BIOENERGIA: Cenários, Necessidades e Perspectivas. Foco Setor Sucroenergético Aspecto Tecnológico

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2 III WORKSHOP DO INFOSUCRO BIOENERGIA: Cenários, Necessidades e Perspectivas Foco Setor Sucroenergético Aspecto Tecnológico Instituto de Economia / IE-UFRJ 26 de Novembro de 2010 Paulo Augusto Soares paulo.soares2@dedini.com.br 2

3 CONCEBER E DESENVOLVER SOLUÇÕES -TECNOLOGIA -ENGENHARIA DE PROCESSO DEFINIR / ESPECIFICAR / DETALHAR SOLUÇÕES -ENGENHARIA BÁSICA -ENGENHARIA EQUIPAMENTOS -ENGENHARIA DE DETALHE EXECUTAR SOLUÇÕES -FABRICAR -INSTALAR -MONTAR COMISSIONAR E GARANTIR SOLUÇÕES -POSTA EM MARCHA -DESEMPENHO -ASSISTÊNCIA TÉCNICA O SETOR SUCROENERGÉTICO BRASILEIRO DOMINA TODOS OS ESTÁGIOS DA TECNOLOGIA AGRICOLA E INDUSTRIAL DESDE A: PESQUISA, ENGENHARIA, PRODUÇÃO, OPERAÇÃO E COMERCIALIZAÇÂO. 3 3

4 Desenvolvimento básico em parceria(escala laboratório); Scale up de laboratório para escala piloto; Scale up piloto para plantas demonstração/industriais; Transferência e absorção de tecnologias externas; Plantas de demonstração (semi-industriais); Engenharia de processo e básica; Engenharia de controle de processos; Engenharia de detalhamento; Estudos de Viabilidade; Partidas de Plantas; Assistência técnica. 4

5 Projetos Completos (Green Field); Projetos Chave na Mão (Turn Key); Engenharia, Fabricação, Suprimentos e Construção (EPC); Fabricação de Equipamentos; Peças de Reposição; Assistência Pós Venda; Desenvolvimento. 5

6 Projeto, fabricação e montagem de acordo com as necessidades do cliente Padrões ISO e GMP Boas Práticas de Engenharia para todos os clientes 6

7 Os atualizados princípios e valores da EMPRESA são as ferramentas que possibilitam a implementação de práticas sustentáveis em todas as atividades de nosso negócio, baseados em padrões internacionais como a ISO14000 (Norma Ambiental) e SA8000 (Responsabilidade Social). Os principais pilares destas ações são: Programa de apoio social; Projetos de redução do consumo de água / energia / insumos; Redução de efluentes: objetivo é zero efluentes ; Tecnologia atualizada em nossos produtos; Mente aberta para tecnologias inovadoras e sustentáveis; Visão de longo prazo nos negócios. 7

8 PASSADO: A tecnologia Brasileira atendeu com capacitação e competitividade às necessidades das atividades agrícolas e industriais do setor sucroalcooleiro, atingindo um nível de liderança tecnológica mundial, inclusive com a exportação de produtos, bens e serviços para diversos países. PRESENTE E FUTURO PRÓXIMO: A industria nacional tem todas as condições para atender às demandas do mercado interno, adotando altos níveis de sustentabilidade sócio-ambiental e econômica na nova atividade sucroenergética. Ao mesmo tempo, podemos assumir compromissos internacionais, garantindo o abastecimento de programas de combustíveis renováveis de outros países sem interferir com a geração de alimentos ou causar desmatamentos no nosso país. FUTURO (Médio a Longo Prazo): Para atender às demandas dos cenários futuros, considerando que os biocombustíveis deverão ser utilizados em altas proporções em substituição aos fósseis, teremos de investir em tecnologia e engenharia, na qualidade e capacitação de pessoal e na ampliação / diversificação / otimização do atual parque agroindustrial do setor sucroenergético. ESTE É O NOSSO DESAFIO: CAPACITAR COM QUALIDADE QUALIDADE = CONHECIMENTO + SEGURANÇA INSTITUCIONAL 8 8

9 Arabia Saudita¹ - Fóssil 264 bilhões de barris óleo USA¹ - Fóssil 238 bilhões ton. carvão Russia¹ - Fóssil 43 trilhões Nm³ gás natural Brasil² - Renovável 355 milhões de ha. terra arável 21% das reservas mundiais 29% das reservas mundiais 23% das reservas mundiais 25% das reservas mundiais Sources: 1 - BP Statistical Review of Energy UNICA/Brenco

