3º Anuário Brasileiro das Indústrias de Biomassa e Energias Renováveis 2015 by Tiago Fraga

EDITORIAL 3º Anuário Brasileiro das Indústrias de Biomassa e Energias Renováveis Nos últimos anos o mercado de energias renováveis tem marcado presença cada vez mais forte em todo cenário mundial. Seja por sua eficiência e atual competitividade, ou mesmo pela necessidade da inserção de novas fontes que ajudem a atender a crescente demanda no Brasil e no mundo. Especialistas, estudiosos, empresários, chefes de estado das principais potenciais mundiais, também como das nações emergentes, estão cada vez mais atentos aos assuntos voltados á produção de energia por fontes limpas e renováveis. No caso especialmente da matriz energética brasileira, onde temos a matriz mais limpa em nível mundial, a necessidade de incentivar os projetos renováveis são uma questão de sobrevivência, para atender a demanda nacional. Sabemos que nossa matriz é renovável, mas ainda é muito dependente da fonte hídrica, esta que recebe muitas críticas de ambientalistas, além de ter deixado o país ás escuras em algumas épocas do ano, principalmente no verão, quando o consumo aumenta, e muito. Desde sua criação em 2012, o Anuário ER, tem cumprido seu papel de divulgar, incentivar e fomentar o setor das Energias Renováveis no Brasil, sen-

do uma importante plataforma para divulgação de soluções ligadas ao setor. Agora em sua terceira edição a publicação se consolidou como a mais importante fonte de pesquisa, para empresários, estudantes, ou qualquer interessado em conhecer mais sobre as diversas formas de gerar energia de forma limpa, renovável e acima de tudo com sustentabilidade e responsabilidade social e ambiental. Outro papel fundamental do Anuário ER, é divulgar empresas, que tenham produtos, equipamentos, tecnologias e prestação de serviços, que resultam em soluções para geração de energia. Temos certeza que o 3º Anuário vai continuar ajudando o setor da Biomassa e Energias Renováveis, nesta importante fase de reciclagem quanto ao fornecimento da energia e suas fontes. O Editor

E X P E DIE N T E DIRETOR EXECUTIVO

COMERCIAL

Tiago Fraga

Cláudio Oliveira

TEXTO

DISTRIBUIÇÃO

FRG MÍDIA BRASIL e colaboradores

Lucas Azambuja

DIAGRAMAÇÃO E ARTE

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Editora Prospere Vorus Design e Web SUPERVISÃO

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EDIÇÃO

FRG MÍDIA BRASIL

Carlos Alberto Castilhos

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GERÊNCIA COMERCIAL E MARKETING

CORREÇÃO DE TEXTO

Bianca Ramos

Vorus Design e Web Maria Cristina Cardoso

APOIO APROER, ABVE, INEE, CENBIO, IDEAL, PER, BIOMASSA BR, RECICLAÇÃO, GREEENERGY, JORNAL BRASILEIRO DAS INDÚSTRIAS DE BIOMASSA, ABOISSA, RENABIO, CBCN, INSTITUTO BESC, CENTRO DE TECNOLOGIA CANAVIEIRA , UNICA, WBA - Associação Mundial de Bioenergia, APROBIO, CTBE, ABEEOLICA, CEMIG, GOVERNO DE MINAS, PORTAL BIOMASSA BR, ITAIPU, UFV, UFAC, USP, UNICA, UNICAMP, UERS, UESC, EPAMIG, CTBE,

AVEBIOM CONTATO

55 (42) 3025 7825 55 (42) 3086 8588

contato@anuarioenergiasrenovaveis.com

3o ABIBER [ 3 ]

Índice 12

Setor de Energia Eólica no Brasil e no mundo

Energia Solar Fotovoltaica

Energia Solar na Matriz Energética brasileira

Produção nacional de Biodiesel

Setor de biodiesel e seu desafios

Usinas Térmicas a Biomassa

Setor da Biomassa - Associação Mundial de Bioenergia

Coogeração \ Carvão Vegetal

Biogás \ Projeto Itaipu

Biorrefinaria de Cana-de-Açúcar

Sorgo Palo Alto para produção de Biomassa

[ 4 ] 3o ABIBER

06 Matriz Energética Mundial

28 Geração de Bioeletricidade

Geração de Eletricidade com biomassa

56 Plano Decenal de expansão de Energia Elétrica 2022

87 Potencial dos Pellets no mercado brasileiro

116 Produção de Energia a partir de Bambu

Sistemas para Produção de Hidrogênio Renovável

Mercado de Pellets na Europa

Mercado de Pellets no Brasil

Produção de Pellets e suas considerações

Produção de Pellets com Biomassa Florestal

Geração de Energia com palha de cana-de-acúcar

Considerações sobre a cana-de-açúcar

Bioeconomia no fornecimento de matéria-prima

Colheita de cana-de-acúcar para produção de Etanol

104

Biomassa Florestal para produção de energia

107

Colheita de Biomassa

112

Energia por Bacia Hidrográfica

122 3o ABIBER [ 5 ]

Conciliar crescimento com

sustentabilidade é a prioridade

cada 20 anos o consumo de energia no mundo quase dobra. Entretanto 1,3 bilhão de pessoas não tem acesso a energia, 900 milhões não tem água potável e 870 milhões de pessoas estão desnutridas. Os desafios para crescer e ainda alimentar 7 bilhões de pessoas são enormes. E conciliar a produção de alimentos com o equilíbrio ao meio ambiente e melhoria à qualidade mínima de vida das populações é um desafio maior ainda. A necessidade crescente pelo aumento na produtividade e rendimento tem exigido também o aumento no consumo de combustíveis fósseis. Como alternativa temos que optar pela eficiência e maior uso de energias renováveis. O sistema “aumento de alimentos e consumo de energia” tem que estar integrado. Hoje 30% do alimento produzido é perdido em diversas fases, junto com 1/3 de nossa energia. O crescimento no uso de fontes de energia renováveis surge como opção para suprir estas necessidades, adequando às condições de cada região e a disponibilidade de recursos naturais acessíveis. Um relatório da Organização Renewable Energy Policy Network [ 6 ] 3o ABIBER

for the 21st Century (REN21) e divulgado em junho de 2014 ressalta que existem no mundo 144 países voltados para o setor e em 95 deles já existe algum tipo de desenvolvimento em políticas e objetivos na produção de energia renovável. Os investimentos voltados á geração de energia em 2013 totalizaram U$ 214,4 bilhões. A China, país com maior número populacional, foi a que mais investiu totalizando cerca de US$ 56 bilhões de dólares. A capacidade instalada de energia renovável também cresceu no último ano chegando a 1560 gigawatts. A produção de energia sustentável totaliza agora 22% da produção energética mundial.

A novidade atribuída ao setor energético sustentável está na produção de energia solar, a qual teve um crescimento bastante considerável no último ano, se comparado ao ano anterior. Mesmo com uma redução de investimento de 22%, a capacidade de instalação passou pela primeira vez a produção de energia eólica, gerando um recorde de 38 gigawatts produzidos para chegar à meta de 138 gigawatts.

Diante desse cenário pode-se afirmar que aos poucos as políticas voltadas para a energia renovável estão crescendo, mas ainda necessita criar a confiança dos investidores, além de também desenvolver neles a necessidade de gerar capacidade extra e recursos de energia renovável Dentre os países investidores forte. em energias limpas estão os que possuem economias emergentes. BRASIL EM DESTAQUE De acordo com o REN21 é o desenO Brasil, apesar de ser o décimo volvimento desses países que estão maior consumidor de energia, se permitindo o aumento na geração destaca como um dos líderes munde energia de fontes renováveis. O diais na produção de energia hidreléapoio oferecido por eles se multiplitrica e de biocombustíveis, fontes de cou por seis nos últimos oito anos. energia renováveis. De acordo com Entretanto, o estímulo ao cres- a Agência Internacional de Energia, cimento dos investimentos em re- 46% da energia total produzida no nováveis ainda é reduzido em rela- Brasil é originária de fontes renováção aos incentivos oferecidos para veis, enquanto a média nos países os combustíveis fósseis. ricos é de apenas 8%.

O grande destaque do país está nos altos investimentos oferecidos na aposta do biocombustível, porém dados divulgados pela ONU também relatam que existem investimentos realizados em parques eólicos e em energia solar no país. Uma pesquisa realizada pela IEA Bioenergy Task 40, departamento especializado em Bioenergia da Agência Internacional de Energia (IEA) aponta que o Brasil é o país que mais utiliza biomassa na produção de energia, correspondendo a 16% do uso mundial. O estudo conclui ainda que a utilização da biomassa para fins energéticos está em crescimento no mundo e que grandes instalações estão em construção para suprir tanto o mercado de biocombustíveis como de transformação de biomassa em energia e calor. Em relação à oferta de empregos, o Brasil é o segundo país que mais emprega na área de energias renováveis. Segundo um estudo realizado pela IEA em 2014, o país possui cerca de 890 mil postos de trabalho voltado para o setor, sendo a maioria ligada à produção de etanol e biodiesel.

Países para Energias Renováveis, elaborado pela EY (antiga Ernst & Young) e que analisa 40 países. Na edição passada o Brasil era o 10° colocado passando para 9° nesse novo levantamento. Apesar dos grandes recursos que o Brasil possui para investimentos de energias sustentáveis, as barreiras burocráticas e a imprevisibilidade na regulamentação ainda continuam sendo os principais desafios dos futuros investidores. A nova conquista apontada pelo levantamento da EY pode ser o caminho para futuras mudanças, uma vez que a nova colocação se deva ao fato de que o país precisou rever suas ações em relação à energia solar no país devido à crise sofrida no setor hídrico em 2014 pela falta de chuvas na região sudeste.

o processo produtivo apenas funcionam através da eletricidade, o que formou certa dependência das indústrias na utilização de combustíveis, em especial os fósseis, como petróleo, carvão mineral e gás natural. DESAFIOS A SUPERAR

Atualmente 87% dos combustíveis utilizados no mundo são fósseis. Seu uso é empregado em diversas produções como a de lubrificantes, aquecimento de fornos e caldeiras, energia elétrica, gasolina e diesel. Apesar das vantagens atribuídas ao combustível fóssil, seu uso traz consequências para o meio ambiente, sendo um método bastante poluente. Além de desencadear chuvas ácidas e contaminar os recursos hídricos, o uso de combustível fóssil De acordo com o levantamen- contribui para o aquecimento gloto o país fica em segundo lugar no bal. assunto relacionado a hidrelétriO Brasil, por sua vez, investe cas, quarto lugar em potencial de biomassa, sexto lugar para energia cada vez mais no setor. De acordo eólica e nono em energia solar. A com o governo brasileiro o desafio expectativa é que as posições sejam atual é dobrar a produção de petróalteradas em breve devido a incenti- leo e gás natural em dez anos. Dos vos governamentais voltados para o investimentos realizados até o mopotencial solar do país. mento, a indústria de petróleo é a que mais investe no setor energético, chegando a 63%. Apesar de todos os esforços de organizações não governamentais para ações feitas em prol do meio ambiente no país, o uso do combustível fóssil ainda está longe de acabar. O secretário-geral do Instituto Brasil Petróleo, Gás e Biocombustíveis, Milton Costa Filho afirma que o mundo dependerá dos combustíveis fosseis, principalmente para a questão energética até 2040 e isso faz com que os países não abram mão desse tipo de recurso.

