É possível substituir 10% da gasolina usada no mundo pelo Etanol brasileiro? Grupo Energia - Projeto Etanol Patrocínio:
Objetivo do Projeto Etanol Avaliar as consequências sociais, econômicas e ambientais, e a capacidade do Brasil de expandir o setor sucroalcooleiro para fornecimento de etanol em larga escala, visando a substituição de 5% a 10% da demanda mundial de gasolina em 2025.
Equipe de Coordenação Coordenador:
9 Prof. Rogério Cezar de Cerqueira Leite (UNICAMP) Vice-Coordenadores:
9 Dr. Manoel Sobral Jr (fase I) 9 Dr. Manoel Regis Lima Verde Leal (fases I e II) 9 Dr. Luís Augusto Barbosa Cortez (fase II) 9 Colaboração: ABDI, MAPA, EMBRAPA, TRANSPETRO, PETROBRAS, DEDINI, CTC, UNICA. 9 Projeto em consonância com Diretrizes do Programa de Agroenergia
Objetivos Específicos (OEs) Coordenadores Setoriais 9OE1: Levantamento do estágio atual da tecnologia em uso e possíveis melhorias (Dr. Edgardo Gomez – Fase I; Dr. Arnaldo Cesar Walter - Fase II)) 9OE2: Avaliação de novas tecnologias (Dr. Carlos Rossell) – (Usina): Prof. Dr. Braunbeck 9OE3: Levantamento de áreas com potencial para produção de cana-deaçúcar (Dr. Manoel Regis Leal) 9OE4: Levantamento da infra-estrutura existente e necessidade de melhorias e ampliações (Dra. Mirna Gaya Scandiffio) 9OE5: Avaliação dos impactos sócio-econômicos (Dr. José Scaramucci)) 9OE6: Construção de cenários de produção de etanol e impactos sócioeconômicos (Dr. André Furtado)
Objetivos Específicos (OEs) (cont.) 9 OE7: Avaliação dos impactos ambientais (Dr. Manoel Régis Lima Verde Leal) – Fase II 9 OE8: Legislação e políticas nos diferentes países (Dr. Manoel Sobral Jr (Fase I); Dr. Francisco Rosillo-Calle (Fase II) 9 OE9: Marcos Regulatórios (Dr. Sérgio Valdir Bajay) – Fase II 9 OE10: Detalhamento de uma área – CTC - Fase II 9 OE11: Avaliação do Impacto Ambiental – Estudo Local – (Prof. Dr. Archimedes Perez Fo.) – Fase II
Projeções dos Consumos de Gasolina e Álcool Combustível (bilhões de litros/ano) 2004 Gasolina Álcool Combustível
1.200 26(2)
2025 1.700(1) 205 (subst.10%) (Cenário 2) 102 (subst. 5%) (Cenário 1)
Considerando-se as políticas e legislação de 21 países, a demanda de etanol para 2010 já seria de ~80 bi litros/ano
Notas: 1) National Energy Information Center (NEIC) 2) Brasil e EUA, 2004
Fatores favoráveis convergentes 1 – Pico de produção de petróleo convencional ocorrerá, possivelmente, dentro de 5 a 10 anos. Formas não convencionais de petróleo, gás natural e liquefação do carvão poderão estender este prazo, mas a custos elevados. 2 – Expectativa de preços elevados de Petróleo e Gás Natural > US$ 60,00/bep. 3 – Aquecimento Global. Progressivo reconhecimento de seus efeitos no clima e de sua correlação com a emissão de gases de efeito estufa devido a queima de combustíveis fósseis. 4 – Para o mesmo resultado econômico, a cana-de-açúcar ocupa uma área entre dez e cem vezes menor que a pecuária ou a soja. 5 - O álcool de cana-de-açúcar no Brasil é o biocombustível de maior produtividade no mundo e de melhor balanço energético (ciclo de vida). 6 - A incorporação de tecnologias diversas já desenvolvidas ou em vias de implementação deverá dobrar ou mesmo triplicar a atual produtividade por ha do álcool.
