UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
Faculdade de Engenharia Mecânica
PAULO BERNARDO HAUSEN DOLZAN
Biocombustível sólido oriundo de florestas de
pinus certificadas: análise da viabilidade
econômica e financeira da produção de
péletes por meio de estudo na região do
Contestado – Santa Catarina – Brasil
CAMPINAS 2018
PAULO BERNARDO HAUSEN DOLZAN
Biocombustível sólido oriundo de florestas
de pinus certificadas: análise da viabilidade
econômica e financeira da produção de
péletes por meio de estudo na região do
Contestado – Santa Catarina – Brasil
Dissertação de Mestrado apresentada à Faculdade de Engenharia Mecânica da Universidade Estadual de Campinas como parte dos requisitos exigidos para obtenção do título de Mestre em Planejamento de Sistemas Energéticos.
Orientador: Prof. Dr. Arnaldo Cesar da Silva Walter
ESTE EXEMPLAR CORRESPONDE À VERSÃO FINAL DA DISSERTAÇÃO DEFENDIDA PELO ALUNO PAULO BERNARDO HAUSEN DOLZAN E ORIENTADA PELO PROF. DR. ARNALDO CÉSAR DA SILVA WALTER.
... ASSINATURA DO(A) ORIENTADOR(A)
CAMPINAS 2018
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA
COMISSÃO DE PÓS-GRADUAÇÃO
EM ENGENHARIA MECÂNICA
PLANEJAMENTO DE SISTEMAS ENERGÉTICOS
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO ACADEMICO
Biocombustível sólido oriundo de florestas
de pinus certificadas: análise da viabilidade
econômica e financeira da produção de
péletes por meio de estudo na região do
Contestado – Santa Catarina – Brasil
Autor: Paulo Bernardo Hausen Dolzan
Orientador: Prof. Dr. Arnaldo César da Silva Walter
A Banca Examinadora composta pelos membros abaixo aprovou esta Dissertação:
Prof. Dr. Carla Kazue Nakao Cavaliero, Presidente
Instituição: Universidade Estadual de Campinas - UNICAMP Prof. Dr. Marcelo Pereira da Cunha
Instituição: Universidade Estadual de Campinas - UNICAMP Prof. Dr. Álvaro Nogueira de Souza
Instituição: Universidade de Brasília - UNB
A Ata da defesa com as respectivas assinaturas dos membros encontra-se no processo de vida acadêmica do aluno.
Agradecimentos
Agradeço a Deus pela minha existência.
À toda minha família, que é parte integrante do meu dia-a-dia.
Ao Professor Dr. Arnaldo Cesar da Silva Walter, por todos os ensinamentos, oportunidades, compreensão e apoio recebidos nesses anos de trabalho e convivência.
Aos Professores Drs. Carla Kazue Nakao Cavaliero, Marcelo Pereira da Cunha e Álvaro Nogueira de Souza, pelas sugestões e comentários que fizeram, que em muito contribuíram para o aprimoramento da versão final do presente estudo.
À Empresa Fischer S/A Agroindústria, na pessoa do Eng. Agrônomo Ney Olivo Araldi, seu diretor, pelo fornecimento de informações de campo de suas atividades florestais, que serviram de base fundamental para esse estudo.
Resumo
A demanda de péletes na Europa, notadamente para uso em aquecimento nos setores residencial e comercial, está em forte crescimento. Existe potencial de produção no Brasil, visando à exportação, e essa hipótese motivou a presente dissertação. Assim, o objetivo do presente trabalho foi definido na análise da viabilidade econômica e financeira da produção de péletes produzidos a partir de biomassa oriunda de florestas de pinus certificadas, na região do Contestado, em Santa Catarina – Brasil. O mercado alvo é o de combustíveis sólidos, considerando como destino o porto de Roterdã, na Holanda, que é um dos mais importantes receptores de biomassa na Europa. Foram calculados os custos completos de produção e comercialização de péletes, considerando desde a implantação de florestas até o desembarque da carga no porto de destino. Esses custos foram comparados com os preços de comercialização de péletes, praticados na Holanda em 2015. As três fases da cadeia de suprimento de péletes foram consideradas, o que inclui a produção primária de biomassa certificada, supondo sistemas de manejo que visam uso energético e uso múltiplo, a produção industrial supondo três distintas capacidades horárias (1,0, 2,5 e 10 toneladas de péletes por hora), com e sem secagem da matéria-prima, e o transporte em navios, tanto em contêineres ou diretamente a granel. Para explorar as alternativas de transporte, foram consideradas as produções em sacos de 15 kg, em “big bags”, ou a granel. Os resultados indicam custos de produção similares aos da Europa quando considerado o pélete no pátio da fábrica (ex-works). A análise baseada nos parâmetros usuais (VPL, VAE, TIR e TIRM), consideradas três taxas mínimas de atratividade (TMA) (6%, 9% e 12%), em oito situações que combinam valores de referência para os componentes de custos e receitas, não apontou viabilidade financeira para dois casos em que o transporte seria feito por contêineres. Nos seis demais casos, considerado transporte à granel, após análise de sensibilidade com seis variações em cada caso, ou 36 situações ao todo, em 20 casos identifica-se viabilidade. De acordo com os resultados desta dissertação, os custos associados à certificação não inviabilizam a exportação dos péletes produzidos, considerados os preços de venda na Holanda. O transporte marítimo é item de custo muito importante para a viabilidade econômica da produção de péletes certificados na região estudada, destinada aos sistemas de aquecimento na Europa.
Abstract
The demand for pellets in Europe, notably for heating in the residential and commercial sectors, is growing strongly. There is potential for production in Brazil, aiming at export markets, and this hypothesis motivated the present dissertation. Thus, the objective of this work was defined as the economic and financial assessment of pellet production from certified pine forests in the Contestado region, in Santa Catarina - Brazil. The target market is the one for heating, considering the port of Rotterdam in the Netherlands as one of the most important destinations for biomass exports to Europe. Production costs of pellets and those of logistics were calculated, considering since the implantation of forests to the landing of the cargo in the port of destination. These costs were compared to market prices practiced in the Netherlands in 2015. The three phases of the pellet's supply chain were considered, which includes the primary production of certified biomass, assuming management systems that aim both at energy use and multiple use, industrial production assuming three distinct hourly capacities (1.0, 2.5 and 10 tonnes of pellets per hour), with and without drying the raw material, and shipping either in containers or directly in bulk. The alternatives of transport explored were packaging in bags of 15 kg, in big bags, or in bulk. Results indicate production costs similar to those in Europe as long as the pellet in the factory yard is considered (ex-works). Financial analysis based on usual parameters (NPV, EAV, IRR and MIRR), under three minimum acceptable rate of returns (MARR) (6%, 9% and 12%), was done considering eight different standard cases. Results pointed lack of viability for two of them, which made use of containers for maritime transport. On the remaining six standard cases based on bulk transport, a sensitivity analysis was performed, resulting on 36 combinations, from which, 20 were considered financially viable. According to the results of this dissertation, the costs associated with certification do not preclude the export of pellets. Considering the economic viability of the production of certified pellets in the region studied, and their sale for use in heating systems in Europe, one of the most important aspects is the transport, notably the maritime phase.