Entre as boas notícias que cirA geração e a distribuição de culam sobre as fontes limpas no país energia tornaram-se essenciais para está à conquista de mais uma colo- o setor industrial com o passar dos cação no Índice de Atratividade dos anos. As máquinas utilizadas para

O Pré-sal também é um dos temas mais discutidos entre os ativistas. Durante a sua exploração, a emissão de CO2 chega a 330 milhões de toneladas por ano. Alguns especialistas reforçam que as a exploração acaba não sendo tão vantajosa, já que a concorrência no setor petroleiro está bastante acirrada. 3o ABIBER [ 7 ]

ENERGIAS RENOVÁVEIS O Brasil tem sido exemplo mundial no uso de energias renováveis ao manter, desde os anos 1970, sua matriz energética próxima a 50%, originada de fontes renováveis.

A produção de energia renovável no país representa 44,51% de sua matriz atualmente. Os financiamentos oferecidos pelos bancos para essa finalidade estão se aprimorando. De acordo com a CAIXA, algumas linhas de financiamento destinadas para aquisição de materiais para construção de pessoas físicas e jurídicas já foram modificadas e agora incluem a compra de equipamentos de energia fotovoltaica e aerogeradores.

A participação de hidrelétricas ainda continua tendo o maios destaque no Brasil. O país possui cerca de 1429 usinas, sendo que destas 1076 estão em operação. Para aumentar ainda mais o poder energético, 110 usinas já estão em construção e 243 De acordo com o departamento estão previstas para os próximos de energias alternativas do BNDES a anos. maior parte dos financiamentos realizados pelo banco em 2013 e 2014 Através do Plano de Aceleração foi destinado a hidrelétricas, porém do Crescimento II (PAC) o governo o financiamento de eólicas está em pretende investir em novas cons- segundo lugar, com cerca de 13,5 bitruções e também colaborar com as lhões de reais. A energia solar tamobras que já estão em andamento bém está em crescente desenvolvicomo a Jirau, Belo Monte e Teles Pi- mento no país, porém ainda necesres. sita de leilões específicos, os quais darão a ela a expectativa de ser mais Porém um estudo publicado em competitiva. março de 2014 pela Universidade de Oxford mostra que a construção de BIOCOMBUSTÍVEIS grandes hidrelétricas está ficando O Brasil vem passando por inviável do ponto de vista econômico. O motivo está nos estouros dos grandes mudanças no setor de bioorçamentos e no atraso das obras. combustíveis. De acordo com AgênEm todo mundo 96% das constru- cia Internacional de Energia (IEA) ções acabam ficando mais caras, e as perspectivas são boas em relação no Brasil esse número é ainda maior à produção no país, já que ela deve crescer 200% até 2035. chegando a 101%. Para um dos autores do estudo, o pesquisador Atif Ansar, também da Universidade de Oxford, o alto custo das hidrelétricas está no planejamento inicial, onde os valores dos projetos são estimados e devido à geologia do local onde serão instalados, outros investimentos serão precisos, encarecendo o projeto inicial. Além disso, há também outras questões que influenciam como a política. Mesmo com as hidrelétricas estando em primeiro lugar no setor energético do Brasil, os investimentos privados em energia renovável no país também estão em crescimento. Entre as energias com mais potencial estão à energia eólica e a energia solar, em seguida vem à biomassa vinda de resíduos agrícolas, industriais e florestais e o biogás. [ 8 ] 3o ABIBER

são mais otimistas prevendo o aumento do uso de etanol pelos automóveis nesse mesmo período. O crescimento deve passar de 3% para 8% conforme a instituição, sendo algo positivo para o desenvolvimento de energias renováveis no país. As previsões dadas pelo departamento de indústria e mercado de petróleo da IEA mostra que a intenção é quadruplicar a geração de energias renováveis no país nos próximos 20 anos, além de também conseguir exportar o biocombustível produzido pelo país chegando a 40% da exportação mundial. Além dos benefícios para o meio ambiente, a produção de biocombustível no país também favorece a agricultura brasileira. Um documento produzido pela Organização para o Desenvolvimento e Cooperação Econômica (OCDE) e do Fundo das Nações Unidas para Alimentação e Agricultura (FAO) mostra que a crescente procura pelo biocombustível e uma alteração do padrão na alimentação humana irá desencadear a produção de cereais secundários como aveia, milho e sorgo, utilizados na produção combustível renovável.

Por ser líder mundial na produção de cana-de-açúcar, o Brasil é responsável por exportar cerca de 60 milhões de toneladas de açúcar para As expectativas da IEA ainda diversos países do mundo anual-

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mentos voltados para energia renovável. De todos os projetos cadastrados, a energia eólica foi a que mais apareceu totalizando 629 projetos com um potencial de oferta de energia elétrica da ordem de 15.356 meDe acordo com a publicação da gawatts (MW). KPMG Internacional, “Cadeia agrícola e de alimentos: entrando em uma nova era de cooperação” (The agricultural and food value chain: entering a new era of cooperation, em inglês), o país é o único produtor de biocombustível que não deve parar com a produção nos próximos anos. mente. A produção de etanol do país também se mantém como referência para as demais nações produtoras, conquistando cada vez mais o mercado de energias alternativas.

de um combustível resultante das indústrias de papel e celulose e que atualmente corresponde a 13,6% do total. Os 5% restantes de potência instalada é preenchido por meio de resíduos de madeira, biogás, capim

ENERGIA EÓLICA A produção de energia eólica é a que mais cresce entre as renováveis no Brasil. Nos últimos anos a alternativa que vem do vento obteve um grande crescimento no país, criando a expectativa de aumentar sua participação na matriz energética brasileira de 3% para 8% até 2018. Dados da Associação Brasileira de Energia Eólica (Abeeólica) mostram que a capacidade instalada dessa fonte terá um aumento de aproximadamente 300% em um período de seis anos. A perspectiva é que a construção de novos parques eólicos produza energia suficiente para abastecer mais de 20 milhões de lares brasileiros. Dentre os critérios adotados para financiamentos desse tipo de energia pelo Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico e Social (BNDES) está o desenvolvimento no setor na cadeia produtiva do país, o que representa o maior desafio do setor eólico no Brasil. Uma das justificativas do banco está na alta segmentação dos projetos. O ano de 2013 foi um ano recorde para o setor, pois ultrapassou a meta de potência contratada. O país atingiu 4,7 gigawatts (GW) de potência, sendo que o esperado seria 2GW. 2014 também foi um ano com novidades para o setor eólico. O Leilão de Energia de Reserva realizado pelo governo brasileiro apresentou um grande interesse de empreendi[ 10 ] 3o ABIBER

BIOMASSA A energia gerada da biomassa no Brasil também está em crescimento. O total da potência instalada no país somente em 2013 atingiu 11.250 MW, o que equivale à produção de energia prevista para a Usina de Melo Monte, a qual está estimada em 11.233MW.

elefante, óleo de palmiste, carvão vegetal e casca de arroz.

Dados da Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel) demonstram que a produção de biomassa em geral no Brasil representa mais de 8% do total da matriz energética brasileira, o que coloca a biomassa em terceiro lugar ficando atrás apeO crescimento é resultado das nas das hidrelétricas e do gás natu496 usinas de biomassa que estão em operação no país atualmente. De ral. acordo com a União da Indústria de O objetivo traçado pela UNICA Cana-de-Açúcar (ÚNICA) os dados para os próximos anos é estimar o satisfatórios de crescimento se dão a todos os tipos de biomassa, mas em potencial da fonte, além de também especial o bagaço e a palha da cana- criar diretrizes que transformem de-açúcar. esse potencial em capacidade instalada efetiva. A meta é aumentar o No país a biomassa da cana é a principal fonte de geração de ener- potencial técnico de exportação para gia correspondendo a 81,6% do o sistema elétrico pela bioeletricidatotal. Logo em seguida está a bio- de da cana até 2022 em 14GW mémassa de licor negro, o qual trata-se dios. 

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Panorama da Fonte Eólica no Brasil e no Mundo Elbia Melo Economista, Doutora pela Universidade Federal de Santa Catarina, Presidente da Abeeólica.

