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

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

2 Introdução DESTAQUE DOS BIOCOMBUSTÍVEIS (Ignacy Sachs, 2009) PREÇO DO PETROLEO elevado e oscilante com pico nos próximos 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

3 Introdução TENDÊNCIA CLIMÁTICA NO MUNDO CIB, 2008

4 Introdução CONSUMO DE ENERGIA NO MUNDO O maior consumo per capita está fora dos trópicos Consumo de energia per capita (em toneladas de óleo equivalente) Trópico de Câncer Equador Trópico de Capricórnio Área Tropical Biocombustíveis CIB, 2008

5 Introdução EVOLUÇÃO DA MATRIZ ENERGÉTICA Fonte: World Energy Council, 2006

6 Introdução Introdução INVESTIMENTO ANUAL EM ENERGIA RENOVÁVEL, Fonte: Revisão 2006 do Renewables Global Status Report/Mascarenhas-PETROBRÁS 2007

7 Introdução 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

8 MARCO REGULATÓRIO Biodiesel Lei /2005: Estabelece percentuais mínimosm de mistura de biodiesel ao diesel e o monitoramento da inserção do novo combustível no mercado a % Autorizativo Mercado Potencial: 860 milhões L/ano Fonte: PETROBRAS, a % Obrigatório Mercado Mínimo: 1 bilhão L/ano 2013 em diante 5% Obrigatório Mercado Mínimo: 2,6 bilhões L/ano

9 OFERTA INTERNA DE ENERGIA 2008 (%) 251,5 milhões tep (2% da energia mundial) RENOVÁVEIS: Brasil: 45,4% OECD: 6,7% Mundo: 12,9% BIOMASSA 31,5% PETRÓLEO e DERIVADOS 37,3% HIDRÁULICA E ELETRICIDADE 13,9% URÂNIO 1,5% Fonte: PETROBRAS, 2008 CARVÃO MINERAL 5,7% GÁS NATURAL 10,2% Biomassa: Lenha: 11,4% Produtos da cana: 16,6% Outras: 3,4%

10 MATRIZ DE OFERTA DE ENERGIA ELÉTRICA 2008 (%) GÁS INDUSTRIAL 0,9% BIOMASSA 4,8% DERIVADOS DE PETRÓLEO 3,1% CARVÃO MINERAL 1,6% IMPORTAÇÃO 8,4% HIDRO 73,2% 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% GÁS NATURAL 5,9% NUCLEAR 2,8% Nota: inclui Autoprodutores (50,1 TWh)

11 OFERTA INTERNA DE ENERGIA (%) 100% BIOMASSA 80% 44,8 31,5 HIDRÁULICA E ELETRICIDADE 60% 40% 0,0 6,1 0,4 3,1 1,5 13,9 10,2 5,7 URÂNIO CARVÃO MINERAL 20% 45,6 37,3 GÁS NATURAL 0% milhões tep ,1 251,5 PETRÓLEO e DERIVADOS

12 AMAZONIA Contexto do Desenvolvimento Econômico Garimpagem da Madeira Desmatamento Pecuária de Baixa Produtividade Ana Euler/WWF (2008)

13 Amazonia - Desmatamento Desmatamento 2002/2003 Arco do Desmatamento Desmatamento anterior a 2002 Fonte: INPE PRODES Digital, 2004.

14 Culturas Energéticas Natureza Terra, Água e Sol Políticas Públicas Sustentabilidade (Econômica, Ambiental e Social) Produção de Alimentos, Fibras e Energia (Mercado Interno e Externo) Homem Conhecimento e Tecnologia Matriz Agroenergética Alimentos e Fibras Energia Resíduos Vegetais Cana-deaçúcar Oleaginosas Citricultura Pecuária Florestas Biogás (Lixo) Resíduos Agroindustriais Etanol (caldo) Etanol (Celulose) Biogás (vinhaça) Biodiesel Biomassa (polpa) Biodiesel (óleos e gorduras) Etanol (Celulose) Resíduos (Cavacos e serragem) Biomassa (bagaço e palha) Co-geração Bioeletricidade Energia Térmica CO 2 Meireles/CNA, º. CIB

15 Culturas Energéticas X BIOMAS Norte: Consumo de Diesel: 8% Fonte: Dendê (Palma) / Óleo Animal / Babaçu / Cupuaçu Nordeste: Consumo de Diesel: 15% Fonte: Cana-de-açúcar / Babaçu / Mamona / Coco / Algodão / Dendê (Palma) / Pinhão Manso / Óleo Animal 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 Sudeste: Consumo de Diesel: 44% Fonte: Cana-de-açúcar / Soja / Mamona / Algodão / Óleo Animal / Girassol / Amendoim / Pinhão Manso MAPA CNA, 2008 (Adaptado) 3º. CIB

16 Culturas Energéticas Cana-de-açúcar 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 litros de álcool de cana por hectare. Na União européia se extrai litros (beterraba) e nos EUA 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. MAPA CNA, 2008 (Adaptado)3º. CIB