Lista de Ilustrações
Figura 2.1: Projeção da demanda de péletes para uso industrial, na Europa, Estados Unidos, Coréia, Japão e Canadá, em milhares de toneladas – dados reais até 2016 e projeções até 2025 ... 21 Figura 2.2: Evolução e projeção da demanda de péletes premium, destinados ao aquecimento doméstico e comercial, na Europa, nos Estados Unidos e no Canadá, em milhares de toneladas – dados reais até 2016, e projetados até 2025 ... 22 Figura 2.3: Esquema de produção em uma indústria de péletes ... 25 Figura 3.1: Sequência de etapas no desenvolvimento da dissertação ... 32 Figura 3.2: Localização da região do Contestado, no estado de Santa Catarina – Brasil .. 34 Figura 3.3: Municípios da Região do Contestado, em Santa Catarina – Brasil ... 35 Figura 3.4: Esquema da produção industrial de péletes, em uma unidade em que há secagem da madeira e embalagem do produto final ... 39 Figura 3.5: (a) Peletizadora e (b) secador rotativo, produzidos pela Lippel ... 41 Figura 3.6: Usina de peletização e prensa, produzidas pela GELL ... 41 Figura 3.7: Péletes embalados em sacos de 15 kg, e paletizados para carregamento em contêineres ... 45 Figura 3.8: Péletes embalados em “big bag”, já carregados em contêineres ... 46 Figura 3.9: Contêiner com cortina (capa) para possibilitar a carga e descarga de péletes para transporte a granel ... 46 Figura 4.1: Estoques médios de madeira, expressos em m3/ha, de acordo com a idade da árvore, para 22 diferentes locais de plantio em florestas de pinus na Região do Contestado, em Santa Catarina – Brasil, com base em inventários florestais efetuados entre 2007 e 2013 ... 51 Figura 4.2: Representação gráfica dos estoques médios de madeira e faixa de variação considerado um desvio padrão, expressos em m3/ha, para cada uma das colheitas realizadas nos três primeiros desbastes e no corte raso, ao final do período; resultados com base em
inventários florestais realizadas entre 2007 e 2013 em florestas de pinus na região do Contestado, em Santa Catarina – Brasil... 54 Figura 4.3: Preços médios da madeira de pinus para celulose, posto indústria, de janeiro de 2010 a setembro de 2015, convertidos a valores constantes de julho de 2015 pelo IPCA-IBGE, em Santa Catarina – Brasil ... 57 Figura 4.4: Não conformidades em relação ao Princípio 1 do FSC (Obediência às Leis)
encontradas nos relatórios de certificação de florestas plantadas (percentual em relação ao total de certificações) entre 1996 e 2007 ... 60 Figura 4.5: Não conformidades em relação ao Princípio 1 do FSC (Obediência às Leis)
encontradas nos relatórios de certificação de florestas plantadas (percentual em relação ao total de certificações) entre 1996 e 2007 ... 60 Figura 4.6: Estrutura dos custos de produção de péletes segundo o arranjo produtivo (i), com secagem da biomassa ... 67 Figura 4.7: Estrutura dos custos de produção de péletes segundo o arranjo produtivo (iv), para transporte a granel, em porão de navio ... 68 Figura 4.8: Composição dos custos de produção de péletes, em R$/t (2015), e consumo de energia elétrica, em kWh/t. Resultados para os arranjos estudados, com produção na Região do Contestado, em Santa Catarina, Brasil, e estimativas para a produção na Europa ... 77 Figura 4.9: Comparação de custos de produção de péletes, em R$/t (2015), para unidades industriais de 1,0, 2,5 e 10,0 t/h, com produção na Região do Contestado, em Santa Catarina, Brasil, e na Europa ... 78
Lista de Tabelas
Tabela 2.1: Valores de referência dos principais parâmetros para péletes certificados pela norma ENplus ... 26 Tabela 3.1: Custo de implantação de um hectare de floresta de pinus, para Uso Múltiplo e Energético, em Reais, na região do Contestado, em Santa Catarina – Brasil, para o ano de 2015 ... 37 Tabela 3.2: Custos de corte, carregamento e transporte (CTC), em R$/t, para primeiro desbaste (uso múltiplo) e corte raso (uso energético) de uma floresta de pinus na região do Contestado, em Santa Catarina – Brasil, para o ano de 2015 ... 37 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 ... 40 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 ... 42 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 ... 43 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 ... 43 Tabela 4.1: Resultados da análise de 127 registros de estoque de madeira, população média de plantas por hectare, área representativa e número de medições para cada um dos desbastes e corte raso, com base em inventários florestais realizados entre 2007 e 2013 em florestas de pinus na Região do Contestado, em Santa Catarina – Brasil ... 45 Tabela 4.2: Resultados da análise de 127 registros de estoque de madeira, expressos em m3/ha e t/ha, dos três desbastes e corte raso, com base em inventários florestais realizados entre 2007 e 2013 em florestas de pinus na Região do Contestado, em Santa Catarina – Brasil ... 56
Tabela 4.3: Custos de implantação e de extração em florestas de pinus para uso dedicado para energia e uso múltiplo, acrescidos de 6% ao ano, em florestas de pinus na Região do
Contestado, em Santa Catarina – Brasil (valores para 2015) ... 58 Tabela 4.4: Custos (de 2015) da produção de péletes ensacado, com e sem secagem, com matéria-prima oriunda de florestas de uso múltiplo, em uma planta com capacidade de produção de 1,0 t/h, na Região do Contestado, em Santa Catarina – Brasil ... 63 Tabela 4.5: Custos (de 2015) da produção de péletes ensacado, com e sem secagem, com matéria-prima oriunda de florestas de uso múltiplo, em uma planta com capacidade de produção de 2,5 t/h, na Região do Contestado, em Santa Catarina – Brasil ... 64 Tabela 4.6: Custos (de 2015) da produção de péletes embalado em sacos do tipo “big bag”, com e sem secagem, com matéria-prima oriunda de florestas de uso múltiplo, em uma fábrica com produção de 10 t/h, na Região do Contestado, em Santa Catarina – Brasil ... 65 Tabela 4.7: Custos (de 2015) da produção de péletes embalados no contêiner, em forro do tipo “liner bag”, ou transportados a granel em porão de 6.400 t (carga parcial), com secagem, com matéria-prima oriunda de florestas de uso múltiplo, em uma fábrica com produção de 10 t/h, na Região do Contestado, em Santa Catarina – Brasil ... 66 Tabela 4.8: Custos de produção (em 2015) de péletes embalados no contêiner em forro do tipo “liner bag”, e transportados a granel em porão aberto, com secagem, com matéria-prima oriunda de florestas de uso dedicado para energia, em uma fábrica com produção de 10 t/h, na Região do Contestado, em Santa Catarina – Brasil ... 67 Tabela 4.9: Custos máximos e mínimos (em 2015) para transporte de péletes ensacados, em sacos do tipo “big bag”, e a granel, transportados em containers ou em navios graneleiros, desde Fraiburgo, Santa Catarina, Brasil, até Roterdã, na Holanda, com embarque no porto de São Francisco do Sul, Santa Catarina – Brasil ... 69 Tabela 4.10: Resultados de custos de produção e da análise de viabilidade da comercialização de péletes em Roterdã, Holanda: biomassa oriunda de florestas de uso múltiplo, péletes produzidos em indústria com capacidade de 1,0 t/h, com e sem secagem da madeira, ensacados em embalagens de 15 kg. Valores de 2015, por tonelada do produto ... 70 Tabela 4.11: Resultados de custos de produção e da análise de viabilidade da comercialização de péletes em Roterdã, Holanda: biomassa oriunda de florestas de uso múltiplo, péletes