Introdução

ços de R$ 100,00/MWh, a eólica se firmou como a segunda fonte mais competitiva do País. A preços de hoje, A energia eólica tem experimentado um exponen- a energia eólica está em torno de R$ 130,00/MWh, percial e virtuoso crescimento no Brasil. De 2009 a 2014, dendo em termos de competitividade apenas para as nos onze leilões dos quais a fonte eólica participou, hidrelétricas de grande porte. foram contratados mais de 12 GW em novos projetos. Tais projetos elevarão o volume de instalações de enerA tendência é de continuidade para o crescimento gia eólica no País para mais de 14 GW até 2018, quanti- da indústria eólica no Brasil, por meio da sinalização de dade maior que o dobro da capacidade instalada atual, e interesse por parte do Governo em contratar esta fonte atrairão mais de 40 bilhões de reais em investimentos. por meio dos leilões regulados e também pela configuração da matriz elétrica futura estimada pela Empresa Fatores estruturais somados a uma conjuntura de Pesquisa Energética (EPE), com a publicação do Plafavorável explicam essa trajetória virtuosa da energia no Decenal de Energia Elétrica (PDE), para o cenário eólica no Brasil. Com início no Programa de Incentivo de 2023, que prevê participação de mais de 11% dessa às Fontes Alternativas de Energia Elétrica (PROINFA), fonte. lançado em 2004 e baseado em um estruturado modelo de financiamento e políticas regionais, a energia eólica Posicionamento do Brasil no mercado mundial e se tornou realidade. O PROINFA foi responsável pela aspectos da inserção da Fonte Eólica na Economia contratação de 1,3 GW em projetos eólicos, por meio de Brasileira preços subsidiados. Tal política, com a sua maturação, O ano de 2013 pode ser considerado o ano de “espeelevou o País a um patamar ímpar, onde se contratam, atualmente, energias renováveis não convencionais, tacular contração” para a fonte eólica no Brasil, devido sem necessidade de subsídios, como as tarifas feed-in, ao elevado grau de contratação da fonte neste período utilizadas pelos demais países que investem nesta fon- (4,7 GW de potência eólica). te. Segundo dados da Câmara de Comercialização de A conjuntura de crise internacional, com forte im- Energia Elétrica - CCEE, nos leilões de energia nova, pacto nos anos 2009 a 2012, fez com que o Brasil se realizados a partir de 2005, no âmbito do novo modetornasse, ao lado da China e Índia, um importante lócus lo do setor elétrico, a energia eólica ocupa o segundo de investimento para este setor, devido à redução de in- lugar em contratações com 12,4 GW de potência total vestimentos na Europa e nos EUA. contratada. Com a primeira inserção da fonte em leilões competitivos a partir de 2009, o ano de 2011 foi marcado pela consolidação da inserção da energia eólica na matriz elétrica brasileira, por meio da expressiva contratação nos leilões ocorridos naquele ano, somando 2,9 GW no total. Esse montante foi muito superior aos 2 GW esperados para que a indústria mantenha, de forma sustentável, sua cadeia produtiva no ano. Além disso, ao atingir, naquele momento, o patamar médio de pre[ 12 ] 3o ABIBER

Desde o primeiro leilão a partir de 2009, foram contratados na média 2,3 GW de energia eólica por ano, montante superior ao já citado break-even da indústria. Esta circunstância traz um importante sinal de investimento para toda a cadeia produtiva do setor que vem crescendo e se desenvolvendo de forma exponencial no Brasil. Esta é uma indústria com alto grau tecnológico e

O potencial eólico brasileiro onshore é estimado em 350 GW, possuindo alta relevância face à necessidade de aumento da capacidade instalada nacional. Em condições normais de PIB, o País contrata, por ano, cerca de 6 GW de potência nos leilões de energia nova e o potencial eólico disponível deve ser explorado para atender Em 2014 comemoramos 10 anos do Decreto de esta demanda. criação do PROINFA e a fonte já alcançou 5,4 GW de capacidade instalada. Como uma fonte limpa e renoOs mais de 12 GW de potência contratados a parvável, que gera empregos e renda para o Brasil, a atual tir de 2009 contrastam fortemente com os primeiros capacidade instalada já gerou cerca de 90 mil empregos investimentos feitos pelo Brasil nesta fonte de energia, e possibilita o fornecimento de energia à, pelo menos, quando da implantação do PROINFA, período no qual 8 milhões de residências brasileiras. Neste ano, estão foram contratados apenas 1,4GW a preços até três vesendo investidos no setor cerca de R$ 14 bilhões, com zes superiores aos dos últimos leilões, conforme gráfico previsão de chegar a mais R$ 40 bilhões até 2018. 1. de caráter inovador, que guarda grandes complexidades e também exige um sinal adequado de investimento de longo prazo. Em termos da conjuntura econômica brasileira, a despeito do fraco desempenho econômico do País em 2013 o setor eólico cresceu 1500%.

Do ponto de vista socioeconômico, a geração de empregos e renda em regiões carentes demonstra um papel relevante das externalidades positivas decorrentes da geração eólica. O pagamento referente aos arrendamentos é feito diretamente aos proprietários das áreas, representando geração e injeção de renda por, no mínimo, 20 anos em regiões que, em sua maioria, são bastante carentes, com economias estagnadas, inclusive no semiárido brasileiro. A expressiva expansão eólica bra- Gráfico 1: Evolução do preço da energia eólica de 2004 a 2013 (Fonte: ABEEólica). sileira foi parte do recente estudo realizado pela Associação Mundial de A competitividade desta indústria pode ser viEnergia Eólica, que foi publicado no primeiro semestre de 2014. O Brasil se posicionou no terceiro lugar de sualizada pela queda do valor médio de investimento maior mercado de turbinas eólicas no mundo, o que re- (CAPEX total), o qual foi reduzido em quase 50% nos presenta 7% da venda mundial destes equipamentos, últimos 8 anos. Tal redução se justifica em grande parte pela revolução tecnológica que a indústria sofreu nos conforme gráfico a seguir. últimos anos e, principalmente, pela massiva entrada de fabricantes de aerogeradores no Brasil, principalmente a partir de 2009, quando o número de fabricantes passou de 2 e atingiu 10, em 2014. Diante dos volumosos números ora apresentados, é importante notar que o crescimento exponencial de um setor de infraestrutura com tamanha complexidade traz ao setor responsabilidades e desafios. O setor enfrentou gargalos consideráveis principalmente a partir de 2012, destaque para a logística e para a transmissão (o caso do atraso das ICGs – Centrais de Geração para Conexão Compartilhada). Soma-se a isto a revisão das regras no credenciamento dos fabricantes na linha de financiamento Finame, oferecida pelo BNDES, as quais passaram a valer a partir de 2013, e também a publicação da MP 579. 3o ABIBER [ 13 ]

O Brasil apresenta hoje 5,4 GW de potência eólica instalada, o que corresponde a 4% de participação na matriz elétrica brasileira.

A despeito das dificuldades acima apresentadas, o ternos. Brasil hoje está na 13ª posição em termos de capacidade A China poderia ser uma boa alternativa para estes instalada e possivelmente saltará para a 10ª posição no final de 2014, o que comprova o cenário virtuoso pelo fabricantes, por ser o país com maior mercado crescente de energia eólica. No entanto, este exuberante merqual o setor vem passando. cado é essencialmente suprido por fornecedores locais. Considerações Finais Assim, os fabricantes de aerogeradores europeus e norte-americanos passaram a concentrar suas vendas em O Brasil apresenta hoje 5,4 GW de potência eólica novos mercados, como a América do Sul. instalada, o que corresponde a 4% de participação na matriz elétrica brasileira. Registra-se que, com a chegada de um grande número de fabricantes interessados no mercado brasileiro Para desenvolver uma indústria forte, consolidada e uma forte redução nos preços de venda. A estratégia e exportadora, a competição e inovação são fatores cru- destas empresas se fez com a entrada agressiva no merciais. Sobre este aspecto, é importante destacar que a cado brasileiro, com preços baixos, e com a oferta dos indústria de energia eólica no mundo com tecnologia equipamentos em estoque e, no futuro, a instalação de econômica viável é demasiadamente recente: somente unidades fabris no País. a partir de meados da década de 90 começou a receber massivos investimentos em tecnologia. Por essa razão, no início houve uma tendência à entrada de equipamentos de tecnologia secundária para O Brasil ainda tem um longo caminho para melho- atender a demanda por equipamentos a custos mais rar a competividade e garantir a sustentabilidade de baixos, não representando, portanto, equipamentos longo prazo da fonte eólica de energia, que passa ne- com tecnologia de ponta. cessariamente pela melhora da competitividade nos custos de produção das turbinas eólicas e nos demais Entretanto, a partir dos leilões de 2010 e princustos do País1 , uma vez que o preço dessas turbinas é cipalmente dos leilões de 2011, este cenário mudou. influenciado fortemente pela aquisição dos insumos no Os últimos equipamentos instalados vêm refletindo a País, pela escala de produção atingida, assim como pelo tecnologia de ponta dos fabricantes. O Brasil consegue “Custo Brasil”2 . atrair hoje o investimento em aerogeradores de última geração com potência de 3 MW, torres com 120 metros Neste sentido, a redução nos preços das turbinas de altura e pás com mais de 60 metros. Tais tecnologias ainda é um dos maiores entraves para redução do custo se referem à geração de energia eólica onshore, uma vez total de produção de energia eólica. O que demonstra a que os parques offshore estão tendendo para máquinas necessidade de incentivos fortes ao progresso tecnoló- muito maiores, acima de 6 MW e, atualmente de 9 MW, gico, seja no sentido de investimentos diretos em P&D em pesquisa e desenvolvimento. Entretanto, esta tece Inovação, seja no sentido de manutenção de uma re- nologia ainda é muito cara no Brasil e há ainda muito a lativa abertura do país para receber investimentos ex- se explorar em áreas onshore no País. 1 Vale lembrar que, quanto maior a quantidade de fabricantes e com suas respectivas participações, maior será a demanda desdobrada na cadeia produtiva brasileira, o que gera uma demanda de investimentos e desenvolvimento tecnológico. 2 É fato que parte do custo mais alto no Brasil vem da deficiência de infraestrutura, custo de transporte, falta de concorrência na cadeia de fornecedores de componentes elétricos e escassez de mão de obra. Naturalmente, não se pode imputar toda diferença de custo aos aerogeradores.

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Do que se apresenta, o grau de evolução tecnológica dos equipamentos e a estrutura de mercado mundial da indústria de equipamentos eólicos demonstram claramente que esta indústria encontra-se em seu estado inicial, seja no Brasil, seja no mundo, o que permite concluir que este setor tem um grande potencial de evolução ou até mesmo revolução. 

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Energia Solar Fotovoltaica - O Sol brilha para todos! Carlos A. F. Evangelista Diretor VIS Technology.

tualmente despontam no Brasil inúmeros projetos envolvendo Energia Solar Fotovoltaica, podemos verificar diversos sistemas residenciais sendo instalados, empresas de porte iniciando seus projetos fotovoltaicos, a grande indústria introduzindo o assunto nas reuniões estratégicas, inúmeras cotações solicitadas aos fornecedores de equipamentos, prestadores de serviços capacitando suas equipes, consultores atuando e escrevendo sobre o assunto, congressos e seminários sobre energia fotovoltaica, tecnologia e mercado em quase todos os meses do ano, etc. Quem visualiza o quadro atual do mercado de energia brasileiro e compara com o quadro apresentado há 4 anos chega a imaginar que somente agora surgiu a tecnologia Solar Fotovoltaica. Mas a verdade é que “gerar” a própria energia de forma limpa, silenciosa e renovável, na porta de própria casa ou indústria, é tecnologia dominada muito antes da era Google ou mesmo antes do surgimento do primeiro PC.

pulsionar outras fontes de energia, e consequentemente, os investimentos foram direcionados para outras opções que ficaram mais atrativas e tinham maior robustez para sustentar nossa demanda energética. O viés da sustentabilidade, apesar de muito importante, não tem grande impacto neste caso, uma vez que nossa matriz elétrica já é oriunda de fontes limpas e renováveis, no caso a hídrica (por volta de 83%), sem considerar aqui alguns estudos que contestam esses percentuais baseados no impacto dos grandes reservatórios.

