Ministério de Minas e Energia GOVERNO FEDERAL APROVEITAMENTO ENERGÉTICO DE RESÍDUOS NO CONTEXTO DO PLANEJAMENTO ENERGÉTICO NACIONAL POTENCIAL, ECONOMICIDADE E MERCADO DE MÉDIO E LONGO PRAZO Empresa de Pesquisa Energética Uma Empresa do Ministério de Minas e Energia Superintendência de Estudos Econômico-Energéticos Rio de Janeiro, setembro de 2014
EVOLUÇÃO DAS ANÁLISES DE BIOENERGIA Empresa de Pesquisa Energética Uma Empresa do Ministério de Minas e Energia
Aproveitamento Energético de Resíduos Estudos de Bioenergia Potencial Técnico Avaliação Econômica e Competitividade Modelos de Negócios, Análise das Cadeias e Avaliação de Impacto Portfólio de ações custo efetivas de bioenergia para o Brasil PRÓXIMO PASSO Avaliação Tecnológica
QUAL A MELHOR ABORDAGEM PARA A ANÁLISE? Empresa de Pesquisa Energética Uma Empresa do Ministério de Minas e Energia
Aproveitamento Energético de Resíduos Metodologia de Sustentabilidade Inventário de Resíduos Urbanos e Rurais Mercados e Competitividade Redução de Custos Características e Sazonalidade Benefícios Sociais S Benefícios Ambientais Produtos Disponibilizados Tecnologias Aplicáveis e Custos Associados
Aproveitamento Energético de Resíduos Análise SWOT da Bioenergia Residual PONTOS FORTES PONTOS FRACOS Grande Produtor de Biomassa Obrigações Legais Experiência em desenvolvimento de cadeias de bioenergia Grande mercado potencial Desenvolvimento de novas cadeias industriais Desenvolvimento de renda local Geração de postos de trabalho Diversas externalidades ambientais positivas Desenvolvimento de Mercados correlacionados Cadeia Logística Rural fraca Pouca Interação entre agentes Todos esses pontos devem ser avaliados de maneira integrada, através da metodologia de Avaliação de Impacto, para uma melhor decisão sobre alternativas de incentivo Fraca Coordenação de diferentes agentes Dificuldade de fazer negócios OPORTUNIDADES AMEAÇAS
INVENTÁRIOS E POTENCIAIS TÉCNICOS DA BIOENERGIA DE BIOMASSAS RESIDUAIS Empresa de Pesquisa Energética Uma Empresa do Ministério de Minas e Energia
Aproveitamento Energético de Resíduos Análises de Potencial - ano base 2010 Tipos de Resíduos Analisados Resíduos Sólidos Urbanos Fonte: IBGE QUANTIDADE 62,9 milhões de toneladas COMPOSIÇÃO 59% Matéria orgânica 36% Recicláveis 5% Outros POTENCIAL ENERGÉTICO 19.690 mil tep 1.052 mil tep em biogás de matéria orgânica 18.638 em energia conservada de recicláveis
Aproveitamento Energético de Resíduos Análises de Potencial - ano base 2010 Tipos de Resíduos Analisados Resíduos Agrícolas Legenda DISPONIBILIDADE Limite_UF QUANTIDADE PCI Energia Primária Disponível GJ 0,000000-125000,000000 125000,000001-350000,000000 350000,000001-650000,000000 40% da biomassa, 60% da biomassa fica no campo 237,2 milhões de toneladas em base seca 650000,000001-1000000,000000 PCI médio de 15,9 GJ/t 1000000,000001-1750000,000000 1750000,000001-2500000,000000 2500000,000001-4000000,000000 4000000,000001-6000000,000000 6000000,000001-9000000,000000 9000000,000001-30630871,126152 38.189 mil tep POTENCIAL ENERGÉTICO 70% do potencial está nos resíduos de milho e de soja, as duas maiores culturas de grãos
Aproveitamento Energético de Resíduos Análises de Potencial - ano base 2010 Tipos de Resíduos Analisados Resíduos da Pecuária Confinada Legenda QUANTIDADE FATOR DE METANIZAÇÃO Limite_UF Potencial de Biogás Pecuário GJ 0,000000-43407,101635 43407,101636-97545,777355 238,8 milhões de toneladas Fator de metanização médio de 48,8 m³ de CH4/t 97545,777356-173287,378215 173287,378216-286759,126784 286759,126785-445165,598427 445165,598428-652845,133622 652845,133623-970793,103653 970793,103654-1486808,795972 1486808,795973-2476443,456950 2476443,456951-4012577,724252 POTENCIAL ENERGÉTICO 10.543 mil tep 62,5% do potencial está nos resíduos de aves. Só foram considerados rebanhos confinados.
