Tema Energias Renováveis e Não Renováveis Painel: Marcos Silveira Buckeridge, IB/USP e CTBE

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1 Tema Energias Renováveis e Não Renováveis Painel: Marcos Silveira Buckeridge, IB/USP e CTBE

2 Homo sapiens e sua obsceção por Vis Viva Marcos Buckeridge Departamento de Botânica Instituto de Biociências USP Laboratório Nacional de Ciência e Tecnologia do Bioetanol, Campinas msbuck@usp.br

3 Alterações no clima CO2, temperatura e água: o tripé das mudanças climáticas Aumento na concentração de CO 2 Efeitos sobre a biodiversidade Efeitos sobre os cultivos agrícolas Aumento na Temperatura Mudança na distribuição da água

4 FATOS Acredita-se que a quantidade de energia no universo seja constante A população humana ontem as 4:30 da tarde era de O consumo mundial de petróleo é cerca de 23 milhões barris de petróleo por dia, 22,5 bilhões de barris por ano. São 3,6 trilhões de litros por ano (dados da CIA); Em 2011, só o Brasil deve produzir 30 bilhões de litros de etanol e junto com os demais países produtores estima-se que a produção mundial seja de 75,5 bilhões de litros, o que equivale a 2% do consumo mundial de petróleo; O Homo sapiens é dependente de energia para obter conforto para viver na Terra Já estamos no limite do uso de energia e uma grande parte dela vem de combustíveis fósseis, o que leva à intensificação das mudanças climáticas globais.

5 PORTANTO... As Mudanças Climáticas Globais são, em parte, um efeito da necessidade que o homem tem de gastar energia; Assim, uma forma de evitá-las é não usar energia renovável, a qual não aumenta a concentração de CO2 na atmosfera; Portanto, o mundo deve trocar a matriz energética de energia fóssil para energia renovável; O Brasil é um dos melhores exemplos que o mundo tem atualmente PODEMOS MELHORAR AINDA MAIS?

6 BIOENERGIA: o que é? energia renovável obtida a partir de materiais derivados de fontes biológicas

7 Energia Madeira, bagaço Via termoquímica Fotossíntese Corpo da planta Álcool Eletricidade biodiesel Motores, Indústria, Transporte Milhões de anos Petróleo

8 45 Brazil (%) Wolrd (%) Oil Biomass Electricity Natural gas Coal Nuclear Flavio Fernandes, Edmilson Moutinho dos Santos, Instituto Brasileiro de Petróleo e Gás - IBP

9 A cana-de-açúcar no Brasil

10 Modern sugarcane cultivars Domesticação da cana-de-açúcar Saccharum officinarum Chewing Saccharum sinence Saccharum barberi (crosses to wild relatives natural hybrids) Sugar extraction Manufacturing Cottage industries Saccharum officinarum clones World trade plantation factories S. officinarum X S. spontaneum (interspecific hybrids) Modern Breeding SE Asia Pacific Islands Intertropics Persia Mediterranean Spain Canary Madeira West Africa Dominican Republic Brasil Java India

11 O uso do etanol no Brasil começou no Nordeste, no início do século XX Photography showing one of the tanks for ethanol storage as Usina Serra Grande (Source: Museu Carlos Lyra) Em abril de 1933 havia bombas de etanol servindo automóveis em várias cidades do Nordeste Brasileiro l: 3 em Recife; 1 em Caruarú, 1 em Garanhuns, 2 em Maceió, 1 em Serra Grande, 1 em União dos Palmares.

12 Thousand Units Venda de automóveis no Brasil entre 1979 e 2007 Corrosão Otimização da combustão 2.000, , , , , ,0 800,0 600,0 400, ,0 0,0 Proálcool %Eth Cars Gasoline Cars FlexFuel Cars Era Flex

13 1ª geração do bioetanol: 1/3 da energia da cana está na forma de sacarose Processamento em uma usina sucro-alcoleira 13

