MADEIRA PARA PRODUÇÃO DE CARVÃO E BIOMASSA

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1 PLANO DE PESQUISA E DESENVOLVIMENTO PARA O DECÊNIO MADEIRA PARA PRODUÇÃO DE CARVÃO E BIOMASSA (Aspectos silviculturais e industriais, integração floresta-indústria) Coordenação: Engº Ftal.Roosevelt Almado Campinas - SP 21 e 22/05/2009

2 CONTEÚDO 1. Overview 2. Objetivos 3. Metodologia 4. Resultados 5. Discussão 6. Sugestão de linhas de açãoa

3 CONSUMO DE MADEIRA PARA ENERGIA NO MUNDO Editado por: J.O. Brito

4 MATRIZ DE OFERTA DE ENERGIA (%) FONTE: Ministério das Minas e Energia - MME

5 CONSUMO TRADICIONAL DE MADEIRA PARA ENERGIA NO BRASIL 256 Mm Em 2007: Madeira para energia = US$ 2.0 bilhões de dólares Exportações de celulose e papel = US$ 2.3 bilhões Editado por: J.O. Brito

6 SETOR FLORESTAL BRASILEIRO: OFERTA E DEMANDA Causa Principal Descompasso entre investimentos na área industrial e na base florestal ( m 3 ) Conseqüências Limitação ao crescimento do setor Importação de madeira Pressão sobre florestas nativas Oferta Demanda Balanço Outros fatores: Aumento da demanda dos setores da agroindústria localizada no meio rural, na secagem de grãos, chá ou tabaco, na produção de tijolos e na indústria cerâmica, em praticamente todas as regiões do Brasil.

7 1. Overview 2. Objetivos 3. Metodologia 4. Resultados 5. Discussão 6. Sugestão de linhas de açãoa

8 2. OBJETIVOS Colher subsídios para um PLANO DE PESQUISA E DESENVOLVIMENTO para o decênio (PPD-IPEF 2020) a ser elaborado pelo Conselho Técnico-Científico (CTC) Propor linhas de pesquisa alternativas ao uso de fontes energéticas tradicionais não renováveis, por meio da biomassa de plantações florestais, contribuindo para a ampliação da matriz energética nacional de forma sustentável.

9 1. Overview 2. Objetivos 3. Metodologia 4. Resultados 5. Discussão 6. Sugestão de linhas de açãoa

10 3. METODOLOGIA Elaboração de questionário específico; Envio do questionário a empresas congêneres do setor associadas ao IPEF e outras; Compilação dos resultados; Análise dos resultados; Redação de conclusões preliminares para orientação do (PPD-IPEF 2020) a ser elaborado pelo Conselho Técnico-Científico (CTC); Implementação de projetos prioritários

11 ABORDAGEM DO QUESTIONÁRIO GERAL: Visão estratégica Aplicação dos Investimentos Desenvolvimento Tecnológico Interação Técnica e Científica Contribuição da Pesquisa e Academia ESPECÍFICA: MADEIRA PARA PRODUÇÃO DE CARVÃO E BIOMASSA SILVICULTURA AMBIÊNCIA E PROTEÇÃO FLORESTAL MELHORAMENTO GENÉTICO COLHEITA FLORESTAL PRODUÇÃO DE CARVÃO E BIOMASSA FLORESTA & INDÚSTRIA

12 1. Overview 2. Objetivos 3. Metodologia 4. Resultados 5. Discussão 6. Sugestão de linhas de açãoa

13 Análise de SWOT (Inovação) ANÁLISE INTERNA FORÇAS (Strenghts) PONTOS A MELHORAR (Weaknesses) Produtividade dos clones Colheita mecanizada Rápido crescimento tecnológico em um tempo relativamente curto Qualidade das florestas Custos racionais e sob controle Uso atualizado e regular de tecnologias Persistência na busca de resultados Impacto da colheita mecanizada na regeneração de cepas Treinamento e capacitação Investimento no humano Fluxos de trabalho (automação e instrumentação) Gerenciamento da rotina Processo de carbonização (termometria/gases) Resistência e densidade da madeira Inovação e criatividade Aproximação Academia x Empresa Comunicação (Programas e Intercâmbios) Integração entre as empresas Rendimento gravimétrico Conhecimento/controle das propriedades da matéria prima (Umid.; Diam.; Dens.;)

