BIOENERGIA: Cenários, Necessidades e Perspectivas. Foco Setor Sucroenergético Aspecto Tecnológico

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BIOENERGIA:

Cenários, Necessidades e Perspectivas

Foco Setor Sucroenergético

Aspecto Tecnológico

III WORKSHOP DO INFOSUCRO

Paulo Augusto Soares

paulo.soares2@dedini.com.br

Instituto de Economia / IE-UFRJ

(3)

CONCEBER E DESENVOLVER

SOLUÇÕES

DEFINIR / ESPECIFICAR /

DETALHAR SOLUÇÕES

EXECUTAR

SOLUÇÕES

COMISSIONAR E GARANTIR

SOLUÇÕES

-TECNOLOGIA

-ENGENHARIA DE PROCESSO

-ENGENHARIA BÁSICA

-ENGENHARIA EQUIPAMENTOS

-ENGENHARIA DE DETALHE

-FABRICAR

-INSTALAR

-MONTAR

-POSTA EM MARCHA

-DESEMPENHO

-ASSISTÊNCIA TÉCNICA

O SETOR SUCROENERGÉTICO BRASILEIRO DOMINA TODOS OS ESTÁGIOS DA TECNOLOGIA AGRICOLA E INDUSTRIAL DESDE A: PESQUISA, ENGENHARIA, PRODUÇÃO, OPERAÇÃO E COMERCIALIZAÇÂO.

(4)

• Desenvolvimento básico em parceria(escala laboratório);

• “Scale up” de laboratório para escala piloto;

• “Scale up” piloto para plantas demonstração/industriais;

• Transferência e absorção de tecnologias externas;

• Plantas de demonstração (semi-industriais);

• Engenharia de processo e básica;

• Engenharia de controle de processos;

• Engenharia de detalhamento;

• Estudos de Viabilidade;

• Partidas de Plantas;

(5)

• Projetos Completos (Green Field);

• Projetos Chave na Mão (Turn Key);

• Engenharia, Fabricação, Suprimentos e Construção (EPC);

• Fabricação de Equipamentos;

• Peças de Reposição;

• Assistência Pós – Venda;

• Desenvolvimento.

(6)

Projeto, fabricação e montagem de acordo com as necessidades do cliente

Padrões ISO e GMP – Boas Práticas de Engenharia para todos os clientes

(7)

Os atualizados princípios e valores da EMPRESA são as ferramentas que

possibilitam a implementação de práticas sustentáveis em todas as atividades

de nosso negócio, baseados em padrões internacionais como a ISO14000

(Norma Ambiental) e SA8000 (Responsabilidade Social).

Os principais pilares destas ações são:



Programa de apoio social;



Projetos de redução do consumo de água / energia / insumos;



Redução de efluentes: objetivo é “zero efluentes”;



Tecnologia atualizada em nossos produtos;



Mente aberta para tecnologias inovadoras e sustentáveis;



Visão de longo prazo nos negócios.

(8)

PASSADO:

A tecnologia Brasileira atendeu com capacitação e competitividade às

necessidades das atividades agrícolas e industriais do setor sucroalcooleiro,

atingindo um nível de liderança tecnológica mundial, inclusive com a exportação de

produtos, bens e serviços para diversos países.

FUTURO (Médio a Longo Prazo):

Para atender às demandas dos cenários

futuros, considerando que os biocombustíveis deverão ser utilizados em altas

proporções em substituição aos fósseis, teremos de investir em tecnologia e

engenharia, na qualidade e capacitação de pessoal e na ampliação / diversificação /

otimização do atual parque agroindustrial do setor sucroenergético.

PRESENTE E FUTURO PRÓXIMO:

A industria nacional tem todas as

condições para atender às demandas do mercado interno, adotando altos níveis de

sustentabilidade sócio-ambiental e econômica na nova atividade sucroenergética.

Ao mesmo tempo, podemos assumir compromissos internacionais, garantindo o

abastecimento de programas de combustíveis renováveis de outros países sem

interferir com a geração de alimentos ou causar desmatamentos no nosso país.

