Bioenergy in Brazil and FAPESP s Bioenergy Research Strategy
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- Dina Patrícia Ribas Barata
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1 Bioenergy in Brazil and FAPESP s Bioenergy Research Strategy Carlos H. de Brito Cruz Scientific Director Fapesp ; bioenergy.ppt; C.H. Brito Cruz e Fapesp 1
2 Energy sources in Brazil 50% Energy sources in Brazil, % 50% 40% 30% 20% 10% 0% Non-Renewable Renewable Energy from Renewable sources, Brazil % 30% 20% 10% 0% cane 15% Other Cane Wood Hydro Renewable ; bioenergy.ppt; C.H. Brito Cruz e Fapesp 2
3 Ethanol in Brazil Sugarcane in Brazil: 1532 Mandated addition of Ethanol to fuel: 1929 Energy from Ethanol for Otto cycle based transportation (%) 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% , bioenergy.ppt; C.H. Brito Cruz e Fapesp 3
4 Ethanol: World Production Brasil is 2nd largest producer In 2005: Brazil 35% (cane) USA 35% (corn) Brazilian production Sucrose: 1/3 of cane Cellulose used for energy Rússia França Índia China Brasil EUA Ethanol production, 2005 (Billion liters) , bioenergy.ppt; C.H. Brito Cruz e Fapesp 4
5 Ethanol production (Billion liters) Brazil: Ethanol production : Proalcool Program 2003: Flex-fuel vehicles 90% of new vehicle sold are Flex Gasoline has 25% Ethanol added No pure gasoline in Brazil Gasoline is the ALTERNATIVE fuel in Brazil , bioenergy.ppt; C.H. Brito Cruz e Fapesp 5
6 Biofuel yield per hectare World Watch 2006, , bioenergy.ppt; C.H. Brito Cruz e Fapesp 6
7 Energy balance Energy Output per Fossil Energy Input Sugar cane Sugar Beet Wheat Straw Corn Wood , bioenergy.ppt; C.H. Brito Cruz e Fapesp 7
8 GHG reduction Doornbosch and Steenblik, OECD , bioenergy.ppt; C.H. Brito Cruz e Fapesp 8
9 Increase in productivity through R&D Agricultural and Industrial product Total productivity Productivity (tc/ha or lts/tc) lts de álcool/tc tc/hectare Productivity (liters/hectare) , bioenergy.ppt; C.H. Brito Cruz e Fapesp 9
10 Number of Sugarcane varieties used in Brazil Developed by 3 research organizations CTC Ridesa IAC Plus private companies Alellyx Canaviallis , bioenergy.ppt; C.H. Brito Cruz e Fapesp 10
11 Ethanol costs x Gasoline , bioenergy.ppt; C.H. Brito Cruz e Fapesp 11
12 Biofuels costs Ethanol from sugarcane, Brazil Ethanol from Corn, U.S. Gasoline wholesale Ethanol from grain, EU Ethanol from cellulose 0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 1,40 Cost in U.S. Dollars per Liter Gasoline Equivalent World Watch 2006, , bioenergy.ppt; C.H. Brito Cruz e Fapesp 12
13 Brazil: 1% of arable land displaces 50% of the gasoline Source: UNICA , bioenergy.ppt; C.H. Brito Cruz e Fapesp 13
14 Where does Brazil plant Sugarcane? Not in the Amazon Best land for cane: 55 ton/ha 82 ton/ha Coast of Northeast Oldest (XVI century) Southeast highest productivity Centralwest main expansion area , bioenergy.ppt; C.H. Brito Cruz e Fapesp 14
15 Brazilian Ethanol production, by State PERNAMBUCO ALAGOAS MATO GROSSO DO SUL MATO GROSSO GOIÁS MINAS GERAIS PARANÁ SÃO PAULO Ethanol production, 2006 (Billion liters) São Paulo 62% of Brazilian Ethanol Makes the State 2nd to the U.S. São Paulo hosts most of the R&D in sugarcane and ethanol in Brazil IAC, CTC, CTBE, Ridesa, USP, Unicamp, Unesp, UFSCAR , bioenergy.ppt; C.H. Brito Cruz e Fapesp 15
16 Programa FAPESP BIOEN Mobilizar a comunidade de pesquisa em São Paulo para os desafios da Bioenergia Desafios Produtividade, Processos industriais, Alcoolquímica, Motores impactos sociais, ambientais, econômicos Usar a base existente , bioenergy.ppt; C.H. Brito Cruz e Fapesp 16
17 FAPESP: SUCEST Program Started 1999 Molecular Biology tools for improving sugarcane Science and Technology of sugarcane Articles, thesis and patents Human resources , bioenergy.ppt; C.H. Brito Cruz e Fapesp 17
