Análise multicriterio da produção de biodiesel Feruccio Bilich (Núcleo de Assuntos Estratégicos NAE /PR) fbilich@cgee.org.br Ricardo DaSilva (CNPq) rdasilva@cnpq.br Resumo: Este artigo tem por finalidade analisar através de metodologia multicriterio qual das culturas ou espécies é mais apropriada a ser utilizada na produção de biodiesel. Os critérios investigados para cada cultura foram porcentagem de óleo, meses de colheita, rendimento em óleo (t/ha), produtividade média kg/ha, custos de produção e preços dos óleos. A partir desta seleção, foi utilizado para análise e classificação das oleaginosas, por ordem de importância, um software de análise multicritério. Verificou-se que a oleaginosa Soja apresentou o melhor resultado com base nos critérios investigados do que as demais oleaginosas, seguidas em ordem decrescente de importância das oleaginosas: Dendê, Canola, Mamona e Amendoim, para o potencial de produção do biodiesel brasileiro. Palavras-chave: Produção; Biodiesel; Multicritério; Produção Agro-Industrial. 1. Introdução Este artigo tem por finalidade analisar através de metodologia multicriterio qual das culturas ou espécies é mais apropriada a ser utilizada na produção de biodiesel. Os critérios investigados para cada cultura foram porcentagem de óleo, meses de colheita, rendimento em óleo (t/ha), produtividade média kg/ha, custos de produção e preços dos óleos. A partir desta seleção, foi utilizado para análise e classificação das oleaginosas, por ordem de importância, um software de análise multicritério. Verificou-se que a oleaginosa Soja apresentou o melhor resultado com base nos critérios investigados do que as demais oleaginosas, seguidas em ordem decrescente de importância das oleaginosas: Dendê, Canola, Mamona e Amendoim, para o potencial de produção do biodiesel brasileiro. Há várias fontes para a produção do biodiesel, tais como a soja, canola, dendê, amendoim, mamona, cana-de-açúcar e outras, como o nabo, pinhão bravo, pequi, carnaúba, cocos que podem ser utilizadas na produção de biocombustiveis. Este trabalho tem como principal objetivo analisar, por meio, de metodologia multicriterio qual das culturas são mais apropriada a ser utilizada na produção de biodiesel. 2. Biodiesel O biodiesel pode ser definido como combustível natural usado em motores diesel, produzido através de fontes renováveis e que atende às especificações da ANP. Podendo ser utilizado puro ou em mistura com o óleo diesel em qualquer proporção. Crestana (2005), define o biodiesel como ésteres monoalquílicos de ácidos graxos de cadeia longa, derivados de lipídios naturais. A inserção do biodiesel no Brasil é tema que possui um processo histórico com mais de 30 anos, em 1970: primeiras experiências (obstáculo: preços dos óleos vegetais); 1980: primeira patente do biodiesel no mundo (Prof. Expedito Parente / Universidade Federal do Ceará); - 2002: assunto volta para a agenda do Governo; - 2003: criação de Grupo de Trabalho; - Dez/2003: Comissão Executiva Interministerial e Grupo de Gestão, responsáveis pela implementação de um programa; - Dez/2004: lançamento do Programa, envolvendo 14 1
