Fase secundária (industrial) e a produção de péletes

Com base na localização central da cidade de Fraiburgo em relação aos municípios e áreas em que se encontram os plantios florestais estudados, apresentados na Figura 3.3, a mesma foi definida como local para instalação das hipotéticas fábricas de péletes.

A produção industrial de péletes a partir de árvores inteiras tem início com a recepção dos troncos, que são transportados das plantações por caminhões, seguindo-se a etapa de remoção da casca e, posteriormente, a transformação dos troncos em cavacos. O combustível usado no secador são as cascas e, eventualmente, parte dos cavacos. Grande parte dos cavacos deve ter sua umidade reduzida para, após a moagem, ser utilizado na produção de péletes. A Figura 3.4 mostra um esquema da produção industrial em uma unidade em que há secagem e o produto é embalado. Após a peletização, há resfriamento e separação do produto de acordo com suas dimensões.

Figura 3.4: Esquema da produção industrial de péletes, em uma unidade em que há secagem da madeira e embalagem do produto final.

Para que pudessem ser explorados os efeitos de escala, nesta dissertação foram consideradas unidades industriais com três capacidades de produção de péletes: 1,0 t/h, 2,5 t/h e 10 t/h. Todas as unidades teriam equipamentos nacionais.

Por ano, as áreas que devem ser colhidas para abastecimento dessas unidades industriais são 110 ha, 275 ha e 1.100 ha, respectivamente. Considerando o ciclo mínimo de 9 anos, as áreas de plantios florestais requeridas para cada uma dessas fábricas seriam de 990 ha, 2.750 ha e 9.900 ha, respectivamente.

Segundo IBGE (2014), a área plantada com pinus nos municípios diretamente amostrados, e considerados na análise, soma 130,9 mil ha de florestas. Em particular, a indústria de papéis Trombini, situada no município de Fraiburgo, utiliza 300 mil t/ano para produção de papel e 250 mil t/ano de biomassa para geração de calor e eletricidade (TROMBINI, 2014). Se toda a demanda dessa indústria fosse atendida por troncos de pinus,

24 mil ha seriam necessários. Dada a área total plantada em anos recentes, ainda haveria 106,9 mil ha restantes para serem alocados. Como mero exercício, se o preço pago pelas fábricas de péletes permitisse as mesmas adquirir a biomassa produzida em 50% da área remanescente, sobrariam ainda outra porção para as madeireiras existentes na região, e para outros usos (equivalente a 53,4 mil ha). Para a porção de biomassa adquirida pelas fábricas de péletes, estima-se que haveria como a mesma assegurar o suprimento regular de madeira para quatro unidades com capacidades de produção iguais às três classes consideradas nesta dissertação, totalizando doze fábricas de péletes.

Para as três capacidades industriais consideradas, os equipamentos necessários, seus custos, áreas necessárias e potências requeridas, são apresentados na Tabela 3.3. Para fatores de capacidade relativos às fábricas de péletes, não foram encontrados muita informação. Uma vez que os dados de NREL (2014) são mais confiáveis do que os demais encontrados, optou- se por adotar o fator de 60% (disponível na referência). O sistema de secagem é compatível com a condição inicial da biomassa, que tem 55% de umidade quando da chegada à indústria. Os equipamentos necessários são produzidos no Brasil pelas empresas Lippel (Irmãos Lippel e Cia. Ltda.) (peletizadores de 0,5 t/h) e GELL (Gaboardi Energia Limpa Ltda.) (peletizadores de 1 t/h e 2,5 t/h).

