Prof. Ricardo Brauer Vigoderis, D.S. website:

Transcrição

1 UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DE PERNAMBUCO UNIDADE ACADÊMICA DE GARANHUNS CURSO DE AGRONOMIA UTILIZAÇÃO DE E Prof. Ricardo Brauer Vigoderis, D.S. vigoderis@yahoo.com.br website:

2 Fontes de energias renováveis, derivados de produtos agrícolas como a cana-deaçúcar, plantas oleaginosas, biomassa florestal e outras fontes de matéria orgânica Carvão vegetal Biodiesel Misturados ou isolados Metanol Etanol Metano

3 34 milhões de m 3 /ano 75% setor de transportes 10% outros usos 15% fronteiras agrícolas Grande parte dos equipamentos são acionados por motores a diesel

4

5 Substituição do petrodiesel pelo biodiesel puro de soja 48% das emissões de CO 70% das emissões de material particulado 100% das emissões de SO x 100% (?) das emissões de CO 2 67% dos hidrocarbonetos MAS aumenta em 10% as emissões de NOx Brasil importa aproximadamente 32% do diesel que consome

6 Biodiesel é um combustível biodegradável derivado de fontes renováveis, como óleos vegetais puros ou já utilizados e gorduras animais É obtido por diferentes processos, como craqueamento, esterificação ou transesterificação Originado de matérias-primas renováveis (basicamente álcool e óleo vegetal ou gordura animal) Possui queima limpa Composição de ésteres etílicos ou metílicos de ácidos graxos de cadeia longa BX biodiesel / diesel B20 = 20% biodiesel + 80% diesel mineral

7 óleos Biodiesel Plantas Combustão 6H 2 O + 6CO 2 + energia solar = C 6 H 12 O 6 + 6O 2 CO 2

8 1980 primeira patente registrada no mundo por um professor da UFCE Dezembro de 2004 lançado oficialmente pelo governo federal o Programa Nacional de Produção e Uso do Biodiesel Introdução do biodiesel na matriz energética Brasileira - Lei de janeiro de 2005 Adição voluntária de 2% de biodiesel ao óleo diesel comercializado ao consumidor final em , essa adição de 2% torna-se obrigatória Mistura de 5% de biodiesel ao óleo diesel é voluntária no período de 2008 até 2012 Compulsória a partir de 2013

9

10 BARNWAL & SHARMA (2005) analisaram a emissão de gases poluentes pelas combustões de biodiesel e de óleo diesel de petróleo, obtendo resultados favoráveis para o biocombustível

11 Emissões de CO 2 pelo B20 e pelo B100 foram, respectivamente, 15,7% e 78,5% menores que as do óleo diesel derivado de petróleo Esse mesmo estudo concluiu que a emissão de alguns gases é maior durante a combustão do biodiesel, como a de óxidos de nitrogênio (NO e NO2), cuja soma aumenta em 2,6% na mistura B20 e em 13,3% no B100, e a de ácido clorídrico (HCl), que aumenta em 2,8% no B20 e em 13,6% no B100

12 Aspectos negativos ZHANG et al. (2003) citam um custo de produção do biodiesel de aproximadamente US$0,5 l -1, enquanto o óleo diesel derivado do petróleo apresenta um custo de US$0,36 l -1 Custo de produção é muito variável, pois depende da matéria prima e do processo utilizado, além do local onde é produzido A maior demanda pode aumentar a competição entre a produção de alimentos e a produção de combustível, resultando em maior valor dos grãos e elevando o custo de produção. Aspectos positivos A maior demanda pode estimular a produção de oleaginosas, aumentando a escala de produção e oferta grãos, o que pode resultar em diminuição do custo A menor emissão de gases poluentes é uma das principais vantagens do uso de biodiesel Diminuir a dependência do petrodiesel O biodiesel, misturado com o óleo diesel, tende a melhorar as características desse derivado de petróleo aumenta a lubricidade, importante para o óleo diesel com baixo teor de enxofre (PENTEADO, 2005).

