DIMAS AGOSTINHO DA SILVA LABORATÓRIO DE ENERGIA DE BIOMASSA (LEB) UFPR Curitiba, 3-6 Novembro 2009

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DIMAS AGOSTINHO DA SILVA

LABORATÓRIO DE ENERGIA DE BIOMASSA (LEB) – UFPR

dimass@ufpr.br

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Introdução

PREÇO DO PETROLEO elevado e oscilante com pico

nos próximos 10-20 anos e demanda em contínuo

crescimento

DIFICULDADES GEOPOLÍTICAS: dificuldade dos

EUA e aliados para manterem linhas de

abastecimento no Oriente Médio, o que justifica

investir em energia alternativa

RAZÕES AMBIENTAIS: o protocolo do Kyoto é

insuficiente para redução de emissões, mesmo que

seja realizado integralmente

DESTAQUE DOS BIOCOMBUSTÍVEIS

(Ignacy Sachs, 2009)

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TENDÊNCIA CLIMÁTICA NO MUNDO

Introdução

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Equador

Trópico de Câncer

CONSUMO DE ENERGIA NO MUNDO

Consumo de energia per capita

(em toneladas de óleo equivalente)

Trópico de Capricórnio

O maior consumo per capita está fora dos trópicos

Área Tropical Biocombustíveis

Introdução

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Introdução

EVOLUÇÃO DA MATRIZ ENERGÉTICA

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Introdução

Fonte: Revisão 2006 do Renewables Global Status Report/Mascarenhas-PETROBRÁS 2007

INVESTIMENTO ANUAL EM ENERGIA RENOVÁVEL, 1995 - 2005

Introdução

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MOTIVAÇÃO PARA O USO DE AGROCOMBUSTÍVEIS

Fonte renovável

Combustível limpo

Crédito de carbono

Economia no uso do petróleo

Substituição da importação

Geração de emprego e renda

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Biodiesel

MARCO REGULATÓRIO

Lei 11.097/2005: Estabelece percentuais mpercentuais míínimos de mistura de biodiesel nimos

ao diesel e o monitoramento da inserção do novo combustível no mercado.

2005

a

2007

Autorizativo

Mercado Potencial: 860 milhões L/ano

2%

2008

a

2012

Obrigatório

Mercado Mínimo: 1 bilhão L/ano

2%

2013

em diante

Obrigatório

Mercado Mínimo: 2,6 bilhões L/ano

5%

Fonte: PETROBRAS, 2008

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OFERTA INTERNA DE ENERGIA 2008

(%)

GÁS NATURAL 10,2% CARVÃO MINERAL 5,7% URÂNIO 1,5% HIDRÁULICA E ELETRICIDADE 13,9% PETRÓLEO e DERIVADOS 37,3% BIOMASSA 31,5% Biomassa: Lenha: 11,4% Produtos da cana: 16,6% Outras: 3,4%

251,5 milhões tep (2% da energia mundial) RENOVÁVEIS: Brasil: 45,4% OECD: 6,7% Mundo: 12,9%

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MATRIZ DE OFERTA DE ENERGIA EL

É

TRICA 2008

(%)

CARVÃO MINERAL 1,6% GÁS NATURAL 5,9% NUCLEAR 2,8% DERIVADOS DE PETRÓLEO 3,1% BIOMASSA 4,8% GÁS INDUSTRIAL 0,9% IMPORTAÇÃO 8,4% HIDRO 73,2% Nota: inclui Autoprodutores (50,1 TWh) TWh TOTAL 498,8 HIDRO 365,1 GÁS NATURAL 29,6 DER. PETRÓLEO 15,6 NUCLEAR 14,0 CARVÃO 8,2 BIOMASSA 20,0 GÁS INDUST. 4,4 IMPORTAÇÃO 42,1 RENOVÁVEIS: Brasil: 86% OECD: 16% Mundo: 18%

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OFERTA INTERNA DE ENERGIA

(%)

45,6 37,3 10,2 6,1 13,9 44,8 31,5 0,4 5,7 3,1 0,0 1,5 0% 20% 40% 60% 80% 100% 1973 2008 BIOMASSA HIDRÁULICA E ELETRICIDADE URÂNIO CARVÃO MINERAL GÁS NATURAL PETRÓLEO e DERIVADOS 82,1 251,5 milhões tep

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Contexto do Desenvolvimento Econômico

Garimpagem

da Madeira Desmatamento Pecuária de Baixa _{Produtividade}

Ana Euler/WWF (2008)

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Amazonia

-

_-

Desmatamento

_Desmatamento

Fonte: INPE PRODES Digital, 2004.

