Fatores de emissão de N 2 O para fertilizantes nitrogenados e resíduos agroindustriais

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1 WORKSHOP BIOEN-FAPESP RenovaBio: ciência para a sustentabilidade e competitividade da bioenergia Fatores de emissão de N 2 O para fertilizantes nitrogenados e resíduos agroindustriais João Luís Nunes Carvalho Laboratório Nacional de Ciência e Tecnologia do Bioetanol (CTBE) Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM) Bruna Gonçalves de Oliveira, Mateus Ferreira Chagas, Leandro Carolino Gonzaga, Ricardo de Oliveira Bordonal, Késia Lourenço, Antonio Bonomi e Heitor Cantarella

2 Etanol e Emissões de GEE no Brasil N 2 O proveniente da aplicação de fertilizantes nitrogenados e resíduos orgânicos representa mais de 40 % das emissões de GEE do etanol de cana-de-açúcar Todos os estudos de LCA de etanol de cana-de-açúcar realizados no Brasil utilizaram FE N 2 O default proposto pelo IPCC Na última década diversos estudos foram realizados no Brasil visando quantificar as emissões de GEE na produção de cana-de-açúcar Qual o impacto da inclusão das emissões de N 2 O obtidas em condições de campo no balanço GHG do etanol de cana-de-açúcar?

3 OBJETIVOS DO ESTUDO 1 COMPILAR E ORGANIZAR AS INFORMAÇÕES DOS ESTUDOS RECENTES SOBRE AS EMISSÕES DE N 2 O RELACIONADAS À APLICAÇÃO DE FERTILIZANTES NITROGENADOS NA CANA-DE- AÇÚCAR 2 OBTER FATORES DE EMISSÃO DE N 2 O QUE REPRESENTEM AS PRINCIPAIS ESTRATÉGIAS DE FERTILIZAÇÃO NITROGENADA NA CANA-DE-AÇÚCAR NO BRASIL ( TIER 2 ) 2 CALCULAR O BALANÇO DE EMISSÕES DE GEE DO ETANOL DE CANA-DE-AÇÚCAR UTILIZANDO OS FATORES DE EMISSÕES DE N 2 O MEDIDOS EM CONDIÇÕES BRASILEIRAS ( TIER 2 )

4 REVISÃO DA LITERATURA Lista de estudos Fontes de finaciamento Carmo et al Artigo FAPESP FINEP Vargas Tese FAPESP CAPES, CNPQ Paredes et a Artigo Outros FAPERJ, CAPES e CNPq Paredes et al Artigo Outros FAPERJ, CAPES e CNPq Pitombo et al Artigo FAPESP CAPES, CNPq Soares et al Artigo FAPESP CAPES Siqueira Neto et al Artigo FAPESP Soares et al Artigo FAPESP CAPES, CNPq Pitombo et al Artigo FAPESP CAPES, CNPq Lourenço Artigo FAPESP CNPq General Número de estudos 13 Numero de observações 146 Artigos científicos 12 Teses 1 FAPESP 11 Degaspari et al Artigo* FAPESP CAPES Borges et al Artigo* FAPESP CNPq Gonzaga et al Artigo* FAPESP PNUD, CAPES Emissões de N 2 O associadas à aplicação de fertilizante nitrogenado na produção de cana-de-açúcar N fertilizante e torta de filtro N fertilizante e vinhaça Cana planta 1 a Soqueira 2 a Soqueira 3 a Soqueira 4 a Soqueira

5 RESULTADOS FATORES DE EMISSÃO DE N 2 O - DIRETO

6 RESULTADOS FATORES DE EMISSÃO DE N 2 O - DIRETO

7 RESULTADOS FATORES DE EMISSÃO DE N 2 O - DIRETO

8 RESULTADOS ESTRATÉGIAS DE MITIGAÇÃO Redução de: 84% (IPCC) 73% (Tier 2) Redução de: 66% (IPCC) 70% (Tier 2)

9 BALANÇO DE GEE DA PRODUÇÃO DE ETANOL Usina típica Agrícola: Área total = 50 mil ha (moagem) Plantio: Mecanizado Colheita: Mecanizada Sem queima Sem recolhimento de palha Industrial: Usina autônoma Moagem: 4,0 MTC/ano Otimizada energeticamente Produção: Etanol: 84,7 L/TC (1.893 MJ) Eletricidade: 84,1 kwh/tc (303 MJ) Vinhaça: 696,8 L / TC (usina autônoma) Torta de filtro: 7,5 kg (base seca) / TC Alocação energética