Ministérios e vários Centros de Pesquisa; - 2005: Estados estruturam redes de pesquisa (CRESTANA, 2005). A nomenclatura a qual se referente ao percentual de concentração de biodiesel no diesel é denominada mundialmente de Bxx, sendo o xx a percentagem em volume do Biodiesel à mistura. Algumas nomenclaturas B2, B5, B20 e B100 são combustíveis com uma concentração de 2%, 5%, 20% e 100% de Biodiesel, respectivamente. A adição de biodiesel no mercado de combustíveis tem sido utilizada em quatro níveis de concentração: (Informações sobre Biodiesel). -Puro (B100) -Misturas (B20 B30) -Aditivo (B5), as misturas de 5% e 20% são as mais usuais, sendo que para a mistura B5, não é necessário nenhuma adaptação dos motores -Aditivo de lubricidade (B2). O Brasil se destaca pela sua grande diversidade e produtividade de grãos que podem ser utilizados na fabricação de óleos vegetais (soja, mamona, dendê, algodão, canola, amendoim, pupunha e outras), apresentando neste sentido, uma grande abertura para uma nova alternativa energética, no caso da substituição do diesel por biocombustiveis, ou seja, o diesel produzido a partir de óleos vegetais. Os óleos vegetais podem ser encontrados nas sementes das plantas e em algumas polpas de frutos. Os óleos vegetais são constituídos principalmente de glicerídeos, contendo outros lipídeos em pequenas quantidades. Os ácidos graxos que esterificam o glicerol apresentam, muitas vezes, cadeias alinfáticas saturadas, mas, freqüentemente, cadeias insaturadas estão presentes. As diferenças funcionais entre os ácidos graxos constituintes dos óleos vegetais determinam as diferenças entre certas propriedades destes óleos tais como: ponto de fusão, calor e pesos específicos, viscosidade, solubilidade, reatividade química e estabilidade térmica. Uma grande vantagem do biodiesel é sua eficácia como aditivo (de até 20% sem qualquer adaptação para o motor), podendo ser agregado ao diesel de petróleo. Preocupados com a iminência do esgotamento de reservas de petróleo e em manter o equilíbrio ambiental, governos e corporações passaram a investir cada vez mais na pesquisa de combustíveis mais limpos, como alternativa energética; estes combustíveis estão sendo alvos de pesquisas destinadas a torná-los economicamente viável, desta vez substituindo o diesel fóssil pelo biodiesel, nome dado ao diesel extraído de óleos vegetais. 3. Principais Fontes Cultiváveis de Biodiesel no Brasil O Brasil possui grande potencial na produção de biocombustiveis com o cultivo de oleaginosas e de cana-de-açúcar. Em algumas regiões, como o Nordeste Brasileiro, podem ser cultivadas algumas oleaginosas como: mamona, amendoim, gergelim, babaçu e outras. (PERES et al, 2005). As fontes para extração de óleo vegetal que podem ser utilizadas são: baga de mamona, polpa do dendê, amêndoa do coco de dendê, amêndoa do coco de babaçu, semente de girassol, amêndoa do coco da praia, caroço de algodão, grão de amendoim, semente de canola, semente de maracujá, polpa de abacate, caroço de oiticica, semente de linhaça, semente de tomate e de nabo forrageiro, conforme Tabela 1. Plantas nativas como o pequi, o buriti e a macaúba, apresentaram resultados relevantes nos testes laboratoriais, entretanto, a sua produção é extrativista e não há plantios comerciais para produção de biodiesel. O álcool e os óleos vegetais compõem as principais fontes para extração de biocombustiveis. A partir de óleos vegetais é possível obter o biodiesel, com potencial energético equivalente ao petrodiesel, tendo como subproduto à glicerina (PERES et al, 2005). 2