ESTE É O NOSSO DESAFIO

: CAPACITAR COM QUALIDADE

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Arabia Saudita¹ - Fóssil

• 264 bilhões de barris óleo

21% das reservas

mundiais

USA¹ - Fóssil

• 238 bilhões ton. carvão

29% das reservas

mundiais

Russia¹ - Fóssil

• 43 trilhões Nm³ gás natural

23% das reservas

mundiais

Brasil² - Renovável

• 355 milhões de ha. terra arável

25% das reservas

mundiais

(10)

A VISÃO ENERGÉTICA DA CANA-DE-AÇÚCAR

2,54 x 106_kJ

2,50 x 106_kJ 2,14 x 106_kJ

7,18 x 106_kJ 1 T CANA LIMPA ≅ 1,2 T CANA INTEGRAL

AÇÚCARES 153 KG BAGAÇO (50% UMIDADE) 276 KG PALHIÇO (*) (15% UMIDADE) 165 KG NO CAMPO 7,18 x 106_kJ 1,2 BARRIS PETRÓLEO 1 BARRIL DE PETRÓLEO 5,79 x 106_kJ

~

₌

CANA DE AÇÚCAR É PURA ENERGIA

ENERGIA LIMPA E RENOVÁVEL 1/3 DO

BAGAÇO

1/3 DO

PALHIÇO ENERGIA LIMPA E RENOVÁVEL

1/3 DO CALDO DE

CANA

AÇÚCAR: O ALIMENTO (KCAL) MAIS BARATO DO MUNDO BIOETANOL: ENERGIA LIMPA E RENOVÁVEL

(*) PALHIÇO = PONTAS, FOLHAS E PALHAS.

755.000 b/d

755.000 b/d 755.000 b/d

SAFRA 2010/11*

ENERGIA EQUIVALENTE - BARRIS ÓLEO/DIA

2.265.000 b/d

TOTAL

(11)

Anual Energy Outlook 2010 – U.S. Energy Information Administration – DOE/EIA 0383 – April 2010

IMPONDERÁVEIS:

•Políticas Protecionistas;

•Políticas de Segurança;

•Variações Climáticas;

•Avanço Tecnológico.

(12)

20.000 30.000 40.000 50.000 60.000 70.000 80.000 90.000 100.000 110.000 120.000 130.000 140.000 150.000 160.000 2005 2007 2009 2011 2013 2015 2017 2019 2021 2023 2025 Pr o d u ção B R asi le ir a d e E tan o l -M ilh õ e s l itr o s / saf ra ANO

ESTIMATIVA DO MERCADO POTENCIAL DO ETANOL

(13)

25,00 27,00 29,00 31,00 33,00 35,00 37,00 39,00 41,00 43,00 45,00 2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020 2022 Pr o d u ção B rasi le ir a -m ilh õ e s t o n e lad as Ano

ESTIMATIVA DA PRODUÇÃO BRASILEIRA DE AÇÚCAR

(14)

0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020 2022 Pot e n ci a In stal ad a Di sp o n ib ili zad a -MW ANO

(15)

Aumento Percentual esperado da demanda nos próximos 10 anos:

Bioetanol: 130%

( de 27 para 65 bilhões de litros)

Bioaçúcar: 32%

( de 31 para 41 milhões de toneladas)

Bioeletricidade: 900% (de 1.100 para 11.000 MW) - Função da

expansão / modernização do parque

industrial e das políticas públicas.

(16)

FLUXO DO PRODUTO

FLUXO DO VAPOR VIVO (acionamento)

FLUXO VAPOR DE ESCAPE

GERAÇÃO DE ELETRICIDADE (TURBOGERADOR) CANA RECEPÇÃO/ LIMPEZA/ PREPARO EXTRAÇÃO BAGAÇO EXCEDENTE

B

A

G

A

Ç

O

CALDO PROCESSO_AÇÚCAR AÇÚCAR

MELAÇO

GERAÇÃO DE VAPOR (CALDEIRA)

Diagrama Típico do Processo até 1976

Incinerado

nas caldeiras

(17)

B

A

G

A

Ç

O

CALDO PROCESSO AÇÚCAR AÇÚCAR MELAÇO GERAÇÃO DE VAPOR (CALDEIRA) PROCESSO ETANOL

Diagrama Típico do Processo até 2003

Incinerado

nas caldeiras

ETANOL

ELETRICIDADE

Uso Próprio

ZERO MWh

EXCEDENTE

Usina Auto-suficiente em energia

(18)