A diversificação de nossa matriz elétrica tem importância estratégica. O país não pode abrir mão de nenhuma fonte de energia, todas elas são importantes e devem ser pesquisadas e amplamente utilizadas dentro de suas características, especificidades e particularidades. Não poderia ser diferente com a Energia Solar Fotovoltaica. Por que uma tecnologia tão antiga, somente agora está na berlinda? Devido a conjuntura econômica mundial e aos acontecimentos que tivemos no Brasil nesses últimos anos, particularmente três, esses fatos colocaram a Energia Solar Fotovoltaica na pauta das Converter energia solar em energia elétrica é muito discussões e no holofote dos investidores brasileiros e inmais antigo do que se imagina, desde Becquerel que obternacionais: servou e documentou pela primeira vez o efeito fotovoltaico em 1839, passando por Einstein que explicou o fenôI) A chamada 13/2011 da ANEEL. meno fotoelétrico em 1905 (isso futuramente lhe rendeII) A regulamentação da Geração Distribuída (482/ ria o premio Nobel), houveram inúmeros acontecimentos ANEEL). até culminar com a potência de 100 GWp acumulados de Energia Solar Fotovoltaica instalados no mundo em 2012 III) Os leilões de energia exclusivos para Fontes Reno(EPIA – 2013). váveis. O Brasil não participou dessa primeira fase da expansão mundial da Energia Solar Fotovoltaica. Apesar do imenso território, da excelente insolação e da abundância de reservas de silício de boa qualidade (matéria prima para o coração do sistema – a célula fotovoltaica), foram os fatores políticos, econômicos e sociais que acabaram por im[ 16 ] 3o ABIBER

Em 2011 a ANEEL lançou a chamada 13/2011 para um projeto estratégico de P&D denominado “Arranjos Técnicos e Comerciais para Inserção da Geração Solar Fotovoltaica na Matriz Energética Brasileira”. No escopo desta chamada foram selecionados 18 projetos de sistemas fotovoltaicos conectados à rede elétrica com

potência fixa instalada de 0,5 MWp a 3 MWp resultando em uma potência instalada total de cerca de 24 MWp. O valor aproximado do investimento previsto foi da ordem de R$400 milhões. A maioria dos projetos serão executados pelas concessionárias de energia elétrica, públicas e privadas, localizadas em diferentes regiões do Brasil, com previsão para entrar em operação até meados 2015.

mercado de fontes limpas em 40 países. Também a EPIA (European Photovoltaic Industry Association) coloca o Brasil entre os países com maior potencial de crescimento em Energia Solar Fotovoltaica (6º) dentro do chamado SunBelt (países localizados entre o trópico de Capricórnio e trópico de Câncer).

O segundo, igualmente importante, a regulamentação para sistemas fotovoltaicos conectados à rede de distribuição, associados a unidades consumidoras foi definido em 2012 pela publicação da Resolução Normativa 482/2012 da ANEEL que trata de microgeração distribuída (potências iguais ou inferiores a 100 kWp) e minigeração distribuída (potências superiores a 100 kWp até o limite de 1 MWp). Essa regulamentação prevê o sistema de compensação tarifária de energia elétrica onde é efetivado um balanço entre a energia consumida pela unidade consumidora e a energia gerada pela mesma (conceito “net metering”). E finalmente os leilões de energia, estes sempre se mostraram como uma excelente ferramenta para criar um dos fatores primordiais para desenvolvimento de qualquer tecnologia e/ou mercado. A criação da demanda! Em novembro de 2013 houve o 1º Leilão de Energia (A-3) onde os empreendimentos com fonte de geração fotovoltaica com potência igual ou maior de 5 MWp foram habilitados pela EPE. O leilão permitia compra de energia de empreendimentos de geração eólica, solar, termoelétrica a biomassa ou gás natural para início de fornecimento em 2016. O custo referência foi de R$126,00 o MWh deixando a energia solar fotovoltaica momentaneamente fora do páreo por ainda não estar nesse patamar de competitividade financeira. Mas logo em seguida houve o leilão de energia de Pernambuco, exclusivo para fonte de energia solar fotovoltaica. Dos 34 projetos licitantes, seis foram contratados, oriundos de empresas do Brasil, Itália, Alemanha, China e Espanha. Nesse leilão, o preço médio de energia foi negociado a R$ 228,63 o MWh, um deságio de 8,55% em relação ao preço inicial de R$250,00 – bem mais factível do que o praticado no A-3. Foi o primeiro leilão de energia solar feito por um Estado brasileiro e que resultou em projetos que contemplam investimentos da ordem de R$597 milhões. Finalmente a consolidação no dia 31 de outubro de 2014, o esperado de leilão de reserva de Energia Solar Fotovoltaica. De acordo com a Empresa de Pesquisa Energética (EPE), o leilão registrou 400 projetos de energia solar fotovoltaica que totalizam 10.790 megawatts (MW) de energia. O Brasil é apontado como o 9º país mais atraente do mundo para investimentos em geração de energias renováveis, segundo o ranking Renewable Energy Country Attractiveness Index da consultoria EY que analisa o

Poderíamos ilustrar com diferentes gráficos, várias pesquisas e as mais diversas analises mas seria desnecessário. Há quase unanimidade nas conclusões que mostram que esse é um dos mercados mais promissores no segmento de energias renováveis. Especificamente a Energia Solar Fotovoltaica tem todas as condições para continuar crescendo em taxas vertiginosas nos próximos anos, a grande diferença é que antes isso acontecia no mundo todo e agora ocorrerá também no Brasil.

Quem se antecipar e estiver preparado, estará em situação boa em relação aos novos entrantes, ou como costumam dizer no mercado, ficará em grande vantagem competitiva. Os grandes investidores já sabem disso, alguns já estão se preparando, outros ainda estudando os movimentos do mercado, mas todos já extremamente atentos a tudo que acontece nesse segmento. Quem der o primeiro grande lance sairá em vantagem!  3o ABIBER [ 17 ]

Solar fotovoltaico – inserção estratégica na matriz elétrica nacional Thomas Eggers Representante SCHMID Group Brasil e América Latina.

rasil, país da maior reserva de água doce no planeta e principal investidor na fonte hidroelétrica do mundo, esta diante de situação improvável de um racionamento de eletricidade. Isso afeta o Brasil de maneira estratégica na dança global da captação de recursos para investimentos e da atratividade como polo econômico-industrial. Sendo que as indústrias e manufaturas de hoje são altamente robot- e automatizadas, a eventualidade da falta de eletricidade com o ecossistema das águas em desequilibro palpável coloca a competitividade do país numa situação de potencial declive e em dificuldade para atrair indústrias modernas, comprometendo o desempenho econômico futuro da Nação. Embora o país tenha investido continuamente no aumento da capacidade de geração e no sistema de transmissão, houve aspectos que chamaram menor atenção: a eficiência no abastecimento final, observando o comportamento do consumidor; as perdas do sistema elétrico persistentes – sobretudo na transmissão; e a sazonalidade do consumo elétrico em si. Neste artículo, analisamos como a fonte solar fotovoltaica pode contribuir para melhorar a situação do sistema elétrico de maneira eficiente e duradoura. [ 18 ] 3o ABIBER

Conforme se vê na figura, a necessidade de se proteger do grande calor no verão exigiu aumentar consideravelmente a geração elétrica do Sistema Interligado Nacional para atender a alta de demanda do consumo elétrico nessa estação, puxado, sobretudo, pelo ar condicionado nos edifícios e a refrigeração dos alimentos, seja nos supermercados, restaurantes ou centros comerciais. A hora pico se faz notar antes e depois do almoço, e só se atenua quando as pessoas deixam seus ofícios para retornarem a casa. Como a migração do Brasileiro as cidades é considerada irreversível, a sazonalidade do alto consumo de verão com maior incidência durante o dia é um fator que vai restar e que poderá ser enfrentado de maneira efetiva colo-

cando módulos solares sobre os edifícios públicos e privados dos municípios, ou seja, no lugar mesmo do consumo. A fonte solar fotovoltaica representa hoje um mercado de instalação global de 40 GW anuais, resultado de um barateamento acelerado da tecnologia por grandes efeitos de escala e de inovação orientado, sobretudo, ao aumento da eficiência da célula, que levou o preço de geração solar fotovoltaica por kWh a um nível menor que o preço de eletricidade do mercado – sem subvenções – em Estados como Baja Califórnia (México) ou Texas; Estados, aliás, com níveis de insolação semelhantes a grandes partes do Brasil. Atingiuse, portanto, o “grid parity”. No Brasil, a força do sol em pro-médio é de