Tabela 3.3: Equipamentos industriais, custos (em 2015) e requerimentos para a produção de péletes com secagem da biomassa, em unidades com capacidade anual de produção de péletes de 1,0 t/h, 2,5 t/h e 10,0 t/h

Péletes com secador / Capacidade (t/h) 1,0 2,5 10,0

Custo dos equipamentos (R$) (a) 1.198.874,13 2.650.291,95 8.045.679,10 Custo específico dos equipamentos (R$/t/h) 1.198.874,13 1.060.116,78 804.567,91

Potência elétrica (kW) (a) 384,30 668,05 1.935,67

Potência elétrica específica (kW/t) 384,30 267,22 193,57

Consumo específico de eletricidade kWh/t (60%) (b) 230,58 160,33 116,14 Área do terreno necessário (m2) (c) 1.200,00 2.500,00 7.500,00

Custo do terreno (R$) (d) 60.000,00 125.000,00 375.000,00

Área dos galpões industriais (m2) (e) 500,00 1.000,00 3.000,00 Custo das construções (R$) (f) 391.425,00 782.850,00 2.348.550,00 Total para galpões (construções + terreno) (R$) 451.425,00 907.850,00 2.723.550,00

Total Investimentos (equipamentos + galpões) (R$) 1.650.299,13 3.558.141,95 10.769.229,10 Investimento específico, por 1000 toneladas/hora 1.650,30 1.423,36 1.076,92

Fontes: elaboração própria com base em: a) Lippel (2018), GELL (2018), Lippel (2011) em Hoffelder (2011); b) NREL (2014); c) Lippel (2011) em Hoffelder (2011); d) CEPA (2016); e) Grassi (2007) em Peksa-Blanchard et

Imagens da peletizadora e do secador rotativo, fornecidos pela empresa Lippel, são apresentadas na Figura 3.5, enquanto na Figura 3.6 são apresentados esquemas da unidade industrial de peletização e da prensa, fornecidas pela GELL.

Figura 3.5: (a) Peletizadora e (b) secador rotativo, produzidos pela Lippel.

Fonte: Lippel, 2018

Figura 3.6: Usina de peletização e prensa, produzidas pela GELL.

Fonte: Gell, 2018

Na Tabela 3.4 são apresentadas informações similares às da tabela anterior, mas supondo-se que não haja secagem de biomassa. Nos dois levantamentos foram considerados custos para a infraestrutura do pátio, vias de acesso, projeto elétrico (incluindo iluminação), projetos civil e mecânico. A potência elétrica instalada inclui a iluminação dos galpões e do pátio, tendo em vista o funcionamento das fábricas em quatro turnos.

Para as três unidades consideradas, os custos com mão de obra para a operação dos equipamentos, a administração, as vendas e o suporte técnico são apresentados na Tabela 3.5. Na estimativa foram incluídos os encargos sociais.

a b

Independente da capacidade instalada, para tornar possível a comparação dos resultados deste estudo com os de outras publicações, foi adotado um regime de operação intenso. Foi considerada a operação durante 8.167 horas/ano, em quatro turnos diários. Esse regime de operação anual é o mesmo considerado em estudo do NREL (2014). O fator de ocupação anual corresponde à faixa de 93-95% da capacidade nominal das plantas; é igual ao que foi adotado por Quéno (2015) e um pouco maior do adotado por Thek e Obernberger (2004) (90%). Na avaliação de custos com pessoal foram considerados a relação salário/salário mínimo apresentada em Hoffelder (2011) e o valor do salário mínimo em Santa Catarina, em 2015.

Tabela 3.4: Equipamentos industriais, custos (em 2015) e requerimentos para a produção de péletes sem secagem da biomassa, em unidades com capacidade anual de produção de péletes de 1,0 t/h, 2,5 t/h e 10,0 t/h

Péletes sem secador / Capacidade (t/h) 1,0 2,5 10,0

Custo dos equipamentos (R$) (a) 518.955,05 1.426.576,66 5.055.148,10 Custo específico dos equipamentos (R$/t) 518.955,05 570.630,66 505.514,81

Potência elétrica (kW) (a) 314,43 566,55 1.748,12

Potência elétrica específica (kW/t) 314,43 226,62 174,81

Consumo específico de eletricidade kWh/t (60%) (b) 188,66 135,97 104,89

Área do terreno (m2) (c) 1.050,00 2.300,00 7.300,00

Custo do terreno (R$) (d) 52.500,00 115.000,00 365.000,00

Área dos galpões industriais (m2) (e) 350,00 800,00 2.600,00 Custo das construções (R$) (f) 273.997,50 626.280,00 2.035.410,00 Total para galpões (construções + terreno) (R$) 326.497,50 741.280,00 2.400.410,00 Total investimentos (equipamentos + galpões) (R$) 845.452,55 2.167.856,66 7.455.558,10