14 Análise de SWOT ANÁLISE EXTERNA OPORTUNIDADES (Opportunities) AMEAÇAS AS (Threats) Implementar experimentos com enfoques específicos em conjunto (qualidade da madeira e carvão) Interação entre as universidades e institutos de pesquisa Tendência de mecanização Melhoramento Genético Transformação vol. x peso Foco no cliente Valorar e criar dependência (Flor Ind.) Novas tecnologias (Transgenia, rapidez na análise de madeira e seleção de materiais) Obtenção de clones de alta qualidade Ampliar contato com instituições internacionais Mercado de Carbono Disponibilidade de recursos para a execução dos projetos Políticas governamentais adversas Condições ambientais adversas Reestruturações/extinções de serviços Pressão pública (Comunidades, ONG S e movimentos sociais) Queda de preço do coque e concorrentes da madeira Siderurgia a carvão mineral

15 4. RESULTADOS Silvicultura Manejo e condução de brotação Balanço de carbono na floresta Relações Genéticas Relações Hídricas Espaçamento/arranjo de plantio QUESITO Desenvolvimento de estratégias de amostragem de madeira (mét. destrutivo/não-destrutivo) Metodologia de manejo florestal para produção de carvão vegetal com enfoque a melhoria de propriedades físico mecânicas da madeira e do carvão Monitoramento Nutricional de florestas em fase de manutenção Mapeamento de solos / Unidades de Manejo Operacional % IMPORTÂNCIA

16 4. RESULTADOS Silvicultura QUESITO Técnicas de produção de mudas (viveiro/casa de vegetação) enraizamento/rejuvenescimento de E. cloeziana Ações de manejo Estimativa de massa seca e de rendimento em IMA-CARVÃO Aprofundamento em técnicas de preparo de solo, formação e desenvolvimento de florestas de forma equilibrada e compatível financeiramente a produção de biomassa Técnicas de cultivo mínimo Interações Edafo-climáticas Interações ecológicas Preparo de solo profundo Monitoramento e combate a matocompetição % IMPORTÂNCIA

17 4. RESULTADOS Ambiência e Proteção Florestal Recuperação de áreas degradadas QUESITO Desenvolvimento de indicadores sociais associados à avaliação da sustentabilidade do manejo de florestas plantadas Novas pragas do eucalipto Acompanhamento técnico e sistemático da evolução da legislação ambiental Recomposição de matas ciliares e áreas afins Avaliação do impacto social do manejo florestal nas comunidades locais Eficiência e Reutilização do uso da água nos processos de produção florestal Monitoramento de cupins de muda e de cerne Manejo de áreas em processo de conversão florestal (antigos plantios nativa) % IMPORTÂNCIA

18 4. RESULTADOS Ambiência e Proteção Florestal QUESITO Desenvolvimento de indicadores ambientais associados a avaliação da sustentabilidade do manejo de florestas plantadas Relação eucalipto x pasto x nativa Técnicas de monitoramento e controle de besouros desfolhadores Manejo de subbosque Implantação e manejo de corredores ecológicos em áreas reflorestadas Manejo de fauna em áreas de colheita florestal % IMPORTÂNCIA

19 4. RESULTADOS Melhoramento Genético QUESITO Seleção/introdução/desenvolvimento de novos materiais Programas de conservação de base genética Transgenia Produção e seleção de híbridos interespecíficos Melhoramento genético de E. cloeziana com enfoque a melhoria da qualidade do carvão vegetal Avaliação de características da madeira (densidade, lignina, extrativos, minerais) Espécies alternativas para a produção de biomassa Alocação de biomassa, arquitetura de copa e índice de área foliar % IMPORTÂNCIA

20 4. RESULTADOS Colheita Florestal QUESITO % IMPORTÂNCIA Impactos colheita mecanizada Desenvolvimento de sistemas e equipamentos Segurança nas atividades florestais Desenvolvimento de indicadores ambientais associados a avaliação da colheita mecanizada de florestas plantadas Manutenção e conservação de estradas florestais Planejamento e gestão da colheita florestal Ergonomia

21 4. RESULTADOS Produção de Carvão e Biomassa QUESITO Aprimoramento de fornos mecanizados: Processos de recirculação e queima de gases, resfriamento e co-geração Processos de resfriamento de fornos e co-geração Processos de co-geração de energia Qualidade final do carvão vegetal: Avaliação de rendimentos, granulometria, características físicas, químicas e de resistência (friabilidade) e geração de finos. Controle de processos Automação industrial Mercado de créditos de carbono Gerenciamento de resíduos na produção de carvão Materiais construtivos Espécies alternativas para a produção de biomassa % IMPORTÂNCIA