10 BALANÇO DE GEE DA PRODUÇÃO DE ETANOL Caracterização da área de uma Usina Típica 35% da área Cana soca Fertilizante + Palha + Vinhaça Cana planta Fertilizante Cana planta 9% da área Fertilizante + Torta de filtro 11% da área Área total 50 mil hectares Cana soca Fertilizante + Palha 45% da área

11 Fatores de emissão N₂O Cana planta Cana soca Fertilizante Fertilizante + Torta de filtro Fertilizante + Palha Fertilizante + Palha + Vinhaça Tier 1 Geral 1,0% 1,0% 1,0% 1,0% Tier 2 Geral 0,71% 0,66% 0,63% NH 4 NO 3 0,82% Ureia 0,49% (NH 4 ) 2 SO 4 1,36% NH 4 NO 3 0,63% Ureia 0,78% (NH 4 ) 2 SO 4 Tier 2 Inibidor de nitrificação 0,71% 0,66% 0,16% 1,36% NH 4 NO 3 0,63% Ureia 0,78% (NH 4 ) 2 SO 4 Tier 2 Defasagem da época aplic. vinhaça e N 0,71% 0,66% 0,63% NH 4 NO 3 0,82% Ureia 0,49% (NH 4 ) 2 SO 4 0,34% Tier 2 Inibidor de nitrificação + Defasagens épocas 0,71% 0,66% 0,16% 0,34%

12 Global Warming Potential (g CO₂ e / MJ ethanol) Balanço da emissões de GEE Ciclo de vida do etanol (poço à roda) Fertilizers production Fertilizers use and agroindustrial residues Diesel used in agricultural machinary Transportation Other agriculture related emissions Industrial 25,0 20,0 15,0 Distribution and use 23,5 21,7 19,8 19,6 17% 17,4 20% 15,3 23% 10,0 5,0 7,7 33% 9,6 44 % 7,9 40 % 3,8 19 % 5,2 30 % 3,4 22 % 0,0 Ammonium nitrate Urea Ammonium sulfate Ammonium nitrate Urea Ammonium sulfate TIER 1 TIER 2

13 Global Warming Potential (g CO₂ e / MJ ethanol) Emissões de GEE Ciclo de vida do etanol (poço à roda) Ureia como fonte de N 25,0 Fertilizers production Diesel used in agricultural machinary Other agriculture related emissions Distribution and use 21,7 Fertilizers use and agroindustrial residues Transportation Industrial 20,0 17,4 16,8 17,2 16,6 15,0 10,0 5,0 9,6 44 % 5,2 30 % 4,6 27 % 5,0 29% 4,4 27 % 0,0 TIER 1 TIER 2 TIER 2 + Nitrification Inhibitors TIER 2 + Vinasse application TIER 2 + Nitrification Inhibitors + Vinasse application

14 Considerações finais A SUBSTITUIÇÃO DE FATORES DEFAULT DO IPCC POR VALORES MEDIDOS NO BRASIL REDUZEM AS EMISSÃO DE GEE DO ETANOL DE CANA-DE-AÇÚCAR A ADOÇÃO DE ESTRATÉGIAS SIMPLES DE MANEJO DA CANA-DE-AÇÚCAR PODEM REDUZIR SIGNIFICATIVAMENTE AS EMISSÕES DE GEE O RENOVABIO, POR MEIO DE COMPENSAÇÃO FINANCEIRA, DEVERÁ INCENTIVAR A ADOÇÃO DE NOVAS ESTRATÉGIAS QUE VISAM REDUZIR AS EMISSÕES DE GEE A FAPESP POR MEIO DE SEUS PROGRAMAS, PODERIA ESTABELECER ÁREAS PRIORITÁRIAS DE PESQUISAS PARA CONSOLIDAR OS DADOS EXISTENTES DE EMISSÕES DE N 2 O E AVALIAR E/OU VALIDAR NOVAS ESTRATÉGIAS DE MITIGAÇÃO

15 WORKSHOP BIOEN-FAPESP RenovaBio: ciência para a sustentabilidade e competitividade da bioenergia OBRIGADO joao.carvalho@ctbe.cnpem.br