Etanol no Brasil: Panorama Atual e Perspectivas Alfred Szwarc Consultor Técnico Comissão de Transporte e Meio Ambiente da ANTP São Paulo, 20 de julho de 2010
Biocombustíveis: Fatores Motivadores Fonte: Vital Signs 2007-08, Worldwatch Institute
Limites para o Aquecimento Global Nível Crítico? Junho 2010: 392,04 ppm Junho 2009: 389,43 ppm Junho 2008: 387,88 ppm Junho 1986: 349,70 ppm O IPCC e diversas instituições e entidades concordam que o uso de fontes renováveis de energia com baixo teor de carbono é uma estratégia válida para mitigar as emissões de GEE biocombustíveis Fonte, NOAA, Observatório Mauna Loa
Transportes e o Aquecimento Global Cerca de 25% das emissões de GEE de origem antrópica são geradas pelo setor de Transportes (rodoviário, aéreo, hidroviário, naval) Fonte: IPCC 2001
Gigatonnes de CO2e GEE: Cenários de Controle de Emissão + 6 C + 3 C + 2 C Fonte: IEA World Energy Outlook 2008 CCS: Carbon capture & storage
Ciclo de Carbono da Cana Dados relativos à emissão de CO2 para cada mil litros de etanol produzido e consumido: Fonte: UNICA,Cartilha Etanol. Informações: Isaias Macedo, Unicamp; Joaquim Seabra Unicamp 2008;
O Falso Dilema: Alimentos Vs. Energia Área mundial total ocupada pela agricultura é de 1.4 bilhões de hectares. Somente 15 milhões de hectares são destinados à produção de etanol. USO DA TERRA NO MUNDO O impacto da produção de biocombustíveis sobre a produção de alimentos é fortemente SUPERESTIMADO Fonte: FAO, F.O.Licht, Datagro, UNICA, USDA, Comissão Européia. Elaboração: UNICA. Nota: Outros inclui área colhida de frutas, fibras, castanhas, leguminosas, raízes e tubérculos, plantas estimulantes, pimentas e demais vegetais.
Uso da Terra no Brasil Milhões de hectares BRASIL 851,48 TOTAL DE TERRAS ARÁVEIS 329,94 % do Total % das Terras Aráveis 1. Lavouras - Total 59,84 7,0% 18,1% Soja 21,57 2,5% 6,4% Milho 14,44 1,7% 4,4% Cana-de-açúcar 8,14 0,9% 2,5% Cana-de-açúcar para etanol 4,88 0,6% 1,5% 2. Pastagem 158,75 18,6% 48,1% 3. Áreas Protegidas e de Vegetação Nativa 495,61 58,2% - APP, UC e TI 277,53 32,6% Outras áreas de Vegetação Nativa 218,08 25,6% 4. Área disponível 111,34 13,1% 33,7% 5. Outros Usos 25,92 3,0% - Nota: Terras aráveis (Censo IBGE 2006) 1) Total de Lavouras permanentes e temporárias (Censo IBGE 2006); Dados de soja, milho e canade-açúcar (IBGE 2008). 2) Pastagens (Censo IBGE 2006) 3) Áreas Protegidas e de Vegetação Nativa (Gerd Spavorek 2009, não publicado) APP = Área de Preservação Permanente; UC = Unidades de Conservação e TI = Terras Indígenas 4) Área disponível = Terras aráveis Lavouras - Pastagens. Fonte: ICONE e UNICA. Elaboração: UNICA.