22 4. RESULTADOS Floresta & Indústria PLANTAS DE CARBONIZAÇÃO / USINAS QUESITO Qualidade da matéria prima e do produto final (período chuvoso) Controle de processos ( período chuvoso) Gerenciamento de resíduos (Alcatrão) Instabilidade dos parâmetros de qualidade (CF; cinzas; umidade; finos) Condições Ambientais/emissões atmosféricas Heterogeneidade do carvão Padrão de amostragem do carvão vegetal Projetos civis / drenagem % IMPORTÂNCIA

23 1. Overview 2. Objetivos 3. Metodologia 4. Resultados 5. Discussão 6. Sugestão de linhas de açãoa

24 5. DISCUSSÃO: MELHORAMENTO GENÉTICO Seleção/introdução/desenvolvimento de novos materiais; Programas de conservação de base genética: Assegurar e garantir a possibilidade de uso de materiais descartados Estar preparado para mudança de estratégias Transgenia (>densidade; >lignina;<compostos fenólicos..) Produtividade (Rendimento IMA/Carvão) Resistência (déficit hídrico, geadas, doenças e insetos nocivos); Busca pelo material ideal!

25 PMGF: PROJEÇÃO DE GANHOS (IMAxDB( IMAxDB) Projeção PMGF: Ganhos IMA e Densidade DB (kg/m3) Média IMA (m3/ha/ano) DB IMA ANO DB (kg/m3) Média IMA (m3/ha/ano) Ano

26 Híbridos de C. citriodora x C. torelliana aos 8 meses

27 À esquerda planta de progênies dos clones da Baixada do Bretas (AMJ) À direita clone comercial. ( bancos de germoplasma x interação empresas)

28 5. DISCUSSÃO: Silvicultura - Manejo de Brotação Critérios: Reformar ou conduzir? produtividade e o custo de formação da nova floresta; Manejo (controle de insetos, matocompetição, adubação...); Densidade de plantas; Métodos de desbrota.

29 COMPARAÇÃO ENTRE AS FERRAMENTAS Ferramenta Rendimento Ha/hd Qualidade Segurança Ergonomia Foice sem gavião 0,7 Atende os requisitos descritos em PPO Menor incidência de incidentes /acidentes. Menor esforço físico, maior domínio Machadinha 0,5 Atende os requisitos descritos em PPO Maior registro de incidentes /acidentes. Maior esforço físico Roçadeira 1,0 Atende os requisitos descritos em PPO Menor incidência de incidentes /acidentes. Menor esforço físico, maior domínio

30 5. DISCUSSÃO: Insetos Nocivos Damage assessment and host plant records of Oxymerus basalis (Dalman 1823) (Cerambycidae: Cerambycinae: Trachyderini) in Brazil

31 Psilídeo Urograndis Grancam

32 5. DISCUSSÃO: Silvicultura Tec. da madeira Qualidade da madeira (densidade, umidade, resistência); Avaliação das características para a qualidade do produto final; Determinação rápida; Métodos não destrutivos (comprovar toda a potencialidade do material).

33 5. DISCUSSÃO: Colheita Florestal Impactos da colheita mecanizada; COLHEITA MECANIZADA TALHÃO ÁREA FALHA 1ª ROT. (%) FALHA ROT. 2ª (%) COLHEITA COM MOTOSSERRA TALHÃO ÁREA Desenvolvimento de sistemas e equipamentos; Segurança nas atividades florestais; FOCO CLIENTE: Bitola, madeira seca e sem impurezas. FALHA 1ª ROT. (%) FALHA ROT. 2ª (%) 73 31,0 1,3 2, ,4 1,75 0, , ,5 0,33 0, ,0 0,8 3, ,6 0,69 0, ,0 1,1 4, ,2 2,8 5, ,0 1,7 7, ,6 2,8 7, ,5 2,4 9, ,0 2,4 9, ,2 1,8 7, ,0 1,6 14, ,4 2,6 5, ,0 1,5 6, ,4 3,7 21, ,7 2,2 26,7 562,1 2,11 9,15 101,5 0, ,55

34 5. DISCUSSÃO: Produção de Carvão Vegetal Controle do Processo de Carbonização Otimização dos processos produtivos (carga/carbonização/resfriamento)