14 Usando o etanol celulósico para aumentar o suprimento de energia

15 1/3 da energia está no bagaço...e 1/3 na palha 15

16 STATEGIES TO IMPROVE SUGARCANE ETHANOL SUSTAINABILITY IMPROVING PRODUCTIVITY - Average today: 80 t/ha - Goal: 120 t/ha - There are records of >300 t/ha - We continue to develop more productive varieties - Photosynthesis can be improved -MINERAL NUTRITION -WATER RELATIONS - PHOTOSYNTHESIS IMPROVING 1st GEN ETOH -We can still improve sucrose in Brazilian varieties. - Engineering can improve process eficieny, especially the fermentation step - GENETICALLY MODIFIED PLANTS FOR HIGHER SUCROSE - YEAST SYNTHETIC BIOLOGY DEVELOPING 2nd GEN ETOH -2/3 of the energy in sugaracne is in the cell walls - Part of it is used for bioelectricity -Biorefinery can be developed -CELL WALL ARCHITECTURE -PRETREATMENT - HYDROLYSIS -PENTOSE FERMENTATION IMPROVE EFFICIENCY OF COMBUSTION OF ETHANOL IN ENGINES Using the CO 2 produced during the process to empower algae to make biodiesel could be a great help to decrease CO 2 emissions

17 Tornando a cana-de-açúcar mais produtiva através do aumento na fotossíntese

18 De Souza et al Plant Cell & Environment, Volume 31, pg % menos transpiração +60% EUA Ambiente Elevado Productividade Ambiente Elevado ano em alto CO 2 50% mais de biomassa

19 Bainha vascular Cloroplastos de cana-de- açúcar Mesofilo TEM by H. Carrer; LM by D.C. Leite, A. P. Souza and M. Buckeridge

20 JÁ ENCONTRAMOS AS PROTEÍNAS DO SISTEMA FOTOSSINTÉTICO RESPONSÁVEIS PELO AUMENTO NA BIOMASSA AMBIENTE ELEVATED CO2 DE 217 PROTEÍNAS 22 SÃO EXPRESSAS DIFERENCIALMENTE EXPRESSAS EM CO 2 ELEVADO Colaboração com Carlos Labate, Tese de doutorado de Amanda Souza

21 Aprimorar o uso da terra e considerar as florestas

22 Áreas para a produção de cana em território Brasileiro considerando, solo, clima e irrigação Alta Média Baixa Inapropriada Amazonia Pantanal Mata Atlântica Outras áreas de preservação Acima de 12% de inclinação

23 Algumas das espécies estudadas no LAFIECO-USP para entender as respostas de plantas brasileiras às mudanças climáticas Matapasto feijão Cana-de-açúcar Soja Senna alata Açaí Marcos Buckeridge

24 Efeitos gerais do CO2 elevado sobre a fisiologia de árvores nativas da Mata Atlântica e Amazônia e de culturas agrícolas importantes no Brasil Marcos Buckeridge

25 que isto significa em termos de CARBONO? Brasil Produção total 400 milhões de toneladas APROXIMADAMENTE 16 M DE TONS DA CANA É CARBONO MAS... Somente as florestas da América do Sul têm 70 BILHÕES de tons de C Isto significa que TODA a nossa cana representa cerca de 0,022% de todo o C das florestas sulamericanas O QUE DEVEMOS FAZER? BUCKERIDGE, M.S. (2007) Seqüestro de carbono, cana-de-açúcar e o efeito Cinderela. Comciência - LabJor

26 In medium est virtus 1) Aumento na produtividade de cana 2) Regeneração de florestas e cerrado Environmental Friendly Ethanol Cana sozinha Apenas produção de bioetanol Cana com corredores de florestas Maior produção de etanol Mais sequestro de C: mitigação e adaptação BUCKERIDGE, M.S. (2007) Seqüestro de carbono, cana-de-açúcar e o efeito Cinderela. Comciência - LabJor

27 Brasil: um país flex O BRASIL É O PRIMEIRO PAÍS TROPICAL A SE TORNAR DESENVOLVIDO Isto porque trás a carga de uma cultura que convive com alta diversidade em vários aspectos, que é caracterizada por uma grande flexibilidade biológica, tal qual ocorre, por exemplo, em nossas florestas No Brasil, não somente os carros são flex, mas também a indústria de energia caminha no mesmo sentido. Só assim será possível manter um sistema com bom nível de sustentabilidade. Este estilo tropical e flexível vem se tornando uma marca brasileira no desenvolvimento mundial

28 OBRIGADO