produzidos em indústria com capacidade de 2,5 t/h, com e sem secagem da madeira, ensacados em embalagens de 15 kg. Valores de 2015, por tonelada do produto ... 72 Tabela 4.12: Resultados de custos de produção e da análise de viabilidade da comercialização de péletes em Roterdã, Holanda: biomassa oriunda de florestas de uso múltiplo, péletes produzidos em indústria com capacidade de 10,0 t/h, com e sem secagem da madeira, ensacados em “big bag”. Valores de 2015, por tonelada do produto ... 74 Tabela 4.13: Resultados de custos de produção e da análise de viabilidade da comercialização de péletes em Roterdã, Holanda: biomassa oriunda de florestas de uso múltiplo, péletes produzidos em indústria com capacidade de 10,0 t/h, com secagem da madeira, transporte a granel dentro de contêineres, em porões individuais de 6.400 t, ou em porões de navios de 50.000 t. Valores de 2015, por tonelada do produto ... 75 Tabela 4.14: Resultados de custo de produção e da análise de viabilidade da comercialização de péletes em Roterdã, Holanda: biomassa oriunda de florestas de uso energético, péletes produzidos em indústria com capacidade de 10,0 t/h, com secagem da madeira, transporte a granel dentro de contêineres, em porões individuais de 6.400 t, ou em porões de navios de 50.000 t. Valores de 2015, por tonelada do produto ... 76 Tabela 4.15: Resultados (VPL, VAE, TIR, e TIRM) da análise de viabilidade da produção de péletes em indústrias com capacidades de 1,0, 2,5 e 10 t/h (valores de 2015), para diferentes taxas de desconto, na Região do Contestado, em Santa Catarina – Brasil ... 80 Tabela 4.16: Resultados (VPL, VAE, TIR, e TIRM) (base valores de 2015) da análise de sensibilidade (taxas de câmbio do euro e dólar, preços do pélete na Holanda, e custos de oportunidade da biomassa) dos resultados dos Arranjos “iv”; indústria com capacidade 10 t/h, Região do Contestado, em Santa Catarina – Brasil ... 83 Tabela 4.17: Resultados (VPL, VAE, TIR, e TIRM) (base valores de 2015) da análise de sensibilidade (taxas de câmbio do euro e dólar, preços do pélete na Holanda, e custos de oportunidade da biomassa) dos resultados dos Arranjos “v”; indústria com capacidade 10 t/h, Região do Contestado, em Santa Catarina – Brasil ... 84
Lista de Abreviaturas e Siglas
Abreviações
ACL Ambiente de Contratação Livre
ACR Ambiente de Contratação Regulado
APP Área de Proteção Permanente
BPF Baixo Ponto de Fulgor
CAR Cadastro Ambiental Rural
CCT Corte, Carregamento e Transporte CIF Cost, Insurance and Freight COT Custo de Oportunidade da Terra EPI Equipamento de Proteção Individual
GEEs Gases de Efeito Estufa
IPCA Índice de Preço ao Consumidor Amplo
IS Índice de Sítio
NR Norma Reguladora
THC Taxa de operação em portos
TIR Taxa Interna de Retorno
TIRM Taxa Interna de Retorno Modificada TKU Tonelada por quilômetro útil
TMA Taxa Mínima de Atratividade
TU Teor de Umidade
VAE Valor Anual Equivalente
VPL Valor Presente Líquido
VPLA Valor Presente Líquido Anualizado
Siglas
FSC Forest Stewardship Council
IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística NREL National Renewable Energy Laboratory
PEFC Programme for the Endorsement of Forest Certification
Símbolos GJ Giga Joule ha Hectare kg Quilograma kW Quilowatt kWh Quilowatt-hora m3 Metro cúbico MJ Mega Joule t Tonelada
Sumário
Resumo 6 Abstract 7 1. Introdução 17 1.1 Contexto 17 1.2 Objetivos 19 1.3 Estrutura da dissertação 20 2. Revisão Bibliográfica 21 2.1 O mercado de péletes 21 2.2 A produção de péletes 232.2.1 A fase primária (silvicultura) e a produção de biomassa certificada 23 2.2.2 A fase secundária (industrial) e a produção certificada de péletes 24
2.2.3 Fase de transporte e logística 27
2.3 Estudos Correlatos 28
3. Materiais e Metodologia 31
3.1 Estrutura da dissertação 31
3.2 Fase primária (silvicultura) e produção de biomassa 33 3.3 Fase secundária (industrial) e a produção de péletes 39
3.4 Fase terciária (logística e transporte) 44
3.4.1 Transporte rodoviário 44
3.4.2 Transporte marítimo 44
3.5 Análise de viabilidade econômica 47
3.5.1 Valor Presente Líquido – VPL 47
3.5.2 Valor Anual Equivalente – VAE, ou Valor Presente Líquido Anualizado
– VPLA 47
3.5.3. Taxa Interna de Retorno – TIR 48
3.5.4. Taxa Interna de Retorno Modificada – TIRM 49
4. Resultados e Discussões 50
4.1 Fase primária (silvicultura) e a produção de madeira 50 4.2 Fase secundária (industrial) e a produção de péletes 61
4.4 Resultados consolidados das três fases e custos do produto em Roterdã 69
4.5 Análise de viabilidade econômica 78
4.5.1 Fluxo de caixa e indicadores de viabilidade econômica 79
4.5.2 Análise de sensibilidade 81
5. Oportunidades para a Redução dos Custos de Produção 87
6. Conclusões e Recomendações 89
6.1 Conclusões 89
6.2 Sugestões para a continuidade da pesquisa no tema 91
Referências Bibliográficas 90
Apêndice 1 - Fluxo de Caixa – TMA 6% - Planta 2,5 t/h - Uso múltiplo – venda em sacos de
15 kg - transporte em contêineres 99
Apêndice 2 - Fluxo de Caixa – TMA 6% - Planta 10 t/h - Uso Múltiplo e transporte em carga
parcial de navio – 6.400 t 100
Apêndice 3 - Fluxo de Caixa – TMA 12% - Planta 10 t/h - Uso Energético e transporte em
carga total de navio – 50.000 t 101
Apêndice 4 - Fluxo de Caixa Fase primária Florestal – TMAs 6%, 9%, 12%, - Uso múltiplo e
Energético 102
Anexo 1 - Inventários Florestais dos locais estudados 103
1 INTRODUÇÃO
1.1 Contexto
A demanda mundial de péletes1 de biomassa, que foi inferior a 2 milhões de toneladas em 2000, alcançou a marca de 28 milhões em 2015 e há previsão de que chegue a 49 milhões de toneladas em 2020. Desse total, a Europa deverá consumir cerca de 35 milhões de toneladas, das quais 20 milhões serão destinadas à geração de eletricidade e 15 milhões serão consumidos principalmente em sistemas de aquecimento, nos setores residencial e comercial. Em sistemas de aquecimento residencial, consome-se péletes limpos, ou “white pellet2” (WALTER, 2017). Estima-se que aproximadamente 64% do atual consumo europeu corresponde a péletes tipo “premium”, destinados aos sistemas de aquecimento, sendo 42% consumidos no setor residencial, 16% no setor comercial e 6% na produção combinada de calor e eletricidade, em sistemas industriais (AEBIOM, 2016, em THRÄN et al., 2017).
O consumo de péletes limpos na Europa, em 2017, pode ter chegado a 22,5 milhões de toneladas, sendo que aproximadamente 45%, ou cerca de 10 milhões de toneladas, foram importados majoritariamente dos Estados Unidos e do Canadá (AEBIOM, 2016, em THRÄN et al., 2017).
Os maiores exportadores de péletes, notadamente para uso industrial, também são os Estados Unidos e o Canadá, e o maior consumidor é a Europa, o que corresponde a 54% do total. Dentro da Europa, o maior consumidor individual é o Reino Unido, que vem substituindo carvão mineral por péletes na geração de eletricidade. Esse mercado vem crescendo desde 2010 a uma taxa média de 14% ao ano (THRÄN et al., 2017).
A biomassa proveniente das florestas de pinus apresenta características constitucionais desejáveis para a produção dos chamados péletes limpos. O pélete produzido a partir de seu tronco descascado apresenta teores de lignina, cloro, enxofre e cinzas que permite o
1 Pélete é um extrudado densificado, de composição lignocelulósica. No caso desta dissertação, considera-se a produção a partir de madeira oriunda de florestas plantadas de pinus.
2 White pellets são péletes limpos. Premium são péletes com qualidade superior, que atendem às normas EN 14.961-2 A1 e ENplus A1. De acordo com essas normas, há restrições quanto aos teores de cloro, enxofre, nitrogênio e cinzas, havendo também restrições quanto ao poder calorífico, à densidade, diâmetro e umidade.
cumprimento das normas europeias de certificação relativas aos péletes limpos, também conhecidos como péletes “premium”.
O Brasil possui 1,6 milhão de hectares de florestas plantadas de pinus. Em função da qualidade do solo e o clima existente, a produtividade média anual das florestas brasileiras de pinus é a maior do mundo, com 31 m3/ha/ano (metros cúbicos por hectare, por ano), enquanto a segunda maior produtividade, a da Oceania, é, em média, 23 m3/ha/ano. Outro aspecto positivo é que no Brasil, também em média, a cada 18 anos podem ser realizadas todas as colheitas (desbastes e corte raso) de uma floresta de pinus. Na Oceania, que tem o segundo melhor resultado, o tempo médio de conclusão das colheitas é de 30 anos (IBA, 2016).
