A INDÚSTRIA DE PELLET E PERSPECTIVAS DE MERCADO

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1 RESUMO A INDÚSTRIA DE PELLET E PERSPECTIVAS DE MERCADO Dimas Agostinho da Silva 1, Rodrigo Medeiros Ribeiro 2, Rodrigo Simetti 3, Tamires Almeida Sfeir 4 Devido à evolução da matriz energética mundial, gradativamente mais rápida com o advento da revolução industrial, a busca por fontes de energia alternativa continua constante. Em um momento onde se enxerga a escassez das atuais fontes não renováveis e altamente poluentes, como é o caso do petróleo e carvão mineral, a biomassa florestal e seus produtos derivados se tornam consequentemente uma saída extremamente importante. Um desses produtos conhecidos como pellets de madeira, é um tipo de lenha, geralmente produzidos a partir de serragem ou serradura de madeira (podendo ser proveniente na forma de resíduos) refinada e seca que depois é comprimida. Em conjunto a essa constante atividade de busca e evolução em razão da energia partir da biomassa florestal, o trabalho teve como objetivo a caracterização do pellet como produto, e uma breve analise da atual situação do mesmo. As considerações retiradas do estudo, em suma, foram suas principais vantagens e a atual situação brasileira dentro desse contexto, que deverá dentro de pouco tempo ser mais representativa à nível de comparação aos mercados europeus e americano. THE PELLETS INDUSTRY AND MARKET PERSPECTIVES ABSTRACT Due to developments in the global energy matrix, gradually faster with the advent of the industrial revolution, the search for alternative energy sources remains constant. In a time where it sees the current scarcity of non-renewable and highly polluting energy sources, such as oil and coal, forest biomass and its products therefore become extremely important output. One such product known as wood pellet, is a type of wood, usually made from sawdust or wood flour (which may be derived of wood-waste) and dried refined which is then compressed. In conjunction with this constant evolution and search activity with the energy from forest biomass, the study aimed to characterize the pellet as a product, and a brief analysis of the current situation of the product. As considerations aside, in short, were their main advantages and current Brazilian situation within this context, which should be soon more representative of the level compared to European and American markets. INTRODUÇÃO Ao longo dos séculos, o homem tem utilizado energia proveniente de muitas fontes. Começando com sua própria energia e a da luz solar, passou depois para as do combustível lenhoso, da tração animal, da força da água e do vento. Mais tarde desenvolveu-se a força das maquinas alimentada à lenha, carvão, petróleo e energia nuclear. Descobrir, controlar e utilizar a energia permitiu o homem avançar de uma vida primitiva para um estado estável civilizado. O homem é o único dos animais capaz de pensar criativamente e de utilizar a ciência e a tecnologia, colocando a seu serviço a energia e outros recursos ambientais.(fequis et al, 2012) Diversas nações do mundo inteiro investem muito dinheiro em projetos que utilizam as fontes de energia alternativa como a energia solar, a energia eólica, a energia geotérmica, o biodiesel, a energia obtida através do hidrogénio, a energia das marés, o etanol e a biomassa (PORTAL ENERGIA). Essas fontes são conhecidas como renováveis, diferentes daquelas que são cada dia mais escassas e emitem certa quantidade de poluentes à atmosfera. No que compreende a energia proveniente da Biomassa florestal, se define como uma substância orgânica, produzida pelo processo de acumulação de energia solar. O seu maior potencial é ser uma energia renovável e quase ilimitada. O principal benefício da biomassa é que não causa as grandes emissões para a atmosfera de dióxido de enxofre, como outros combustíveis fósseis. O balanço do dióxido produzido na queima da biomassa é igual a zero, devido à sua absorção no processo de fotossíntese. A situação é diferente no que diz respeito a energias não renováveis, que poluem consideravelmente o ambiente através de grandes emissões de dióxido de enxofre, produzidos na queima de carvão, gasóleo, óleo e gás. Através do uso da biomassa, não só estamos a diminuir as emissões de dióxidos, mas também estamos a provocar que o desemprego nas zonas rurais diminua pois estamos a melhor aproveitar a biomassa existente na natureza. Utilizando a biomassa de campos e florestas, estaremos a aumentar a procura de bens de agricultura e florestas, e assim promovemos a criação de