198,5 TWh/100 km2, ou seja, sobre cada 250 km2 do território nacional o sol incide com a mesma força que o atual consumo total de eletricidade do país. Sobre os rios e lagos, esta insolação leva, inoportunamente, a grandes quantidades de evaporação. Sobre o campo não protegido pela capa florestal, leva a degradação acelerada o que requer investimentos em constante aumento para manter a área cultivável. Mas sobre as cidades e aldeias, o sol é uma fonte energética imbatível: insumo de zero custo, que incide sobre áreas construídas, lá onde as pessoas vivem, estudam e trabalham, que pode ser usada para gerar renda em favor de pessoas, e ajudar aumentar o rendimento de estabelecimentos por colocação de painéis solares sobre galpões, armazéns, escolas e outros edifícios. A final, o m2 dos terrenos, que geralmente custa caro nas cidades, já foi pago, tornando o abastecimento de energia solar num fonte de renda e riqueza extraordinária e adicional para quem queira se aproveitar. Neste verão, observou-se de maneira acentuada em muitas cidades, que a hora pico moveu-se para o começo da tarde, o que levou o sistema eléctrico nacional a beira da sua capacidade, e agravou por muito a situação já precária dos reservatórios das hidroelétricas. Ora, é econômico trazer eletricidade de centenas ou milhares de Km de distancia se a necessidade está nos supermercados ou centros comerciais das cidades, que dispõe de telhados, mas que infelizmente hoje ainda não contam com a disposição dos seus proprietários para agilizarem seu usufruto energético? Precisa-se promover a fonte solar para os empresários e cidadãos, e os conscientizar sobre o potencial no auto-abastecimento quando a incidência do aumento em eletricidade é diretamente decorrente das suas atividades. Ser pioneiro, neste caso de uma nova fonte de energia, é também uma assunção

de responsabilidade. Cabe ressaltar que, além de ser um bom negócio para o homem e empresário da cidade, o auto-abastecimento com solar fotovoltaico pode, se usado estrategicamente sobre lugares de forte consumo, diminuir o estresse nos pontos de transformação, transmissão e geração de eletricidade do país. O período de consumo pico veraneio, causada pelo calor nas cidades, podia com a tecnologia solar hoje existente ser perfeitamente absorvida na própria origem, diminuindo de forma significativa o custo de investimento holístico e estrutural da eletricidade no país, apoiando-se na infraestrutura de subestações e transmissão existentes e evitando a construção de novas linhas de transmissão à largas distancias. Ajudaria também avançar na temática da modicidade tarifária, de redução da tarifa, aspecto central da estratégica do governo para o setor elétrico, conforme contemplamos nos próximos parágrafos. Na figura que segue, estudamos o fator de capacidade verificado no consumo (a carga elétrica) contra o fator de capacidade na geração, tal como planejado pela EPE e o Setor Elétrico em geral. Verifica-se uma grande falta de energia durante o verão, que desequilibra o sistema elétrico de maneira estrutural muito além dessa própria estação do ano.

Observação: A carge de demanda é reportada mensalmente pelo ONS, enquanto que a capacidade de geração foi calculada servindo-se dos 6 meses da capacidade real reportada pela ANEEL ao fim do ano anterior e 6 meses conforme o planejamento fornecido pela EPE para o ano em curso. Nos passados quarenta anos, o Brasil apostou forte nas aguas como fonte energética, criando-se infraestrutura, base tecnológica e conhecimento hidroelétrico nacional extenso, com quase 90 GW de capacidade e mais de mil construções espalhados atualmente por todo o país. Mas, diante do câmbio climático, e em especial as grandes secas sofridas na Amazônia nos anos 2005 e 2010 – tema estudado em profundeza e com conclusões inquietantes pelo INPE, assim como estiagens longas e recorrentes com alterações no patamar de chuvas impactado pelas grandes transformações dos biomas Brasileiros, convêm reflexionar sobre a adequação de continuar a política de apostar prioritariamente nas hidroelétricas de distintos portes, e considerar um cambio estratégico para uma maior penetração de fontes alternativas novas, especialmente a fonte solar, que se complementa extraordinariamente bem com a matriz elétrica atual, por fortalecimento da infraestrutura do sistema elétrico existente

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e por não requer de água (ou pouca água, para ser certo, já que a limpeza dos painéis é parte da manutenção periódica da fonte de energia solar fotovoltaica, para não perder efetividade na geração de eletricidade e no rendimento financeiro das instalações).

podem, em dias de muito sol, servir como bateria estratégica, reduzindo a atividade de suas turbinas e possibilitando um escoamento mais constante da eletricidade, e também do fluxo das aguas ao longo do ano, um beneficio adicional muito bemvindo, amenizando e equilibrando a vida na beira dos rios em beneficio Parte da grande atratividade da dos seus habitantes ribeirinhos e da fonte solar para o Brasil, portanto, própria fauna e flora aquática. encontra-se na complementaridade Vale a consideração que esta com a matriz hidráulica, ajeitandocomplementaridade útil também se se ao usufruto da infraestrutura existente, que se compõem das tur- encontra na cercania da infraestrubinas, da subestação e da linha de tura dos parques eólicos, sobretudo transmissão, sempre investida para quando estes foram instalados sobre a capacidade máxima de produção terreno rochoso e no interior, onde de eletricidade, embora somente costuma ventar mais durante a noiaproveitada em plena capacidade te que no dia. Também aqui o retorna estação chuvosa e mesmo aí só no de investimento das usinas eólinos anos de muita chuva continua. cas aumentará de forma significatiA ociosidade da capacidade das su- va com apoio do solar fotovoltaico. bestações e linhas de transmissão é No diagrama anterior, pode se uma consequência natural das osci- ver que a diferença na carga de delações das chuvas, da sazonalidade e manda entre o mês de maior consuafluências do parque hidráulico e, no mo (Fevereiro) e do menor (Agosto) decorrer de um ano, varia muito na em 2014 foi de 13,5 GW médios. totalidade do parque instalado e de Ora, se este delta em capacidade for uma usina a outra. A ociosidade de inteiramente complementado pela uma usina hidráulica pode ser maior fonte solar fotovoltaica, usando um de 50% ou de somente 10% ao lon- módulo com eficiência de 15%, gego de uma década, dependendo da rar-se-iam 23,77 TWh ou 5,13% do sua localização e condições geográ- consumo elétrico do Brasil em 2013! ficas e geofísicas. Na soma, porém, Ou seja, exatamente os 5%-pontos estamos falando de um potencial de de diferença observada incidindo colocação de painéis solares ao lado como déficit estrutural na matriz das instalações hidráulicas de mui- elétrica nacional, conforme analise tos GW em potência para aumentar mais detalhada também na figura a eficiência e a própria rentabilidade que segue. do sistema hidroelétrico nacional. Colocando painéis fotovoltaicos no espaço adjunto aos reservatórios das usinas para maximizar o uso das instalações existentes aumentará significativamente a rentabilidade dessas usinas e economizará ao país a construção de nova infraestrutura de geração, transmissão e transformação (subestação) elétrica de grandes dimensões e com altos requerimentos em investimentos. Mas, quem pagará a conta das Cabe ressaltar que as hidroelétricas divisas a serem gastas por trazer [ 20 ] 3o ABIBER

13,5 GW de painéis solares da Europa ou Ásia para o país para ajudar resolver a questão do fator de capacidade? Pois, ninguém devia. Porque o Brasil tem amplias reservas da matéria prima, o minério do Quartzo e o explora em grandes proporções. Ademais, diversas empresas nacionais transformam essa pedra em silício de grau metalúrgico, sobretudo em Minas Gerais, tanto para seu uso nacional como internacional, já que exportamos uma boa parcela da produção. Esse silício de grau metalúrgico é o insumo principal para fabricar o polisilício de grau solar, que num processo químico-industrial leva a extração de metais não condutivos, como ferro, cobre e cobalto, para oferecer um silício com pureza maior de 99,999.999.9% (9N). Esse sim conduz eletricidade! De aí, começa o processo industrial de cortar o silício em cubos (wafer), de fatiá-lo e fabricar as células, e assemblar os módulos. Na realidade, trata-se de um processo bastante complexo, de grande valor agregado, requerendo de maquinaria de alta tecnologia. Trazendo-se esta tecnologia para o Brasil, a história de sucesso da tecnologia nacional hidroelétrica podia repetir-se no solar fotovoltaico, criando uma grande indústria de 100% conteúdo nacional, do quartzo ao módulo, com marcas a se tornarem conhecidas dos construtores, arquitetos, engenheiros civis, operários de construção, eletricistas, do-

nos de edifícios e o Setor Elétrico em geral. Cabe ressaltar também que as

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atividades envolvidas com o solar fotovoltaico são uma ótima fonte de trabalho, com dezenas de milhares de empregos formais a serem formados por todo o país. Na seguinte análise, gostaríamos mostrar que existem nichos, de grande porte, que podem chegar a serem objetos de preferencia para a integração solar fotovoltaica na matriz elétrica, em todos os municípios e aglomerações habitacionais do país. Conforme lei aprovada, 75% dos royalties do petróleo présal se destinam à educação pública e também 50% do rendimento do Fundo Social será orientado a educação. Com o barril de petróleo aos US$ 100, os royalties podem chegar a valores anuais maiores a US$ 25 bilhões, o que permitirá melhorar a qualidade do ensino, pelo aumento do uso da tecnologia digital, e pela melhora do ambiente da sala de aula, com ar condicionado nas partes quentes do país, e calefação nas partes frias do Sul e das montanhas, o que irá inclusive diminuir o fator de absentismo, efeito colateral bemvindo. Com essas melhoras vai aumentar consideravelmente o consumo de eletricidade na escola, por até 85%. Isto pode levar a investimentos expressivos em tetos solares nas escolas, apoiando-se sobre programas municipais, estaduais e federais dedicados. Ademais de contribuir com eletricidade para as escolas, vai estabelecer muitos milhares de empregos espalhados por todo o país especificamente no contexto destes programas.

cidade de todas as escolas públicas do país, contribuindo desta forma de maneira importante na modicidade tarifária. Este exemplo mostra que o solar fotovoltaico pode jogar um papel importante no desenvolvimento do país, dentro de um processo estratégico e estruturado, orientado a necessidades específicas. Na seguinte tabela se mostra o impacto global dos três mercados estratégicos desenvolvidos neste articulo os quais haveriam atingido praticamente 12,1% do consumo nacional em 2013 no caso teórico de já existirem.

Um fator especialmente interessante, conforme mostrado na figura em baixo, é que se precisariam soO solar fotovoltaico é de grande mente cinco GW de instalações solar fotovoltaicas contra seis GW no au- eficácia em todos os setores onde mento da matriz centralizada para o consumo de energia predomina realizar a autossuficiência em eletri- durante o dia, como, por exemplo, [ 22 ] 3o ABIBER

na administração pública; na administração de empresas privadas; no abastecimento de eletricidade para o turno diurno de fábricas industriais; para bombear água dos aquíferos, na irrigação e o abastecimento das cidades; para a secagem da soja nas fazendas. Todos estes campos de atividade indicam que a energia do sol tem todo o potencial de tornar-se num grande motor de desenvolvimento da economia brasileira. Com um mercado grande e o conhecimento sobre o solar fotovoltaico aumentando rapidamente, reduzindo seu custo de implementação pelo paulatino aumento do fator

de escala, é fatível contar com uma participação na matriz elétrica nacional superior a 12% em 2035, ou seja, maior a 100 TWh/ano. 

