Comparison of Process and Types of 2nd Generation Biofuels: An Assessment of Brazilian and Portuguese Potential

Dissertação de Mestrado em Energia para a Sustentabilidade apresentada à Faculdade de Ciências e TecnologiaO estilo de vida actual exige um crescente consumo de energia que conduz a uma depleção acelerada de recursos naturais.A utilização intensiva de combustíveis fósseis afasta-nos cada vez mais de uma situação sustentável em termos de fontes energéticas, originando consequências gravosas em relação à poluição do planeta, nomeadamente, através do efeito estufa, o que tem provocado alterações climáticas claramente já bem perceptíveis.A procura de fontes sustentáveis de energia é pois um tema de maior relevância da actualidade e a razão de ser desta tese.O estudo desta dissertação tem como objetivo analisar o potencial de produção e a viabilidade económica de exploração dos recursos lenhocelulósicos da biomassa residual da palha de cana-de-açúcar no Brasil, e da biomassa florestal residual em Portugal. A segunda geração de biocombustíveis, especificamente a produção gás natural sintético através da gaseificação foi o caminho escolhido, com a suposta unidade trabalhando sozinha e anexada a uma fábrica de papel e celulose, analisando seus respectivos desempenhos nas duas regiões.Para as duas regiões considerou-se cinco capacidades diferentes de processamento, nomeadamente, 10, 50, 100, 200 e 300 MWth.Dado que o potencial de disponibilidade de biomassa dos dois países é muito díspar, calculou-se também a área necessária em hectares para os cinco cenários de produção. Em termos de análise económica considerou-se os indicadores de valor actual liquido (VAL), taxa interna de retorno (TIR) e payback descontado (PBD), com valores de taxas de juros ajustadas aos países em causa. Assim tomaram-se os valores de 6, 8 e 12,15% para o Brasil e 2, 4 e 6% para Portugal.No sentido de tornar a rota de conversão (gaseificação) mais atrativa, e como sugestão aos agentes de decisão, discutiu-se e elaborou-se uma possível política de incentivos, baseada em subsídios.Ao final do trabalho conclui-se que o cenário Brasileiro em termos de disponibilidade de biomassa e área a se explorar é muito maior que e o de Portugal, mas em termos económicos Portugal leva larga vantagem para um eventual investimento, devido às baixas taxas de juros que são trabalhadas no país.Contudo a rota de produção de gás natural sintético através da gaseificação ainda está em um estágio muito prematuro de desenvolvimento, necessitando de massivo investimento em I&D e incentivos governamentais para se tornar uma rota consolidada de produção na segunda geração de biocombustíveis.The current lifestyle requires an increasing energy consumption that leads to an accelerated depreciation of natural resources.The intensive use of fossil fuels is increasingly taking us out of a sustainable energy source, leading to serious consequences for the planet's pollution, notably through the greenhouse effect, which has brought about clear and noticeable climate change.The search for sustainable sources of energy is therefore a topic of greater relevance today and the main raison of this thesis.The aim of this dissertation is to analyze the production potential and economic feasibility through the exploitation of the lignocellulosic resources from the residual biomass sugarcane straw in Brazil and the residual forest biomass in Portugal.The second generation of biofuels, specifically the production of synthetic natural gas through gasification was the chosen path, with the supposed factory working in two scenarios: alone and attached to a pulp and paper mill, analyzing their respective performances in the two regions.For the two regions five different processing capacities were considered, namely, 10, 50, 100, 200 and 300 MWth.Given that the biomass availability potential of the two countries is very wide, the area required in hectares for the five production scenarios was also calculated.In terms of economic analysis, was considered the indicators of net present value (NPV), internal rate of return (IRR) and discounted payback (DPB), with interest rate adjusted to the countries concerned. Thus, the values of 6, 8 and 12,15% were taken for Brazil and 2, 4 and 6% for Portugal.In order to make the conversion route (gasification) more attractive, and as a suggestion to decision makers, a possible subsidy-based incentive policy was discussed and elaborated.At the end of the study, the results displayed a larger advantage of Brazil over Portugal in terms of biomass for area to be explored, meantime Portugal present a huge advantage over Brazil in economic terms for a eventual investment due the low interest rates worked at the country.However, the natural gas production route through gasification is still at a very early stage of development, requiring massive investment in R & D and government incentives, to become a consolidated route of production in the second generation of biofuels