Aspectos ambientais da fertilização nitrogenada: emissão de gases do efeito estufa

Transcrição

1

2 Aspectos ambientais da fertilização nitrogenada: emissão de gases do efeito estufa Carlos Eduardo P Cerri ESALQ/USP

3 Aspectos ambientais da fertilização nitrogenada: emissão de gases do efeito estufa ÍNDICE AQUECIMENTO GLOBAL E MUDANÇAS CLIMÁTICAS: CONCEITOS ATITUDES FRENTE ÀS MUDANÇAS CLIMÁTICAS ADAPTAÇÃO REDUÇÃO DAS EMISSÕES FIXAÇÃO DE CARBONO PEGADA DE CARBONO NA PRODUÇÃO DO CAFÉ CONSIDERAÇÕES FINAIS

5 Aquecimento global e Mudanças climáticas Tmax: 50 o C Tm = 15 o C Tmin: -90 o C

6 Tm = 15 o C Efeito estufa natural

7 Tm = -18 o C

8 Natural Antrópico Homo sapiens sapiens Século X = 1,6 W XIX m -2 Homo industrialis 240 W m W m -2 - x CO 2 CH 4 N 2 O T média = 15 ºC T média = 15 ºC + T 0,8 Mudança Climática Global Aquecimento Global

9 Gases do efeito estufa Dióxido de Carbono CO 2 Metano CH 4 Óxido Nitroso N 2 O Vapor d água H 2 O vap CFC, HFC, PFC, SF 6

10 CO2

11 CH4

12 N 2 O

13 GASES CH 4 DE CO 2 EFEITO ESTUFA N 2 O

14 Potencial de Aquecimento Global (PAG) Gás de referência: CO 2 PAG x = a x x a CO CO 2 2 a x (W/m 2 /kg): capacidade de absorção da radiação infravermelha pelo gás x a CO2 (W/m 2 /kg): capacidade de absorção da radiação infravermelha pelo gás CO 2 x (ano): tempo de residência do gás x CO2 (ano): tempo de residência do CO 2

15 PAG dos principais gases do efeito estufa Gás CO 2 H 2 Ovap CH 4 N 2 O PAG Gás CFC HCFC HFC SF 6 SF 5 CF 3 PAG

16 Unidade Equivalente em CO 2 (CO 2 eq) CO 2 CH 4 N 2 O CO 2 Equivalente 1 kg CH 4 = 25 kg CO 2 eq 1 kg N 2 O = 298 kg CO 2 eq C Equivalente 1 kg C-CH 4 = 8.4 kg Ceq 1 kg N-N 2 O = kg Ceq

18 AÇÕES INTERNACIONAIS FRENTE AO AQUECIMENTO GLOBAL 1992 Mandato de Berlim COP-1 Berlim Comunicações nacionais COP-2 Genebra Protocolo de Quioto COP-3 Quioto COP-4 Buenos Aires Plano de Ação De Buenos Aires COP-5 Bonn Comunicações nacionais COP-6 La Haia COP-7 Marraqueche 6bis Bonn Paris COP-10 Buenos Aires COP-9 Milão COP-21 COP-8 Nova Delhi

19 Redução das emissões dos GEE: 5,2% em média Ano base: 1990 Período de compromisso: Convenção-Quadro das Nações Unidas sobre as Mudanças Climáticas Protocolo de Quioto Meta para os países industrializados

20 Cerri 2016

21 Antrópico Homo sapiens sapiens Século X = 1,6 W XIX m -2 Homo industrialis 240 W m W m -2 - x CO 2 CH 4 N 2 O T média = 15 ºC + T 0,8 Mudança climática com efeitos irreversíveis

22 MUDANÇAS CLIMÁTICAS AQUECIMENTO GLOBAL Mudança no uso da terra Agricultura Pecuária

23 AÇÕES INTERNACIONAIS FRENTE AO AQUECIMENTO GLOBAL Adaptação Mitigação Reação ao impacto do problema Estratégias devem e podem ser implementadas em conjunto Enfrentar o problema Novas práticas Administrar os riscos Fortalecimento das instituições Treinamentos

24 AÇÕES INTERNACIONAIS FRENTE AO AQUECIMENTO GLOBAL Diminuir a emissão Aumentar a fixação Indústria Transporte Eletricidade Agricultura e outros usos da terra Vegetação Solo

25 Compromissos assumidos pelo Brasil INDC do Brasil INTENDED NATIONALLY DETERMINED CONTRIBUTION Amplo escopo de mitigação, adaptação e metas de implementação, visando atingir o objetivo da Convenção UNFCCC

26 Metas governamentais do Brasil para redução de emissão Editoria de arte/folhapress

27 referência -40% -30% -80% -30% Taxas de desmatamento (barras) e níveis de redução (linhas) para os quadriênios propostos pelo Plano Nacional de Mudanças Climáticas (Brasil, 2008) em relação à linha de bases

28 Setores prioritários para a redução de emissão Agropecuária CO 2 N 2 O CH 4 Energia

29 Agropecuária CO 2 N 2 O CH 4 Ações para a redução das emissões de GEE e fixação de carbono Ações para reduzir o aumento de GEE recuperação de 15 milhões de hectares de pastagens degradadas; integração de 5 milhões de hectares de lavoura-pecuária-florestas. Ações para fixar o CO 2 atmosférico restauração e o reflorestamento de 12 milhões de hectares;

30 Energia Ações para a redução das emissões de GEE e fixação de carbono Garantia de 45% de fontes renováveis no total da matriz energética; Participação de 66% da fonte hídrica na geração de eletricidade; Participação de 23% das fontes renováveis - eólica, solar e biomassa - na geração de energia elétrica; Aumento de cerca de 10% na eficiência elétrica. Participação de 16% de etanol carburante e das demais biomassas derivadas da cana-de-açúcar no total da matriz energética.

