Autor(es): Ribeiro, Tiago Joel Pinto
Data: 2013
Identificador Persistente: http://hdl.handle.net/10400.22/6619
Origem: Repositório Científico do Instituto Politécnico do Porto
Assunto(s): Biodiesel; Chlorella vulgaris; Floculação; Microalgas; Viabilidade económica; Economic viability; Flocculation; Microalgae
Contemporaneamente o Homem depara-se com um dos grandes desafios que é o de efetivar a transição para um futuro sustentável. Assim, o setor da energia tem um papel fundamental neste processo de transição, com principal enfoque no setor dos automóveis, sendo este um setor que contribui com elevadas quantidades de gases de efeito estufa libertados para a atmosfera. Também a escassez dos recursos petrolíferos constitui um ponto fundamental no tema apresentado. Com a necessidade de combater esses problemas é que se tem vindo a tentar desenvolver combustíveis renováveis e neutros quanto às emissões. A primeira geração de biocombustíveis obtidos através de culturas agrícolas terrestres preenche em parte esses requisitos, porém, não atinge os valores da procura e ainda competem com a produção de alimentos. Daí o interesse na aposta de uma segunda geração de biocombustíveis produzidos de fontes que não pertencem à cadeia alimentar e são residuais mas, que mesmo assim não permitem satisfazer as necessidades de matériaprima. A terceira geração de biocombustíveis vem justamente responder a estas questões pois assenta em matérias-primas que não competem pela utilização do solo agrícola nem são usadas para fins alimentares, tendo produtividades areais substancialmente superiores às que as culturas convencionais ou biomassas residuais conseguem assegurar. A matéria prima de terceira geração são portanto as microalgas, cujas produtividades em biomassa são extremamente elevadas, para além de produtividades muito superiores em lípidos, hidratos de carbono e/ou outros produtos de valor elevado. No entanto, este tipo de produção de biocombustível ainda enfrenta alguns problemas técnicos que o tornam num processo dispendioso para competir economicamente com outros tipos de produção de biodiesel. Na linha do que foi dito anteriormente, este trabalho apresenta um estudo de viabilidade económica e energética do biodiesel produzido através da Chlorella vulgaris, apresentando as técnicas e resultados de cultivo da Chlorella vulgaris e posteriormente de produção do biodiesel através dos lípidos obtidos através da mesma. Para melhorar a colheita das microalgas, que é uma das fases mais dispendiosas, testou-se o aumento de pH e a adição de um floculante (Pax XL-10), sendo que o primeiro não permitiu obter resultados satisfatórios, enquanto o segundo permitiu obter resultados de rendimento na ordem dos 90%. Mesmo com a melhoria da etapa da colheita, o preço mínimo do biodiesel produzido a partir do óleo de Chlorella vulgaris, com as condições ótimas de cultivo e produtividades máximas encontradas na literatura, foi de 8,76 €/L, pois, na análise económica, o Pax XL-10 revelou-se extremamente caro para utilizar na floculação de microalgas para obtenção de um produto de baixo valor, como é o biodiesel. A não utilização da floculação reduz o preço do biodiesel para 7,85 €/L. O que se pode concluir deste trabalho é que face às técnicas utilizadas, a produção de biodiesel Chlorella vulgaris apenas, não é economicamente viável, pelo que para viabilizar a sustentabilidade do processo seria ainda necessário desenvolver mais esforços no sentido de otimizar a produção de biodiesel, eventualmente associando-a à produção de um outro biocombustível produzido a partir da biomassa extraída residual e/ou da recuperação de outros produtos de maior valor.
At present Man faces a major challenge, which is to carry out the transition to a sustainable future. Thus, the energy sector plays a key role in this transition process, with the main focus on the automobile industry, which is an industry that contributes with large amounts of greenhouse gases (GHG) released into the atmosphere. Also the shortage of petroleum resources is a key point in this thematic. The need to face these problems is the driving force to develop renewable fuels and with neutral emissions. First generation biofuels, obtained from terrestrial agriculture crops fills in part these requirements; however it does not reach the consumption requirements and also competes with food production. Thus, the interest in a second generation of biofuels produced from sources not included in the food chain and are of residual origin but that still are not able to fulfill the raw material needs. The third generation of biofuels aims precisely at giving an answer to these questions as it is based on raw materials that do not compete for the use of agricultural soil or are used for food purposes, having areal yields substantially higher than conventional crops or residual biomasses can ensure. Therefore, the raw material of third generation biofuels are microalgae, whose biomass yields are extremely high, and that yield much higher lipids, carbohydrates and/or other high-value compounds productivities. However, this kind of biofuel production still faces some technical problems that make it a costly process, still unable to economically compete with other types of biodiesel production. According to what was said previously, this work presents an economical and energetic viability study of the biodiesel produced from Chlorella vulgaris biomass, presenting the techniques and results of the cultivation of Chlorella vulgaris and subsequent biodiesel production from its extracted lipids. Even by improving the collection phase, with the optimum cultivation conditions and maximum productivity found in the literature, the lowest price of the biodiesel produced from Chlorella vulgaris oil was 8,76 €/L because in the economic analysis the Pax XL- 10 proved to be extremelyexpensive to use for flocculating microalgae to obtain a product of low value, such as biodiesel. We can reduce the price of biodiesel for € 7.85 / Lif the floculation wasn´t done. Therefore it can be concluded from this work that with the techniques used, biodiesel production from Chlorella vulgaris is not economically viable. In order to make biodiesel from microalgae Chlorella vulgaris sustainably viable it is still needed to make additional efforts in the optimization of biodiesel production, eventually considering the simultaneous production of another biofuel produced from extracted residual biomass and/or with the recovery of other higher value products from the microalgae.