Fonte: NIPE-Unicamp, IBGE e CTC. (*) veículos com motor do ciclo Otto Produção de Cana-de-açúcar no Brasil 25 milhões de hectares de pastagens degradadas estão disponíveis Bioma Amazônia Cana Com menos de 5 milhões de hectares 1,5% das terras aráveis, produzimos etanol suficiente para abastecer 50% do consumo de combustível de veículos leves* do Brasil. 87% da produção de cana-de-açúcar
Fonte: Ministério de Minas e Energia / EPE MATRIZ ENERGÉTICA DO BRASIL
MATRIZ ENERGÉTICA DO BRASIL Setor de transportes representa 30,4% do consumo final energético Fonte: Ministério de Minas e Energia / EPE
Energia para o Transporte Rodoviário Gasolina Diesel GNV, GLP e Biogás CTL Metanol Bioetanol Biodiesel fácilmente integrados no mercado existente de derivados de petróleo Biobutanol BioHC BTL GTL Hidrogenio Não disponíveis para uso = 7 comercial milhões em m³ larga escala
A Fronteira Tecnológica da Cana-de-açúcar Biohidrocarbonetos Biobutanol 1/3 Caldo 276 kg/t 50% umidade 1/3 Bagaço 165 kg/t 15% umidade 1/3 Palha AÇÚCAR ETANOL BIOELETRICIDADE Lignina Melaço ALCOOLQUÍMICA bioplásticos, etc. Fonte: UNICA.
Situação Atual e Perspectivas Otimização incremental da tecnologia existente 2ª geração de biocombustíveis Convencional 1 hectare Caldo + Melaço 7.000 litros etanol ou mais Convencional + novas tecnologias 1 hectare Caldo + Melaço + Bagaço + Palha 12.500 litros etanol ou mais + biohc + biobutanol + etc.
Da Usina para a Biorefinaria Tanques de etanol Etanol de celulose BioHC Biobutanol Destilaria de etanol Usina de açúcar Bagaço Cana-de-açúcar Palha de cana
Mercado de Etanol Mercado 2009: > 80 bilhões litros* - Combustível - Outros fins Mistura direta com gasolina Mistura com gasolina na forma de ETBE Uso direto como combustível Uso em motores diesel (aditivos, microemulsões, injeção dupla etc) Alcoquímica Uso industrial Consumo humano (*) crescimento de approx. 12% a.a. nesta década
Evolução do Mercado de Veículos Leves Automóveis flex fuel representam 40% da frota brasileira de autoveículos leves (ciclo Otto) Flex Fonte: UNICA
Milhões de veículos Milhões de litros Expansão da Demanda Doméstica de Etanol 12 10 8 6 1.600 1.400 1.200 1.000 800 4 2 Vendas acumuladas de veículos flex 600 400 200 0 Jan-03 Fev-10 0 Fonte: ANP e ANFAVEA. Elaboração: UNICA
Fonte: UNICA e CEPEA. Elaboração: UNICA. Vendas X Preços do Etanol no Mercado Doméstico Vendas de etanol hidratado pelas usinas da região Centro-Sul ao mercado interno e preço do etanol hidratado recebido pelos produtores no Estado de SP Diante da restrição de crédito no 1º semestre de 2009, as usinas venderam etanol para obtenção de capital de giro, reduzindo os preços do produto e, conseqüentemente, elevando muito o consumo no período de safra.
Milhões de litros Consumo de Etanol e Gasolina no Brasil 2.400 2.000 Gasolina 1.600 1.200 Etanol 800 400 0 Jan, 2000 Jan, 2010 Source: ANP. Elaboration: UNICA.