Desmatamento 2002/2003 Desmatamento 2002/2003 Desmatamento anterior a 2002 Desmatamento anterior a 2002 Arco do Desmatamento

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Culturas Energéticas

Natureza Políticas Públicas Homem Terra, Água e Sol

Alimentos e Fibras

Resíduos Vegetais

Matriz Agroenergética

Energia

Sustentabilidade (Econômica, Ambiental e Social)

Produção de Alimentos, Fibras e Energia (Mercado Interno e Externo)

Conhecimento e Tecnologia Biogás (Lixo) Resíduos Agroindustriais Cana-de-açúcar Etanol (caldo) Biomassa (bagaço e palha) Biogás (vinhaça) Etanol (Celulose) Oleaginosas Biodiesel Citricultura Biomassa (polpa) Pecuária Biodiesel (óleos e gorduras) C o -g er aç ão Florestas Etanol (Celulose) Resíduos (Cavacos e serragem) Bioeletricidade Energia Térmica CO₂ Meireles/CNA, 2008 – 3º. CIB

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Culturas Energéticas X BIOMAS

Norte: Consumo de Diesel: 8% Fonte: Dendê (Palma) / Óleo

Animal / Babaçu / Cupuaçu

Centro-Oeste: Consumo de Diesel: 12% Fonte: Cana-de-açúcar / Soja / Mamona /

Algodão / Girassol / Amendoim / Pinhão Manso

Sul: Consumo de Diesel: 21%

Fonte: Cana-de-açucar / Soja / Amendoim

/ Colza / Girassol / Mamona / Óleo Animal

Nordeste: Consumo de Diesel: 15% Fonte: Cana-de-açúcar / Babaçu /

Mamona / Coco / Algodão / Dendê (Palma) / Pinhão Manso / Óleo Animal

Sudeste: Consumo de Diesel: 44% Fonte: Cana-de-açúcar / Soja /

Mamona / Algodão / Óleo Animal / Girassol / Amendoim / Pinhão Manso

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Culturas Energéticas

Produção Brasileira: 475,07 milhões de ton. Área Plantada: 6,9 milhões de hectares Produtividade: 78,9 toneladas/hectare

Produtividade de álcool/ha: 85 a 90 litros/ha Produção de Açúcar: 29,5 milhões de ton. Produção de Álcool: 20,9 bilhões de litros

Principais Características:

• No Estado de São Paulo, em áreas com altas tecnologias, a produtividade pode chegar até 150 toneladas por hectare.

• Atualmente se extrai cerca de 7.000 litros de álcool de cana por hectare. Na União européia se extrai 5.500 litros (beterraba) e nos EUA 3.000 litros (milho).

• A produção de álcool de cana aumentará consideravelmente com a utilização da hidrólise enzimática (acréscimo de 60% até 100%).

• A cana também gera energia através da co-geração, com o aproveitamento de resíduos como: bagaço, ponteiros e palhada.

Cana-de-açúcar

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Culturas Energéticas

Produção Brasileira: 59,5 milhões de ton. Área Plantada: 21,2 milhões de hectares Produtividade: 2.804 Kg/hectare

Teor de óleo no grão: 20%

Rendimento óleo: 550 a 600 kg/ha

Exportação: Brasil é o maior exportador e o 2º maior produtor mundial de soja. A soja representa 20% das exportações do agronegócio brasileiro (US$ 11,4 bilhões em 2007).

• Aproximadamente 50% da soja produzida no Brasil provém de OGMs, mas está fortemente concentrada na região Sul.

• O Brasil produz 5,4 mil toneladas de óleo, o que corresponde ao esmagamento de 9,2% da produção nacional. 2,5 mil ton. são exportadas e 2,9 mil são consumidas internamente, na alimentação e na produção de biodiesel.

• O óleo de soja é a principal matéria-prima do biodiesel nacional (85% a 90%).

Soja

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Culturas Energéticas

Produção Brasileira: 139,6 mil toneladas Área Plantada: 92,7 mil hectares

Produtividade: 1.506 Kg/hectare

Principais Estados Produtores: MT, GO e RS Teor de óleo no Grão: 42 a 45%

Rendimento óleo: 780 kg/ha

• Óleo considerado extremamente saudável devido ao baixo teor de gorduras saturadas.

• Cultura com grande potencial de crescimento. Há sementes com potencial genético de colheita superior a 3.000 kg por hectare.

• Devido ao alto teor de óleo no grão, pode produzir mais de 1.300 litros de óleo por hectare.

Girassol

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Culturas Energéticas

Produção Brasileira: 124,2 mil toneladas Área Plantada: 154,3 mil hectares

Produtividade média no Brasil: 804 kg/hectare Produtividade NE: 757 Kg/hectare

Produtividade SE: 1.658 Kg/hectare Teor de óleo na baga (grãos): 47-48% Rendimento óleo: 470 kg/ha

• Cultura viável para o semi-árido nordestino, mas com menor nível de produtividade.