10 1 T CANA LIMPA 1,2 T CANA INTEGRAL A VISÃO ENERGÉTICA DA CANA-DE-AÇÚCAR ~ = 1,2 BARRIS PETRÓLEO AÇÚCARES 153 KG 2,54 x 10 6 kj BAGAÇO (50% UMIDADE) 276 KG 2,50 x 10 6 kj NO CAMPO 7,18 x 10 6 kj PALHIÇO (*) (15% UMIDADE) 165 KG 2,14 x 10 6 kj 7,18 x 10 6 kj 1 BARRIL DE PETRÓLEO 5,79 x 10 6 kj SAFRA 2010/11* CANA DE AÇÚCAR É PURA ENERGIA 1/3 DO CALDO DE CANA 1/3 DO BAGAÇO 1/3 DO PALHIÇO (*) PALHIÇO = PONTAS, FOLHAS E PALHAS. *FONTE: DATAGRO, 4ª ESTIMATIVA, 22/04/2010 = 667 MM TCS AÇÚCAR: O ALIMENTO (KCAL) MAIS BARATO DO MUNDO BIOETANOL: ENERGIA LIMPA E RENOVÁVEL ENERGIA LIMPA E RENOVÁVEL ENERGIA LIMPA E RENOVÁVEL TOTAL b/d b/d b/d b/d ENERGIA EQUIVALENTE - BARRIS ÓLEO/DIA 10

11 IMPONDERÁVEIS: Políticas Protecionistas; Políticas de Segurança; Variações Climáticas; Avanço Tecnológico. Anual Energy Outlook 2010 U.S. Energy Information Administration DOE/EIA 0383 April

12 Produção BRasileira de Etanol - Milhões litros / safra ESTIMATIVA DO MERCADO POTENCIAL DO ETANOL ANO Real Otimista Base Pessimista MAPA2010 UNICA2007 PDE

13 Produção Brasileira - milhões toneladas ESTIMATIVA DA PRODUÇÃO BRASILEIRA DE AÇÚCAR 45,00 43,00 41,00 39,00 37,00 35,00 33,00 31,00 29,00 27,00 25, Ano Otimista Conservador 13

14 Potencia Instalada Disponibilizada - MW POTENCIAL ESTIMADO DE BIOELETRICIDADE PARA REDE ANO 14

15 Aumento Percentual esperado da demanda nos próximos 10 anos: Bioetanol: 130% Bioaçúcar: 32% ( de 27 para 65 bilhões de litros) ( de 31 para 41 milhões de toneladas) Bioeletricidade: 900% (de para MW) - Função da expansão / modernização do parque industrial e das políticas públicas. MERCADO PROMISSOR E EM EXPANSÃO 15

16 Diagrama Típico do Processo até 1976 CANA RECEPÇÃO/ LIMPEZA/ PREPARO EXTRAÇÃO CALDO PROCESSO AÇÚCAR AÇÚCAR B A G A Ç O MELAÇO FLUXO DO PRODUTO GERAÇÃO DE VAPOR (CALDEIRA) GERAÇÃO DE ELETRICIDADE (TURBOGERADOR) BAGAÇO EXCEDENTE Incinerado nas caldeiras FLUXO DO VAPOR VIVO (acionamento) FLUXO VAPOR DE ESCAPE 16

17 Diagrama Típico do Processo até 2003 CANA RECEPÇÃO/ LIMPEZA/ PREPARO EXTRAÇÃO CALDO PROCESSO AÇÚCAR AÇÚCAR B A G A Ç O MELAÇO PROCESSO ETANOL ETANOL VINHAÇA FLUXO DO PRODUTO FLUXO DO VAPOR VIVO (acionamento) FLUXO VAPOR DE ESCAPE GERAÇÃO DE VAPOR (CALDEIRA) GERAÇÃO DE ELETRICIDADE (TURBOGERADOR) BAGAÇO EXCEDENTE Incinerado nas caldeiras ELETRICIDADE Uso Próprio EXCEDENTE ZERO MWh Usina Auto-suficiente em energia 17

