Disciplina detalhes

Conhecimentos de Base Recomendados

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Objetivos

É objetivo desta unidade curricular fornecer aos alunos uma panorâmica geral das diferentes tecnologias de produção de biocombustíveis sólidos, líquidos e gasosos, bem como uma perspetiva do desenvolvimento atual e futuro das bioenergias. Pretende-se que os estudantes conheçam a origem e as principais características das biomassas utilizadas como matériasprimas na produção dos diferentes biocombustíveis em associação com as tecnologias de processamento empregue. Por último, pretende-se que os estudantes sejam capazes de efetuar cálculos relativamente simples relacionados com as operações unitárias envolvidas na produção dos biocombustíveis estudados.
NA

Métodos de Ensino

 Aulas teóricas baseadas na exposição dos temas pelo docente com auxílio de meios de apresentação com diapositivos disponibilizados previamente. Aulas teórico-práticas de resolução de exercícios numéricos ou de discussão de casos de estudo, com base em artigos científicos ou notícias da impressa geral, selecionados pelo docente. Avaliação contínua baseada num teste de Frequência com peso global de 60 % e num trabalho do tipo "project based learning" desenvolvido por grupos de alunos ao longo do semestre com peso de 25 %. Os restantes 15 % dizem respeito a outros elementos de avaliação contínua tais como resolução de trabalhos para casa e mini-testes. Em qualquer das épocas de exame, a nota final contempla um peso de 60 % para a prova de exame e 40 % correspondentes aos trabalhos desenvolvidos ao longo semestre.

Estágio(s)

Não

Programa

1. Enquadramento: Evolução histórica do consumo de energia. Combustíveis, emissões de gases de efeito de estufa (GEE) e alterações climáticas. Impactos das alterações climáticas. Cálculo de emissões de GEE.

2. Problemas da sustentabilidade dos biocombustíveis. Biocombustíveis de 1ª, 2ª e 3ª geração e principais matérias-primas. A competição com as culturas alimentares e a preservação de ecossistemas. A diretiva RED II (DIRETIVA (UE) 2018/2001) e o Decreto-Lei n.º 84/2022 sobre obrigações de incorporação de biocombustíveis. Emissões de gases de efeito de estufa associadas aos biocombustíveis.

3. Hidrogénio como produto energético. Produção de hidrogénio a partir de combustíveis fósseis. Hidrogénio renovável: produção via biomassa e via dissociação da água. Utilizações do hidrogénio.

4. Introdução de conceitos fundamentais relacionados com as bioenergias e contextualização do seu desenvolvimento, questões socio-ambientais da produção dos biocombustíveis; Conceito de biorefinação e possibilidade de remediação ambiental por valorização energética de bio-resíduos; Questões da sazonalidade da disponibilidade de biomasssas e armazenamento da bioenergia; Mercado dos biocombuustíveis em Portugal, na Europa e no Mundo.

5. Biocombustíveis sólidos: Processamentos termoquímico de biomassas: combustão, pirólise e gasificação de biomassas sólidas; Processo Fisher-Tropsch e pós-tratamento do gás de "síntese" resultante da gasificação de biomassas para obtenção de combustíveis líquidos; Biocarvão, "peletização" de resíduos agrícolas e florestais; principais operações unitárias e equipamentos.

6. Biocombustíveis líquidos: Bioetanol; fermentação alcoólica; biodiesel, esterificação e transesterificação de óleos e gorduras; "diesel verde" e a hidrogenação de óleos vegetais; biocombustíveis de 1ª, 2ª e 3ª geração principais matérias-primas e tecnologias de processamento; operações unitárias e equipamentos principais.

7.Biocombustíveis gasosos: biogás, biometano e bio-hidrogénio; processamento bioquímico de biomassas, digestão anaeróbia; técnicas de purificação do biogás; processamento de resíduos agro-industrias, resíduos sólidos urbanos e lamas de ETAR's por digestão e co-digestão anaeróbia.

8. Introdução ao processamento electroquímico de biomassas residuais; principais matérias-primas e tecnologias de processamento; operações unitárias e equipamentos principais.

Demonstração de conteúdos

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Demonstração da metodologia

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Docente(s) responsável(eis)

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Métodos de Avaliação

Bibliografia

R. Farias; Introdução aos Biocombustíveis, 2010
Neste; Renewable Diesel Handbook, 2020
D.M.Mousdale ; Biofuels- Biotechnology,Chemistry and Sustainable Development, 2008
E.E.S. Lora, O.J. Venturini; Biocombustíveis, 2012