TABELA 1 Características de alguns vegetais com potencial para produção do biodiesel. Espécie Origem Do óleo Conteúdo de óleo (%) Meses de colheita Rendimento em óleo (t/ha) Dendê (Elaeis Guineensis N. Amêndoa 26 12 3,0-6,0 Babaçu (Attalea speciosa M. Amêndoa 66 12 0,4-0,8 Girassol (Helianthus annus) Grão 38-48 3 0,5-1,5 Colza ou Canola (Brassica Grão 40-48 3 0,5-0,9 napus) Mamona (Ricinus communis) Grão 43-45 3 0,5-1,0 Amendoim (Arachis Grão 40-50 3 0,6-0,8 Hipogaea) Soja (Glycine max) Grão 17 3 0,2-0,6 Fonte: Cadernos NAE 4. Análise Multicriterio Análise Multicriterio tem por objetivo analisar varias possíveis ações levando em conta vários critérios simultaneamente. A utilização da metodologia Promethee foi escolhida dentre varias por apresentar melhor consistência com os pesos e as ações. O presente trabalho teve como objetivo identificar e analisar o potencial do Brasil na produção de biodiesel, relacionando as principais fontes cultiváveis de biodiesel. Para tanto, foram selecionados cinco potenciais oleaginosos para produção de biodiesel, Dendê (Elaeis Guineensis N); Colza ou Canola (Brassica napus); Mamona (Ricinus communis); Amendoim (Arachis Hipogaea); Soja (Glycine max), conforme Tabela 2. Os critérios investigados para cada cultura foram porcentagem de óleo; meses de colheita; rendimento médio em óleo (t/ha); produtividade média kg/ha; custos de produção e preços dos óleos, e os seus respectivos pesos foram: 3, 1, 6, 7, 9 e 10. Espécie Dendê (Elaeis Guineensis N). Colza ou Canola (Brassica napus) Mamona (Ricinus communis) Amendoim (Arachis Hipogaea) Soja (Glycine max) TABELA 2 Principais oleaginosas para produção de biodiesel no Brasil Origem do óleo Amênd oa Conteúdo médio de óleo (%) Meses de colheita Rendimento médio em óleo (t/ha) Produtivida de Média T / ha Custos de Produção US$/ T Preço óleos US$/ T 26 12 4,5 2,2 286 450 Grão 44 3 0,7 2,3 650 653 Grão 44 3 0,75 1,0 720 1.040 Grão 45 3 0,7 1,9 1.300 1.281 Grão 17 3 0,4 2,3 85 560 Fonte: Várias (Ministério da Agricultura, Embrapa, Conab, Caderno NAE, IBGE, UFRGS) e Bloomberg News. 3
Partial Ranking (PROMETHEE I) Complete Ranking (PROMETHEE II) XIII SIMPEP - Bauru, SP, Brasil, 6 a 8 de Novembro de 2006 Optou-se por utilizar um só peso por critério, pois é mais apropriado no presente estudo. Na especificação da importância relativa dos critérios para avaliação, os maiores pesos foram dados para os critérios que envolviam valores unitários (US$ / T), os quais afetavam diretamente a lucratividade. Em seguida, também tiveram os maiores pesos os critérios de rendimento e produtividade (T / há), e por último tiveram os menores pesos os critérios de conteúdo médio e meses de colheita, por afetarem em menor escala a lucratividade final. A partir desta seleção, foi utilizado para análise e classificação das oleaginosas, por ordem de importância, o Software de Análise Multicritério, Decision Lab. As possíveis ações estratégicas são: dendê; canola; mamona; amendoim e soja. Os critérios foram: Conteúdo Médio Óleo; Meses de Colheita; Rendimento Médio em Óleo; Produtividade Média; Custo de Produção e Preço. Com esses critérios e as ações definidas, empregou-se o software Decision Lab que utiliza a metodologia multicriterio Promethee e obtiveram-se as prioridades apresentadas a seguir. O ordenamento parcial leva em consideração o Φ+ e o Φ-. O Φ+ representa quanto uma ação é preferida à outra e o Φ- representa quanto uma ação é preterida por outra. O Φ é o Φ+ menos o Φ-, e representa o ordenamento completo. Os planos GAIA representam espacialmente as ações em relação aos critérios. Ordenamento Parcial (PROMETHEE I) Ordenamento Completo (PROMETHEE II) 4