2 novos postos de trabalho. Nos países do leste europeu, como Áustria, Dinamarca, Suiça e Alemanha, as Pellets são utilizadas para aquecimento de edifícios à mais de uma década, e ao longo do tempo, Pellets, tem ganho mais e mais adeptos. (BLOG DOS PELLETS) O produto conhecido como pellet de madeira, é um tipo de lenha, geralmente produzidos a partir de serragem ou serradura de madeira (podendo ser proveniente na forma de resíduos) refinada e seca que depois é comprimida. Os pellets de madeira são granulados cilíndricos com 6 a 8 milímetros (mm) de diâmetro, e com 10 a 40 mm de comprimento. (PRESTENERGIA) Segundo CARASCHI (2012), a procura por energia limpa e renovável faz dos pellets de madeira um biocombustível promissor. Essas pequenas pelotas cilíndricas de madeira, compactadas e densas que são produzidas com baixo teor de umidade (menor que 10%), permitindo maior eficiência na combustão. Sua geometria regular permite tanto a alimentação automática num sistema industrial quanto a alimentação manual, nos aquecedores residenciais, porque é um produto natural e, em sua maioria, não contém elementos tóxicos na sua composição. Sua principal aplicação é no aquecimento comercial e residencial de ambientes, mas também podem ser utilizados como combustível para a geração de energia elétrica em plantas industriais ou, até mesmo, em usinas termoelétricas. O mesmo autor ainda cita que atualmente, a busca por fontes renováveis de energia é uma tendência global que tem se fortalecido muito mais por questões ambientais do que econômicas. A União Europeia se destaca neste cenário por estabelecer metas agressivas para a substituição de combustíveis fósseis por fontes renováveis na sua matriz energética e a energia renovável a partir de biomassa vegetal. O principal uso do pellet é para a produção de energia, porém, novas utilizações tem sido dadas para este produto como, por exemplo, uma espécie de cama para animais domésticos. Outra vantagem do seu uso se dá à facilidade de absorção de umidade e no descarte a sua fácil degradação. Como uso energético, é recomendado e utilizado em indústrias de alimentos, bebidas, estufas, hospitais, hotéis, habitações, entre outros. Tem como características principais possuir bom potencial energético, eficiência no processo de combustão, permitir utilizar como matéria prima recursos antes tidos como resíduos e ser fonte de energia renovável O presente trabalho objetiva a caracterização da madeira para obtenção de pellets e uma breve analise de perspectiva de mercado em um caráter exploratório. MATERIAL E MÉTODOS A partir de visitas técnicas realizadas em indústrias do setor de produção pellets, foi possível a elaboração de um fluxograma do processo de forma sintetizada. Baseado em uma empresa da Região metropolitana de Curitiba, foram citadas brevemente e exemplificadas as principais etapas de fabricação. Uma revisão de literatura foi também realizada, afim de fornecer a parte técnica do trabalho, em que concernem as etapas do processo. Em razão das comparações de mercado nacional e mundial, utilizou-se de diversas outras fontes de dados, para que pudesse ser expresso um esboço da situação dos pellets perante ambos. Esta análise é tida como exploratória, pois foi apenas a partir de uma coleta de dados externos e posteriormente comentado. RESULTADOS E DISCUSSÕES: De acordo com Hahn (2004) há, basicamente, dois critérios