• 95% da área cultivada está no Nordeste brasileiro.

• O óleo de mamona tem sido recomendado para se utilizar misturado com outros óleos vegetais até a proporção de 20%. A razão disso é alta concentração do ácido ricinoleico (~80%) que torna o seu biodiesel muito viscoso, gerando dificuldade para se atingir os padrões técnicos da norma de produção.

Mamona

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Culturas Energéticas

Produção Brasileira: 1,55 milhão de toneladas de algodão em pluma.

Área Plantada: 1,09 milhão de hectares

Produtividade: 1.427 Kg de algodão em pluma por hectare

Teor de óleo no cacho: 18-20% Rendimento de óleo: 360 Kg/ha

Brasil é o 5º maior produtor, com 5,7% da produção mundial.

• MT e BA respondem por 80% da produção nacional de algodão.

• A produção nacional tem ganho produtividade a partir de maior utilização de tecnologia.

• Óleo essencialmente utilizado na alimentação humana.

Algodão

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Culturas Energéticas

Planta de origem africana (Golfo da Guiné) introduzida no Brasil pelos escravos (século XVII), adaptada ao clima tropical úmido.

Produção Brasileira: ~ 200 mil toneladas Área Plantada: ~70 mil hectares

Produtividade: 15 toneladas por hectare Teor de óleo no cacho: 25-26%

Rendimento de óleo: 4.500 Kg/ha

• Ciclo produtivo de 25 anos, sendo que a maturidade produtiva é atingida no 7º ano. A partir do 16º a produtividade começa a decrescer.

• Potencial para produzir mais de 25 toneladas, com rendimento de 5 a 6 mil litros de óleo por hectare.

• A cultura que pode ser utilizada para recuperar pastagens degradadas da região Norte, gerar empregos e contribuir para elevar a produção de óleo no Brasil.

• A cultura apresenta o melhor balanço energético entre as espécies que vem sendo utilizadas na produção de biodiesel, com índice superior a 8.

Dendê

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Culturas Energéticas

Produção Brasileira: 285 mil toneladas Área Plantada: 115,3 mil hectares Produtividade: 2.472 Kg/ha (em casca) Produtividade: 1.800 Kg/ha (em grão)

Principais Estados Produtores: SP, MT e PR Teor de óleo: 45%

Rendimento de óleo: 790 Kg/ha

• O principal estado produtor é São Paulo com 77% da produção nacional.

• Cultura utilizada largamente na rotação com a cana-de-açúcar, para quebrar o ciclo da gramínea e fixar nitrogênio. Cultura de ciclo curto utilizada em praticamente 80% das áreas em reformas.

• Cultura com grande potencial de expansão e ótima qualidade de óleo. O grão e óleo são utilizados, basicamente, na indústria alimentícia.

Amendoim

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Culturas Energéticas

Planta perene da família das Euphorbiáceas Produção Brasileira: ?

Área Plantada:?

Produtividade: de 4 a 8 toneladas por hectare Teor de óleo: 28 a 37% (de fácil extração)

Rendimento de óleo: pode produzir de 1.500 a 4.000 litros de óleo por hectare

• Exigente em insolação, resistente a seca e atinge a idade produtiva em 4 anos. • Espécie que ainda não foi completamente domesticada e não existe programa de melhoramento genético que tenha resultado em qualquer cultivar (IN 4, 14.01.08). • Não possui sistema de produção minimamente validado a campo para que se possa recomendar a forma de condução e propagação do cultivo.

• Não existe padrão de identidade e qualidade da espécie, portanto o registro no RNC – Registro Nacional de Cultivares se dá em condições especiais, mediante assinatura de Termo de Compromisso e Responsabilidade.

Pinhão Manso (Jatropha curcas L

EMBRAPA/MAPA, 2008 (Adaptado)3º. CIB

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SITUA

Ç

_Ç

ÃO BRASILEIRA

_{ÃO BRASILEIRA}

EXTENSÃO

PERCENTUAL

BRASIL TOTAL

851 ₈₅₁

100%

_100%

Á

ÁREA LIVRE

REA LIVRE

AGRICULT

AGRICULTÁ

ÁVEL

VEL

383

383 45%

45%

PASTAGENS

210

210 25%

25%

(55% da

(55% da á

área agricult

rea agricult

ável)

á

vel)

DISPON

ÍVEL PARA

Í

VEL PARA

EXPANSÃO

91

91 11%

11%

(24% da

(24% da áárea agricultrea agricultáável)vel)

