Viabilidade do uso de bioetanol como combustível alternativo

Abstract

Os problemas relacionados com o consumo energético e emissões de poluentes relativos ao setor dos transportes representam seguramente a maior preocupação ao nível europeu no que respeita às emissões de gases de efeito de estufa (GEE) e à poluição atmosférica. O preço do petróleo é outra preocupação crescente, que gera a necessidade de poupança de combustível. Uma das formas de resolver / minimizar estes problemas é através da aposta em novas tecnologias, como os combustíveis alternativos. As ferramentas para Avaliação de Ciclo de Vida (ACV) permitem identificar e quantificar os consumos energéticos e as emissões de poluentes de um combustível desde a sua produção até à sua utilização nos veículos. No entanto, as ferramentas numéricas mais apropriadas para a avaliação de ciclo de vida de combustíveis encontram-se concebidas, muitas vezes, para uma realidade distinta da realidade Europeia / Portuguesa. Assim, pretende-se com este trabalho atualizar a ferramenta numérica de ACV GREET (desenvolvida pelo Argonne National Laboratory), para contemplar a realidade Europeia no que se refere ao ciclo de vida do bioetanol. A atualização do modelo GREET originou o modelo MACVEtOH, que após ser calibrado foi submetido a um caso de estudo baseado no percurso do Oceanário de Lisboa à Universidade de Aveiro com veículos ligeiros de passageiros. Na análise de fonte-ao-depósito (WTP) concluiu-se que o bioetanol, independentemente da origem deste, apresenta maior consumo energético total (de 6,9 a 10,2 vezes o consumo da gasolina) e de energia fóssil (1,6 a 3,3 vezes o valor de referência) do que a gasolina. Considerando apenas as emissões de poluentes locais, concluiu-se que a gasolina é o combustível menos poluente. Contudo, relativamente às emissões de GEE concluiu-se que o bioetanol apresenta emissões inferiores à gasolina (de 0,3 a 0,65 vezes o valor da gasolina). Na análise de fonte-à-roda (WTW), relativamente ao consumo energético total por quilómetro percorrido, concluiu-se que o veículo FFV E85 apresenta um consumo energético superior ao do veículo ICE a gasolina (1,6 a 2,1 vezes) enquanto o veículo ICE E10 apresenta um consumo praticamente igual ao do veículo ICE a gasolina (1,04 a 1,06 vezes o do veículo padrão). Quanto ao consumo de energia fóssil por quilómetro percorrido, o veículo FFV E85 apresenta valores inferiores aos do veículo a gasolina (0,32 a 0,48 vezes o consumo do veículo de referência), enquanto o veículo ICE E10 apresenta um consumo praticamente igual ao do veículo a gasolina (0,93 a 0,95 vezes o valor do veículo de referência), sendo que o bioetanol de gramíneas, resíduos florestais e árvores são os que consomem menos energia de origem fóssil. Quanto aos poluentes locais, a gasolina é a que apresenta emissões inferiores. Relativamente aos GEE, o veículo FFV E85 apresenta menores emissões que o veículo a gasolina (0,13 a 0,56 vezes as emissões do veículo de referência) enquanto o veículo ICE E10 apresenta emissões praticamente iguais às do veículo ICE a gasolina (0,936 a 0,938 vezes as emissões do veículo padrão).

The problems related to energy consumption and pollutant emissions for the transportation sector certainly represent a major concern at European level regarding greenhouse gases emissions (GHG) and local air pollution. The oil price is another growing concern, which generates the need for fuel savings. One way to solve / minimize these problems is through investment in new technologies like alternative fuels. Tools for Life Cycle Assessment (LCA) can identify and quantify energy consumption and pollutant emissions of a fuel since its production to its use in road vehicles. However, the most appropriate numerical tools for LCA of fuels are often developed for a different reality from Europe / Portugal. Thus, the main objective of this research work was to update the LCA model GREET (developed by Argonne National Laboratory), to behold the European reality regarding the life cycle of bioethanol. The update of GREET model originated MACVEtOH model, which was submitted after being calibrated to a case study based on the route between Lisbon Oceanarium to the University of Aveiro with passenger cars. In analysis Well-To-Pump (WTP) bioethanol (regardless its source), leads to a higher total energy consumption (6,9 to 10,2 times the gasoline consumption) and fossil energy use (1,6 to 3,3 times the value reference) than gasoline. Considering local pollutants emissions, it was concluded that gasoline is the less polluting fuel. However, bioethanol leads to lower GHG emissions than gasoline (from 0,3 to 0,65 times the value of the gasoline). In analysis Well-To-Wheels (WTW), for the total energy consumption per kilometer, it was concluded that the FFV E85 vehicle has a higher total energy consumption than ICE E10 vehicle (1,6 to 2,1 times relative to the reference vehicle) while the ICE E10 vehicle has almost equal consumption than ICE gasoline vehicle (1,04 to 1,06 times relative to the reference vehile). Regarding the fossil fuel consumption per kilometer travelled, the FFV E85 vehicle has lower consumption that the gasoline vehicle (0,32 to 0,48 times relative to the reference vehicle), while the ICE E10 vehicle has almost equal consumption that ICE gasoline vehicle (0,93 to 0,95 times relative to the reference vehicle), and that cellulosic bioethanol consumes less fossil energy. Regarding local pollutants, gasoline shows lower emissions. For GHG, the FFV E85 vehicle has lower emissions than gasoline vehicle (0,12 to 0,56 times relative the reference vehicle), while the ICE E10 vehicle has almost equal emissions than gasoline vehicle (0,936 to 0,938 times relative the reference vehicle).