirólise, Simulação de Processos, Estudos de Viabilidade Técnica, Econômica e Ambiental.

  • Iago S. Mesquita, UFRJ

    Doutorando em Engenharia Química pela UFRJ, mestre em Engenharia de Processos Químicos e Bioquímicos pela UFRJ (2021), especialista em Docência para Ensino Tecnológico pelo IFRJ (2021), graduado em Engenharia Química pela UFRJ (2019) e Técnico em Petróleo e Gás pelo IFRJ (2013). Atualmente trabalha como professor substituto da Escola de Química da UFRJ, ministrando as disciplinas de Modelagem e Dinâmica de Processos Químicos e Bioquímicos, Métodos Numéricos aplicados aos Processos Químicos e Laboratório de Engenharia Química. Na pesquisa, possui atuação na área de modelagem de processos de tratamento de efluentes e de purificação de biogás, além de metodologias de tratamento de resíduos de laboratórios de ensino. Também atua como coordenador do setor responsável pelos ambientes laboratoriais do IFRJ (campus Duque de Caxias), onde está à frente da gestão de estoques, do gerenciamento de resíduos, da aplicação de normas técnicas e de segurança, da capacitação de monitores e da gestão da equipe de técnicos de laboratórios. Trabalhou como técnico em pesquisa de processos de Recuperação de Monoetilenoglicol. Operação de planta-piloto, análises de Cromatografia Iônica, Karl-Fischer, pH, Condutividade e Densidade eram atividades rotineiras. Auxiliou na revisão de documentos como Manual de Operação, P&ID e Lista de I/O. Estagiou em Chemtech Engenharia (Siemens), no projeto de detalhamento dos FPSO's P-67/ 68 / 70 / 71, quando adquiriu experiência na elaboração de diagramas de engenharia (P&ID) e outros documentos de engenharia relacionados à disicplina de Processo (lista de linhas, válvulas etc), bem como com softwares AutoCAD 2D, Microstation, Smart Plant P&ID e Comos.

  • Fabio S. Toniolo, UFRJ

    Fabio Toniolo has graduated in Chemical Engineering from the State University of Maringá (UEM), Brazil (2005), obtained his Ph.D. in Chemical Engineering from Federal University of Rio de Janeiro, Brazil (2010), and was visiting scholar in the University of California at Berkeley, USA (2013/14). Currently he is an associate professor in the Chemical Engineering Program at COPPE Graduate School of Engineering at Federal University of Rio de Janeiro (UFRJ) and works in the area of Kinetics and Catalysis, developing scientific activities at Nucleus of Catalysis Laboratory (NUCAT) at COPPE/UFRJ. He has experience in the synthesis, characterization and application of heterogeneous catalysts in processes relevant to industry and academia, with particular interest in the reactions of (i) C1 chemistry and valorization of CH4, CO and CO2, (ii) Fischer-Tropsch synthesis, and (iii) alcohol chemistry and biomass valorization, seeking to complement experimental and theoretical, fundamental and applied aspects in Catalysis and Chemical Engineering. He has been awarded as Young Scientist from Our State by the Carlos Chagas Filho Foundation for Research Support in the State of Rio de Janeiro (FAPERJ) and Researcher in Catalysis under 40 by the Brazilian Society of Catalysis.

  • Argimiro R. Secchi, UFRJ

    Possui graduação em Engenharia Química pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (1986), mestrado em Engenharia Química pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (1988) e doutorado sanduíche em Engenharia Química pela Universidade Federal do Rio de Janeiro e Caltech-EUA (1992). Atualmente é professor titular da Universidade Federal do Rio de Janeiro; Editor do Brazilian Journal of Chemical Engineering. Tem experiência na área de Engenharia Química, com ênfase em Processos Industriais de Engenharia Química, atuando principalmente nos seguintes temas: modelagem e simulação de processos, simulação e otimização dinâmica, sistema de equações algébrico-diferenciais, controle não linear de processos.

Referências

1. S. Li et al., Catal Letters, 2012. 143, 345–355.

2. D. Masih; S. Rohani; J.N. Kondo, T. Tatsumi, Micropor. and Mesopor. Mat., 2019, 282, 91-99.

3. M. Betz; C. Fuchs; T.A. Zevaco; U. Arnold; J. Sauer, Biomass and Bioenerg, 2022, 166, 106595.

4. P.R. Gruber, et al. US patent 20120259146 A1, 2012.

5. W. Michael et al., 2025. Disponível em: https://publications.anl.gov/anlpubs/2025/02/193611.pdf

6. E. Cetinkaya; I. Dincer; G.F. Naterer, Int. J. Hydrogen Energ. 2012, 37, 2071-2080.

7. J.B. Guinée. Handbook on life cycle assessment: operational guide to ISO standards, Ed.; Springer, 2002; Vol. 7.

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Publicado

03-11-2025

Edição

v. 1 n. 1 (2025): 23ºCBCAT

Seção

Catálise para transição energética