Estudos em escala regional:
Mi3gacão de gases de efeito estufa por intensificação
sustentável da pecuária de corte no Cerrado
Rafael Silva, SRUC and The university of Edinburgh
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Estudos em escala regional:
1. Objetivos
2. O cenário (região e sistema produtivo)
3. Métodos
4. Resultados
1. Objetivos
- Estimar as emissiões de gases de efeito estufa (GEE) da produção
de gado de corte no Cerrado.
- Identificar estratégias ótimas de mitigacão de GEE por meio de
curvas de custo de abatimento marginal de carbono (CCAMC).
- Avaliar efeitos da variação do consumo de carne sobre as emissões
líquidas no Cerrado.
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2. Cenário
O Brasil é o segundo maior produtor de carne bovina do
mundo – 9.3 Mt/yr (14.7%) e o maior exportador ano de
2012-2013 (FAO, 2014).
Maior rebanho comercial do mundo (cerda de 170 milhoes
de cabecas em 2006 (IBGE, 2014).
Mas a produção acarreta custos externos: emissoes de
GHG, uso de recursos naturais, perda de biodiversidade
(desmatamento).
2. Cenário
O Cerrado brasileiro.
Emissões do setor agrícola por biomas
- Região de expansão agrícola. - Maior produtora de carne bovina
do Brasil: ~35% em 2006.
- Produção predomiantemente sobre pastagens (gênero Brachiaria). - Maior parte do gado Nellore. - Vegetação natural com baixa
biomassa (em comparacao com florestas)
Biome Million tons of CO2 equivalent Contribu6on (per cent) Amazônia 140 52 Cerrado 109 41 Pampa 16 6 Caatinga 6 2 Pantanal 2 1 Mata Atlântica -5* -‐2
6 6 Ações de Mitigação
Com o objetivo de reduzir os impactos ambientais do setor agropecuário, o governo brasileiro propôs uma série de NAMAS (Nationally Appropriate Mitigation Actions), ações voluntárias para reduzir as emissões de 36.1% a 38.9%, em relação às emissões projetadas até 2020.
As metas de redução podem ser alcançadas com a adoção de tecnologias
de mitigação de GEE, tal como recuperação de pastagens, uso de
suplementação para animais em sistemas pastoris, terminação em confinamento, integração lavoura-pecuária, entre outros.
Curvas de custo marginal de abatimento de carbono (CCMAC)
Uma CCMAC é definida como um gráfico que indica o custo por t CO2 associado a uma redução potencial das emissões (em R$ por kt de CO2 reduzido)
8 8 EAGGLE model (Silva, 2013)
Modelos mecanicistas de fazenda, geralmente usam o6mização
matemá6ca, frequentemente baseados em programação linear (PL). Max z(x) = cTx s.a Ax ≤ a x ≥ 0 Parameter: xTBx = b Where:
x = vector of ac6vi6es (decison variables); cT = vector of net income per unit of ac6vity;
A = matrix of general coefficients;
a = vector of min/max values for the ac6vi6es.
B = Matrix of coefficients associated to GHG emissions; b = vector of max quan6ty of GHG emissions;
Dinâmica do rebanho
Age-‐structured model
Slaughter weight K=1 K=9 Age cohort Age (months ) Mortality rate(%.mth-1) (kg.headAvg SBW-1) DMI(kg.day-1) CH4(kg.head.-1.mth-1) N2O(kg.head.-1.mth-1)
1 [6,9) 0.42 189 5.18 3.35 0.013 2 [9,12) 0.42 222 5.84 3.78 0.015 3 [12,15) 0.2 255 6.48 4.19 0.017 4 [15,18) 0.2 289 7.12 4.6 0.018 5 [18,21) 0.2 322 7.72 4.99 0.020 6 [21,24) 0.2 355 8.30 5.37 0.021 7 [24,27) 0.03 388 8.88 5.74 0.023 8 [27,30) 0.03 421 9.44 6.1 0.024 9 33 0.03 454 9.99 6.46 0.026
10 10 Degradação de pastagens
Por definição, designa-se como degradação de pastagem ao
processo evolutivo de perda de vigor, produtividade e da capacidade de recuperação natural de uma dada pastagem, tornando-a incapaz de sustentar os níveis de produção e qualidade exigidos pelos animais.