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Produção de biodiesel pode chegar a 8 bilhões de litros

produção de biodiesel no Brasil tem sofrido nos últimos anos uma série de limitações. A partir de 2004, após quatro anos de estagnação na chamada mistura B5 (5% de biodiesel por litro de diesel mineral), o mercado nacional do biocombustível experimentou um incremento. No final de maio o governo federal editou uma Medida Provisória instituindo o B6 a partir de 1º de julho e o B7 em novembro. Assim, a ociosidade da indústria, que tem uma capacidade de produção anual autorizada pela Agência Nacional de Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP) de 7,9 bilhões de litros por ano, passará de 63%, dos tempos do B5, para 45% com o B7. Com os novos patamares de mercado, a produção, de 2,91 bilhões de

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Mas isso não basta. Para que o segmento evolua e se consolide com equilíbrio e segurança jurídica e regulatória, é preciso um novo marco regulatório que transmita previsibilidade aos produtores. Somente assim, eles acreditam, será possível manter ou mesmo retomar os Outros fatores po- investimentos. sitivos é que o aumento A Medida Provisória da mistura de biodiesel 647/14 e transformada no litro de diesel mineral na Lei 13.033/14, que vendido nas bombas dos instituiu os novos níveis postos de abastecimento de mistura aumentou a de combustíveis traz muidemanda, mas não esbotas vantagens para o país. çou um planejamento de A evolução do mercado do médio e longo prazo. Boa biocombustível reduz a parte do parque industrial poluição do ar, as interna- permanecerá parada, enções hospitalares por pro- quanto a ociosidade estiblemas respiratórios, o im- ver nos 45% que a mistura pacto na balança comercial B7 implica. com menos importação do derivado de petróleo, gera O diretor superinten113% mais empregos que dente da Associação dos o refino de diesel e agrega Produtores de Biodiesel do bilhões de reais por ano ao Brasil (APROBIO), Julio Cesar Minelli destaca que PIB brasileiro. litros em 2013, passou para 3,5 bilhões de litros em dezembro de 2014. Em 2015, com o B7, pode chegar a 4,3 bilhões de litros. Este aumento pode devolver ao país a segunda colocação no ranking mundial de produção, atrás dos Estados Unidos.

o Brasil está pronto hoje para atender um mercado de B10. Para ele, esse nível de processamento pode ser feito sem comprometer a oferta de matérias primas, que se diversificam cada vez mais, pois a capacidade instalada de produção é de 7,904 bilhões de litros por ano. Segundo a Associação, com a manutenção do B7, o setor produtivo precisará de novos investimentos somente em 2023, sejam em novas plantas ou na ampliação da capacidade de processamento das atuais 60 usinas do parque fabril nacional. Mas num cenário de B15 em 2022, seriam necessários quase R$ 11 bilhões a partir de 2017 em novas unidades e aumento da capacidade de extração do óleo. Desde meados do ano passado o biodiesel cai de preço nos leilões da ANP,

tas de ônibus rodando com este nível de blend no Rio de Janeiro, em São Paulo (onde há também o biodiesel de cana de açúcar, ainda em fase de testes), em Curitiba (onde há também uma frota com ônibus movidos a energia elétrica e B100, ou seja, 100% de biodiesel) e Campinas.

a ponto de chegar a estar menos 1,2 bilhão de litros, menor e hoje se equiva- numa economia de US$ ler ao pago pela Petrobras 920 milhões por ano. pelo óleo diesel importaA Fipe apurou tamdo. bém que, no mesmo períoDe 2008 ao ano pas- do, o uso do biocombustísado, o Selo Combustível vel evitou a emissão de 11 Social, criado pelo Minis- milhões de toneladas de tério do Desenvolvimento gás carbônico equivalente. Agrário, já transferiu R$ Foi quando sua presença 8,5 bilhões para o homem no diesel evoluiu de 2% a do campo, em aquisições 5%. A Câmara Setorial do de matérias primas e ofer- Biodiesel, do Ministério ta de assistência técnica e da Agricultura, preparou fornecimento de insumos. estudo em que mostra que A medida faz do Programa cada ponto percentual a Nacional de Produção e mais do óleo verde no fósUso de Biodiesel (PNPB) o sil corresponde à plantaúnico programa do mundo ção de 7 milhões de árvode produção de bioenergia res por ano. com inclusão social rural. Os investimentos em Além disso, o pequeno novas plantas ou em auagricultor brasileiro se tor- mento de capacidade prona em um pequeno agroin- dutiva das já existentes dustrial, pois a assistência permanecem suspensos. O técnica oferecida pelas setor produtivo identifica usinas permite que ele em- a necessidade do aumenpregue as técnicas agríco- to pela demanda para as las aprendidas para outras chamadas “frotas verdes” culturas, diversificando (veículos de administrasua lavoura e aumentan- ções municipais e/ou esdo a produção, com maior taduais, frotas de ônibus, produtividade. caminhões de coleta de lixo etc.) Segundo a Fundação de Estudos Econômicos Estes projetos espe(Fipe) da Universidade de ciais dependem de defiSão Paulo (USP), a produ- nição do Conselho Nacioção de biodiesel evitou, de nal de Política Energética 2008 a 2011, gastos de R$ (CNPE) e autorização da 11,5 bilhões em importa- ANP, pois em alguns casos ção de diesel fóssil. Com implicam em uma mistura o B7, serão importados B20. Hoje o pais já tem fro-

Nordeste, por exemplo, consome 16,4% do diesel consumido em todo o país e produz somente 9,5% do biodiesel nacional, o que gera uma disparidade que leva seus estados a importarem o óleo verde para compor a mistura por litro do derivado de petróleo.

Mas o processo burocrático para autorização e implementação desta logística de infraestrutura é demorado, o que retrasa a evolução do mercado pela retenção da demanda e seus benefícios multidisciplinares.

O incentivo à produção estadual, com usinas instaladas em todo o país reduz o fluxo de caminhões pelas estradas, o comprometimento técnico e funcional dos componentes químicos do óleo e a guerra fiscal de impostos Além disso, persiste interestaduais. o desafio de se alavancar a agricultura familiar na A retomada do parque região Nordeste, com o industrial seria importancultivo de oleaginosas que te para o país voltar a ter diversifiquem as matérias protagonismo na produprimas do biocombustível ção do biocombustível. de maneira sustentável e comercialmente viável. Muitas usinas pararam de Este, aliás, era o espírito operar, algo como quase inicial do PNBP quando ele 40. A maioria delas não foi criado, em 2004. Na- retornou ao mercado. A quela época, o governo fe- estrutura tarifária não ajuderal apostava na mamona da, como também impede como o eixo da produção uma política de exportade matéria prima para as ção eficaz, ao taxar meusinas e o sustento de pe- nos a exportação de soja quenos agricultores. em grão do que produtos É preciso, ainda, re- industrializados, como o duzir a importação regio- farelo, o óleo de soja e o nal de biocombustível. O biodiesel. 

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Os novos desafios do biodiesel aumentou a demanda, mas não esboçou um planejamento de médio e longo prazo. Boa parte do parque industrial permanecerá parada, enquanto a ociosidade estiver nos 45% que a mistura B7 implica.

aumento da mistura de biodiesel no litro de diesel mineral vendido nas bombas dos postos de abastecimento de combustíveis traz muitas vantagens para o país. A evolução do mercado do biocombustível reduz a poluição do ar, as internações hospitalares por problemas respiratórios, o impacto na balança comercial com menos importação do derivado de petróleo, gera 113% mais empregos que o refino de diesel e agrega bilhões de reais por ano ao PIB brasileiro.

Além disso, persiste o desafio de se alavancar a agricultura familiar na região Nordeste, com o cultivo de oleaginosas que diversifiquem as matérias primas do biocombustível de maneira sustentável e comercialmente viável. Este, aliás, era o espírito inicial do PNBP quando ele foi criado, em 2004. Naquela época, o governo federal apostava na mamona como o eixo da produção de maOs investimentéria prima para as usinas e o sustos em novas plantento de pequenos agricultores. tas ou em aumento de capacidade proÉ preciso, ainda, reduzir a imdutiva das já exis- portação regional de biocombustítentes permanecem vel. O Nordeste, por exemplo, consuspensos. O setor some 16,4% do diesel consumido produtivo identifi- em todo o país e produz somente ca a necessidade do aumento pela 9,5% do biodiesel nacional, o que demanda para as chamadas “frotas gera uma disparidade que leva seus verdes” (veículos de administrações estados a importarem o óleo verde municipais e/ou estaduais, frotas de para compor a mistura por litro do ônibus, caminhões de coleta de lixo derivado de petróleo. etc). Estes projetos especiais dependem de definição do Conselho Nacional de Política Energética (CNPE) e autorização da ANP, pois em alguns casos implicam em uma mistura B20. Hoje o pais já tem frotas de ônibus rodando com este nível de blend no Rio de Janeiro, em São Paulo (onde há também o biodiesel de cana de açúcar, ainda em fase de testes), em Curitiba (onde há também uma frota com ônibus movidos a energia elétrica e B100, ou seja, 100% de biodiesel) e Campinas.

O incentivo à produção estadual, com usinas instaladas em todo o país reduz o fluxo de caminhões pelas estradas, o comprometimento técnico e funcional dos componentes químicos do óleo e a guerra fiscal de impostos interestaduais. A retomada do parque industrial seria importante para o país voltar a ter protagonismo na produção do biocombustível. Muitas usinas pararam de operar, algo como quase 40. A maioria delas não retornou ao mercado. A estrutura tarifária não ajuda, como também impede uma política de exportação eficaz, ao taxar menos a exportação de soja em grão do que produtos industrializados, como o farelo, o óleo de soja e o biodiesel. 

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Geração estratégica da bioeletricidade, potencial e a preocupação com o futuro Zilmar José de Souza Gerente de bioeletricidade da União da Indústria de Cana-de-Açúcar (UNICA) e professor convidado da FGV-SP, CEPEA-ESALQ e UNIUDOP.

specificamente em agosto de 2014, a fonte biomassa quando se inclui bagaço/palha da cana, lenha, lixívia e outras biomassas, ofertou para o Sistema Interligado Nacional (SIN), um total de 2.765 GWh naquele mês (CCEE, 2014). Esse índice representou 18% do consumo industrial brasileiro, naquele mês, num momento em que a energia armazenada nos reservatórios das usinas no submercado elétrico Sudeste/ Centro-Oeste apresentou um índice pouco superior a 30% de sua capacidade1. Imagina como estariam os reservatórios hoje do Sudeste sem essa geração estratégica da bioeletricidade em 20132?