B

A

G

A

Ç

O

CALDO PROCESSO ETANOL ALCOOL GERAÇÃO DE VAPOR (CALDEIRA)

Diagrama Típico do Processo Destilaria Autônoma

Incinerado

nas caldeiras

ELETRICIDADE

Uso Próprio

ZERO MWh

EXCEDENTE

Auto-suficiente em energia

(19)

19 CALDO C A L D O

B

A

G

A

Ç

O

BAGAÇO EXCEDENTE BIOELETRICIDADE CANA RECEPÇÃO/ PREPARO EXTRAÇÃO FLUXO PRODUÇÃO

FLUXO VAPOR ALTA PRESSÃO

GERAÇÃO DE ELETRICIDADE (TURBOGERADOR) GERAÇÃO DE VAPOR (Alta Pressão) BIOETANOL VINHAÇA AÇÚCAR MELAÇO

PROCESSO

AÇÚCAR

PROCESSO BIOETANOL

50,7 MW

EXCEDENTE

(*) REFERÊNCIA: 12.000 TCD≅ 2 MM TCS

Diagrama Típico do Processo após 2003 até atual

(20)

CALDO C A L D O

B

A

G

A

Ç

O

BIOELETRICIDADE CANA RECEPÇÃO/ PREPARO EXTRAÇÃO FLUXO PRODUÇÃO GERAÇÃO DE ELETRICIDADE (TURBOGERADOR) GERAÇÃO DE VAPOR (Alta Pressão) BIOETANOL VINHAÇA AÇÚCAR MELAÇO

PROCESSO

AÇÚCAR

PROCESSO BIOETANOL

EXCEDENTE

(*) REFERÊNCIA: 12.000 TCD≅ 2 MM TCS

Diagrama Típico do Processo em Futuro Próximo

BIODIGESTOR BIOGÁS

100% palha:

112,1

MW

50% palha:

83,9

MW

PALHA TECNOLOGIA EM DESENVOLVIMENTO

Venda

P A LHA

(21)

(=)

_(-)

OBJETIVO:

MÁXIMA

ENERGIA

EXCEDENTE

MÁXIMA

UTILIZAÇÃO DA

ENERGIA

DISPONÍVEL NA

CANA/USINA

MÍNIMO

CONSUMO DE

ENERGIA NOS

PROCESSOS

INTERNOS

DA USINA

(22)

FORMAS DE OTIMIZAÇÃO

Máxima produção de bioetanol;

Máxima produção de bioeletricidade;

Produção balanceada bioaçúcar e bioetanol (50% / 50%);

Produção flexível bioaçúcar e bioetanol (70%/30% e vice versa);

Integrada com biodiesel de 1ª ou 2ª geração;

Minimização do consumo de água externa;

Redução do volume de vinhaça;

Produção de fertilizante organo-mineral aditivado ou não;

Redução de emissões de gases com efeito estufa

– GEE.

(23)

A

REVOLUÇÃO

DOS “6Bios”

(24)

(25)

Indicadores Unid. Início Proálcool Atual Tradicional USD – 2008 COMERCIAL USD – 2010 COMERCIAL Capacidade Moagem – 6x78” TCD 5.500 12.000 14.000 15.000 (1) Eficiência extração –6x78”-6 ternos % 93 96 97 (1) 98 (2) Tempo de fermentação horas 16 a 24 6 a 8 6 a 8 8 a 12 Teor etanol no fermentado ºGL 6 a 7 7 a 9 9 a 11 12 a 16 Eficiência da Fermentação % 75 a 81 87 a 89 90 92 (3)

Eficiência na Destilação % 98 99 99,7 99,7

Conversão total etanol let/tc 66 85 86 87

Consumo total de Vapor usina* Kg/tc 600 400 380 320 (4) Consumo vapor etanol combus. Kg/litr. 3,4 2,0 1,6 1,6 (5) Consumo vapor desidrat. etanol Kg/litr. 4.5 2,7 2,0 1,8 (6)

Caldeira – Pressão operação bar 20 67 100 120 (7)

Caldeira – Temperatura vapor saturado superaquecido superaquecido superaquecido

Caldeira – eficiência PCI % 66 80 86 89 (7)

Sobra de bagaço % Até 8 Até 30 Até 45 Até 78

Vinhaça produzida ** Lv/let 15 11 8 Nulo (8)

