Modelagem termoeconômica generalizada e sistemática para o tratamento de resíduos e internalização de encargos ambientais em sistemas térmicos

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dc.contributor.advisor1Santos, José Joaquim Conceição Soares
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0003-3695-2014
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6666040476009642
dc.contributor.authorFaria, Pedro Rosseto de
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0000000261503248
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/5236112337927566
dc.contributor.referee1Reis Junior, Neyval Costa
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000000261594063
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4944106074149720
dc.contributor.referee2Palacio, José Carlos Escobar
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0001-8691-2737
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/1472037977658347
dc.contributor.referee3Orozco, Dimas José Rúa
dc.contributor.referee3IDhttps://orcid.org/0000-0001-8153-989X
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/3457569194994816
dc.contributor.referee4Ramos, Rogério
dc.contributor.referee4IDhttps://orcid.org/0000000344932435
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/2975022316691139
dc.date.accessioned2024-05-30T01:42:35Z
dc.date.available2024-05-30T01:42:35Z
dc.date.issued2023-07-10
dc.description.abstractThermoeconomics originally combines Thermodynamics with Economics. Nevertheless, environmental issues can be incorporated. Despite the thermoeconomic modelling improvement and the quantity of methodologies available, topics such as waste cost allocation are still subject to criticism and can be considered important challenges to be solved for the rational and systematic inclusion of environmental charges. In many of the proposed methodologies there are subjective, incomplete, inconsistent or particular allocation criteria, which makes it difficult to define the waste cost formation process. Therefore, a generalized and systematic thermoeconomic methodology capable of treating waste and taking into account environmental issues in analyses of multiproduct systems is required. The main objective of this work is to consolidate the systematization of a methodology that is directly associated with the integration of a device that represents the environment with thermoeconomic diagrams. Models that already use this device have never been applied in thermal systems with more than one source of combustion to demonstrate the need for generalization and systematization. Still concerning the device that represents the environment, this work shows for the first time: i) how it is considered in closed-cycle thermal systems, such as steam cycles; ii) how it can be introduced in models that originally do not consider it explicitly, as in the E Model that uses exergy flows to define the thermoeconomic diagram; iii) the fundamental role it plays in the internalization of environmental charges, such as carbon credits and mitigation and environmental control devices cost; and iv) how it behaves and affects a thermoeconomic diagnosis assessment. The internalization of environmental cost exactly in the environment device systematically redistributes the costs to the other components of the system and the final products. Case studies, considering gas and steam cogeneration systems, show that the environmental device has a fundamental role in the generalized and systematic internalization of environmental charges, for instance, pollutant emissions, acquisition costs of mitigation and environmental control devices, and carbon pricing, among others. Through this internalization, it becomes feasible to assess the financial and environmental implications of emissions, foster the mitigation of greenhouse gases (GHG), and enhance the design and operation of systems.
dc.description.resumoA Termoeconomia, originalmente, combina Termodinâmica e Economia. Entretanto, questões ambientais podem ser incorporadas. Apesar do avanço da modelagem termoeconômica e das muitas metodologias disponíveis, temas como a alocação de resíduos ainda estão sujeitos a críticas e são importantes desafios a serem resolvidos para a inclusão racional e sistemática dos encargos ambientais. Em muitas das metodologias propostas existem critérios subjetivos, incompletos, inconsistentes ou particulares de alocação, o que impede que o processo de formação de custos dos resíduos seja definido de forma sistemática. Diante disso, se torna necessária uma metodologia termoeconômica generalizada e sistemática capaz de tratar os resíduos e levar em conta impactos ambientais em análises de plantas térmicas, principalmente as multiprodutos. O objetivo principal deste trabalho é consolidar a sistematização de uma metodologia que está diretamente associada à integração de um dispositivo que representa o ambiente com os diagramas termoeconômicos. Modelos que já utilizam esse dispositivo nunca foram aplicados em sistemas térmicos com mais de uma fonte de combustão para evidenciar a necessidade da generalização e sistematização. Ainda em relação ao dispositivo que representa o ambiente, este trabalho mostra pela primeira vez: i) como é considerado em sistemas térmicos de ciclo fechado, como nos ciclos a vapor; ii) como pode ser inserido em modelos que originalmente não o consideram explicitamente, como no Modelo E, que utiliza fluxos de exergia para definir o diagrama termoeconômico; iii) o papel fundamental que tem na internalização de encargos ambientais, como créditos de carbono e custos de equipamentos de mitigação e controle ambiental; e iv) como se comporta e influencia em uma avaliação de diagnóstico termoeconômico. A internalização de custos ambientais, exatamente por meio desse dispositivo ambiente, redistribui de maneira sistemática esses custos aos demais componentes do sistema e aos produtos finais. Estudos de caso, considerando sistemas de cogeração a gás e a vapor, mostram que o dispositivo ambiental tem papel fundamental na internalização generalizada e sistemática de encargos ambientais que podem ser as emissões de poluentes, custos de aquisição de equipamentos de mitigação e controle ambiental, precificação do carbono, dentre outros. Com essa internalização, torna-se possível avaliar as implicações financeiras e ambientais das emissões, incentivar a redução de gases de efeito estufa e otimizar o projeto e a operação de sistemas.
dc.description.sponsorshipFundação Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.formatText
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufes.br/handle/10/17158
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseDoutorado em Engenharia Mecânica
dc.publisher.departmentCentro Tecnológico
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
dc.rightsopen access
dc.subjectModelagem termoeconômica
dc.subjectDispositivo ambiental
dc.subjectEncargo ambiental
dc.subjectDesagregação da exergia
dc.subjectSistematização
dc.subjectAlocação de custos
dc.subject.br-rjbnsubject.br-rjbn
dc.subject.cnpqEngenharia Mecânica
dc.titleModelagem termoeconômica generalizada e sistemática para o tratamento de resíduos e internalização de encargos ambientais em sistemas térmicos
dc.title.alternativetitle.alternative
dc.typedoctoralThesis
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