A região do Contestado, em Santa Catarina, foi escolhida para a análise feita nesta dissertação. Em 2014, a área diretamente amostrada neste estudo, estimada em função dos municípios considerados, correspondia a 6,4% da área ocupada com florestas de pinus no Brasil. No mesmo ano, a região do Contestado tinha 16,5% das florestas de pinus do país (base área plantada) (IBGE, 2016).
No Brasil, as florestas de pinus têm dado lugar às de eucalipto nos locais em que a ocorrência de geadas não é tão intensa, inclusive na Região Sul. Contudo, nos locais de altitude elevada, o pinus continua a manter sua importância, inclusive com aumento da produção em função da produtividade crescente. Esse é o caso da região dos Campos de Cima da Serra, no Rio Grande do Sul, do Planalto Catarinense e da Região do Contestado, ambas em Santa Catarina, e do sul do Paraná, todos com áreas frias, de grande altitude, e com limitações ao cultivo de eucalipto. Nesses locais, a economia florestal apoiada na produção da madeira, papel, celulose, móveis e outros produtos, teve início com as florestas nativas de araucária. O pinus veio substituir a araucária, tanto por sua semelhança em relação às exigências de solo e clima quanto pelas características da madeira/biomassa (EMBRAPA, 2016). Contudo, a demanda por madeira fina colhida nos primeiros desbastes, destinada majoritariamente à produção de celulose, papel e energia, está sendo reduzida nessas regiões.
Muitos plantadores têm retardado e/ou cancelado a etapa de manejo/colheita denominada desbaste florestal3, por falta de demanda, o que pode desestimular a renovação das florestas após a última colheita (corte final). A principal razão para essa estagnação e/ou redução na demanda é que a produção de papel e celulose de fibra longa, que utiliza o pinus da Região Sul, vem perdendo espaço para o de fibra curta, que utiliza o eucalipto tanto do Sudeste, quanto do Centro-Oeste, do Norte e do Nordeste (IBA, 2016).
3 Desbaste florestal: corte e remoção parcial das árvores de um povoamento, visando acelerar o crescimento em diâmetro, ou para melhorar a qualidade do povoamento, via seleção (EMBRAPA, 2016).
A existência de uma nova demanda industrial de biomassa para a produção de péletes (biomassa oriunda de toras finas), além de proporcionar destinação a essa biomassa, pode ser o vetor para renovação das florestas existentes, que podem ser bem implantadas e conduzidas com uso de alto nível tecnológico, o que também ampliará a oferta para produção de péletes. Também, há espaço para a implantação de novas florestas de pinus. A região do Contestado, objeto deste estudo, possui áreas declivosas e pedregosas, inapropriadas para a produção de grãos e para a fruticultura mecanizada da maçã, que é típica da região; tais áreas estão sendo subutilizadas com pecuária extensiva, sobre as quais podem ser implantadas novas florestas de pinus.
Dada a demanda crescente de péletes limpos na Europa e a impossibilidade de a produção europeia atender a demanda, bem como a atual produção de biomassa florestal na região escolhida, combinado com o potencial de ampliação da produção florestal, justifica-se a análise de viabilidade da produção de péletes oriundos de florestas certificadas, destinada à exportação.
1.2 Objetivos
O objetivo geral desta dissertação é avaliar a viabilidade econômica da produção de péletes produzidos com biomassa oriunda de florestas de pinus certificadas, na região do Contestado em Santa Catarina, destinados à exportação para o mercado europeu, para uso em sistemas de aquecimento nos setores residencial e comercial.
Para tanto, foram concebidos os seguintes objetivos específicos:
i) a definição de uma cadeia de suprimento que inclui a produção primária de biomassa certificada, a produção industrial de péletes e o transporte do produto até o porto de destino, que foi assumido como sendo Roterdã, na Holanda;
ii) a estimativa e a análise dos custos nas três fases de produção acima mencionadas; iii) a análise da viabilidade econômica da produção.
1.3 Estrutura da dissertação
Esta dissertação está estruturada em seis capítulos, inclusive este introdutório. No capítulo seguinte é apresentada a revisão da literatura. No capítulo terceiro são apresentadas a metodologia adotada e os dados utilizados. No capítulo quarto são apresentados resultados e a discussão dos mesmos, enquanto no capítulo cinco são discutidas oportunidades para a redução dos custos, visando maior competitividade da cadeia produtiva. Finalmente, no capítulo sexto são apresentadas as conclusões e sugestões para a continuidade da pesquisa no tema desta dissertação.
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.1 O mercado de péletes
A demanda de péletes pela indústria não tem relação direta com o objetivo desta dissertação, mas é aspecto fundamental para o entendimento da evolução do mercado internacional desse biocombustível renovável, além de sinalizar o potencial de crescimento do mercado de péletes premium, caso a indústria passe a exigir padrões mais elevados para a matéria-prima. A Figura 2.1 apresenta a evolução do consumo de péletes industriais entre 2010 e 2016, bem como a tendência de crescimento entre 2017 e 2025; para 2018, a estimativa de consumo é de 22,5 milhões de toneladas. O mercado industrial projetado para 2025 é de 51 milhões de toneladas (FUTUREMETRICS, 2017).
Figura 2.1: Projeção da demanda de péletes para uso industrial, na Europa, Estados Unidos, Coréia, Japão e Canadá, em milhares de toneladas – dados reais até 2016 e projeções até
2025.
Fonte: FUTUREMETRICS, 2017
No caso dos péletes limpos, ou “premium”, prioritariamente utilizados para aquecimento residencial e comercial, como os que são objeto desta dissertação, a demanda projetada é de aproximadamente 25 milhões de toneladas em 2025 (FUTUREMETRICS,
2017). A Figura 2.2 apresenta a evolução das demandas – real e projetada – em países europeus, nos Estados Unidos e no Canadá, entre 2004 e 2025. Para 2018, a demanda estimada é de 14,5 milhões de toneladas, prevendo-se 10,3 milhões de toneladas a serem consumidas na Europa. O consumo crescente no Japão, na Coréia do Sul, Canadá e Austrália é uma nova tendência no mercado de péletes (THRÄN et al., 2017).
Figura 2.2: Evolução e projeção da demanda de péletes premium, destinados ao aquecimento doméstico e comercial, na Europa, nos Estados Unidos e no Canadá, em milhares de toneladas
– dados reais até 2016, e projetados até 2025.
Fonte: FUTUREMETRICS, 2017
Diferentemente dos péletes para uso industrial, para os quais o fato indutor da demanda são as políticas públicas de redução das emissões de Gases de Efeito Estufa (GEEs), a demanda dos péletes para uso doméstico e comercial tem como principal indutor o preço do combustível fóssil para aquecimento, com o qual a biomassa concorre. Esse é um aspecto importante na comparação das Figuras 2.1 e 2.2, uma vez que, historicamente, há redução da demanda de péletes para aquecimento quando há redução dos preços do petróleo (FUTUREMETRICS, 2017).
2.2 A produção de péletes
Segundo Peksa-Blanchard et al. (2007), os péletes são combustíveis relativamente novos, que passaram a ser empregados mais regularmente a partir dos anos 1970, primeiramente na América do Norte, como resultado da crise energética naqueles anos. Na Europa, a difusão do consumo de péletes começou nos anos 1980, inicialmente na Suécia e depois em vários outros estados-membros da União Europeia. Os péletes podem ser comercializados em nível regional, nacional ou internacional, fator que, combinado com os potenciais benefícios ambientais, a adequada densidade energética, a facilidade de armazenamento e de uso, impulsionou a demanda em vários outros países.