para se julgar a qualidade dos pellets: a composição química e as características físicas. A seguir, alguns parâmetros comuns utilizados para esta previsão: Químicos: Certos elementos influenciam na fabricação, como por exemplo: teor de voláteis, poder calorífico, teor de cloro, nitrogênio, enxofre, sódio, potássio, magnésio, cálcio, fósforo e teor de cinzas. Físicos: Na análise física, devem ser observados e levados em consideração o teor de umidade, densidade, dimensões físicas, distribuição de partículas, resistência a abrasão e durabilidade mecânica. Todas essas características, em conjunto a outros fatores não citados, afetam a fabricação do pellet como um todo. O uso de produtos compactados e homogêneos tem sido uma das formas mais eficientes de se viabilizar economicamente a utilização de resíduos (QUIRINO, 2004)

3 Levando em consideração os fatores já citados, e todos outros componentes que influenciam na qualidade do produto final, sabe-se que a emissão de dióxido de carbono será menos em relação a combustíveis fosseis por unidade energética. Assim ilustrado pela figura 1: Combustíveis Oleo Diesel Gas Natural Pelete Madeira 6 62,8 100, Grama de CO2/MJ. Figura 1 Comparação de emissão de dióxido de carbono por unidade energética entre pellet de madeira e combustíveis fósseis. Fonte: MALISIUS et al (2010) adaptado Figure 1 - Comparison of emission of carbon dioxide per energy unit between wood pellet and fossil fuels. Source: MALISIUS et al (2010) adaptado Para a fabricação de pellets, é constatado que a utilização de apenas uma espécie, ou no máximo uma combinação de compostos similares é necessária. O motivo desse formato de produção é demonstrado pela necessidade de homogeneidade do composto formador de pellets, quando é submetido a altas temperaturas e pressão. Logo, a matéria que darà origem ao pellet, necessita de estabilidade química e física para o bom desempenho de sua função. Nos países europeus e no norte do continente americano, tem-se a preferência por coníferas, devida primeiramente a disponibilidade desse tipo de vegetal e também pela regularidade de crescimento. Já no Brasil, algumas espécies que tem encontrado como fim a fabricação de pellet são: algumas espécies de bracatinga (mimosa scabrella), pinus e eucalipto (árvores exóticas), resíduos industriais reaproveitados e especialmente o bagaço da cana. A Figura 2 apresenta um fluxograma básico para a indústria de madeira visando à obtenção de pellet combustível. Em seguida, apresentam-se de forma simplificada os processos citados e considerações importantes acerca de cada um.

4 Figura 2 Fluxograma básico para industrialização de madeira para obtenção de pellets. Em razão da entrada de matéria-prima para o inicio do processo, preferem-se toras com dimensões máximas de 2,4 m de comprimento e diâmetros inferiores a 30 cm. A limitação prévia dessas é motivada pelo processo de redução das partículas, processo obrigatório e necessário na fabricação dos pellets. Tendo como fim um agregado de minúsculas partículas vegetais, o maquinário que trabalha com esse tipo de produto tende a ser limitado em razão das dimensões de alimentação. O uso de diametros maiores acarreta em elevação do custo de compra da matéria-prima e maior desgaste das ferramentas de corte, elevando o custo de produção.

5 A biomassa é preparada para indústria de pellets por meio da picagem, visando reduzir a partículas para dimensões de cerca de 10 mm de espessura obtida em pilhas. Parte das partículas fora de dimensões deve ser destinada a fornalha para alimentar o secador, que pode ser do tipo rotativo ou não. Após a secagem, devendo atingir de 10-15% de umidade, a biomassa segue por uma esteira até um moinho de martelo, encarregado de diminuir as dimensões para cerca de quatro mm, e armazenada em silo geral. Deste, encaminhada para um silo alimentador da peletizadora logo em seguida. O silo alimentador funciona como pulmão para evitar paradas ou falta de controle na dosagem da