Biogás da vinhaça Nm3/l nulo nulo 0,1 0,1

Fertilizante - BIOFON kg/tc nulo nulo nulo 50 a 60 (8)

Energia elétrica para venda kWh/tc nulo 55 75 90

Produção de biodiesel integra. Não Após 2006 Sim (9) Sim (9) Captação água mananciais la/tc 2500 1800 1000 Exporta290(10) Uso energético do palhiço nulo nulo nulo Iniciando (11)

(26)

Planta de

Biodiesel

Flex: rotas

metílica e

etílica

Matéria

Prima: Sebo

e óleos

vegetais

1ª Planta

Integrada no

mundo.

Partida em

novembro de

2006

Vila do Bugres / MT

Planta de Biodiesel

integrada a Usina

(27)

Como a USD contribuirá

para a mitigação ou

redução das emissões de

gases com efeito estufa?

(28)

O Etanol proporciona benefícios ambientais desde o momento em que a cana brota no campo, absorvendo a maior parte do gás carbônico gerado em sua produção e consumo

Os dados abaixo são relativos à emissão de CO2para cada mil litros de etanol anidro produzido e consumido:

CICLO DE VIDA COMPLETO DO ETANOL

(1) Gás de Efeito Estufa.

(2) Considerando 50% colheita mecânica e 50% colheita manual.

Bioeletricidade:O uso do bagaço para geração de bioeletricidade e bioenergia excedente para fornecer à rede evita as emissões na atmosfera.

Emissão evitada: 225 kg CO2

4)

Cultivo e Colheita(2):Tratores, Colheitadeiras e insumos agrícolas emitem gás carbônico (CO2). A

colheita manual precisa da queima da palha de cana, que também gera emissões.

Emissão total: 2.961 kg CO2

1)

Crescimento:

A cana é uma “esponja” natural que absorve grandes volumes de CO2enquanto cresce.

Absorção:

7.650 kg CO2

2)

Motor dos Automóveis:

A queima do etanol gera

1.520 kg de CO2.

6)

Transporte: O etanol é transportado para os postos de combustíveis em caminhões movidos a óleo diesel.

Emissão: 50 kg CO2

5)

Processamento:

Tanto a fermentação quanto a queima do bagaço para a geração de energia para uso nos processos internos emitem CO2.

Emissão: 3.604 kg CO2

3)

Considerando um ciclo completo, a redução direta de emissões de CO2pelo

uso de etanol substituindo a gasolina é de

2,02

kg CO2/

litro et.

( 2,28 – 0,26) =

=

89 %

Créditos de Carbono – redução direta de GEE1_{pela captura/redução/}

evitação da emissão de CO2numa Usina Tradicional

Fonte: WebsiteÚNICA; Professor Isaias Macedo, UNICAMP; Joaquim Seabra, Tese Doutorado UNICAMP 2008. BALANÇO FINAL Emissões geradas: Emissões reabsorvidas + evitadas: Emissões geradas (-) reabsorvidas/ evitadas

Emissões com uso equivalente de Gasolina: 8.135 kg CO2 7.875 kg CO2 260 kg CO2 2.280kg CO2 (7.650 + 225): (8.135–7.875): (2.961 + 3.604 + 50 + 1.520): Mitigação

GEE

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O PRIMEIRO E ÚNICO BICARBONATO DE SÓDIO “VERDE” DO MUNDO

 Capacidade Instalada: 50.000 t/safra

 Posta em marcha: março/2004

 Proprietário da Planta e do

Processo: Raudi Indústria e Comércio

 Destilaria Coligada: Coopcana–

São Carlos do Ivaí – PR– Brasil

 Fabricante da Planta/Fornecedor:

Dedini

(*) Fonte: Valor Econômico, 27/ago/07

PLANTA DE PRODUÇÃO DE BICARBONATO DE SÓDIO – NaHCO₃

INTEGRADA A UMA USINA DE BIOETANOL

UTILIZA O CO₂, GERADO NA FERMENTAÇÃO COMO MATÉRIA PRIMA PARA

PRODUZIR NaHCO₃

METODOLOGIA DE CRÉDITOS DE CARBONO APROVADA PELA ONU (*) CRÉDITOS DE CARBONO VENDIDOS SOB CONTRATO AO ABN AMRO LONDON(*)