2.2.1 A fase primária (silvicultura) e a produção de biomassa certificada
A evolução da pesquisa e da tecnologia na produção florestal na Região Sul do Brasil, com foco no plantio de pinus, vêm possibilitando o abastecimento de madeira, que durante muito tempo teve seu fornecimento por meio da exploração do pinheiro brasileiro, contribuindo assim para a redução do corte de florestas nativas. As características da madeira de pinus (cor clara da madeira, variando de branca a amarelada; fibra longa, ideal para resistência do papel) são valorizadas pelo setor florestal. A árvore possui rusticidade, tolerando solos ácidos e pobres em fertilidade, e também locais com baixas temperaturas e geadas (EMBRAPA, 2016).
As etapas da produção florestal comercial incluem: planejamento, definição de espécies, preparo da área, aquisição das mudas e dos demais insumos, plantio, controle de espécies invasoras e de pragas, desramas, desbastes e, finalmente, as colheitas (RAMOS et al., 2016).
A garantia de que todas essas etapas são realizadas de forma legal, com obediência à legislação ambiental, trabalhista e fiscal, pode ser obtida por meio da certificação florestal. O sistema de certificação florestal que tem maior reconhecimento internacional é o Forest Stewardship Council (FSC). Segundo FSC (2017), o consumidor de produtos certificados tem a garantia de que a madeira consumida, ou seus derivados, tem origem em uma floresta bem manejada, sem exploração predatória dos recursos naturais, e que há comprometimento e responsabilidade social por parte dos empreendedores.
Já quanto à análise econômica de empreendimentos florestais, SILVA et al. (2002) pontuam a necessidade de se considerar a adequada remuneração do capital investido, e também, de se considerar a remuneração da terra empregada nos plantios. Os autores sugerem que a remuneração da terra, enquanto fator de produção, pode ser considerada através do seu custo de oportunidade, que poderia ser arrendada para pastagem, por exemplo. Para análises de viabilidade, os autores sugerem a adoção dos tradicionais métodos e o cálculo de indicadores como o Valor Presente Líquido – VPL, e Taxa Interna de Retorno – TIR.
2.2.2 A fase secundária (industrial) e a produção certificada de péletes
De acordo com Garcia (2016), 81,4% das indústrias de péletes existentes no Brasil em 2016 estavam localizadas na região Sul, e a biomassa utilizada por essas empresas era majoritariamente o pinus, o que representava 84,5% do insumo total. Já Escobar (2016) afirma que a capacidade instalada de produção de péletes em 2014 era de 74.200 toneladas por ano, em 13 indústrias, com 80% da capacidade de produção localizada na região Sul (43 mil toneladas/ano era a capacidade instalada em Santa Catarina).
Segundo Rasga (2013), a produção industrial de péletes segue o fluxograma simplificado apresentado na Figura 2.3. O esquema se refere aos casos em que a matéria-prima é madeira inteira (lenha) ou serragem, e inclui as etapas de secagem da biomassa e de embalagem do produto final. É possível que a produção ocorra sem secagem da madeira, bem como sem a embalagem dos péletes (por exemplo, no caso da venda a granel, situação na qual a expedição ocorre a partir da estocagem em silos).
Figura 2.3: Esquema de produção em uma indústria de péletes
Fonte: Rasga, 2013.
O processo esquematizado na Figura 2.3 tem início com a recepção da biomassa (madeira), que será descascada, triturada no picador, seguindo logo após para uma peneira que separará o material recebido por tamanho e densidade (segregando principalmente pó, materiais estranhos, terra, pedras, etc.). Logo após, no moinho a martelo, haverá a padronização das partículas da biomassa, que serão posteriormente utilizadas no processo de peletização. Do moinho, a biomassa já uniformizada poderá ir diretamente para a peletizadora ou para o silo pulmão, e desse para a produção de péletes. Após a peletização há necessidade de resfriamento dos péletes para que haja manutenção da qualidade alcançada no processo. Após o resfriamento, os péletes serão peneirados para a retirada dos “finos”, que são partículas inferiores a 3,15 mm, ensacados e seguirão para o estoque ou expedição.
Na Europa, o comércio de péletes premium exige tanto a certificação da matéria-prima quanto a certificação do produto. A norma ENplus, da União Europeia, foi implementada pelo European Pellet Council (EPC). A matéria-prima deve ser certificada (a certificação FSC é aceita), deve haver rastreabilidade desde o produtor até o consumidor final, e o produto final
deve atender especificações quanto a dimensões, poder calorífico, aspectos físicos e composição.
Tabela 2.1: Valores de referência dos principais parâmetros para péletes certificados pela norma ENplus.
Propriedade Unidade ENplus A1 ENplus A2 ENplus B Padrão de teste
Diâmetro mm 6 ± 1 ou 8 ± 1 ISO 17829
Comprimento mm 3,15 < L < 40 ISO 17829
Umidade % peso ≤ 10 ISO 18134
Cinzas % peso ≤ 0,7 ≤ 1,2 ≤ 2,0 ISO 18122
Durabilidade mecânica % peso ≥ 98,0 ≥ 97,5 ISO 17831-1
Finos (< 3,15 mm) % peso ≤ 1,0 (≤ 0,5) ISO 18846
Temperatura (péletes) °C ≤ 40
Poder calorífico inferior kWh/kg ≥ 4,6 ISO 18125
Densidade aparente kg/m3 600 ≤ D ≤ 750 ISO 17828
Aditivos % peso ≤ 2
Nitrogênio % peso ≤ 0,3 ≤ 0,5 ≤ 1,0 ISO 16948
Enxofre % peso ≤ 0,04 ≤ 0,05 ISO 16994
Cloro % peso ≤ 0,02 ≤ 0,03 ISO 16994
Temp deformação cinzas °C ≥ 1200 ≥ 1100 CEN/TC 15370-1
Arsênico mg/kg ≤ 1 ISO 16968 Cadmio mg/kg ≤ 0,5 ISO 16968 Cromo mg/kg ≤ 10 ISO 16968 Cobre mg/kg ≤ 10 ISO 16968 Chumbo mg/kg ≤ 10 ISO 16968 Mercúrio mg/kg ≤ 0,1 ISO 16968 Níquel mg/kg ≤ 10 ISO 16968 Zinco mg/kg ≤ 100 ISO 16968 Fonte: ENplus, 2015
Na Tabela 2.1 é apresentada uma reprodução de tabela com especificações definidas pela ENplus. A principal diferença entre as classificações A1, A2 e B está na origem da matéria-prima. No caso do pélete A1, em função dos requisitos técnicos, somente é admitida biomassa sem casca das partes aéreas, exceto folhas, e que não tenha recebido tratamento químico de qualquer natureza; também são compatíveis resíduos e sobras do processamento da madeira de mesma natureza. No caso do pélete A2, árvores inteiras, exceto raízes, desde
que não tratadas, resíduos da operação florestal de colheita e desbaste, e novamente resíduos e sobras do processamento da madeira de mesma natureza podem ser utilizados. No caso do A3, podem ser utilizados madeira originária de florestas nativas ou plantadas, que podem conter raízes, desde que não tratadas quimicamente, resíduos e sobras do processamento de madeira de mesma natureza, resíduos e ou madeira proveniente de outros usos, como construção civil, embalagens, demolição, desde que não tratada quimicamente (ENplus, 2017).
Segundo Thän et al. (2017), em 2016 quatro empresas brasileiras produziam péletes certificados pela norma ENplus.
2.2.3 Fase de transporte e logística
A distância por via rodoviária desde o local definido para implantação da unidade industrial de produção de péletes, que no caso deste estudo é no município de Fraiburgo, na Região do Contestado, em Santa Catarina, até o porto de São Francisco do Sul, no mesmo Estado, é de 363 km. O porto opera tanto com cargas a granel como com contêineres. Nesse porto há embarques regulares de granéis (soja) e contêineres (carnes e derivados) para o porto definido como destino neste estudo, que é Roterdã, na Holanda.