31

33 Pegada de Carbono Carbon footprint de produtos N 2 O CO 2 CH 4 CO 2 Indústria Etanol Carbono do solo Campo Usuário final Pegada de C Carbon Footprint

34 Pegada de carbono = Emissões de GEE Fixações

35 Pegada de carbono = Emissões de GEE Fixações

36 Pegada de carbono g CO 2 eq kg -1 produto g CO 2 eq L -1 produto g CO 2 eq MJ -1 produto = Emissões de GEE preparo do solo, fertilizantes, calcário, resíduos, combustíveis fósseis eletricidade, outros Fixações solo plantas

37 Pegada de carbono = Emissões de GEE preparo do solo, fertilizantes, calcário, resíduos, combustíveis fósseis eletricidade, outros Fixações solo plantas

38 Princípio do cálculo das emissões Emissão ha, saca, kg CO 2 CH 4 N 2 O = X Fator Quantidade Fator Fertilizante mineral Fertilizante orgânico Calcário Combustível Eletricidade E F emission factor Fator de emissão

39 Princípio do cálculo das emissões Fator - Default : dados da Literatura E F emission factor - Medidas diretas no campo Fator de emissão

40 Desnitrificação Volatilização Deposição Atmosférica Desnitrificação Fertilização Nitrogenada NH 3 N 2 O N 2 O Fertilizante nitrogenado

41 Medição em campo das emissões de N 2 O e NH 3 por fertilizante nitrogenado

42 Avaliação das emissões de NH 3

43

44 Emissão de N 2 O por fertilizante nitrogenado

45

46

47 Cromatógrafo gasoso Detectors: Electron Capture Detector CO 2 & N 2 O Flame Ionization Detector CH 4 T0 T5 T10 T20

48 Câmaras automáticas

49

50

51 Fluxos de GEE por Eddy Covariance Turbina eólica Sensores CH 4 e CO 2 Sistema de coleta e análise de dados

52 Escalas: Espacial Temporal

53 Pegada de Carbono Carbon footprint de produtos N 2 O CO 2 CH 4 CO 2 Indústria Etanol Carbono do solo Campo Usuário final Pegada de C Carbon Footprint

54 O caso do Cafe

55 PEGADA DE CARBONO NA PRODUÇÃO DO CAFÉ TORREFAÇÃO EMPACOTAMENTO CONSUMO CONSUMO PRODUÇÃO DE MUDAS TRANSPORTE PREPARO DO SOLO TRANSPORTE MARÍTMO BENEFÍCIO PLANTIO MECANIZAÇÃO Manejo plantas daninhas Manejo pragas e doenças Adubação TRANSPORTE COMPOSTO SÓLIDO E ÁGUA ARMAZÉM DESMUCILAGEM DESPOLPA LAVADOR SECADOR 48 MESES COLHEITA TRANSPORTE

56 Produção de café no Brasil LOCAL Produção % 10 6 sacas (60 kg) Minas Gerais 21,85 67,9 BA São Paulo 3,47 10,8 PR SP MG ES Espírito Santo Paraná Bahia 2,93 1,70 1,75 9,1 5,3 5,5 Outros 0,47 1,4 Brasil 32,18 100,0 Conab, 2011

57 Locais de avaliações das Pegadas de Carbono BA Região 1 PR SP MG ES Região 2 Região 3

58 Anos agrícolas (setembro a Agosto) avaliados

59 Cálculo da pegada de C: Metodologia

60 Gases do Efeito Estufa CO 2 CH 4 N 2 O Potencial Aquecimento Global CO2 equivalente CO 2 eq

61 Emissão de GEE da produção do café (% em relaçaõ ao total) Combustível Fóssil Região 1 22 Região 2 13 Região 3 25 Região Região Região Eletricidade Fertilizante Nitrogenado Região 1 68 Região 2 75 Região 3 59 Calcário Região 1 9 Região 2 13 Região 3 14

62 Pegada de Carbono em CO 2 eq Região 1 Mg ha -1 kg saca -1 kg kg -1 3, ,3 Região 2 2,5 79 1,3 Região 3 1,7 49 0,8 saca = 60 kg

63 Região 1 68 % Região 2 75 % Região 3 59 % Uréia Fertilizante mineral Sulfato de amônio Casca de café Organomineral Nitrato de amônio Esterco de curral Água residuária de processamento de café Esterco aviário Esterco bovino + palha de café Uréia Casca café + esterco bovino

64 Pegada de carbono = Emissões de GEE preparo do solo, fertilizantes, calcário, resíduos, combustíveis fósseis eletricidade, outros Fixações solo plantas Fertilizantes modernos

65 FERTILIZAÇÃO NITROGENADA Fertilizante Convencional Fertilizante moderno N 2 O N 2 O Emissão Direta Emissão Indireta Emissão Direta Emissão Indireta NH 3 N 2 O NH 3 N 2 O N 2 O N 2 O Menor N disponível do fertilizante NH 3 Maior N disponível do fertilizante NH 3

66 FERTILIZAÇÃO NITROGENADA Fertilizante moderno dose atual Fertilizante moderno dose reduzida N 2 O N 2 O Dose Usual Dose Reduzida Maior N disponível do fertilizante quando comparado a UréiaSEM Limus N suficiente para manutenção da mesma produtividade