Fonte: ANFAVEA Mercado de Veículos FLEX 12 fabricantes e cerca de 90 modelos
Motocicletas a Etanol e Flex Tecnologia conhecida e aplicação economicamente viável Décadas de 70/80 produção de motos a álcool no Brasil Tecnologia flex tende a crescer no Brasil e pode ser uma opção para outros paises Honda CG 125 álcool - 1982 (4T) Yamaha RX 125 álcool - 1982 (2T) Honda Titan Mix - 2009
Novos Usos para o Etanol Ônibus movido a etanol (E95) em São Paulo projeto piloto Motores diesel 100% etanol Caldeira flex Plásticos Verdes (polietileno, PVC, PET) Turbina flex
Uso de Etanol em Motores Diesel Etanol com 5% aditivo promovedor de ignição São Paulo Estocolmo Em testes: Híbrido (propulsão elétrica e a etanol)
Política Ambiental de Estocolmo: Substituição do Óleo Diesel por Biocombustíveis Até 2006: pelo menos 25%* 2011-2015: pelo menos 50%* 2022: pelo menos 75%* 2030: 100%* (*) porcentual de substituição Biocombustíveis: etanol e biogas
Projeto BEST no BRASIL BEST: BioEthanol for Sustainable Transport é uma iniciativa internacional para demonstração da viabilidade do uso do etanol no setor automotivo. 2 ônibus movidos a etanol em São Paulo projeto coordenado pelo Centro Nacional de Referência da Biomassa (CENBIO) do IEE/USP, em parceria com diversas empresas Possibilidade de criação de um mercado a partir de 2010
Emissão de Poluentes: EXTREMAMENTE BAIXA! Brasil vai pular Euro 4 prevista para entrar em vigor em 2009 (dificuldades na redução do teor de enxofre do diesel). Euro 5 prevista somente para 2012 no Brasil (na UE a partir de 2009): Depende de diesel de baixo enxofre (50 ppm 10 ppm) vai utilizar sistemas de controle de emissão que requerem cuidados e solução de uréia para o catalisador de NOx. Veículos Euro 5 a diesel devem ter custo inicial e operacional aumentado. EEV é um limite voluntário na UE, mais rigoroso que Euro 5 e designa veículo limpo ; limite ainda não adotado no Brasil e sem previsão para adoção. Ônibus a etanol introdução no Brasil a partir de 2010 com tecnologia de controle de emissão EEV (não requer os cuidados e solução de uréia previstos para os veículos diesel). 5 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 0,1 0,09 0,08 0,07 0,06 0,05 0,04 0,03 0,02 0,01 0-99% monoxido de carbono (CO) Emissão de Material Particulado (MP) g/kwh Euro 3 Euro 4 Euro 5 EEV Ônibus Etanol Emissão de Poluentes g/kwh - 91% hidrocarbonetos (HC) Euro 3 Euro 4 Euro 5 EEV Ônibus Etanol - 90% - 64% oxidos de nitrogenio (NOx)
Impacto Ambiental: substituição de 250 ônibus a diesel Euro 3 por ônibus a etanol Euro 5 EEV traz benefícios imediatos e duradouros Emissão evitada de poluentes durante 10 anos de operação: 1.762 toneladas 1,2 : Custo evitado à saúde pública durante 10 anos de operação: NOx: 1256 t (71,3%) CO: 229 t (13,0%) HC: 153 t (8,7%) SOx: 92 t (5,2%) MP: 32 t (1,8%) NOx e HC (formam ozônio) e MP principais problemas na RMSP US$ US$ 18,1 milhões 1,2,3,4 NOx: 14.232.992 (78,5%) CO: 11.450 (0,06%) HC: 109.854 (0,6%) SOx: 296.792 (1,6%) MP: 3.488.000 (19,2%) Emissão evitada de CO 2 em 10 anos de operação: 448.875 toneladas (emissão absorvida por 6,4 milhões de árvores nativas durante esse período) 5 Custo social evitado estimado em 10 anos de operação: US$ 7 milhões 6 Créditos de carbono: US$ 4,5 milhões (10 anos) 6, 7 (1) Estimativa elaborada pela Única com base em dados de certificação de emissões fornecidos pela Scania e consumo real fornecido pelo Cenbio; (2) considerando 50 ppm de enxofre no óleo diesel; (3) Littman, T., Transportation Cost and Benefit Analysis, Victoria Transport Policy Institute, Dezembro 2006; (4) McCubbin, D. e Delucchi. M., The health costs of Motor Vehicle Related Air Pollution, Journal of Transport Economics and Policy, September, Vol. 33, 2005; (5) protocolo de cálculo da SOS Mata Atlântica; (6) 9,6 t/co2 = US$ 15,7/tCO2 valor conservador do estudo de Downing, T. et alii, Social Cost of Carbon: a closer look at uncertainty, Stockholm Environment Institute, Julho 2005, http://socialcostofcarbon.aeat.com/html/report.htm ; (7) estimativa MGMINNOVA