Thän et al. (2017) afirmam que há grande variação nos custos de produção de péletes, tanto devido aos custos da biomassa quanto devido aos custos industriais, além dos custos de logística. Os mesmos autores mencionam que usualmente há diferenças regionais, que devem ser observadas nas análises e estudos. No caso da logística, as distâncias e os diferentes modais, bem como as características dos equipamentos, devem ser apropriadamente e regionalmente valorizados. Outro aspecto é que os países possuem diferentes estruturas de preços dos combustíveis, com taxas e tributos variáveis, além de custos de manuseio e desembaraço. As taxas de câmbio em relação à moeda de precificação dos fretes marítimos (dólar) também podem ser causa das diferenças entre os resultados encontrados em diferentes estudos. Assim, uma simples comparação não é possível.
2.3 Estudos correlatos
Em relação à bioenergia proveniente dos cultivos florestais, no Brasil há muitos estudos com foco em lenha, carvão vegetal e lixívia negra, e poucos estudos sobre os biocombustíveis sólidos lignocelulósicos, como cavaco e pélete, principalmente no que se refere a seu aproveitamento na mitigação das emissões de GEE. Diferentemente, no exterior, principalmente na Europa e nos Estados Unidos, esses estudos são bem mais numerosos e tiveram início há mais de uma década.
Dolzan e Walter (2007) estimaram, com dados de 2006, a competitividade da produção de péletes e de cavacos, no Brasil, em diferentes locais de produção e sujeitos a diferentes arranjos logísticos, considerando sua comercialização no porto de Roterdã, na Holanda. O custo da matéria-prima e o custo de industrialização foram considerados iguais para todos os locais de produção, sendo que a disponibilidade de matéria-prima definiu a seleção dos locais. Assim, a competitividade da produção era condicionada à logística de cada sítio. O valor máximo atribuído à mercadoria posta em Roterdã foi 6,05 € por GJ (Giga Joule), considerados valores do mercado europeu em 2006.
Serrano (2009) estudou o potencial de produção e de exportação de pélete, também para a Europa, através de uma análise econômico-financeira em que foram considerados os principais custos, inclusive os custos logísticos. Foi considerada a aquisição de cavacos e serragem de terceiros, em vários locais nos estados de Santa Catarina e Paraná, e a produção de péletes próxima às cidades portuárias de Paranaguá (PR), São Francisco do Sul (SC), Itajaí (SC) e Imbituba (SC). Em 2009, o custo médio de produção na fábrica foi estimado em R$ 171,40 por tonelada. Não foram considerados aspectos intrínsecos à sustentabilidade da produção e tampouco foi considerada a certificação das florestas, origem da matéria-prima, e a certificação dos péletes.
Rasga (2013) estudou a viabilidade econômico-financeira de substituição do óleo BPF-A1 por pélete de madeira sob a ótica de pequenos consumidores, no estado de São Paulo. Na análise, foi considerada que a biomassa seria comprada de terceiros. Em 2013, o custo de produção na fábrica foi estimado em R$ 256,59 por tonelada.
Dessbesell (2014) estudou a viabilidade de aproveitamento da serragem, originária de terceiros, para a produção de pélete para uso em secadores de fumo na Bacia Hidrográfica do Rio Pardo, no Rio Grande do Sul. No estudo, que reflete a realidade em 2014, o custo de produção foi estimado em R$ 153,80 por tonelada.
Thek e Obernberger (2004) estudaram várias plantas produtoras de péletes, na Europa, considerando diferentes aspectos e distintas capacidades nominais. Por exemplo, foi considerada a secagem da biomassa, que teria umidade de 55% à entrada, e produção a granel. Os custos dos péletes produzidos variariam entre 79,60 € e 110,00 € por tonelada, para capacidades industriais acima de 9 t/h (tonelada por hora) e abaixo de 2,1 t/h, respectivamente. Os custos foram estimados para 2002 e refletem valores no pátio da fábrica. Os mesmos autores fizeram uma atualização do estudo e avaliaram praticamente os mesmos custos em 2010. Os resultados do novo estudo foram publicados no Pellet Handbook (OBERNBERGER; THEK, 2010).
Em um relatório técnico publicado pelo National Renewable Energy Laboratory (NREL, 2014), nos Estados Unidos, são apresentados custos de produção de péletes em uma unidade industrial com capacidade de 1,2 t/h. No caso analisado haveria secagem da biomassa e o produto seria processado para venda em embalagens de 15 kg. Para a realidade nos Estados Unidos, em 2014, os custos de produção foram estimados em US$ 160 por tonelada.
Em tese de doutorado defendida em 2015, Quéno (2015) avaliou as estratégias de empresas produtoras de péletes localizadas na região Sul do Brasil. As empresas estudadas são de pequeno e médio porte e trabalham com resíduos de pinus obtidos na indústria madeireira. O custo de produção dos péletes foi estimado em R$ 340 por tonelada, sem tributação, sendo que a matéria-prima representa 50% do custo final. O estudo contempla análise de viabilidade financeira e dos riscos associados, por meio da utilização de indicadores tradicionais, como VPL, TIR e, ainda, o método Monte-Carlo.
Segundo Silva e Fontes (2005), a adoção de métodos consagrados (e.g. cálculo do VPL e do VAE), e a comparação de resultados, é fundamental para a tomada de decisão e a escolha das melhores alternativas de projetos florestais e industriais que usam sua biomassa como matéria-prima. A análise da produção de péletes, portanto, enquadra-se nesse rol de projetos.
Em várias das publicações mencionadas acima é feita análise da viabilidade econômica da produção de péletes, tanto visando atendimento do mercado nacional como a exportação. Assim, o que se vislumbrou também como contribuição desta dissertação foi o aprofundamento em relação às variáveis intrínsecas da produção primária (biomassa) e secundária (indústria de pélete). Neste estudo também se busca alguma contribuição por explorar o uso de tecnologias mais eficientes e ambientalmente corretas, tanto no âmbito da produção florestal quanto industrial. Em particular, são contribuições almejadas a
consideração das ações necessárias e dos custos associados à certificação florestal e à certificação do produto.
No presente estudo, é considerado o uso de biomassa com alto teor de umidade (55% em base úmida) na produção de péletes. Essa é a situação que corresponde à realidade, uma vez que o teor de umidade da biomassa é elevado em sistemas de produção contínua que têm fornecimento de matéria-prima dedicada, notadamente sob as condições climáticas da região Sul do Brasil. Brand (2004) fornece elementos que confirmam a necessidade de gestão da umidade para controle do poder calorífico dos péletes, bem como o controle do tempo de produção.
Brand (2013) comenta que a redução no teor de umidade (TU) é de apenas 1%, de 59% para 58%, mesmo para um tempo de estocagem de dois meses, no caso da biomassa de pinus com casca, na região de Lages, em Santa Catarina. Essa região é vizinha à região do estudo de caso, e tem características climáticas similares à região objeto deste estudo. No caso reportado, em relação ao poder calorífico do pélete, os ganhos devido à redução da umidade do insumo (1%) foram inferiores a 0,5%.
Dados referentes a pinus no município de Correia Pinto, na região de Lages, em Santa Catarina, com características de solo e clima também semelhantes à região considerada neste estudo, são reportados por Mendes (1993). O autor avalia a massa de um metro cúbico (m3) de pinus com casca (“peso verde”), aos 9, 12, 16 e 20 anos, resultando em 0,918 t para a madeira aos 9 anos e 0,951 t aos 20 anos. O mesmo autor também apresenta a densidade básica do pinus para diferentes idades, com valores que variam de 0,322 g/cm3 aos 8 anos, até 0,383 g/cm3 aos 20 anos.
Shilling et al. (1997) apresentam valores da densidade básica da madeira de pinus cultivados no Rio Grande do Sul; para o primeiro desbaste do pinus, com idade de 9 anos, a densidade varia de 0,37g/cm3 a 0,39g/cm3, de acordo com os diferentes sistemas de gerenciamento da floresta.
Para projetos relacionados ao uso energético da biomassa, Horta e Lora (2003) ressaltam a importância de ser considerado o teor de umidade da biomassa florestal e seu impacto sobre o poder calorífico.
