Estudos em escala regional:

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1 Estudos em escala regional: Mi3gacão de gases de efeito estufa por intensificação sustentável da pecuária de corte no Cerrado Rafael Silva, SRUC and The university of Edinburgh

2 Estudos em escala regional: 1. Objetivos 2. O cenário (região e sistema produtivo) 3. Métodos 4. Resultados 2

3 1. Objetivos - Estimar as emissiões de gases de efeito estufa (GEE) da produção de gado de corte no Cerrado. - Identificar estratégias ótimas de mitigacão de GEE por meio de curvas de custo de abatimento marginal de carbono (CCAMC). - Avaliar efeitos da variação do consumo de carne sobre as emissões líquidas no Cerrado. 3

4 2. Cenário O Brasil é o segundo maior produtor de carne bovina do mundo 9.3 Mt/yr (14.7%) e o maior exportador ano de (FAO, 2014). Maior rebanho comercial do mundo (cerda de 170 milhoes de cabecas em 2006 (IBGE, 2014). Mas a produção acarreta custos externos: emissoes de GHG, uso de recursos naturais, perda de biodiversidade (desmatamento). 4

5 2. Cenário O Cerrado brasileiro. Emissões do setor agrícola por biomas Biome Million tons of CO 2 equivalent Contribu6on (per cent) Amazônia Cerrado Pampa 16 6 Caatinga 6 2 Pantanal 2 1 Mata Atlântica -5* Região de expansão agrícola. - Maior produtora de carne bovina do Brasil: ~35% em Produção predomiantemente sobre pastagens (gênero Brachiaria). - Maior parte do gado Nellore. - Vegetação natural com baixa biomassa (em comparacao com florestas) 5

6 Ações de Mitigação Com o objetivo de reduzir os impactos ambientais do setor agropecuário, o governo brasileiro propôs uma série de NAMAS (Nationally Appropriate Mitigation Actions), ações voluntárias para reduzir as emissões de 36.1% a 38.9%, em relação às emissões projetadas até As metas de redução podem ser alcançadas com a adoção de tecnologias de mitigação de GEE, tal como recuperação de pastagens, uso de suplementação para animais em sistemas pastoris, terminação em confinamento, integração lavoura-pecuária, entre outros. 6

7 Curvas de custo marginal de abatimento de carbono (CCMAC) Uma CCMAC é definida como um gráfico que indica o custo por t CO 2 associado a uma redução potencial das emissões (em R$ por kt de CO 2 reduzido) Figure 1: Marginal Abatement Cost Curve for crops and soil, costs are relative to 2006 and abatement potential from 2006 to Macleod et. al.,

8 EAGGLE model (Silva, 2013) Modelos mecanicistas de fazenda, geralmente usam o6mização matemá6ca, frequentemente baseados em programação linear (PL). Max z(x) = c T x s.a Ax a x 0 Parameter: x T Bx = b Where: x = vector of ac6vi6es (decison variables); c T = vector of net income per unit of ac6vity; A = matrix of general coefficients; a = vector of min/max values for the ac6vi6es. B = Matrix of coefficients associated to GHG emissions; b = vector of max quan6ty of GHG emissions; 8

9 Dinâmica do rebanho Age- structured model Age Age (months cohort ) Mortality rate (%.mth -1 ) Avg SBW (kg.head -1 ) DMI (kg.day -1 ) CH 4 (kg.head. -1.mth -1) N 2 O (kg.head. -1.mth -1 ) K= [6,9) [9,12) [12,15) [15,18) [18,21) [21,24) [24,27) [27,30) K=9 Slaughter weight 9

10 Degradação de pastagens Por definição, designa-se como degradação de pastagem ao processo evolutivo de perda de vigor, produtividade e da capacidade de recuperação natural de uma dada pastagem, tornando-a incapaz de sustentar os níveis de produção e qualidade exigidos pelos animais. degradação 10

11 Modelling pasture degrada6on Fig. 2: Discrete representa6on of pasture (Brachiaria) degrada6on. 11

12 Recuperação de pastagens baseada em par6ções (RPBP) Figure 3: Exemplificação do método de recuperação o6mizado RPBP. 12