Localização das novas usinas ( ) Expansão Espontânea (Dez/2005)
Expansão: 100% localizadas no Centro-Sul do país 60% localizadas em São Paulo
Cenário Espontâneo – Características (2006) Unidades Novas/Reativadas
A expansão acontece
nas áreas onde há maior concentração de usinas, na região Centro/Sul. Destaque para o Estado de São Paulo
GO
11
MG
13
MT
3
MS
7
PR
3
RJ
3
RS
2
SP
41
TO
1
Centro/Sul
84
BA
3
CE
1
MA
7
PE
10
SE
1
Norte/Nordeste Brasil
22 106
Fonte: Jornal da Cana. Maio, 2006
Área Ocupada e Produção de Culturas no Brasil Cultura
Área cultivada
Produção
(106 ha)
(106 ton)
Soja
21,5
49,5
Milho
12,3
41,8
Cana-de-açúcar
5,6
416,3
Feijão
4,0
3,0
Arroz
3,7
13,3
Trigo
2,8
5,7
Café
2,4
2,5
Outros
5,7
-
58,0
-
Total Fonte: IBGE, 2004
Áreas com restrições ambientais
Mapa de solos
Áreas com restrição de declividade
Mapa climático
Critérios para restrição de solos
Critérios para restrição de clima
Potencial de produção de solo
Potencial de produção climático
Potencial solo/clima cana-de-açúcar
Potencial solo/clima com irrigação
Esquema utilizado na elaboração do mapa de potencial de expansão de cana-de-açúcar
POTENCIAL DO SOLO PARA PRODUÇÃO DE CANA-DE-AÇÚCAR Legenda:
Alto Bom Médio Impróprio
Figura: Mapa de solos do Brasil
POTENCIAL CLIMÁTICO PARA PRODUÇÃO DE CANA-DE-AÇÚCAR Legenda:
Alto Bom Médio Impróprio
Figura: Mapa climático do Brasil
Potencial para produção de Cana-de-Açúcar sem irrigação Ótimo Bom Médio Impróprio
Bacia Amazônica Pantanal Mata Atlântica Áreas de preservação Areas com declividade acima de 12%
Potencial para produção de Cana-de-Açúcar com irrigação Ótimo Bom Médio Impróprio
Bacia Amazônica Pantanal Mata Atlântica Áreas de preservação Areas com declividade acima de 12%
Brasil: Potencial de Produção de Cana-de-Açúcar Produtividade Potencial
Esperada
Potencial de Utilização (Área) Sem Irrigação
Potencial de Produção Total - 2005
Com Irrigação
(t/ha)
(1.000ha)
(%)
Alto
81,4
7.897,1
2,2
37.919,8
10,5
642.493,7
Bom
73,1
113.895,0
31,5
98.018,5
27,1
Médio
64,8
149.216,6
41,3
167.645,1
Impróprio
0,0
90.579,4
25,1
361.588,1
100,0
Totais
(1.000ha)
(%)
Sem Irrigação (1.000 t)
Com Irrigação (%)
(1.000 t)
(%)
3,4
3.085.075,5
14,6
8.324.183,3
44,7
7.163.831,6
33,9
46,4
9.671.027,3
51,9
10.865.412,1
51,5
58.004,8
16,0
0,0
0,0
0,0
0,0
361.588,1
100,0
18.637.704,3
100,0
21.114.319,1
100,0
Capacidade limite de produção (tecnologia atual): ≅ 7,5 bilhões de bep/ano Consumo mundial de gasolina em 2005: ≅ 7,0 bilhões de bep/ano Produção de Petróleo do Oriente Médio: ≅ 7,3 bilhões de bep/ano Capacidade última de produção (tecnologias em “pipeline”): ≅15 a 20 bilhões bep/ano: ≅ 80 a 110% da produção mundial de combustíveis derivados de Petróleo. Cenário 2: ≅ 800 milhões bep/ano
Destilaria padrão Cana moída (t/ano)
: 2 x 106 Moagem diária (tc/d) : 12.000 Produção de etanol (l/d) : 1.000.000 Dias de safra Aproveitamento safra Área total* Investimentos: Industrial Agrícola
: 167 dias : 84% : 35.000 ha : MR$ 205 : MR$ 75
(*) inclui 20% de área de reserva ambiental prevista na Legislação
Cluster modelo No. de destilarias Total cana moída Produção total de etanol Investimento total 9Indústria 9Agrícola
: 15 : 30 Mt/ano : 2,55 bi/litros : R$ 4.125 bi
: R$ 3.075 bi : R$ 1.050 bi
Empregos diretos Área total Geração de energia elétrica
: 74.700 : 525.000 ha : 1.200 GWh/ano
Características Sociais de um “cluster” Empregos: 22.000 diretos e 75.000 totais População: 200.000 Célula de desenvolvimento social:
9 Escolas e transporte 9 Posto de saúde e hospital 9 Escolas técnicas e superior 9 Áreas de esporte e lazer
Cenário 1 (5%) 12 Áreas Selecionadas para a expansão da oferta de etanol (Solos: ótimo e bom).