GAIA Planes Decision Stick XIII SIMPEP - Bauru, SP, Brasil, 6 a 8 de Novembro de 2006 Planos GAIA Decision Stick 5. Considerações Finais Dentre as cinco culturas de oleaginosas com potencial para a produção de biodiesel, Dendê (Elaeis Guineensis N), Colza ou Canola (Brassica napus), Mamona (Ricinus communis), Amendoim (Arachis Hipogaea) e Soja (Glycine maxt), verificou-se que a oleaginosa Soja apresentou o melhor resultado com base nos critérios investigados do que as demais oleaginosas, seguidas em ordem decrescente de importância das oleaginosas: Dendê, Canola, Mamona e Amendoim, para o potencial de produção do biodiesel brasileiro. As informações obtidas da análise de produção de biodiesel permitem verificar a competitividade da produção no Brasil. O biodiesel pode, portanto, cumprir um papel importante no fortalecimento da base agroindustrial brasileira e no incremento da sustentabilidade da matriz energética nacional, como geração de empregos e benefícios 5
ambientais. Há necessidade de um reforço da base de variedades e cultivares, exceto para a soja, e algum aperfeiçoamento dos processos produtivos, principalmente se analisada com produção etílica. O planejamento para implementação do biodiesel requer ações de curto prazo, com a introdução cuidadosa destes biocombustiveis no mercado, para poder induzir à progressiva superação das dificuldades inerentes na produção. A base agroindustrial brasileira tem perspectiva de aumento de produtividade pelo desenvolvimento tecnológica aportada pelo H bio, onde a incorporação de cultivares ao petróleo produzido no Brasil poderá torná-lo melhor aproveitado e mais competitivo. Portanto a médio prazo pode-se prever o aumento da produtividade de variedade e cultivares. 6. Referências Bibliográficas BRASIL. Ministério do Desenvolvimento, Indústria e Comércio Exterior. Exportação 1996-2003. In: BRASIL. Ministério do Desenvolvimento, Indústria e Comércio Exterior. Secretaria de Comércio Exterior. ALICE-Web. Disponível em: <http://aliceweb.desenvolvimento.gov.br/>. Acesso em nov. 2005. Cadernos NAE / Núcleo de Assuntos Estratégicos da Presidência da República. - nº. 2 (jan. 2005). - Brasília: Núcleo de Assuntos Estratégicos da Presidência da República, Secretaria de Comunicação de Governo e Gestão Estratégica, 2005. Caderno Digital de Informações Sobre Energia, Ambiente e Desenvolvimento. http://www.guiafloripa.com.br/energia/ambiente/ambiente_energia.php CRESTANA. S. Matérias-primas para produção do biodiesel: priorizando alternativas. Palestra Embrapa, São Paulo, 2005. FAO. Food and Agriculture Organization of the United Nations. FAO Statistical Databasis. Disponível em <http://faostat.fao.org> Acesso em: 12 jan. 2005. MACHADO, I. de C. Greenhouse gas emissions and energy balances in bio-ethanol production and utilization in Brazil (1996). Biomass and Bioenergy, v. 14, n.1, p 77-81, 1998. Disponível em: <http://www.ingentaconnect.com/content/els/09619534>. Acesso em: 31 out. 2005. MARESCHAL, B. and MERTENS, D. Evaluation financiere par la méthode multicritere GAIA: application au secteur de l assurance. Actualité Economique, 68(4), 1992. PERES. J. R. R.; FREITAS JUNIOR. E. de; GAZZONI, D. L. Biocombustiveis Uma oportunidade para o agro-negócio brasileiro. Revista de política agrícola. Ano XIV - Nº 1 - Jan./Fev./Mar. 2005, p.31-41. Brasília: Disponível em: <www.agricultura.gov.br> ROY, B. and Bouyssou, D. Aide multicritere a la décision. Méthodes et cas. Economica, Paris, France, 1993. SILVA, J. G. da; SERRA, G. E. Energy balance for ethyl alcohol production from crops. Science, Washington, v. 201, n. 4358, p. 903-906, Sept. 1978. GOVER, M. P. et al. Alternative road transport fuels: a preliminary life-cycle study for the UK. Oxfrod: Energy Technology Support Unit, 1996. v. 1 e 2. (ETSU report R92). URQUIAGA, S.; ALVES, B. J. R.; BOODEY, R. M. Produção de Biocombustíveis A questão do balanço energético. Revista de política agrícola. Ano XIV - Nº 1 - Jan./Fev./Mar.2005, p.42-46. Brasília: Disponível em: <www.agricultura.gov.br> 6
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