13 Restora6on costs From partition To partition A B C D E F A B C D E F Costs calculated according to amount of inputs and services. Ex.: calcium, limestone, fertilizers, micronutrients, seeds, urea distribution, mowing. 13

14 Fontes de emissões As emissões do setor pecuário são dominadas pelos gases metano (CH 4 ), produzidos pela fermentação entérica e pelas fezes dos animais ruminantes, e pelo óxido nitroso (N 2 O), emitido pelas fezes, pela urina e pelo uso de fertilizantes a base de nitrogênio. Enteric Fermentation CH 4 Excreta N 2 O Fertilization (N) N 2 O Degradation CO 2 14

15 Curvas de custo marginal de abatimento de carbono (CCMAC) Obtendo uma CCMAC por meio de uma modelo de programação linear: Tec. de mi6gação Inves6mentos Pastagens Rebanho Lucro Emissões 15

16 Obtendo as Curvas de Abatimento Marginal de Carbono Potêncial de abatimento (AP): AP ms = E BAU T Custo efetivo (CE): E ms (9) CE ms = GM GM AP BAU ms ms (10) 16

17 Construção do cenário de referência Premissas: 1 - Produtividade constante (~10t MS/ha/ano); 2 90% dos animais são terminados a pasto, e 10% sob confinamento (ANUALPEC, 2010); 1 - Produtividade constante (~10kg MS/ha/ano); 2 90% dos animais são terminados a pasto, e 10% sob confinamento (ANUALPEC, 2010); Figure 4: Beef demand and total pasture area projections for Cerrado. Both are assumed as 34% the projections for Brazil, from WB report (2011). 17

18 Tecnologias de mitigação Mitigation measure Feedlot finishing Description Cost 1 Unit Steers with 388Kg of LW can be selected for feedlot. The confinement takes 2 months. Afterwards, the steers are finished with 490 kg R$.head -1 N inhibitors It is applied 1 kg of Agrotain per ton of applied N. 120 R$.t -1 Pasture restoration Supplementation concentrate Supplementation protein Every year during the production, it is possible to increase productivity. Steers with 421 kg of LW can be selected for concentrate supplementation. The supplementation takes 2 months and the final weight is 490 kg. Calves (189 kg) can be selected to be supplemented with protein (only in March). The steers are finished after 15 months, with 481 kg. TABLE R$.ha -1 R $.au -1.mth -1 R $.au -1.mth -1 Adoption rate modelling 15% of the total finished animals. 100% of all applied N Optimized Optimized Optimized 18

19 Resultados A maior parte das emissões de GEE vem do processo de fermentação entérica: 78Mt CO 2 e.yr -1 Figure 5: Cerrado baseline annual emissions from 2010 to Figure 6: Share of emissions from 2010 to 2030 for the Brazilian Cerrado. 19

20 ~24% das emissões podem ser reduzidas com custo negativo. Figura 7: CCAMC para produção de carne bovina no Cerrado. 20

21 21

22 Fig. 8: (A) Cerrado Central do Brasil (Brazilian Cerrado core) and (B) Cerrado baseline demand (D BAU ) and varied demand projections that correspond to percentage variation by 2030 in relation to D BAU. 22

23 Emissões por avaliação de ciclo de vida (ACV) Avaliação de Ciclo de Vida é uma metodologia de estudo capaz de avaliar os possíveis impactos ambientais (GEE) causados por uma cadeia produtiva desde sua origem até o seu termo. Figura 9: Diagrama simplificado para ciclo de vida do leite. Fonte: lca.htm 23

24 Figura 10: Mudança nas emissões acumuladas ( ) em função da demanda. 24

25 Figura 11: Mudança nas emissões acumuladas ( ) em função da demanda (sem considerar sequestro de carbono). 25

26 Conclusão Nossos resultados reforçam a recuperação de pastagens como a melhor estratégia de reduçao dos GEE no Cerrado. Existe um expressivo potencial de reducao dos GEE com custo negativo ao setor: 23.7% das emissões associadas a producao de gado no Cerrado até Nossos resultados mostram que a redução do consumo de carne pode não ser benéfica para mitigação de GEE em sistemas específicos. 26