Mesmo com o desempenho estratégico da bioeletricidade apresentado nos últimos anos e com um potencial estimado pela EPE, somente para a biomassa da cana, em algo como 22 GW médios até 2022, quase cinco vezes a garantia física da usina Belo Monte, ou duas usinas de Itaipu, causa extrema preocupação o futuro da biomassa na matriz elétrica brasileira. A preocupação reside na dificuldade de negociação de novos projetos nos leilões regulados promovidos pelo Governo Federal, considerados ainda 1 O Sistema Interligado Nacional é dividido em quatro submercados de energia elétrica (Norte, Nordeste, Sudeste/Centro-Oeste, e Sul), sendo o principal o submercado Sudeste/Centro-Oeste, respondendo por mais de 60% do consumo brasileiro. 2 No fim de outubro, de acordo com o Operador Nacional do Sistema (ONS), os níveis dos reservatórios do submercado Sudeste/ Centro-Oeste ficaram na ordem de 20% de sua capacidade (ONS, 2014). [ 28 ] 3o ABIBER

a principal porta de entrada da bioeletricidade no setor elétrico. A comercialização nos certames regulados é condição essencial para a viabilidade da maioria dos projetos de bioeletricidade e nenhuma cadeia produtiva intensiva em bens de capital consegue sobreviver com uma política de stop and go, como a que está vivenciando a bioeletricidade.

sa de cana de açúcar. IV. Manutenção do desconto em 50% na Tarifa de Uso do Sistema de Transmissão/Distribuição – TUST/TUSD independentemente da potência injetada no sistema elétrico. Hoje este desconto ocorre somente se a usina injeta na rede até 30 MW. Se injetar 31 MW perde o desconto!

Para evitar que essa política de V. Promover determinados ajustes e racionalização na atual estru“stop and go”, a pior sinalização que se tura tributária e de linhas de pode ter para uma cadeia produtiva financiamento para a bioeletriintensiva em bens de capital e postos cidade. de trabalho, há a expectativa de que se tenha uma política de longo prazo Adicionalmente, para que o inadequada para a bioeletricidade calca- vestimento em bioeletricidade seja da nas seguintes diretrizes mínimas: impulsionado de forma consolidaI. A realização de leilões regulados da novamente é necessário voltar a por fonte e/ou por submercado expandir os canaviais, o que conseelétrico, de forma a estimular e quentemente aumentaria a oferta de aproveitar o potencial de geração biomassa. E essa expansão somente acontecerá se tivermos também políde cada região do país. ticas públicas que estimulem o etanol II. Preço no âmbito dos leilões deve hidratado e seu papel na matriz de refletir adequadamente os be- energia do Brasil. nefícios técnicos e econômicos Desde o fim do ano de 2013, com proporcionados pela bioeletrio lançamento do produto térmico nos cidade, dentre eles: segurança leilões A-5, estamos observando aldo suprimento de energia, pelo guns pequenos avanços por parte do benefício da complementaridade Governo Federal, mas ainda tímidos hidroelétrica; geração de caráter vis-à-vis o potencial da bioeletricidamenos intermitente em relação às demais fontes renováveis; be- de. O ano de 2015 é o momento innefícios ambientais em termos dicado para se ousar e lançar efetivade emissões evitadas e de míni- mente uma política setorial de longo mo impacto ambiental; combus- prazo para a bioeletricidade e para o tível local, sem influência de ín- setor sucroenergético como um todo. dices internacionais de preço etc. Uma política setorial clara, contínua e estimulante objetivando aproveitar III. Sejam definidos critérios ade- o potencial da biomassa, diminuindo quados para a revisão de garan- o hiato entre o potencial técnico e o tia física dos projetos de biomas- efetivamente realizado. 

Empresas encontram na biomassa o caminho para controlar suas fontes energéticas Reduzindo a dependência externa, as indústrias têm mais autonomia para planejar o futuro. Conjuntura

de Energia 2022 (PDEE) apresentado pelo Ministério de Minas e EnerA crise hídrica acentuada em gia, em dezembro de 2013, traz um 2014 não está afetando somente as pouco de ânimo e até uma luz, para torneiras. Nota-se que ela prejudica a questão energética a longo pratambém os interruptores, tomadas zo. Considerado um dos principais e, consequentemente, todos os equiinstrumentos de planejamento da pamentos que depenexpansão eletroenerdem da corrente elétrigética do País, a última ca para executar seus edição do Plano dispõe processos fabris. De sobre o grande potenacordo com a Empresa As usinas térmicas a biomassa cial de recursos enerde Pesquisa Energética com destaque representam uma oportunidade de géticos, (EPE), órgão público para as fontes renováprestador de serviços negócios e autossuficiência energética, veis e alternativas de nas áreas de estudos e energia provenientes pesquisas destinadas minimizando as oscilações do mercado da biomassa, dos vene da natureza. a subsidiar o planejatos e do sol, priorizanmento do setor enerdo essas fontes para gético, as hidrelétricas atender ao crescimento respondem por 69% do consumo de energia da produção de energia elétrica. elétrica no País. Antes porcionam flexibilidade operacional que a responsabilidade recaia sobre às usinas, conferindo a segurança No PDEE, entre as fontes de os caprichos de São Pedro, consagra- e previsibilidade à geração. Sem reenergia renovável, estão listadas as do ao cargo de gestor das chuvas, é servatórios, enquanto aumenta a usinas hidrelétricas (UHE), destacapreciso um olhar atento às entreli- demanda, a disponibilidade de água damente as PCH´s (Pequenas Cennhas da matriz energética do Brasil. diminui, principalmente, nos períotrais Hidrelétricas), com capacidade dos de estiagem. Somando a seca, os instalada superior a 1 MW e inferior Começando pelos dados da atrasos na construção de novas usia 30 MW, usinas eólicas e térmicas a Agência Nacional de Energia Elénas, a redução de empreendimentos biomassa. As usinas térmicas a biotrica (Aneel), é possível observar que dos 42 empreendimentos lei- com reservatórios e a baixa vazão massa ganham evidência como uma loados de 2000 a 2012, que somam dos rios, culminamos na disparada importante fonte renovável dispo28.834,74 MW de potência, apenas do preço da energia, chegando a R$ nível para compor a expansão da dez constituem usinas com reser- 822 o megawatt/hora (MWh), o que oferta de geração. Nessa categoria, vatórios. Essas dez usinas agregam dificulta o planejamento estratégico destacam-se os empreendimentos somente 1.940,6 MW de potência das empresas no horizonte de mé- que utilizam resíduos do processamento industrial da cana-de-açúcar, instalada ao sistema elétrico. Os ou- dio e longo prazo. como o bagaço e a palhada. Confortros 32 empreendimentos, no total Alternativa para energias me apresentado no Capítulo VIII do de 26.894,14 MW, são de usinas a renováveis PDEE sobre a oferta de biocombusfio d’água, ou seja, sem capacidade de guardar água para geração de eleO Plano Decenal de Expansão tíveis, o potencial técnico de produtricidade nos períodos de seca. Apenas 6,73% da capacidade de geração desses empreendimentos são, portanto, provenientes de usinas com reservatórios. A importância dos reservatórios de acumulação fica ainda mais nítida quando eles pro-

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ção para o Sistema Interligado Nacional (SIN) de energia elétrica a partir da biomassa de cana-de -açúcar, considerando apenas o bagaço, deve superar os 8,4 GW médios até 2022, dos quais 1,8 GW médio já foi contratado nos leilões e com início de suprimento até 2018. O potencial desta fonte está localizado principalmente nos Estados de São Paulo, Goiás, Minas 2015, isso será possível. Gerais, Mato Grosso do Sul e Paraná, portanto próximo dos maiores O PEE aponta vantagens no centros consumidores de energia. aproveitamento da cana-de-açúcar. O relatório “A Expansão das Além do bagaço, a cana também Usinas a Fio d’Água e o Declínio da gera biomassa residual composta Capacidade de Regularização do Sis- por palha e pontas. Com a ascentema Elétrico Brasileiro”, publicado são da colheita mecanizada, houem 2013 pela FIRJAN, também en- ve aumento na disponibilidade do dossa as termelétricas como a base material residual. De acordo com o para garantir a regularidade no for- estudo de bioeletricidade produzido necimento de energia. Consideran- pela União da Indústria de Canado a ascensão da biomassa da cana- de-Açúcar (UNICA), em 2010, cada de-açúcar, bem como dos resíduos de tonelada de cana-de-açúcar moída madeira, identifica-se o potencial de na produção de etanol e açúcar gera, geração de energia e diversificação em média, 200 kg de palha, cujo poda matriz energética no Brasil. To- der calorífico supera o do bagaço. davia, o relatório da FIRJAN deixa Enquanto uma tonelada de bagaço de mencionar o potencial energético gera 300 kWh, uma tonelada de pada palha da cana-de-açúcar, o que só lha pode gerar até 500 kWh. reforça a necessidade de disseminar Os resíduos de madeira configuo uso desta biomassa no mercado. ram outra fonte de energia para as Um bom negócio usinas térmicas a biomassa. O BraAs usinas térmicas a biomassa sil registra mais de sete milhões de representam uma oportunidade de hectares de florestas plantadas de negócios e autossuficiência energé- eucalipto, o que dá uma ideia do potica, minimizando as oscilações do tencial desta biomassa, juntamente mercado e da natureza. Ao reduzir com outras culturas florestais como a influência de fatores externos, a acácia e mogno africano. Na conjunautonomia da matriz energética fa- tura atual, até a remoção dos tocos vorece o processo decisório das em- tem se tornado lucrativa para queipresas para traçar planos de longo ma em usinas. As cascas de arroz, prazo. Players do mercado apostam castanhas, coco da Bahia, coco de que um leilão específico de biomassa babaçu, dendê e de laranjais amajudaria a alavancar o segmento. As pliam o leque de biomassas disponíexpectativas dão conta de que, em veis no País. [ 30 ] 3o ABIBER

