Desafios e perspectivas da produção e comercialização de carvão vegetal

Transcrição

1 FORUM NACIONAL SOBRE CARVÃO VEGETAL Belo Horizonte, MG 20 a 22/10/2008 Desafios e perspectivas da produção e comercialização de carvão vegetal José Otávio Brito Professor Titular ESALQ/USP Piracicaba, SP jotbrito@esalq.usp.br

2 Oportunidades e desafios da siderurgia a carvão vegetal José Otávio Brito Professor Titular ESALQ/USP Piracicaba, SP jobrito@usp.br II FORUM NACIONAL SOBRE CARVÃO VEGETAL Sete Lagoas, MG 27 a 29/10/2010

3 Incentivos do Governo Processo contínuo de carbonização Qualidade da madeira PROGRAMA Avanços tecnológicos Experiência em fornos retangulares Legislação Combustão espontânea Emissões atmosféricas Finos de carvão vegetal Sustentabilidade ambiental

4 Conversão da matéria ria prima

5 Composição química elementar da madeira (%) Carbono Oxigênio Hidrogênio Editado por J. O. Brito

6 Aquecimento da madeira na produção de carvão vegetal Dexoginenação Carbonificação (%) Carbono Resíduo sólido Oxigênio Oxigênio Hidrogênio Temperatura (Graus Celsius) Editado por J. O. Brito

7 Compostos químicos da madeira Hemiceluloses 20% Extrativos 4% Outros 1% Lignina 25% Celulose 50% Editado por J. O. Brito

8 Temperaturas de termodegradação de componentes químicos da madeira Componente Temperatura ( o C) Hemiceluloses Celulose Lignina Editado por J. O. Brito

9 Perda de massa dos componentes da madeira Editado por J. O. Brito

10 Anatomia e fissuração do carvão vegetal Madeira original Madeira 300 oc Editado por J. O. Brito

11 Conjugando características Teor de carbono Resistência físico-mecânica Teor de sólido Temperatura Editado por J. O. Brito

12 Densidade Carvão vegetal X Coque Mineral Carvão Vegetal X Coque Mineral Densidade 0,6 0,5 0,4 (t/m3) 0,3 0,2 0,1 0 CarvãoVegetal Coque Mineral Editado por J. O. Brito

13 Densidade da madeira e do carvão vegetal Densidade da Madeira X Densidade do Carvão Vegetal Densidade aparente do carvão vegetal (g/cm3) 0,45 0,40 0,35 0,30 0,25 y = 0,8181x - 0,1046 R 2 = 0,9497 0,20 0,35 0,48 0,60 Densidade básica da madeira (g/cm3) Densidade Resistência Mecânica do CV Aumento do tamanho do alto forno Editado por J. O. Brito

14 Editado por J. O. Brito Ação do calor e processos

15 DEGRADAÇÃO TÉRMICA ou TERMODEGRADAÇÃO Termo genérico, sem especificações PIRÓLISE sem O2; não há definições de produtos e de temperatura SECAGEM (até 120 o C) madeira original seca insumo estrutural TERMORRETIFICAÇÃO ou RETIFICAÇÃO TÉRMICA ( o C) madeira modificada insumo estrutural TORREFAÇÃO ( o C) madeira torrada ( pré carvão ) insumo energético DESTILAÇÃO SECA ( o C) produtos sólidos, líquidos e gasosos insumos químicos e energéticos CARBONIZAÇÃO ou CARVOEJAMENTO ( o C) sólido (carvão vegetal) insumo químico e energético GASEFICAÇÃO ( o C) gases insumos químicos e energéticos COMBUSTÃO (> 1000 o C) calor insumo energético Editado por J. O. Brito

16 Tecnologias de conversão madeira carvão

17 Qual a melhor tecnologia para produção de carvão vegetal? Pergunta que não cala! Sempre existiu!

18 Navarro de Andrade faz importação de fornos metálicos da França, em 1939 Navarro de Andrade, 1961 O Eucalipto

19 Década 60 Caieira e Balão Alvenaria Madeira de reflorestamento

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22 Décadas de 70/80 Transformações nos fornos de alvenaria Chaminés, Dimensões Retortas Tentativa de salto tecnológico! Pesquisas (Ex: CETEC, MG)

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28 LAMBIOTTE, SIFIC, ALDRED, LURGI, IPT, ENGEVIX, BIOENERGY, ACESITA, CARVONBRAS, PETROBRAS Editado por J. O. Brito

29 Década 90 Estagnação!

30 Década atual Retomada! Mais do que um simples ensaio!

31 Editado por J. O. Brito MECANIZAÇÃO

32 Editado por J. O. Brito MÃO DE DE OBRA

33 LAY OUT E ORGANIZAÇÃO Editado por J. O. Brito

34 DESIGN E PORTE Editado por J. O. Brito

35 Editado por J. O. Brito RESFRIAMENTO

36 Editado por J. O. Brito RECUPERAÇÃO DE PRODUTOS QUÍMICOS

37 Editado por J. O. Brito COMBUSTÃO DOS GASES

38 Editado por J. O. Brito MONITORAMENTO DOS GASES

39 Editado por J. O. Brito CONTROLE E AUTOMAÇÃO

40 CML, DPC, HUBNER, RIMA, BIOWARE, ONDATEC, V&M (2000 ) Editado por J. O. Brito

41 ANTIGO NOVO e SOFISTICADO! Usina de Productos Químicos El Cisne San Nicolas de los Arroyos Provícia de Buenos Aires - Argentina Editado por J. O. Brito