ECONOMICIDADE E COMPETITIVIDADE DA BIOENERGIA DE BIOMASSAS RESIDUAIS Empresa de Pesquisa Energética Uma Empresa do Ministério de Minas e Energia
Aproveitamento Energético de Resíduos Análises de Potencial Premissas para as análises econômicas FINANCEIRAS TMA 10% Juros 4,5% Financiamento 16 anos Equity 10% RURAIS Biomassa Agrícola R$/t 125 Biomassa Pecuária R$/t -50 URBANOS Taxa de Tratamento de RSU - R$/t 50 Energia Conservada R$/MWh 113 GERAÇÃO DE ELETRICIDADE Ciclo Rankine 12MW, 20% de eficiência, FC de 54%, investimento de MR$ 63 Queima em Usinas de Cana Operação na entressafra, O&M de R$/MWh 30, 20% de eficiência Biodigestão elétrica 1MW, 35% de eficiência, FC de 90%, investimento de MR$ 16 Redução da TUST e TUSD 50% Incineração 30MW, 20% de eficiência, FC de 90%, investimento de MR$ 420. Biodigestão elétrica 1MW, 35% de eficiência, FC de 90%, investimento de MR$ 45 Redução TUSD e TUST 100 PRODUÇÃO DE BIOMETANO Biodigestão para biometano 190m³/h de bio-ch4, 70% de eficiência de purificação, investimento de MR$ 16 Biodigestão para biometano 190m³/h de bio-ch4, 70% de eficiência de purificação, investimento de MR$ 45
Aproveitamento Energético de Resíduos Economicidade da Bioenergia Rural
Aproveitamento Energético de Resíduos Economicidade da Bioenergia Urbana
Aproveitamento Energético de Resíduos Economicidade do Biometano versus o Óleo Diesel 0,30 Biometano Urbano
Aproveitamento Energético de Resíduos Economicidade do Biometano versus o GNV 0,30 Biometano Urbano
Empresa de Pesquisa Energética Uma Empresa do Ministério de Minas e Energia CONCLUSÕES ANÁLISES ANO BASE
Aproveitamento Energético de Resíduos Considerações Finais da Análise de Competitividade Considerações sobre o Aproveitamento Energético de Resíduos Consolidação do Potencial Geração de Eletricidade Produção de Biometano Rurais Urbanos Rurais Urbanos Queima em Ciclo Usinas de Rankine Cana na Biodigestão Incineração Biodigestão Biodigestão ano base 2010 Entressafra Unidades 1.482-4.300 106 1.021 4.300 1.021 Potencial 17.784 MW 1.440 GWh 4.300 MW 3.176 MW 868 MW 17,6 Mm³/d 4,2 Mm³/d Potencial de Conservação de Energia Custos - - - 3.610 ktep 18.638 ktep - 18.638 ktep R$/MWh 265 R$/MWh 160 R$/MWh 225-340 R$/MWh 210-270 R$/MWh 120-280 R$/m³ 1,00-1,50 R$/m³ 0,25-0,90
Empresa de Pesquisa Energética Uma Empresa do Ministério de Minas e Energia APROVEITAMENTO NO LONGO PRAZO
Bagaço (mil t) Palhas e Pontas (mil t) Aproveitamento Energético de Resíduos Recursos de Biomassa no Longo Prazo Considerações sobre o Aproveitamento Energético de Resíduos 600.000 Potencial de biomassas de cana Dado pela demanda de seus principais produtos (açúcar e etanol) Bagaço ainda é o principal resíduo, contudo as palhas e pontas e a vinhaça ganham importância. 900.000 800.000 700.000 600.000 500.000 400.000 300.000 200.000 100.000 Vinhaça (mil m³) 0 2013 2015 2017 2019 2021 2023 2025 2027 2029 2031 2033 2035 2037 2039 2041 2043 2045 2047 2049 500.000 400.000 300.000 200.000 100.000 0
Aproveitamento Energético de Resíduos Recursos de Biomassa no Longo Prazo Considerações sobre o Aproveitamento Energético de Resíduos 180.000 160.000 140.000 120.000 100.000 80.000 60.000 40.000 20.000 0 Potencial de produção de RSU Aumento da renda per capita aumenta a participação de recicláveis nos RSU Produção per capita de resíduos evolui de 0,9 para 2,07 kg/hab.dia Matéria orgânica Papéis Plásticos Vidros Metais Outros 120% 100% 80% 60% 40% 20% 0% 2013 2014 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050 % Outros % Orgânico % Papeis % Plásticos % Vidros % Metais
2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034 2035 2036 2037 2038 2039 2040 2041 2042 2043 2044 2045 2046 2047 2048 2049 2050 (mil t) Aproveitamento Energético de Resíduos Recursos de Biomassa no Longo Prazo Considerações sobre o Aproveitamento Energético de Resíduos Potencial de produção de resíduos agrícolas Potencial considera somente a parcela que pode ser retirada do campo Há necessidade de adequação e desenvolvimento de tecnologias de coleta desses resíduos no campo e de melhoria da cadeia logística no meio rural Palha de Soja Palha de Milho Palha de Trigo Palha de Arroz Casca de Arroz 400.000 350.000 300.000 250.000 200.000 150.000 100.000 50.000 0