Estudo preliminar Logística para Escoamento de Álcool Área 10
11 bi/l 2,3 milhões de ha 3 clusters 64 usinas
Traçado preliminar de dutos para escoamento de álcool Região Centro-Sul
Fase 1 (até 2025) Cenário 1 (2025):
Investimento(R$):
• Álcool:104,5 Mm3
Destilaria-padrão:
• Região C-S: 60% • Região N-NE: 40% • Destilarias: 615 • Moagem anual: 1,2
280M/cada Fase industrial: 205M Fase Agrícola: 75M
615 destilarias: 8,6 bilhões/ano
durante 20 anos
bi/toneladas de cana-de-açúcar Transporte (dutos e tancagem): • 21,5 milhões de ha • 11 Estados; 347 municípios
21,3Bi Região C-S: Região N-NE:
12,8Bi 8,5Bi
Resumo do Cenário 5% Investimentos em 20 anos Agrícola + Industrial + logística Resultados Produção de álcool
~ 10 bilhões/ano 100 bilhões de litros/ano em 2025
Produção de eletricidade
50.000 GWh/ano
(produção do Brasil em 2004
365.000 GWh/ano)
Exportação em 2025
US$ 31 bilhões
15% da geração 2004
Aumento do PIB R$ 153 bilhões Incluindo rendas diretas, indiretas e induzidas (matrix insumo-produto) Aumento do emprego
5,3 milhões
Salário médio
50% acima da média nacional.
Revolução Verde Eminente E.U.A substituirá 30% da gasolina por etanol sem aumento da área agrícola. Como? Hidrólise de rejeitos agrícolas. 400 bilhões litros de álcool /ano. Hidrólise
produção de álcool – celulose (fibra) Brasil pioneiro Transição cana-de-açúcar cana-energia ~ 1985
Hidrólise, explosão ao vapor (steam-explosion) Codetec (meados 80). Para Copersucar
~ 1985
Hidrólise ácida processo contínuo. Planta piloto (1ª no mundo, meados 80) Codetec. Para Vilares S.A.
1985 +
Hidrólise ácida por batelada adaptação de processo russo, planta comercial. Coalbra (2ª metade 80). Nunca operou.
2000
Hidrólise ácida. Planta Demonstração – Dedini, Copersucar, Fapesp (Carlos Rossell)
2006
Rede Bioetanol (Finep-MCT) Hidrólise enzimática. Aproveitamento do bagaço excedente e da palha para produção de álcool. 15 instituições nacionais (Univ. e Inst.) 120 pesquisadores Seniores, companhias nacionais e estrangeiras e 4 universidades estrangeiras.
Necessidades imediatas 1 – Criação de um centro de pesquisas especializado em etanol. (Centro de Tecnologia da Copersucar inibiu Embrapa e depois reduziu sua força de trabalho a 20%). 2 – Regulamentação de empréstimos do BNDES e outras agências a) Caldeiras a altas pressões obrigatórias (Cogeração). b)
Localizações de tancagem e dutos organizados espacial e sequencialmente de maneira a otimizar custos da infraestrutura e do escoamento do produto. (Com a participação ativa da Petrobrás).
3 – Criação de um fundo setorial destinado à pesquisa à semelhança do que existe para outros setores de energia.
Energia da Cana 1 tonelada de colmos de cana Energia (MJ) ٠150 kg de açúcares
2500
٠135 kg de fibras no colmo (bs)
2400
٠140 kg de fibras nas folhas (bs)
2500
٠Total
a) Eficiência da Fotossíntese
b) Eficiência Fotovoltaica
7400 (1,25 bpe)
1) Teórica (máxima) 4,5% 2) Laboratório ~ 4% 3) Cana 1% atual, 3% com hidrólise (ciclo de vida ~ 10) Silício 1,5 a 2% Ciclo de vida típico 3 a 5, para 20 anos de vida útil.
c) Melhoria da eficiência da fotossíntese?