35 QUEIMADOR DE FUMAÇAS Redução de 90% nas emissões de CO e 87% de CH4

36 Exaustor Sistemas tubulares Redução da umidade em 40%(30/18) e melhoria do RG em 9% (33/36% b.s); Sistema de resfriamento forçado Troca de calor gás g s / água Redução de 37% no tempo médio de resfriamento (8/5 dias)

37 SUSTENTABILIDADE Redução da emissão de gases Redução no consumo de madeira Aumento da produtividade do forno Melhor controle dos processos Redução do custo do carvão previsto em 6% FRIABILIDADE, DENSIDADE CO-GERA GERAÇÃO Ex: UPC Buritis Possibilidade de Geração de 2MW CARBONO FIXO...foco no cliente...criar dependência Flor- Ind. Funcionamento da Unidade e abastecimento parcial da comunidade

38 MERCADO DE CARBONO - Sustentabilidade na Cadeia Produtiva de Gusa com Biomassa Renovável vel ArcelorMittal CAFFlorestas CCX ArcelorMittal Belgo Juiz de Fora Florestamento e Reflorestamento não elegíveis ao MDL Madeira UPC Fornos de Redução Carvão Vegetal (Biomassa Renovável) Logística Altos Fornos a Carvão Vegetal (2) Gusa Sustentável Novas Florestas Programa Produtor Florestal - PPF MDL MDL MDL * CCX Chicago Climate Exchange *MDL Mecanismo de Desenvolvimento Limpo *UPC Unidade de Produção de Carvão

39 5. DISCUSSÃO: Comunidade Processos de consulta e participação Avaliação do Impacto Social Reconhecimento dos direitos e da cultura Relações com os empregados Contribuição para o desenvolvimento Biodiversidade

40 1. Overview 2. Objetivos 3. Metodologia 4. Resultados 5. Discussão 6. Sugestão de linhas de açãoa

41 6. LINHAS DE AÇÃO SUGERIDAS Desenvolver linhas de melhoramento genético para qualidade da matéria prima: Carvão e biomassa de qualidade tem início com um programa bem estruturado e focado; Buscar espécies acessórias não tradicionalmente usadas nos cruzamentos que possam conferir quesitos que garantam a qualidade da matéria-prima desejada; Os programas de melhoramento devem preferencialmente ter participação de equipe multidisciplinar com enfoque no manejo e na tecnologia da madeira conjuntamente; Incentivar/coordenar a criação de bancos de germoplasma; Investir em sistemas de predição de pragas e doenças com enfoque a evitar desfolha dos povoamentos; Atuar em conjunto com outras instituições buscando a melhoria dos processos de carbonização com enfoque ao entendimento dos processos térmicos e de fluxo de gases dentro dos fornos;

42 6. LINHAS DE AÇÃO A SUGERIDAS Atuar em conjunto com outras instituições buscando materiais construtivos adequados ao processo de carbonização; Desenvolver programas de pesquisa voltados para a prospecção e desenvolvimento de produtos alternativos de controle de pragas e doenças; Desenvolver linhas de pesquisa voltadas para o aproveitamento dos resíduos siderúrgicos e dos processos de carbonização de madeira (alcatrão); Desenvolver programas de pesquisa voltadas para relação uso dos resíduos florestais x produção de energia (sustentabilidade); Criar e incentivar fóruns de discussão sobre segurança e ergonomia nas atividades florestais; Desenvolver programas visando a quantificação de remoção de carbono pelos plantios florestais subsidiando projetos e metodologias para a geração de CER S; Atuar politicamente junto aos órgãos e instituições afins visando consolidar os benefícios dos plantios florestais frente as mudanças climáticas;

43 6. LINHAS DE AÇÃO A SUGERIDAS Implantar uma rede experimental de longo prazo, com foco em florestas adensadas (energéticas), com experimentos adequadamente delineados e monitorados para as situações bio-edafo-climáticas estratégicas para possibilitar o estabelecimento, validação e difusão de modelos adequados de produção de biomassa e carvão vegetal. Dentro dos programas já existentes no IPEF 1º CONGRESSO BRASILEIRO DE FLORESTAS ENERGÉTICAS PROMOÇÃO EMBRAPA E GOVERNO DE MINAS GERAIS ORGANIZAÇÃO Embrapa Florestas Local Expo Minas -Belo Horizonte Data 03 a 05 de junho 2009

44 2007 Roosevelt Almado