3 MATERIAIS E METODOLOGIA
3.1 Estrutura da dissertação
Conforme mencionado anteriormente, na Região do Contestado, em Santa Catarina, há potencial de produção de péletes com uso das florestas de pinus já implantadas. Com a ampliação das áreas plantadas e, também, com o aumento da produtividade, o potencial é ainda maior. Em 2004, a região possuía 338 mil hectares plantados com florestas de pinus, ou 16,5% da área total plantada com essa vegetação no Brasil (IBGE, 2016). Diante disso, foi buscado e obtido um banco de dados com informações sobre custos e produtividades locais, o que viabilizou a escolha dessa região como objeto do estudo. Definida a área de abrangência, foram pesquisadas as demais fontes de informação associadas às fases de produção primária (ou florestal); secundária (relativa à indústria de péletes); e terciária (relativa à logística). No caso da logística, as considerações dizem respeito a toda a cadeia de suprimento, ou seja, da produção florestal até o porto de destino, em Roterdã, na Holanda.
A sequência de etapas do estudo realizado é apresentada na Figura 3.1, e é descrita resumidamente a seguir.
Neste capítulo são apresentadas as fontes de informações, dados que foram utilizados e a forma como esses dados foram utilizados. O objetivo foi identificar as estruturas de custos da fase de produção primária da biomassa, da fase industrial de produção do pélete e da fase de transporte até o mercado consumidor. Foram consideradas três capacidades de produção industrial – 1,0, 2,5 e 10 toneladas de péletes por hora –, e as variantes de secagem ou não da madeira. Também foram consideradas as variantes de embalar ou não os péletes, o que condiciona a forma de transporte até o porto, bem como o transporte marítimo. Em todos os casos foi considerada a produção de péletes “limpos”, e a certificação tanto da madeira quanto do pélete, visando a comercialização para os exigentes consumidores residenciais e comerciais europeus.
Cap. 3 - Material
e metodologias
Identificação das fontes de dados e do material disponível sobre a área de abrangência do estudo Cap. 3 - Material e metodologias Levantamento de dados da fase primária: produção florestal da biomassa de pinus
Levantamento de dados da fase secundária: produção industrial de péletes. Definição do tamanho das plantas, classes e embalagens dos produtos finais
Levantamento de dados da fase terciária: transporte e logística Cap. 4 - Resultados e discussão
Cálculos iniciais com base nos dados primários de levantamentos de campo
Cálculos iniciais para obtenção dos parâmetros básicos de produção industrial para cada uma das três plantas estudadas
Cálculos iniciais para obtenção dos parâmetros básicos para o transporte rodoviário e marítimo Cap. 4 - Resultados e discussão
Cálculos para obtenção dos custos unitários da biomassa florestal, incluindo custos indiretos de certificação
Cálculos para definição da demanda de matéria prima e de outros insumos; estimativa dos custos unitários de produção industrial
Cálculos para obtenção dos custos unitários de transporte rodoviário e marítimo Cap. 4 - Resultados e discussão
Obtenção dos resultados consolidados das três fases operacionais; comparação dos custos obtidos com os preços pagos no local de destino – Roterdã. Discussão dos resultados. Análise de viabilidade econômica Cap. 5 - Oportunidades para redução de custos Identificação de oportunidades para redução dos custos de produção Cap. 6 - Conclusões e sugestões para estudos complementares Comentários finais e conclusões sobre o estudo realizado; sugestões para estudos complementares
Figura 3.1: Sequência de etapas no desenvolvimento da dissertação
Fonte: elaborado pelo autor
Foram calculados os custos para os arranjos produtivos considerados, definidos por uma combinação das alternativas de produção florestal, industrial, e meios de transporte. Esses custos foram comparados com custos de produção em unidades similares, no Brasil e no exterior. Os custos do produto posto em Roterdã foram comparados com os preços de comercialização. Também foi feita análise de viabilidade econômica dos arranjos produtivos, a partir dos cálculos de parâmetros como o Valor Presente Líquido (VPL), o Valor Anual Equivalente (VAE), da Taxa Interna de Retorno (TIR) e da Taxa Interna de Retorno
Modificada (TIRM). Todo o procedimento e a discussão associada são reportados no Capítulo 4 desta dissertação.
Em seguida, em função da identificação de oportunidades para a redução dos custos, essas foram analisadas. Isso é feito no Capítulo 5. Por último, são apresentadas as conclusões e recomendações de trabalhos no mesmo tema.
Nesta dissertação, os valores monetários tomados das várias referências foram convertidos para valores constantes de 2015. Para tanto, foram utilizados os seguintes índices de preços: a) Statistics Data Warehouse – European Central Bank (ECB-SDW, 2018); b) Banco Central do Brasil (BCB, 2018); c) Instituto Brasileiro e Geografia e Estatísticas (IBGE, 2018), e d) Bureau of Labor Statistics (BLS, 2018). Dado o câmbio médio em 2015, a conversão entre moedas foi feita com uso dos seguintes fatores de conversão: 1 €= R$ 3,77 e US$ 1 = R$ 3,20.
3.2 Fase primária (silvicultura) e produção de biomassa
Os nove locais em que estão contidos os plantios amostrados, cujas informações fazem parte do banco de dados obtido, estão localizados nos municípios de Fraiburgo, Lebon Régis, Tangará, Rio das Antas, Monte Carlo e Santa Cecília, na região anteriormente mencionada, no estado de Santa Catarina. Fraiburgo está no centro dos demais, e por isso foi considerado o local para a produção de péletes. Foi assumido que o porto de embarque é o de São Francisco do Sul. As coordenadas geográficas de Fraiburgo são: Latitude Sul 27°03’20”; Longitude Oeste 50°03’34”.
Os solos mais representativos nas áreas florestais da região são:
Cambissolos - pouco profundos, ocorrendo normalmente em relevos ondulados, com textura média à argilosa, com presença de cascalhos e maior fertilidade natural, sendo alguns deles húmicos;
Neossolos Litólicos - solos rasos com horizonte A (camada superficial) assentado sobre rocha alterada ou parcialmente alterada, ocorrendo em relevos mais declivosos (UDESC, 2016).
O clima predominante na região, segundo a classificação de Köppen, é do tipo Cf, temperado chuvoso de ambiente úmido, classe Cfb, frio, com temperatura média anual inferior a 18ºC e com média do mês mais quente compreendida entre 18ºC e 22ºC, com
invernos rigorosos e até 25 geadas por ano. A pluviosidade está torno de 1.500 mm anuais e a altitude é a predominantemente dos planaltos catarinenses, variando entre 800 e 1200 m.
O banco de dados utilizado neste estudo foi amostrado e disponibilizado pela empresa Fischer S/A Agroindústria, e se refere a plantios de pinus efetuados a partir de 1991 em nove locais, nos municípios acima mencionados. Os inventários florestais desses plantios foram feitos de 1991 até 2013, sendo que a série histórica mais longa possui medições de florestas acompanhadas por 22 anos.
As florestas onde foram efetuados os inventários florestais4, cujos dados foram disponibilizados, correspondem a 3.275 ha (hectares) em áreas de propriedade da reflorestadora. Do total de inventários já efetuados pela empresa, foram escolhidos os dois mais recentes à época do início do estudo (2014), referentes aos anos de 2011 e 2013, cujas informações principais são apresentadas nos Anexos 1 e 2.
Os parâmetros de produção florestal utilizados nesta dissertação, tais como produtividade e custos, correspondem a 25 anos de trabalho em conformidade com os requisitos exigidos para certificação florestal pelo Forest Stewardship Council (FSC).
Figura 3.2: Localização da região do Contestado, no estado de Santa Catarina – Brasil
Fonte: Wikipedia, 2017
4 Inventário florestal é uma atividade que visa obter informações qualitativas e quantitativas dos recursos florestais existentes em uma área pré-especificada (PÉLLICO NETTO & BRENA, 1997).
