Sustentabilidade do bioetanol. Arnaldo Walter (Unicamp e CTBE) e Manoel Regis Lima Verde Leal (CTBE) Brasília, 25 de Fevereiro de 2010

Transcrição

1 Sustentabilidade do bioetanol Arnaldo Walter (Unicamp e CTBE) e Manoel Regis Lima Verde Leal (CTBE) Brasília, 25 de Fevereiro de 2010

2 Redução das Emissões no Transporte e Uso Final do Etanol

3 Contexto Tópico a ser desenvolvido na Fase II do projeto do CGEE. Material apresentado tem por base resultados de uma dissertação defendida em Julho de 2009 (Cinthia R.U. da Silva) e do projeto realizado para a Embaixada Britânica (relatório final de Novembro de 2008).

4 Emissões considerando uso no BR 24% 5% 10% 30% 13% 17% 1% Cultivo Queima da palha Maquinário Emissões do solo Transporte e operações agrícolas Fase industrial Distribuição Aproximadamente 34% das emissões diretas correspondem ao consumo de diesel em máquinas agrícolas e caminhões (transporte de cana e de etanol). Emissões diretas de 21,8 kgco 2 /GJ (LUC não considerado, e sem créditos). Com créditos equivalentes a 10 kwh/tc excedente (-9,4 kgco 2 /GJ) as emissões diretas cairiam para 12,4 kgco 2 /GJ. Emissões evitadas de 85% em relação à gasolina pura (sem ganhos de eficiência na substituição). Ganho de 10% na eficiência resultaria emissões evitadas de 86,4%.

5 Emissões considerando uso na Europa 0% 5% 14% 21% 2% 6% Cultivo 11% Aproximadamente 35% das emissões diretas correspondem ao consumo de diesel em máquinas agrícolas e caminhões (transporte de cana e de etanol) (no Brasil). 25% 15% 1% Queima da palha Maquinário Emissões do solo Transporte e operações agrícolas Fase industrial Distribuição Transporte até o porto Transporte marítimo Transporte na Europa Emissões diretas de 25,1 kgco 2 /GJ (LUC não considerado, e sem créditos). Com créditos equivalente a 10 kwh/tc excedente (-9,4 kgco 2 /GJ) as emissões diretas cairiam para 15,6 kgco 2 /GJ. Emissões evitadas de 80% em relação à gasolina pura (sem ganhos de eficiência). Ganho de 10% na eficiência resultaria emissões evitadas de 82,3%.

6 Situações a serem exploradas Uso de etanol aditivado em motores diesel, em substituição ao diesel mineral (B5 é o caso de referência a ser explorado). Uso de outros modais de transporte em substituição ao transporte por caminhões, nos casos que correspondem à distribuição do etanol (das destilarias para os postos) e transporte até o porto.

7 Alternativa tecnológica: ICO E95 Scania Motor por ignição a compressão para ônibus, que funciona com E95 (95% de etanol, 5% de beneficiador de ignição derivado de glicol polietileno), que já está em operação na Suécia e está sendo testado no Brasil. O fabricante tem uma versão de caminhões com esses motores. Motor ICO de 9 litros, com algumas modificações: (i) a taxa de compressão é aumentada de 18:1 para 28:1, (ii) os bicos injetores permitem maior vazão, (iii) o tempo de injeção é modificado, (iv) mudanças nos materiais das vedações e dos filtros. A eficiência térmica do motor é comparável a do motor a diesel (43% para o etanol e 44% para o diesel).

8 Alternativa tecnológica: ICO E95 Scania

9 Alguns resultados preliminares gco2eq/mj Diesel B3 B100 Etanol Distribuição do combustível 2,665 2,639 0,783 0,399 Cultivo da matéria-prima 2,368 2,345 0,696 0,354 Transporte da matéria-prima 2,180 2,159 0,641 0,326 Colheita mecanizada 1,522 1,507 0,447 0,228 Emissões nas demais etapas 6,960 6,960 6,960 6,960 Total 15,696 15,596 9,527 8,268 Por exemplo, no transporte da cana, as emissões poderiam ser reduzidas até 85% (de 2,18 para 0,33 kgco 2 /GJ). Na distribuição do combustível, ainda feita por caminhões, a mesma queda percentual poderia ser obtida. Simplificadamente, seria possível que as emissões evitadas chegassem a 93%, tanto no uso no Brasil como na Europa.

10 Restrições Não está claro se o beneficiador de ignição poderia ser produzido por outras empresas. No caso dos ônibus (e.g., em São Paulo), o custo do km rodado é maior com o motor ICO E95. Entretanto, deve-se considerar que para uma destilaria de etanol, o custo do etanol não é o preço ao consumidor, mas sim o custo de oportunidade. A experiência com caminhões ainda é limitada. Entretanto, deve ser considerado que há grande experiência com ônibus (desde 1985), com uso de motores similares.

11 Outra alternativa a ser considerada A MAN Latin America deve começar testes, em 2010, de motores diesel operando com misturas 70% etanol 30% diesel. Há relatos de experiências mal sucedidas quando do uso de misturas diesel-etanol.

12 Alteração dos modais no transporte a larga distância O uso de pipelines, por exemplo, para o transporte de etanol a médias e longas distâncias, tem impacto positivo tanto nos custos finais do produto quanto no balanço de emissões de GEE. A necessidade de conglomerados ( clusters ) de destilarias, inclusive para a redução dos custos de logística, já foi considerada em projeto anterior.

13 Maior eficiência no uso final (1) Evidentemente, com maior eficiência no uso do etanol, há impactos positivos do ponto de vista das emissões de GEE, mas os mesmos são pequenos. A maior eficiência no uso final do etanol aumentaria a competitividade em relação à gasolina. Com motores mais eficientes quando do uso do etanol, possivelmente as emissões de gases regulados seria menor.

14 Maior eficiência no uso final (2) Os motores FFVs no Brasil, em geral, têm ganho de eficiência quando do uso da gasolina e redução quando do uso do etanol. Razões: taxa de compressão benéfica quando do uso da gasolina (maior) e, em grande parte, o desenvolvimento dos motores não foi específico para o uso de etanol.

15 Maior eficiência no uso final (3) A simples comparação dos níveis de emissão de um motor FFV, operando com gasolina e etanol, não é adequada. O ciclo do teste padrão prejudica a avaliação dos motores operando com etanol, do ponto de vista das emissões reguladas, pois comparativamente a fase fria do ciclo é pior quando do uso de etanol.

16 Comentários finais O consumo de óleo diesel em caminhões e em máquinas agrícolas tem impacto significativo nas emissões de GEE na cadeia produtiva do etanol a partir da cana (35%). O consumo de etanol aditivado em motores diesel é tecnicamente possível no caso dos caminhões. Economicamente, a alternativa precisa ser analisada. Do ponto de vista energético, é mais adequado o emprego de modais de transporte tais como dutos e fluvial, mas a viabilidade depende do volume a ser transportado e, consequentemente, do planejamento da logística.

17 Comentários finais É fundamental que haja desenvolvimento tecnológico dos motores ICE para sua operação com etanol. Particularmente, no caso do Brasil, é necessário desenvolvimento dos motores FFV para uso do etanol. Os resultados que são apresentados à opinião pública precisam ser adequadamente explicados, sem alarde.