18 Diagrama Típico do Processo Destilaria Autônoma CANA RECEPÇÃO/ LIMPEZA/ PREPARO EXTRAÇÃO CALDO PROCESSO ETANOL ALCOOL VINHAÇA B A G A Ç O FLUXO DO PRODUTO FLUXO DO VAPOR VIVO (acionamento) FLUXO VAPOR DE ESCAPE GERAÇÃO DE VAPOR (CALDEIRA) GERAÇÃO DE ELETRICIDADE (TURBOGERADOR) BAGAÇO EXCEDENTE Incinerado nas caldeiras ELETRICIDADE Uso Próprio Auto-suficiente em energia EXCEDENTE ZERO MWh 18

19 Diagrama Típico do Processo após 2003 até atual CANA RECEPÇÃO/ PREPARO EXTRAÇÃO B A G A Ç O CALDO C A L D O PROCESSO AÇÚCAR MELAÇO PROCESSO BIOETANOL AÇÚCAR BIOETANOL VINHAÇA FLUXO PRODUÇÃO GERAÇÃO DE VAPOR (Alta Pressão) GERAÇÃO DE ELETRICIDADE (TURBOGERADOR) BAGAÇO EXCEDENTE Geração de energia para venda BIOELETRICIDADE EXCEDENTE 50,7 MW (*) REFERÊNCIA: TCD 2 MM TCS 19 FLUXO VAPOR ALTA PRESSÃO VAPOR BAIXA PRESSÃO (P/ USO TÉRMICO) 19

20 Diagrama Típico do Processo em Futuro Próximo CANA PALHA RECEPÇÃO/ PREPARO TECNOLOGIA EM DESENVOLVIMENTO EXTRAÇÃO PALHA B A G A Ç O CALDO C A L D O PROCESSO AÇÚCAR MELAÇO PROCESSO BIOETANOL AÇÚCAR BIOETANOL VINHAÇA BIODIGESTOR FLUXO PRODUÇÃO GERAÇÃO DE VAPOR (Alta Pressão) GERAÇÃO DE ELETRICIDADE (TURBOGERADOR) BIOELETRICIDADE BIOGÁS Venda EXCEDENTE 100% palha: 112,1 MW 50% palha: 83,9 MW (*) REFERÊNCIA: TCD 2 MM TCS 20 FLUXO VAPOR ALTA PRESSÃO VAPOR BAIXA PRESSÃO (P/ USO TÉRMICO) 20

21 MÁXIMAPRODUÇÃO DE ENERGIA EXCEDENTE OBJETIVO: MÁXIMA ENERGIA EXCEDENTE MÁXIMA UTILIZAÇÃO DA (=) ENERGIA (-) DISPONÍVEL NA CANA/USINA MÍNIMO CONSUMO DE ENERGIA NOS PROCESSOS INTERNOS DA USINA 21

22 FORMAS DE OTIMIZAÇÃO Máxima produção de bioetanol; Máxima produção de bioeletricidade; Produção balanceada bioaçúcar e bioetanol (50% / 50%); Produção flexível bioaçúcar e bioetanol (70%/30% e vice versa); Integrada com biodiesel de 1ª ou 2ª geração; Minimização do consumo de água externa; Redução do volume de vinhaça; Produção de fertilizante organo-mineral aditivado ou não; Redução de emissões de gases com efeito estufa GEE. PARA ATENDER ÀS NECESSIDADES DO CLIENTE 22

23 A REVOLUÇÃO DOS 6Bios 23

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25 Indicadores Unid. Início Proálcool Atual USD 2008 USD 2010 Tradicional COMERCIAL COMERCIAL Capacidade Moagem 6x78 TCD (1) Eficiência extração 6x78-6 ternos % (1) 98 (2) Tempo de fermentação horas 16 a 24 6 a 8 6 a 8 8 a 12 Teor etanol no fermentado ºGL 6 a 7 7 a 9 9 a a 16 Eficiência da Fermentação % 75 a a (3) Eficiência na Destilação % ,7 99,7 Conversão total etanol let/tc Consumo total de Vapor usina* Kg/tc (4) Consumo vapor etanol combus. Kg/litr. 3,4 2,0 1,6 1,6 (5) Consumo vapor desidrat. etanol Kg/litr ,7 2,0 1,8 (6) Caldeira Pressão operação bar (7) Caldeira Temperatura vapor saturado superaquecido superaquecido superaquecido Caldeira eficiência PCI % (7) Sobra de bagaço % Até 8 Até 30 Até 45 Até 78 Vinhaça produzida ** Lv/let Nulo (8) Biogás da vinhaça Nm3/l nulo nulo 0,1 0,1 Fertilizante - BIOFON kg/tc nulo nulo nulo 50 a 60 (8) Energia elétrica para venda kwh/tc nulo Produção de biodiesel integra. Não Após 2006 Sim (9) Sim (9) Captação água mananciais la/tc Exporta290(10) Uso energético do palhiço nulo nulo nulo Iniciando (11) 25