Figura 3.3: Municípios da Região do Contestado, em Santa Catarina – Brasil
Fonte: Silva, 2017
A exploração florestal efetuada nos locais estudados é do tipo “uso múltiplo”, o que exige desbastes das árvores para acelerar o aumento do diâmetro das remanescentes e, assim, permitir a venda da madeira para finalidades distintas (i.e. venda de cavaco, destinação de biomassa para produção de celulose e para serraria), e de acordo com conveniência em termos de rentabilidade. Contudo, nesta dissertação será considerada apenas a porção de biomassa retirada no primeiro raleio (i.e. ação para tornar rala a produção vegetal) visando a produção de péletes, sendo que o custo total no momento do raleio foi dividido pelo potencial produtivo volumétrico total da área para a obtenção do custo unitário.
A densidade de plantio é de 1.600 plantas/ha, sendo que no primeiro desbaste, que ocorre entre o 9º e o 10º anos, é utilizado o manejo sistemático5, retirando-se uma a cada 11 linhas, com o objetivo de abrir um carreador para viabilizar as atividades que ocorrerão no primeiro e nos demais desbastes. Já no primeiro corte há, também, a utilização do manejo
5 Desbaste sistemático é aquele em que o corte das árvores é feito seguindo-se um esquema padrão, com base em sua posição no povoamento (por exemplo: linhas alternadas, uma linha em cada três, etc.) (EMBRAPA, 2016).
seletivo6, em que são retiradas as plantas menos desenvolvidas e defeituosas, até que restem 1.040 plantas/ha. No segundo desbaste, que ocorre entre o 12º e o 13º anos, é empregado somente o manejo seletivo, até que restem aproximadamente 624 plantas/ha. No terceiro desbaste, entre o 15º e o 16º anos, também seletivo, serão retiradas 50% das árvores, devendo restar, em média, 312 por hectare. A quarta intervenção, entre o 18º e o 19º anos, é a do corte raso, que resulta a retirada de toda a população (EMBRAPA, 2016).
Os custos de produção da fase de implantação (ou formação) da floresta são resumidos na Tabela 3.1, tanto para o caso de produção dedicada (no caso, uso energético) como para o caso de uso múltiplo. A única diferença entre os sistemas de produção refere-se às operações de desrama, que são efetuadas apenas no caso do uso múltiplo, com o objetivo de reduzir a presença de nós e imperfeições na madeira, além de priorizar o crescimento do fuste principal. Ainda, os custos de implantação e manejo ocorrem até o primeiro desbaste, sendo também iguais em ambos os sistemas. Ou seja, não há mais desramas após o primeiro desbaste. O item “Insumos” contempla os custos com as mudas, defensivos, fertilizantes e gel retentor de água (para melhorar a umidade do solo e o consequente pegamento das mudas).
O Custo de Oportunidade da Terra (COT), mencionado na Tabela 3.1, refere-se ao preço de arrendamento de terras semelhantes às utilizadas para reflorestamento, para uso em pecuária extensiva, que é da ordem de R$ 20,00 por cabeça, por mês (COOPERVIL, 2017). A capacidade média anual de suporte do gado (lotação) na região estudada é de 0,50 cabeça/ha, que é igual ao encontrado em DITR (2016). O tempo de arrendamento considerado é de 9 anos, quando será colhida a biomassa florestal. Assim, o valor mensal atribuído é R$ 10,00/ha e R$ 120,00/há o valor anual.
6 Desbaste seletivo é o desbaste somente das árvores que não se enquadram num critério pré-estabelecido (por exemplo: diâmetro mínimo, boa forma de tronco, etc.) (EMBRAPA, 2016).
Tabela 3.1: Custo de implantação de um hectare de floresta de pinus, para Uso Múltiplo e Energético, em Reais, na região do Contestado, em Santa Catarina – Brasil, para o ano de 2015.
Uso Múltiplo Anos Mão de Obra
(a) Mecanização (a) Insumos (b) Outros (a) COT (custo de oportunidade da terra) (c) Certificação FSC (custo direto) (d) Total/ano 0 2.702,70 625,00 699,52 55,10 4.082,32 1 802,78 41,85 120,00 20,18 984,81 2 802,78 74,97 120,00 20,18 1.017,93 3 401,39 0,90 120,00 20,18 542,47 4 120,00 20,18 140,18 5 802,78 115,62 120,00 20,18 1.058,58 6 120,00 20,18 140,18 7 963,34 120,00 20,18 1.103,52 8 12,65 120,00 20,18 152,83 9 120,00 20,18 140,18 Totais 6.475,77 625,00 699,52 301,09 1.080,00 181,61 9.362,99 Uso Energético 0 2.702,70 625,00 699,52 55,10 4.082,32 1 802,78 41,85 120,00 20,18 984,81 2 802,78 74,97 120,00 20,18 1.017,93 3 401,39 0,90 120,00 20,18 542,47 4 120,00 20,18 140,18 5 115,62 120,00 20,18 255,80 6 120,00 20,18 140,18 7 120,00 20,18 140,18 8 12,65 120,00 20,18 152,83 9 120,00 20,18 140,18 Totais 4.709,65 625,00 699,52 301,09 1.080,00 181,61 7.596,87 Fontes: elaboração própria com base em dados obtidos: a) no local do estudo, com atualizações com base em CEPA (2016) e DERAL (2016); (b) Ramos et al. (2006), da Silva et al. (2002), Embrapa (2002), Bellote e Neves (2001) em EMBRAPA (2001); (c) Coopervil (2017), DITR (2016); (d) FSC (2017), Pelanda (2010), Cubbage (2009) em Alves (2015).
Uma vez que um dos objetivos desta dissertação é a avaliação da produção de péletes que têm origem em florestas certificadas, além da produção de péletes Classe EN 14961-A1, ou ENplus-A1, é preciso o aprofundamento quanto aos custos da certificação. Esses custos são divididos entre custos diretos e custos indiretos (PELLETATLAS, 2012; ENPLUS, 2015;
FSC, 2017). Os custos diretos são aqueles decorrentes das auditorias de campo, do monitoramento anual e das taxas de certificação. Os custos diretos informados na Tabela 3.1 foram obtidos de Pelanda (2010) e são coerentes com FSC (2014) e também com Cubbage et al. (2009), que é mencionado em Alves (2015).
Já os custos indiretos são aqueles decorrentes dos ajustes das atividades de produção, para que as mesmas passem a estar em conformidade com padrões exigidos pelo esquema de certificação (no caso, pela FSC). Esses custos abrangem treinamento de pessoal, inventários, cumprimento das leis nacionais vigentes, pagamento de impostos, regularização da situação funcional dos trabalhadores, dentre outros. No levantamento de custos feito, cujos resultados são apresentados na Tabela 3.1, parte desses custos estão distribuídos em mão de obra, mecanização e insumos; a discussão correspondente a esses custos é feita no Capítulo 4. Dada a estrutura apresentada na Tabela 3.1, custos indiretos também são alocados nos itens “outros”, em associação a equipamento de proteção individual (EPI), materiais de higiene e de limpeza usados no campo e outros itens de segurança do trabalhador.
Os custos de corte, carregamento e transporte (CCT), para o primeiro desbaste de florestas com destinação para uso múltiplo, são para operações semimecanizadas, em que são considerados os custos de corte manual da árvore, com motosserras, e com as demais operações mecanizadas. Os valores correspondentes são indicados na Tabela 3.2. Para a produção dedicada ao uso energético é feito corte raso com mecanização em todas as etapas da extração, o que reduz sobremaneira (para menos de 50%) o custo das operações de colheita e permite a dispensa da operação de desrama7, conforme apresentado na mesma tabela. O transporte interno considera a distância média de 30 km (quilômetros), verificada para as condições do estudo.
Tabela 3.2: Custos de corte, carregamento e transporte (CTC), em R$/t, para primeiro desbaste (uso múltiplo) e corte raso (uso energético) de uma floresta de pinus na região do Contestado, em Santa Catarina – Brasil, para o ano de 2015.
Itens Uso Múltiplo R$/t Uso Energético R$/t
1.Corte e carregamento 51,96 22,39
2. Transporte interno (média 30 km) 16,79 16,49
Total geral 68,75 38,88
Fonte: elaboração própria com base em dados obtidos no local do estudo
3.3 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,