CULTIVADA PARA ETANOL

ATUAL

3,1

0,4%

(0,8% da

(0,8% da áárea agricultrea agricultáável)vel)

CULTIVADA PARA

B2 e B5

1,7 a 4,0

0,2 a 0,47%

(0,4% a 1% da

(0,4% a 1% da áárea agricultrea agricultáável)vel) Milhões de hectares

Produção de Energía e de Alimentos

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50

50 FLORESTAS ENERGÉTICAS

EM 1965 E 2000, RESPECTIVAMENTE, 12 E 50m3/ha/ano PLANTAR, 2008

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Plantios florestais e dinâmica de crescimento

da biomassa

Dados da Colheita

1 ton de madeira seca colhida

Biomassa em Crescimento

3,00 tons de madeira seca 2,99 tons de raízes secas 0,48 tons de galhos secos 0,33 tons de folhas secas

Biomassa para decomposição natural 0,41 tons de folhas e galhos no 7th year 1 2 3 4 5 6 7 Crescimento da Biomassa Colheita da biomassa Ano de Crescimento Goulart, 2008 – 3º CIB

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CICLO DE PRODUÇÃO DE 1ton DE FERRO

Rota do Carvão Vegetal

Rota do Carvão Mineral

REMOÇÃO

1.1 toneladas

CO

₂

EMISSÃO

1.9 toneladas

CO

₂

Emissão

CO

₂

Emissão

CO

₂

Emissão

CO

₂

Reciclado

Resgate

CO

₂

Mina _Coqueria Alto Forno

Alto Forno Floresta Plantada

GANHO AMBIENTAL

3t CO₂e

por ton produzida

Carbonização

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PLANTAR, 2008

Indicadores Sociais e Ambientais

Desenvolvimento sustentável em escala industrial

Indicadores Sociais e Ambientais Projetos de MDL da Plantar 0 1 2 3 4 5 6 Biodiversidade Natural Financeiro Humano Social Carbono 2001 2006

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TENDÊNCIAS INTERNACIONAIS

-BIOCOMBUSTÍVEIS

2006

1ª geração de biocombustíveis: etanol, biodiesel rotas

metílica e etílica

2020

2010 -15

2030

2ª geração: Syn-diesel, etanol de lignocelulose, H-Bio

Biorefinarias integradas

Fonte: Biofuels in European Union: a Vision for 2030 and Beyond

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IMPACTOS AMBIENTAIS DOS AGROCOMBUSTÍVEIS

- AGRICULTURA: atividade + impacto ambiental ?

-DESMATAMENTO

-EROSÃO

-PERDA DE BIODIVERSIDADE

-POLUIÇÃO ATMOSFÉRICA

-ESGOTAMENTO DE ÁGUA DOCE (60% p/ irrigação!!!)

-DO USO DE INSUMOS AGRÍCOLAS

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SISTEMAS EXTREMOS

AGROCOMBUSTÍVEIS

- SISTEMAS AGRICOLAS PRIMITIVOS:

perda de recursos naturais

- SISTEMAS DE PRODUÇÃO (ALTAMENTE)

INTENSIFICADO:

introdução de novos elementos/produtos

que produzem desequilíbrios

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CONSIDERAÇÕES (DE HOJE ATÉ 2030)

-CRESCIMENTO NO USO EE 60%

-CARROS FLEX: 60.000.000 Unidades

-CANA(aréa planta): 5,6 para 13,9 milhões hectares

-VEICULOS LEVES: 20 milhões para 70,3 milhões

- HABITANTES/VEICULO: 9,8 para 3,4

- PIB: TRIPLICA???

- AGROCOMBUSTÍVEL: 5% (?) da área agrícola ....

-

ENERGIA RENOVÁVEIS NA MEB: 45% para 46%

-

NOS PAISES RICOS: 6% PARA 16¨% DA MEG

- OIE : 232 milhões para 402,8 milhões TEP

-

EMISSÕES DE CO2: duplica... 770 milhões de ton

(aproximadamente 38,2% setor de transporte)

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CONCLUSÕES

•“GESTÃO CONTRATUAL E NEGOCIADA DA

BIODIVERSIDADE: VISANDO CONSEGUIR O

ECODESENVOLVIMENTO A PARTIR USO SENSATO

DA NATUREZA PARA A CONSTRUÇÃO DE UMA BOA

SOCIEDADE”

•BIOENERGIA: FORTE ADERÊNCIA COM POLÍTICA

AMBIENTAL

• OTIMIZAÇÃO DE VOCAÇÕES REGIONAIS

• DESTAQUE INTERNACIONAL P/ BIOCOMBUSTÍVEIS

MODERNA CIVILIZAÇÃO DA BIOMASSA

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