26 Planta de Biodiesel Flex: rotas metílica e etílica Matéria Prima: Sebo e óleos vegetais Planta de Biodiesel integrada a Usina 1ª Planta Integrada no mundo. Partida em novembro de 2006 Vila do Bugres / MT 29

27 Como a USD contribuirá para a mitigação ou redução das emissões de gases com efeito estufa? 35

28 1) CICLO DE VIDA COMPLETO DO ETANOL O Etanol proporciona benefícios ambientais desde o momento em que a cana brota no campo, absorvendo a maior parte do gás carbônico gerado em sua produção e consumo Os dados abaixo são relativos à emissão de CO 2 para cada mil litros de etanol anidro produzido e consumido: Cultivo e Colheita(2): Tratores, Colheitadeiras e insumos agrícolas emitem gás carbônico (CO 2 ). A colheita manual precisa da queima da palha de cana, que também gera emissões. Emissão total: kg CO 2 Motor dos Automóveis: 6) A queima do etanol gera kg de CO 2. Créditos de Carbono redução direta de GEE 1 pela captura/redução/ evitação da emissão de CO 2 numa Usina Tradicional 2) Crescimento: A cana é uma esponja natural que absorve grandes volumes de CO 2 enquanto cresce. Absorção: kg CO 2 3) Processamento: Tanto a fermentação quanto a queima do bagaço para a geração de energia para uso nos processos internos emitem CO 2. Emissão: kg CO 2 BALANÇO FINAL Emissões geradas: ( ): kg CO 2 Emissões reabsorvidas + evitadas: ( ): kg CO 2 Emissões geradas (-) reabsorvidas/ evitadas ( ): 260 kg CO 2 5) Transporte: O etanol é transportado para os postos de combustíveis em caminhões movidos a óleo diesel. Emissão: 50 kg CO 2 Considerando um ciclo completo, ( 2,28 0,26) = a redução direta de emissões de CO 2 pelo uso de etanol substituindo a gasolina é de 2,02 kg CO 2/ litro et. Bioeletricidade: O 4) uso do bagaço para geração de bioeletricidade e bioenergia excedente para fornecer à rede evita as emissões na atmosfera. Emissão evitada: 225 kg CO 2 = 89% Mitigação GEE Emissões com uso equivalente de Gasolina: kg CO 2 (1) Gás de Efeito Estufa. (2) Considerando 50% colheita mecânica e 50% colheita manual. Fonte: WebsiteÚNICA; Professor Isaias Macedo, UNICAMP; Joaquim Seabra, Tese Doutorado UNICAMP

29 Capacidade Instalada: t/safra Posta em marcha: março/2004 Proprietário da Planta e do Processo: Raudi Indústria e Comércio Destilaria Coligada: Coopcana São Carlos do Ivaí PR Brasil Fabricante da Planta/Fornecedor: Dedini (*) Fonte: Valor Econômico, 27/ago/07 O PRIMEIRO E ÚNICO BICARBONATO DE SÓDIO VERDE DO MUNDO PLANTA DE PRODUÇÃO DE BICARBONATO DE SÓDIO NaHCO 3 INTEGRADA A UMA USINA DE BIOETANOL UTILIZA O CO 2, GERADO NA FERMENTAÇÃO COMO MATÉRIA PRIMA PARA PRODUZIR NaHCO 3 METODOLOGIA DE CRÉDITOS DE CARBONO APROVADA PELA ONU (*) CRÉDITOS DE CARBONO VENDIDOS SOB CONTRATO AO ABN AMRO LONDON(*) 37

30 Percentuais de Mitigação de Gases com Efeito Estufa em relação Gasolina Tecnologia Descrição Mitigação % Status Tradicional Única Macedo/Seabra Comercial USD USD integrada biodiesel 112 Comercial USD Plus USD % palhiço 132 Iniciando USD Plus 2 USD % palhiço 188 Fut. próximo USD Plus 3 USD +captura CO2 fermentação 220 Potencial USD Plus 4 USD+CO2 fermentação + ciclo combinado 241 Potencial 38

31 39 Lastreada no Passado Vivendo o Presente Construindo o Futuro

32 VISÃO DA DEDINI: Futuro Sustentável. Obrigado pela sua atenção! 40