13 As práticas agrícolas adotadas no cultivo das espécies produtoras de biodiesel são aspectos determinantes das eficiências econômica e energética do processo de obtenção de biodiesel

14

15

16 Regiões Principais Motivações Matérias Primas Amazônia Pré Amazônia Pequenas Produções Localizadas nas chamadas Ilhas Energéticas. Grandes produções nos dendezais Exploração dos babaçuais, através do aproveitamento integral do coco, para fins químicos e energéticos. Geração de renda através de lavouras associadas aos babaçuais (Ex; Amendoim e girassol) Óleos de Palmeiras Nativas, Plantios de Dendê em áreas de Reflorestamentos. Óleo de Babaçu, Óleo de amendoim e outras de culturas consorciadas. Semi Árido Nordestino Cone Sul, Centro Sul e Centro Oeste Em todas as Regiões Fonte: PARENTE 2003 Geração de Ocupação e renda. Erradicação da Miséria Melhorias das Emissões veiculares nos grandes centros urbanos. Regulação nos preços dos óleos de soja ora em declínio. Melhor aproveitamento de certos desperdícios. Lavouras Familiares de plantas oleaginosas xerófitas. Soja e outras possíveis culturas temporárias Óleos residuais de frituras e de resíduos industriais (sebo, borras e outros), matérias graxas extraídas de esgotos industriais e municipais

17 Métodos de extração depende do teor de óleo e produção A extração mecânica é utilizada para extrações de pequenas e médias capacidades, normalmente abaixo de 200 t/dia e oleaginosas com teor de óleo acima de 35%; A extração por solvente é utilizada para capacidades acima de 300 t/dia e oleaginosas com teor de óleo abaixo de 25%; A extração mista é utilizada para capacidades acima de 200 t/dia e oleaginosas com teor de óleo acima de 25%.

18 Prensas mecânicas para a extração de óleos em pequenas propriedades rurais (40 e kg/h)

19

20 Vantagens O consumo de metanol no processo de transesterificação é cerca de 45% menor que do etanol anidro. O preço do metanol é quase a metade do preço do etanol. É mais reativo. Para uma mesma taxa de conversão (e mesmas condições operacionais), o tempo de reação utilizando o metanol é menos da metade do tempo quando se emprega o etanol. Considerando a mesma produção de biodiesel, o consumo de vapor na rota metílica é cerca de 20% do consumo na rota etílica, e o consumo de eletricidade é menos da metade. Os equipamentos de processo da planta com rota metílica é cerca de um quarto do volume dos equipamentos para a rota etílica, para uma mesma produtividade e mesma qualidade. Desvantagens Apesar de poder ser produzido a partir da biomassa, é tradicionalmente um produto fóssil. É bastante tóxico. Maior risco de incêndios (mais volátil). Chama invisível. Transporte é controlado pela Polícia Federal, por se tratar de matéria prima para extração de drogas. Apesar ser ociosa, a capacidade atual de produção de metanol brasileira só garantiria o estágio inicial de um programa de âmbito nacional

21 Vantagens Produção alcooleira no Brasil já consolidada. Produz Biodiesel com uma maior índice de cetano e maior lubricidade, se comparado ao Biodiesel metílico. Se for feito a partir da biomassa (como é o caso de quase toda a totalidade da produção brasileira), produz um combustível 100% renovável. Gera ainda mais ocupação e renda no meio rural. Gera ainda mais economia de divisas. Não é tão tóxico como o metanol. Menor risco de incêndios. Desvantagens Os ésteres etílicos possuem maior afinidade à glicerina, dificultando a separação. Possui azeotropia, quando misturado em água. Com isso sua desidratação requer maiores gastos energéticos e investimentos com equipamentos. Os equipamentos de processo da planta com rota metílica é cerca de um quarto do volume dos equipamentos para a rota etílica, para uma mesma produtividade e mesma qualidade. Dependendo do preço da matéria prima, os custos de produção de Biodiesel etílico pode ser até 100% maiores que o metílico.

22

23

24 Óleo vegetal Altas temperaturas Glicerol Ácidos graxos Óleo vegetal Qualquer óleo que possua predominância de ácidos graxos Altas temperaturas (300 o C) + catalisador Biodiesel Hidrocarbonetos leves

25 Fazenda pork terra

26 Óleo e querosene ainda em teste, resultados inferiores ao biodiesel, tanque extra no veiculo Óleo vegetal puro podem ser utilizados o óleo novo e o usado, método requer modificação no motor (aquecer) Tanque extra e trocador de calor

27 23 de fevereiro de 1897

28 A eficiência energética do biodiesel depende de fatores como gasto energético na produção e o teor de óleo dos grãos utilizados Nos estudos realizados pelo USDA e pelo USDE (1998), houve uma perda de 19,45% para o biodiesel produzido de soja O sistema agrícola adotado, com maior ou menor número de operações de preparo de solo, por exemplo, é fundamental para um balanço energético favorável. Pode-se somar à energia do biocombustível a energia contida em subprodutos, como o farelo da soja, por exemplo, o que diminui as perdas do processo.

29

30 Perguntas...