biomassa que entra na peletizadora. O material é prensado e resfriado visando à fase expedição. Após a prensagem, os pellets passam por uma peneira classificadora e aqueles que estão fora de dimensão, são retornados como refugo para o silo retomando o processo. A peletização é onde se realiza o processo de densificação da biomassa na planta. Passa a biomassa, devidamente preparada, através de uma matriz perfurada com a ajuda de rodilhas giratórias que exerçam uma pressão constante sobre a matriz. A matéria prima atravessa a matriz ao mesmo tempo em que se comprime, obtendo-se na saída uma diâmetro padrão da matriz empregada. A saída da matriz, um dispositivo de facas, corta os cilindros de biomassa obtidos, na medida de comprimento desejada (Dias, 2002). O resfriamento dos pellets é essencial porque à medida que a lignina da biomassa endurece com o resfriamento, os pellets adotam a forma cilíndrica típica endurecida. O equipamento resfriador se baseia em uma câmara vertical com ventiladores onde os pellets caem por aplicação de um fluxo transversal de ar suave para evitar que se produzam fissuras. Nesta etapa se consegue aumentar a dureza e resistência do pellet, o que permite evitar problemas na manipulação das etapas posteriores. O armazenamento padrão deve ser em sacos de kg ou em big bags de kg e seguindo encomenda especifica de compradores. O armazenamento deve ser feito em local seco para uma maior durabilidade, apesar dos pellets terem alta durabilidade devido a sua baixa umidade. Atualmente, no cenário mundial, a maior demanda e produção de pellets situam-se no Hemisfério Norte. O investimento neste segmento industrial vem crescendo significantemente nos últimos anos nesta região, como ilustra a Figura 3 que mostra a evolução do número de indústrias na Europa e Estados Unidos. Em um período de 10 anos o total de plantas industriais cresceu cerca de seis vezes. Além destes locais outra região do mundo tem investido no setor. Figura 3 Plantas industriais de pellets na Europa e Estados Unidos Fonte: MALISIUS et al (2010) adaptado. Figure 3 - Plants of industrial pellets in Europe and the United States Source: MALISIUS et al (2010) adapted. O Quadro 1 e Quadro 2 afirmam que o foco da indústria de pellets encontra-se nos países europeus e norte americanos. A capacidade total instalada de produção no ano de 2010 foi de t com destaque para os Estados Unidos e países do norte da Europa, sendo que o principal consumidor mundial é a Suécia. Quadro 1 Capacidade instalada nos principais países de indústrias de pellets em 2010 Table 1 - Installed capacity in the major industries of pellets in 2010).

6 PAÍS CAPACIDADE (t) PAÍS CAPACIDADE (t) Estados Unidos França Alemanha Polônia Rússia Portugal Canadá Itália Suécia Outros Áustria Total Source: IEA Bioenergy (2011) Quadro 2 Países maiores consumidores de pellets em 2010 Table 2 - Countries largest consumers of pellets in 2010pellets em 2010 PAISES CONSUMO DE PELLETS (t) Suécia Dinamarca Estados Unidos Holanda Itália Alemanha Source: MALISIUS et al (2010) adapted A Figura 4 ilustra a relação das indústrias instaladas ou em fase de instalação no Brasil, O número de indústrias de pellets no país até 2015 deverá ultrapassar 20 unidades, conforme ABIB (2012) e IEA (2011). Este incremento irá colaborar com o setor industrial local. Sendo o Brasil líder mundial na utilização de biomassa neste setor, com cerca de 40% do consumo total (GARCIA, 2010), o produto pellet se tornará conhecido e poderá ser um substituto para outras biomassas sólidas. Figura 4 Indústrias de pellets no Brasil em 2012 Fonte: ABIPEL (2012) Figure 4 - Industry pellets in Brazil in 2012 Source: ABIPEL (2012) O Quadro 3 mostra a produção atual global e uma perspectiva para a produção no ano de 2020, enquanto observa-se a perspectiva de demanda para o mesmo período no Quadro 4. Quadro 3 Produção global de pellets no período de 2007 a 2020 Table 3 - Overall production of pellets in the period from 2007 to 2020