Modelling pasture degrada6on
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Recuperação de pastagens baseada em par6ções (RPBP)
Figure 3: Exemplificação do método de recuperação o6mizado RPBP.
Costs calculated according to amount of inputs and services. Ex.: calcium, limestone, fertilizers, micronutrients, seeds, urea distribution, mowing.
Restora6on costs
To partition A B C D E F Fr om p arti tio n A 219.6 B 292.8 142.0 C 779.9 487.1 29.2 D 1230.4 937.6 450.5 18.3 E 1415.2 1122.3 635.3 184.8 10.9 F 1498.1 1205.3 718.2 267.7 82.9 0 114 14 Fontes de emissões
As emissões do setor pecuário são dominadas pelos gases metano (CH4), produzidos pela fermentação entérica e pelas fezes dos animais ruminantes, e pelo óxido nitroso (N2O), emitido pelas fezes, pela urina e pelo uso de fertilizantes a base de nitrogênio.
Degradation Excreta Fertilization (N) Enteric Fermentation
CH
4N
2O
N
2O
CO
2Curvas de custo marginal de abatimento de carbono (CCMAC)
Obtendo uma CCMAC por meio de uma modelo de programação linear:
Inves6mentos
Pastagens Rebanho
Emissões Lucro
Tec. de mi6gação
Lucro Emissões
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Obtendo as Curvas de Abatimento Marginal de Carbono
Potêncial de abatimento (AP):
Custo efetivo (CE):
T
E
E
=
AP
ms
BAU
−
ms
ms ms BAU msAP
GM
GM
=
CE
−
(9) (10)Construção do cenário de referência
1 - Produtividade constante (~10kg MS/ha/ano);
2 – 90% dos animais são terminados a pasto, e 10% sob
confinamento (ANUALPEC, 2010);
Premissas:
1 - Produtividade constante (~10t MS/ha/ano);
2 – 90% dos animais são terminados a pasto, e 10% sob confinamento (ANUALPEC, 2010);
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Tecnologias de mitigação
Mitigation
measure Description Cost1 Unit
Adoption rate modelling Feedlot finishing Steers with 388Kg of LW can be selected for feedlot. The confinement takes 2 months. Afterwards, the steers are finished with 490 kg. 17.81 R$.head-1 15% of the total
finished animals. N inhibitors It is applied 1 kg of Agrotain® per ton of applied N. 120 R$.t-1 100% of all
applied N Pasture
restoration Every year during the production, it is possible to increase productivity.
TABLE
2 R$.ha-1 Optimized Supplementation
concentrate
Steers with 421 kg of LW can be selected for concentrate supplementation. The supplementation takes 2 months and the final
weight is 490 kg. 6.00
R
$.au-1.mth-1 Optimized
Supplementation protein
Calves (189 kg) can be selected to be supplemented with protein (only
in March). The steers are finished after 15 months, with 481 kg. 2.25
R
$.au-1.mth-1 Optimized
Resultados
A maior parte das emissões de GEE vem do processo de fermentação entérica: 78Mt CO2e.yr-1
Figure 5: Cerrado baseline annual emissions from 2010 to 2030.
Figure 6: Share of emissions from 2010 to 2030 for the Brazilian Cerrado.
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Figura 7: CCAMC para produção de carne bovina no Cerrado.
~24% das emissões podem ser reduzidas com custo negativo.
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Fig. 8: (A) Cerrado Central do Brasil (Brazilian Cerrado core) and (B) Cerrado baseline demand (DBAU) and varied demand projections that correspond to percentage variation by 2030 in relation to DBAU.
Emissões por avaliação de ciclo de vida (ACV)
Avaliação de Ciclo de Vida é uma metodologia de estudo capaz de avaliar os possíveis impactos ambientais (GEE) causados por uma cadeia produtiva desde sua origem até o seu termo.
Figura 9: Diagrama simplificado para ciclo de vida do leite. Fonte:http://www.lcafood.dk/lca/ lca.htm
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