2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034 2035 2036 2037 2038 2039 2040 2041 2042 2043 2044 2045 2046 2047 2048 2049 2050 (mil t) Aproveitamento Energético de Resíduos Recursos de Biomassa no Longo Prazo Considerações sobre o Aproveitamento Energético de Resíduos Potencial de produção de biomassa residual pecuária Potencial somente de rebanhos confinados. Resíduos com necessidade de tratamento 700.000 Esterco Bovino (confinado) Esterco Avícola Esterco Suíno 600.000 500.000 400.000 300.000 200.000 100.000 0
2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034 2035 2036 2037 2038 2039 2040 2041 2042 2043 2044 2045 2046 2047 2048 2049 2050 MIl tep Aproveitamento Energético de Resíduos Potenciais de Bioenergia no Longo Prazo Considerações sobre o Aproveitamento Energético de Resíduos Potencial Energético sem priorizar a biodigestão Considera o PCI para biomassas sólidas e a biodigestão para biomassas líquidas Potencial Energético de biomassa residual cresce aproximadamente 120% As biomassas de cana e os resíduos agrícolas apresentam os maiores potenciais, seguidos pelos resíduos pecuários RSA RPec Bagaço Palhas e Pontas RSU - Incineração Florestas Vinhaça Esgoto 400.000 350.000 300.000 250.000 200.000 150.000 100.000 50.000 0
2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034 2035 2036 2037 2038 2039 2040 2041 2042 2043 2044 2045 2046 2047 2048 2049 2050 MIl tep Aproveitamento Energético de Resíduos Potenciais de Bioenergia no Longo Prazo Considerações sobre o Aproveitamento Energético de Resíduos Potencial Energético priorizando a biodigestão Considera o PCI para biomassas sólidas e a biodigestão para biomassas líquidas com codigestão de resíduos pecuários e agrícolas e biodigestão da fração orgânica dos RSU Potencial Energético de biomassa residual cresce aproximadamente 140% As biomassas de cana e os resíduos agrícolas continuam apresentam os maiores potenciais, ainda seguidos pelos resíduos pecuários. Contudo por conta da energia conservada de RSU RSA Rpec+ Agri (codigest) Bagaço RSU - Conservação de Energia Palhas e Pontas Florestas Vinhaça + Palhas e Pontas (codigest) RSU - Biogás Esgoto 450.000 400.000 350.000 300.000 250.000 200.000 150.000 100.000 50.000 0
Aproveitamento Energético de Resíduos Oferta de Bioenergia no Longo Prazo Considerações sobre o Aproveitamento Energético de Resíduos Oferta de Biometano sensibilidade BAU Mantém a participação de competitividade ao longo do período O desenvolvimento do mercado de biogás/biometano será somente nos nichos competitivos Esse desenvolvimento será consequência do estabelecimento da cadeia industrial e de serviços para esta parcela competitiva Biometano total Biometano comb._bau Biometano elet. eq_bau Biometano comb. + elet_bau 250 200 Mm³/d 217,52 150 100 50 0 102,07 140,81 8,18 52,97
Aproveitamento Energético de Resíduos Oferta de Bioenergia no Longo Prazo Considerações sobre o Aproveitamento Energético de Resíduos Oferta de Biometano sensibilidade Novas Políticas Políticas de incentivo ao desenvolvimento sustentável aumentam a competitividade do biogás/biometano O desenvolvimento do mercado de biogás/biometano se dará em diferentes nichos O desenvolvimento da cadeia industrial e de serviços será mais rápido e mais difundido Biometano total Biometano comb._np Biometano elet. eq_np Biometano comb. + elet_np 250 200 Mm³/d 217,52 150 100 102,07 140,81 98,30 50 26,01 0 Mm³/d
Aproveitamento Energético de Resíduos Oferta de Bioenergia no Longo Prazo Considerações sobre o Aproveitamento Energético de Resíduos Oferta de biocombustíveis sólidos No cenário de desenvolvimento de coleta de resíduos agrícolas parte da disponibilidade será destinada a produção de biocombustíveis sólidos. Esse mercado tende a substituir o mercado de lenha. Com a garantia da oferta e políticas de sustentabilidade há uma expansão maior substituindo combustíveis fósseis. Pellets Pellets_BAU Pellets_NP 400.000 350.000 371.810 300.000 250.000 200.000 150.000 100.000 50.000 0 165.089 231.731 15.870 4.781 40.543 21.547