Electricidade Etanol e Células de Combustível Produção & logística de hidrogênio complexos e caros H 2 Logística ETANOL Conversão direta H 2 Célula de Combustível Reformador
Biodiesel Óleos Vegetais ou Etanol Anidro Gordura Animal = Biodiesel + transesterificação Ester Etílico (B5 B100) Soja + Ou Amendoim, Milho, Girasol, Algodão, Babaçu, Pinhão Manso...etc Cana-de-açúcar
PERSPECTIVAS DE EXPANSÃO DA PRODUÇÃO 2009/10e 2015/16e 2020/21e Produção cana-de-açúcar (milhões t) 605 829 1,038 Açúcar (milhões t) 33 41,3 45,0 Consumo interno e estoque 8,9 11,4 12,1 Excedente para exportação 24,1 29,9 32,9 Etanol (bilhões l) 26 46,9 65,3 Consumo interno e estoque 22,9 34,6 49,6 Excedente para exportação 3,1 12,3 15,7 Bioelectricidade (MW médio) 1.800 8.158 13.158 Participação na matriz elétrica brasileira (%) 3% 11% 14% Nota: e = preliminar; potencial bioeletricidade: considerou-se a utilização de 75% do bagaço + 50% da palha disponíveis. Elaboração: UNICA, Copersucar e Cogen. Dados atualizados em 14/04/2010
bilhões de litros Produção de Etanol no Brasil 30 25 20 15 10 5 0 2003-04 2004-05 2005-06 2006-07 2007-08 2008-09 Fonte: MAPA, 2009
Fonte: UNICA. Nota: e - dados preliminares. NÚMERO DE NOVAS USINAS NA REGIÃO CENTRO-SUL 35 30 25 20 19 25 30 19 15 10 5 9 10 0 2005/2006 2006/2007 2007/2008 2008/2009 2009/2010 2010/2011e Nos últimos anos, o setor investiu fortemente na expansão de sua capacidade produtiva. Desde 2005, mais de 100 novas usinas (de um total de aproximadamente 430) foram construídas e a produção de etanol cresceu mais de 70%.
Bilhões de litros Produção Mundial de Etanol As exportações globais de etanol representam ~ 9% da produção mundial Outros UE Brasil EUA Nota: projeções para 2008/2012 baseadas na capacidade de produção e metas de consumo nos principais países. Fonte: Fapri, Acti, FO Licht, Unica e Toepfer. Elaboração: UNICA.
Fonte: Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento,(2009) e Secretaria do Meio Ambiente do Estado de São Paulo (2008) ZONEAMENTO AGROECOLÓGICO DA CANA-DE-AÇÚCAR Estado de SP (2008) Brasil (2009) 63% da cana ZONEAMENTO NACIONAL 1. Cana-de-açúcar proibida nos biomas mais sensíveis - Amazônia, Pantanal e BAP. Proibido expansão com desmatamento sobre vegetação nativa (Cerrados, Campos, etc.) 2. Área apta para o cultivo: 64,7 milhões de hectares ou 7,5% do território nacional (atualmente apenas 0,9% do território é cultivado com cana) 3. Diversas correções e revisões do PL ainda se fazem necessárias.
Percentual de cana colhida sem queima Percentual de cana colhida sem queima PROTOCOLO AGROAMBIENTAL Eliminação da queima em áreas mecanizáveis Estado de São Paulo Eliminação da queima em áreas não mecanizáveis Estado de São Paulo 20% 0% 30% 40% 50% 10% 20% 30% 40% Lei 11.241/02 60% 70% 80% Protocolo Agroambiental Lei 11.241/02 50% 60% 70% 80% Protocolo Agroambiental 90% 90% 100% 2006 2010 2011 2014 2016 2021 100% 2007 2010 2011 2016 2017 2021 2026 2031 Nota: os pontos destacados nas linhas do gráfico mostram os anos específicos citados na Lei ou no Protocolo.
% of harvest area without burning Colheita Mecanizada no Estado de São Paulo 60% 50% 46,6% 49,1% 55,8% 40% 34,2% 30% 20% 10% 0% 2006/2007 2007/2008 2008/2009 2009/2010* Source: INPE, UNICA and SMA. Note: 2009/2010* - preliminary.
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