7 ANO PRODUÇÃO (t) Source: Biomass Magazine (2012) Quadro 4 Perspectiva de demanda de pellets para 2020 e 2025 com base em várias fontes. Table 4 - Prospects of demand for pellets for 2020 and 2025 based on multiple sources. FONTE ANO DEMANDA DE PELLETS (t) POYRY: somente Estados Unidos POYRY: demanda global Abiom: mínimo global Abiom: máximo global IEA Bioenergia global New Energy Finance global Source: MALISIUS et al (2010) adapted No período de 2007 a 2010 a produção global de pellets cresceu cerca de 80%, com previsão de mercado estimada o acréscimo de produção no ano de 2020, com relação a 2010 será de aproximadamente quatro vezes. Nos próximos 10 a 15 anos, espera-se um crescimento muito significativo da demanda de pellets, embora, por ser uma indústria e mercado incipiente, as previsões são bastante variáveis e discrepantes. Mas pode-se afirmar que deverá estar em torno de 40 milhões de toneladas em 2020, com crescimento médio de 23% anual. CONSIDERAÇÕES FINAIS Partindo da revisão de literatura realizada e dos conhecimentos agregados por parte das visitas técnicas, podem-se concluir certas vantagens e uma visão mais clara do crescente interesse na utilização do pellet (a partir de biomassa florestal) como fonte de energia alternativa. Entre essas abordagens compreende-se que é vantajoso por: Possuir chama e temperatura regulares, ou seja, uma boa eficiência em razão de queima/tempo. Grande rendimento energético em relação à qualidade e preço; Material densificado e sem fissuras; Mínimas emissões de gases, baixos custos de calefação e em processos industriais; Baixa produção de cinzas; Produto natural e ecológico; Fácil logística, armazenamento e transporte; Combustível relativamente barato; Normas de especificações bastante rígidas quanto à qualidade de fabricação e uso. Capacidade de produção e mercado Os países com maior capacidade instalada são Estados Unidos, Alemanha, Rússia, Canadá e Suécia. Existem hoje mais de 650 plantas industriais na Europa e América do Norte A demanda atual de cerca de 15 milhões de toneladas deverá atingir em uma década aproximadamente 40 milhões de tonelada ano. O pellet quanto combustível emite substancialmente menos dióxido de carbono por unidade energética quando comparado com combustíveis fósseis. O Brasil conta com mais de uma dezena de plantas indústrias, mas com instalação somente nos últimos anos;

8 REFERÊNCIAS ABIB/ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE INDÚSTRIAS DE BIOMASSA E ENERGIA RENOVÁVEL. Guia Brasil Briquete. Curitiba, ABIPEL. Mapa de Pellets no Brasil. Disponível em: < Acesso em 20/08/2012. BLOG DOS PELLETS. Energias Renováveis - Biomassa. Disponível em: < Acesso em 20/08/2012. CARASCHI, J. C. A expansão do mercado de pellets de madeira. Disponível em < Acesso em 23/08/2011 Dias, J. J. M. Utilização da biomassa: avaliação dos resíduos e utilização de pellets em caldeiras domésticas. 104f Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica). Universidade Técnica de Lisboa/Instituto Superior Técnico. Lisboa, IEA BIOENERGY. Global wood pellets industry market and trade study. Disponível em < Acesso em 21/08/2011 FEQUIS, B.; VIRGINIA, M.; RIBEIRO, M.; CRUZ, S. Fontes de energia uma evolução histórica. Disponível em < >. Acesso em 21/08/2011 HAHN, B Pellets for Europe. Existing Guidelines and Quality Assurance for Fuel Pellets. St Polten, Austria, 2004, 20p. MALISIUS, U; JAUSCHNEGG, H. ; SCHMIDL H. ; NILSSON, B. ; RAPP, S. ; STREHLER, A. ; HARTMANN, H; HUBER, R; WHITFIELD, J; KESSLER, D; GEIßLHOFER, A; HAHN, B. Woodpellets in Europe. Industrial Network on Wood Pellets, 2010, 88p. PORTAL DA ENERGIA. Fontes de Energia Renováveis e Não Renováveis. Disponível em < Acesso em 23/08/2011 PRESTENERGIA. O que são pellets? Disponível em < pdf>. Acesso em 22/08/2011 QUIRINO W.F Características e índice de combustão de briquetes de carvão vegetal f Dissertação (Mestrado em Ciências Florestais) ESALQ Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz, 1991