17 Culturas Energéticas Soja Produção Brasileira: 59,5 milhões de ton. Área Plantada: 21,2 milhões de hectares Produtividade: 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). Principais Características: 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%). MAPA CNA, 2008 (Adaptado)3º. CIB

18 Culturas Energéticas Girassol Produção Brasileira: 139,6 mil toneladas Área Plantada: 92,7 mil hectares Produtividade: Kg/hectare Principais Estados Produtores: MT, GO e RS Teor de óleo no Grão: 42 a 45% Rendimento óleo: 780 kg/ha Principais Características: 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 kg por hectare. Devido ao alto teor de óleo no grão, pode produzir mais de litros de óleo por hectare. MAPA CNA, 2008 (Adaptado)3º. CIB

19 Culturas Energéticas Mamona 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: Kg/hectare Teor de óleo na baga (grãos): 47-48% Rendimento óleo: 470 kg/ha Principais Características: 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. MAPA CNA, 2008 (Adaptado)3º. CIB

20 Culturas Energéticas Algodão Produção Brasileira: 1,55 milhão de toneladas de algodão em pluma. Área Plantada: 1,09 milhão de hectares Produtividade: 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. Principais Características: 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. MAPA CNA, 2008 (Adaptado)3º. CIB

21 Culturas Energéticas Dendê 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: Kg/ha Principais Características: 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. MAPA CNA, 2008 (Adaptado)3º. CIB

22 Culturas Energéticas Amendoim Produção Brasileira: 285 mil toneladas Área Plantada: 115,3 mil hectares Produtividade: Kg/ha (em casca) Produtividade: Kg/ha (em grão) Principais Estados Produtores: SP, MT e PR Teor de óleo: 45% Rendimento de óleo: 790 Kg/ha Principais Características: 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. MAPA CNA, 2008 (Adaptado)3º. CIB

23 Culturas Energéticas Pinhão Manso (Jatropha curcas L 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 a litros de óleo por hectare Principais Características: 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, ). 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. EMBRAPA/MAPA, 2008 (Adaptado)3º. CIB

24 SITUAÇÃO BRASILEIRA Produção de Energía e de Alimentos EXTENSÃO PERCENTUAL BRASIL TOTAL % ÁREA LIVRE AGRICULTÁVEL PASTAGENS 210 DISPONÍVEL PARA EXPANSÃO CULTIVADA PARA ETANOL ATUAL CULTIVADA PARA B2 e B % % (55% da área agricultável) 91 11% (24% da área agricultável) 3,1 0,4% 1,7 a 4,0 Milhões de hectares (0,8% da área agricultável) 0,2 a 0,47% (0,4% a 1% da área agricultável) MAPA, 2008

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

26 Plantios florestais e dinâmica de crescimento da biomassa Crescimento da Biomassa Ano de Crescimento 7 Colheita 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 7 th year Goulart, º CIB

27 CICLO DE PRODUÇÃO DE 1ton DE FERRO Rota do Carvão Mineral Emissão CO 2 Emissão CO 2 EMISSÃO 1.9 toneladas CO 2 Mina Coqueria Alto Forno Rota do Carvão Vegetal GANHO AMBIENTAL 3t CO 2 e por ton produzida Floresta Plantada Resgate CO 2 Carbonização Emissão CO 2 Reciclado Alto Forno REMOÇÃO 1.1 toneladas CO 2 Goulart, º. CIB

28 Indicadores Sociais e Ambientais Indicadores Sociais e Ambientais Projetos de MDL da Plantar Biodiversidade Carbono 3 Natural Social Financeiro Humano Desenvolvimento sustentável em escala industrial PLANTAR, 2008

29 TENDÊNCIAS INTERNACIONAIS - BIOCOMBUSTÍVEIS Biorefinarias integradas 2ª geração: Syn-diesel, etanol de lignocelulose, H-Bio ª geração de biocombustíveis: etanol, biodiesel rotas metílica e etílica Fonte: Biofuels in European Union: a Vision for 2030 and Beyond Biofuels Research Advisory Council - EC

30 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 -DO USO DE RECURSOS: AGUA DE SUPERFÍCIE, SOLO, AR,

31 SISTEMAS EXTREMOS AGROCOMBUSTÍVEIS - SISTEMAS AGRICOLAS PRIMITIVOS: perda de recursos naturais - SISTEMAS DE PRODUÇÃO (ALTAMENTE) INTENSIFICADO: introdução de novos elementos/produtos que produzem desequilíbrios

32 CONSIDERAÇÕES (DE HOJE ATÉ2030) -CRESCIMENTO NO USO EE 60% -CARROS FLEX: 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 milhões de ton (aproximadamente 38,2% setor de transporte)

33 CONCLUSÕES MODERNA CIVILIZAÇÃO DA BIOMASSA 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

34 BIODIVERSIDADE BIOMASSA BIOTÉCNICAS