18 SUCEST Project FAPESP, labs 200 researchers ESTs Transcripts , bioenergy.ppt; C.H. Brito Cruz e Fapesp 18
19 SUCEST-FUN Project Sucrose Drought Biomass ABA Lignin Herbivory Fiber Phosphate CO 2 MeJA Sugars Endophytes , bioenergy.ppt; C.H. Brito Cruz e Fapesp 19
20 Maps and Markers , bioenergy.ppt; C.H. Brito Cruz e Fapesp 20
21 SUCEST: Gene Discovery and Functional Genomics Genes associated to traits of interest In association with planters R&D center Sugarcane Transcriptome Project (University of São Paulo, USP) Over 1,000 trait genes (sucrose, herbivory, drought, nutritional responses) identified through genomics tools applied to the study of the Brazilian germplasm (Pat pending USPTO11/716,262) Sugarcane Molecular Marker Development Project (University of Campinas, UNICAMP) A functional map and markers associated to sucrose content developed for breeding populations , bioenergy.ppt; C.H. Brito Cruz e Fapesp 21
22 Biotechnology + Breeding knowledge Target genes which migh help in Increasing yield, and Expansion to pasture land (subject to extended drought season) Easing the need for expansion of planted area The SUCEST-FUN Database an integrated database for sequences, expression data, markers, germplasm and transgenics characteristics , bioenergy.ppt; C.H. Brito Cruz e Fapesp 22
23 Demonstration Plant for Acid Hydrolisis: FAPESP - Dedini Project started in 2002 Dedini-Fapesp proprietary process Demonstration plant 5,000 liters per day Mixed with input for fermentation Planta DHR , bioenergy.ppt; C.H. Brito Cruz e Fapesp 23
24 Road Map Tecnológico Projeto do Programa Políticas Públicas Unicamp e APTA 01/08/2006 a 31/07/ Workshops Position Papers >100 participants Presentation later today , bioenergy.ppt; C.H. Brito Cruz e Fapesp 24
25 13 Road map Workshops Tecnologia Agrícola 1 Tecnologia Agrícola 2 Tecnologia Agrícola 3 Tecnologia Agrícola 4 Tecnologia Industrial 1 Tecnologia Industrial 2 Tecnologia Industrial 3 Tecnologia Industrial 4 Tecnologias Inovativas 1 Tecnologias Inovativas 2 Tecnologias Inovativas 3 Ambiente Externo Ambiente Interno Controle Biológico e Pragas Modelagem, Nutrição Vegetal e Fertirrigação Melhoramento Genético e Genoma da Cana Colheita, Transporte, Recuperação da Palha Limpeza, Extração e Tratamento Fabricação do Açúcar Fabricação do Etanol Processo de Energia e Cogeração Hidrólise Alcoolquímica e Sucroquímica Automação e Controles Sustentabilidade Ambiental, Social e Econômica Gerenciamento da Agroindústria Canavieira e Infra-estrutura ESALQ/USP ESALQ/USP IAC/APTA CTC CTC UFSCar FAENQUIL UNICAMP IPT UNICAMP EMBRAPA IEA/APTA Unesp , bioenergy.ppt; C.H. Brito Cruz e Fapesp 25
26 FAPESP s Research Program on Bioenergy (BIOEN): 5 Divisions 1. Improvements in the feedstock: building a better cane plant for energy 2. Production of Ethanol and other products: hydrolysis, pyrolisis, gasification, fermentation, distillation 3. New processes in alcohol-chemistry 4. Ethanol based engine and fuel cell developments 5. The Economics of Ethanol, Ethanol production and the environment, Social impacts, the new agriculture of food AND energy , bioenergy.ppt; C.H. Brito Cruz e Fapesp 26
27 FAPESP s BIOEN Academic Basic and Applied Research Advancement of knowledge: Thematic/Pronex R$ 20 + R18 milhões Regular Grants and Young Investigator Awards R$ 5 + R$ 5 milhões Fapesp-Fapemig agreement R$ 3 + R$ 2 milhões Joint industry-university research Company Subject Value Oxiteno Lignocellulosic materials R$ 6,000,000 Braskem Alcohol-chemistry R$ 50,000,000 Dedini Processes R$ 100,000, , bioenergy.ppt; C.H. Brito Cruz e Fapesp 27
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