42 Usina El Cisne Destilação de 100 mil t de madeira / ano Produto Milhões de litros Alcatrão 4,5 Ácido acético 1,3 Metileno 1,0 Desinfetante 1,0 Fomol 0,4 Acetona 0,15 Álcool metílico 0,8 Produção de 22,5 mil t de carvão vegetal / ano Editado por J. O. Brito

43 TOMADA DE DECISÃO! Poderoso parâmetro interação rendimento do processo e o capital necessário para instalá-lo lo Um novo processo que apresente o dobro do rendimento que um tradicional, obviamente, seria escolhido, caso o investimento de capital de ambos fosse o mesmo, na Editado por J. O. Brito quantidade e na origem!

44 ANÁLISE! Custo de investimento X Custo de mão-de de-obra Investir em processo X Investir em florestas Sofisticar! X Aplicar eficientemente o simples! Nem sempre a inovação é o resultado da criação de algo totalmente novo, mas, com muita freqüência, é o resultado da combinação original de coisas jáj existentes. Editado por J. O. Brito Daniel Barcellos, 2010

45 AVANÇOS TECNOLÓGICOS! 60% Fornos Rabo Quente ~ 20% Fornos Colméia ~ 10% Fornos Retangulares Outros Capacitação e Capitalização Questão social!!! Editado por J. O. Brito Fernando Carazza (2009)

46 NOVAS MATÉRIAS RIAS-PRIMAS casca, serragem, resíduos agrícolas, capim pó fino para ventaneiras de alto-fornos NÃO COMPARAR COM FLORESTAS!!! Editado por J. O. Brito

47 EMISSÕES ZERO novos sistemas visam a captura de gases usos: - energia para o processo - produtos químicos mercado, refino - agricultura registro; política - geração de eletricidade*** atendimento à demanda ambiental: - custos - créditos de carbono Editado por J. O. Brito

48 EMISSÕES DEVIDO A ESTOQUE NÃO REPOSTO DE MADEIRA Origem da matéria-prima do carvão vegetal no Brasil % Extrativismo Silvicultura 49% Editado por J. O. Brito IBGE, 2007

49 EMISSÕES TOTAIS 3,6 % DA MATRIZ ENERGÉTICA NACIONAL MtCO 18 2 e MIDIC, 2010 MDIC, Ano Emissão de CO2 com uso de lenha de desmatamento Emissão de CH4 na carbonização Editado por J. O. Brito

50 QUESTÕES AMBIENTAIS!!! turfa; lignito; carvão mineral; gás natural; petróleo; xisto CO 2! Energia Bioenergéticos

51 POLÍTICAS OFICIAIS Forte sinalização do Governo Federal para induzir mudanças as no setor siderúrgico rgico a carvão vegetal: - Redução do desmatamento - Redução emissões de GEE da carbonização Criação da Norma de Boas Práticas de Produção de Carvão Vegetal para Siderurgia ABNT Editado por J. O. Brito

52 SIDERURGIA A CARVÃO VEGETAL NO BRASIL VOCAÇÃO Editado por J. O. Brito

53 Editado por J. O. Brito MUDANÇAS AS CONCEITUAIS!!! CARVOEIRO CARVÃO VEGETAL CARVOARIA GUSEIRO FERRO-GUSA CARBONIZADOR BIOREDUTOR CENTRAL DE CARBONIZAÇÃO PRODUTOR DE BIOREDUTOR AÇO O VERDE

54 Desenvolvimento tecnológico em redução siderúrgica rgica a carvão vegetal?? Centro de Estudos em Siderurgia a Carvão Vegetal

55 ESTADO DE MINAS GERAIS Empresas de médio m e grande porte Novas tecnologias, melhorias gerenciais e estratégicas Importante representação político tico-institucional institucional - AMS Grandes reflorestamentos específicos Evoluções na área social e ambiental Editado por J. O. Brito Siderurgia

56 REFLEXOS EM OUTRAS REGIÕES DO PAÍS Para, Maranhão, Tocantins, Mato Grosso do Sul Siderurgia Editado por J. O. Brito Reporter Brasil, 2006; Monteiro, M. A., 2006

57 REFLEXOS EM OUTRAS REGIÕES DO PAÍS ASSOCIAÇÕES PRODUTORES CARVÃO VEGETAL COOPERATIVAS PRODUTORES CARVÃO VEGETAL SINDICATOS TRABALHADORES CARVÃO VEGETAL ABRACAVE SBCV Editado por J. O. Brito Reporter Brasil, 2006; Monteiro, M. A., 2006

58 Na cadeia produtiva do carvão vegetal, ainda existem incertezas e questões mal resolvidas, que dão margem à hesitação ou mesmo perplexidade, face às s dificuldades de explicá- las e solucioná-las. las. É uma excelente oportunidade de trabalho, para quem aprecia bons desafios! José Otávio Brito, 2000

59 HÁ MOTIVAÇÕES PARA SE IMPLEMENTAR AS TRANSFORMAÇÕES COLOCAR AÇO O VERDE NA INFRA- ESTRUTURA DO BRASIL, UM EXEMPLO PARA O MUNDO

60 Obrigado!