Investimento específico, por 1000 toneladas/hora 845,45 867,14 745,56

Fontes: elaboração própria com base em: a) Lippel (2018), GELL (2018), Lippel (2011) em Hoffelder (2011); b) NREL (2014); c) Lippel (2011) em Hoffelder (2011); d) CEPA (2016); e) Grassi (2007) em Peksa-Blanchard et

Tabela 3.5: Custos (2015) com mão de obra na operação, administração, vendas e suporte técnico para a produção de péletes, em unidades com capacidade anual de produção de péletes de 1,0 t/h, 2,5 t/h e 10,0 t/h, em Santa Catarina - Brasil

Custos com Pessoal / Capacidade (t/h) 1,0 2,5 10,0

1. Pessoal na operação/turno (4 turnos x 2 = 8) 2 4 8

2. Pessoal na administração (1 turno) 1 2 4

3. Pessoal de vendas e suporte técnico (1 turno) 1 1 2

4. Custo com pessoal na operação (R$/ano) 15.680,00 31.360,00 62.720,00 5. Custo com pessoal na administração (1 turno) 4.480,00 8.960,00 17.920,00 6. Custo com vendas e suporte técnico (1 turno) 4.900,00 4.900,00 9.800,00 7. Total de gastos com pessoal em 12 meses (R$) 300.720,00 542.640,00 1.085.280,00 8. Encargos e direitos sociais para regime CLT (R$) 88.471,82 159.644,69 319.289,38

Total anual (R$) 389.191,82 702.284,69 1.404.569,38

Fontes: elaboração própria com base em NREL (2014), Quéno (2015), Thek e Obernberger (2004) e Hoffelder (2011).

Tabela 3.6: Parâmetros utilizados na avaliação de custos (2015) e aspectos produtivos para a produção de péletes ensacados e a granel, em Santa Catarina - Brasil

Item/parâmetro Unidade Valor Referência

1. Teor de umidade médio da matéria-prima para

produção de pélete (tronco com casca) % 55,0

Brand et al (2014); Thek e Obernberger (2004) 2. Poder calorífico inferior do tronco de pinus com

casca GJ/t 7,1

Quirino et al (20 04); Brand et al. (2014); Brand et al. (2003) 3. Poder calorífico inferior da casca do pinus GJ/t 9,3

Quirino et al (2004); Brand et al. (20 14); Brand et al. (2003) 4. Consumo de energia no secador, para redução em

35% do teor de umidade (TU) GJ/t 4,1 NREL (2014)

5. Custo de manutenção anual de equipamentos % do valor dos

equipamentos 2,0 Lippel (2017) 6. Custo da embalagem de 15-18 kg R$/saco 0,9 MFRural (2017)

7. Custo de paletização R$/palete 2,4 NREL (2014)

8. Custo do palete R$/palete 17,0 MFRural (2017)

9. Custo do big bag de 1 m3/670 kg R$/big bag 15,0 MFRural (2017) 10. Operação anual (93% da capacidade nominal) h 8.167,0 NREL (2014) 11. Tarifa A3a fora da ponta horo-sazonal azul R$/kWh 388,4 Celesc (2017) Fonte: Elaborado pelo autor a partir das fontes mencionadas.

Os principais parâmetros relativos à produção de péletes, considerando também a secagem da matéria-prima, a venda em sacos de 15-18 kg, em sacos tipo “big bag” e a granel, são apresentados na Tabela 3.6. O percentual de 2% relativo à manutenção de equipamentos foi fornecido por Lippel (2017) e está abaixo dos 3,5% utilizados por NREL (2014), para os Estados Unidos, e dos 4% utilizados por Grassi (2007), mencionados em Peksa-Blanchard et

al. (2007), para a Europa. Contudo, o valor está dentro da ampla faixa de entre 1% a 18%, encontrada em Thek e Obernberger (2004), para diferentes equipamentos.