Superando as barreiras tecnológicas Apesar da disponibilidade de biomassas, há alguns anos o aproveitamento destes recursos enfrentava desafios como o recolhimento e o processamento para queima nas caldeiras. Fabricantes de soluções como a Vermeer investiram no desenvolvimento de equipamentos específicos para cada etapa deste processo, contribuindo para que a diversificação da matriz energética se tornasse um bom negócio. A Vermeer hoje é a única empresa que dispõe de uma solução completa para o aproveitamento da palha da cana-de-açúcar e outros resíduos agrícolas. O conceito “Do Campo à Caldeira” consiste em um conjunto de equipamentos, que permite ao produtor recolher, transportar, armazenar e processar, de forma eficiente, resíduos que outrora eram queimados, descartados ou inutilizados. Destes resíduos, o principal destaque é a palha da cana-de-açúcar, que originalmente era queimada para facilitar o corte manual. Com a proibição das queimadas e mecanização da colheita, a palha torna-se um desafio à produção pois, se recolhida junto da cana precisará ser separada e, se deixada no campo, se tornará um problema para as colheitas futuras. A solução apresentada pela Vermeer permite o recolhimento deste material de modo a diminuir a presença de impurezas e ainda deixar a quantidade exata de matéria orgânica na lavoura necessária para uma nova safra. Após a colheita da cana pelo maquinário convencional, a pa-

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lha é enleirada, enfardada e transportada à usina onde é triturada e misturada ao bagaço proveniente da moagem, aumentando o volume disponível para queima e consequente geração de energia. Em relação aos fardos, os modelos cilíndricos estão se popularizando no Brasil por diversos fatores. Entre eles destacam-se o crescimento da Vermeer no País. O fundador da empresa, Gary Vermeer, foi o inventor da enfardadora de fardos cilíndricos. Eles apresentam ganhos na densidade e na durabilidade, quando comparados aos modelos prismáticos. Quando corretamente armazenados, o formato cilíndrico permite um melhor escoamento da água da chuva, o que evita seu apodrecimento. Desta maneira, podem ser armazenados ao ar livre, diferente de prismáticos que necessitam de galpões e/ou cobertura. O recolhimento dos fardos no campo até o pátio de carregamento é efetuado por um transportador de fardos, que se encarrega de posicioná-los da maneira mais eficiente para carregamento no caminhão. Graças a uma estrutura robusta e sólida, ele con-

gaste possuem revestimento de carbeto de tungstênio, material resistente à abrasão.

segue transitar pelos campos com eficiência e rapidez, carregando diversos fardos por viagem e sem prejudicar o colmo da cana. O transportador possui largura compatível com o enleiramento de plantio. Uma vez na usina, os fardos precisam ser processados para que a palha tenha a granulometria compatível com a queima na caldeira. Há diferentes opções no mercado, mas apenas a Vermeer oferece opções específicas para lidar com fardos cilíndricos ou prismáticos movidas por motores elétricos ou a diesel. Esses equipamentos, além de alta produtividade, são especialmente construídos para lidar com a abrasividade da palha. Os componentes de des-

No caso das forragens com alto valor energético ou capim energético, as segadoras condicionadoras cortam a cultura e fazem fissuras, que ajudam na secagem adequada do material. Mais uma vez, enleiradores, enfardadoras e transportadores de fardos entram em cena. A evolução das tecnologias também está contribuindo para o aproveitamento dos resíduos de madeira, sejam de florestas de eucalipto ou de pinus plantadas para papel, celulose ou mobiliário, incluindo os tocos, ou de materiais como paletes e resíduos de podas urbanas. Há poucos anos, esses materiais eram desperdiçados e, de forma indevida, descartados em aterros sanitários ou ainda deixados nas florestas o que, no caso dos tocos, era prejudicial às novas rotações e plantios. Com tecnologias em peneiras rotativas, trituradores horizontais e verticais, picadores florestais, picadores de galhos e destocadores, a Vermeer é capaz de garantir altos níveis de produtividade e confiabilidade na produção de cavaco e micro-cavaco de madeira. As usinas térmicas a biomassa são um claro caminho para diversificação da matriz energética no País, com uma rota de longo prazo, aproveitando o que há pouco tempo era descartado. Se a conjuntura conspirar a favor destes empreendimentos, certamente, o mercado será menos dependente dos caprichos pluviométricos de São Pedro. 

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The future role of bioenergy in the global energy system Heinz Kopetz President of WBA.

he global energy system is based predominantly on fossil fuels. Over the last decades the use of fossil fuels grew continuously until now. But more and more people start to realize that a continuous further growth in the use of fossil fuels will endanger the wellbeing of future generations, because the combustion of fossil fuels is the main cause of climate change. In 2011 according to the working paper 1 of the IPCC 90% of the global C02 emissions were caused by the use of fossil fuels and C02 came up for 75% of all greenhouse gas emissions. The key strategy to mitigate climate change is the transformation of the energy system from fossil sources to renewable energies. Go 100% renewable should be the message of the century. But this is the long run goal that might divert the attention of the urgent steps needed in the next 20 years until 2035. Calculations of WBA based on IPCC reports illustrate that without relying on Carbon Capture and Storage (CCS) the use of fossil fuels should be halved until 2035 in order to attain the 2°C target. This can be achieved

if the majority of the countries on the globe starts a consequent policy in favour of all renewables such as wind, solar, hydro, geothermal and biomass, curb all subsidies for fossil

2035 also biomass will have to grow fast and deliver 140 – 150 EJ primary energy by 2035 to comply with the 2°C target. The main markets of biomass will be heat, transport fuels and electricity generated in cogeneration units or in installations, especially biogas, that help to stabilize the electricity grid. The current contribution of biomass

fuels and improve energy efficiency. Which role will biomass have to play in an energy system using only 50% of the fossil fuels of today given an increased demand for energy in some parts of the world and a reduced demand in other parts? Even if electricity from wind, solar and hydro grows rapidly until

How do these figures relate the present contribution of biomass? The total primary energy supply of biomass rose from 43.2EJ in 2000 to 54.9EJ in 2011, that is a growth of one EJ per year. In 2011, Asia was leading in the use of biomass followed by Africa – in these two continents 70% of the total biomass was used. Europe achieved the fastest growth of biomass – 82% in the last 11 years – reaching 6.1 EJ. The Americas were leading in the production of biofuels. Biogas contributed 1,1EJ in 2011, leading continents being Asia and Europe. Electricity from biogas in Europe reached almost 40TWh, this is 10% of global electricity from biomass. In 2011, the contribution of 3o ABIBER [ 33 ]

sustainable forest management and declining forest area. The improvement of these systems – highly efficient equipment, better forest management in combination with a better electricity supply should be a Bioenergy: the markets pivotal point in the development and energy policy of these The final energy demand countries. comprises the demand for heat, electricity and transport. Heat On the other side, in the dominates the global final energy Northern hemisphere the forest demand. Electricity is used for area is growing and the heat electricity specific purposes market is supplied predominantly such as light, stationary work, by oil, natural gas and electricity, communication and information although biomass is cheaper than and partly for heat and mobility. In oil. Hence, the heat market offers the following table the electricity huge possibilities for biomass. consumption in total is presented In addition a rapidly growing including the share of electricity pellets industry will supply used for heat and transport. pellets for the residential, the manufacturing and service sector Table 1: global demand and for electricity generation. for final energy, 2010. Pellets have a high energy density and can therefore be traded EJ % worldwide at low cost. biomass to final energy reached 46.5 EJ out of this 92% was used as heat, 5% for transport and 3% as bio-electricity. These data show that the bulk of biomass goes to the heat sector,

Heat

200

advanced biofuels – they are also called second generation biofuels. Also biogas transformed to biomethane and pure vegetable oils are part of the biofuel portfolio. Biofuel production is a rather small part of the total contribution of biomass to energy. The total production of biomass reached 55.4 EJ whereas biofuel came up for 3 EJ in 2013, 5% of total biomass. The global biofuel production was growing at a rate of 19% annually in the first decade of this century. In the period between 2010 and 2012 this growth slowed down, probably as a consequence of the high commodity prices in the years 2008 and 2009. Meanwhile, by 2013 production increased reaching 115 billion litres. Table 2: Global production of liquid biofuels

Biofuels for transport year

Biofuel

In the year 2010 the share production of renewables in the transport Electricity 64 18 Billion sector, including road, train, ship PJ litres and air transport, was low. Out transportation 99 27 of the total consumption of 2376 fuel 2000 17.8 430 Mtoe (99.5EJ) only 24 Mtoe (1EJ) was covered by electricity and 60 Total 363 100 2005 34.9 860 Mtoe (2.5 EJ) by biofuels, mainly ethanol and biodiesel. As 80% Source: 6 2009 91.0 2 340 of electricity was not renewable in 2010 the total amount of 2010 104 2 640 renewables in the transport was Biomass to heat only 64Mtoe, corresponding to Paradoxically the heating 2.7%. 2011 107 2 760 sector is often overlooked in the Biofuels for transport are any discussion about energy strategies, 2012 106 2 740 although such a big share of final liquid or gaseous fuels derived energy is used as heat: heat for from organic material. Sugar cane 2013 * 115 2 960 cooking, heat for warm water and sugar beet, grain such as corn and space heating and heat for and wheat, cassava and oilseeds are Source: (3) (7) biomass sources for conventional manufacture and industry. biofuel production – they are often Ethanol and Biodiesel play Half of the world population called first generation biofuels. uses biomass as firewood or Cellulosic biomass, organic waste an uneven role. The ethanol charcoal for cooking and heating, and algae have the potential to production, mainly based on corn in some regions on the basis of non become an important basis for and sugar cane is much more [ 34 ] 3o ABIBER

important than the biodiesel chains for solid biomass. production; yet the biodiesel In principal electricity should production, mainly based on soya oil and canola oil is growing be produced in CHP-plants; but this is today not always possible. continuously. Exceptions might also be justified The global biofuel production is dominated by the Americas. In 2011 about 70% of the global production came from North and South America, followed by Europe and Asia. In Africa the biofuel production of industrial scale just started recently. In 2012 the leading producer of Ethanol was the USA with 50.4 billion litres, followed by Brazil (21.6 billion litres) and Europe (4.2 billion litres). Concerning biodiesel the situation was different. Europe was the leading producer in 2012 with 9.1 billion litres, followed by USA (3.4 billion litres) and Argentina (3.0 billion litres). Argentina increased its biodiesel production over the last years rapidly using Soybeans as feedstock. The use of upgraded biogas as transport fuel is not of importance so far. Europe used in 2011 about 0.4 billion mÂł biomethane.

in areas with an oversupply of agricultural residues and no nearby heat demand. China delivers a positive example: In the last year many straw fired dedicated electricity plants have been built using straw, that was burned before on the fields.

The rapid growth of wind The production of commercially produced advanced and solar electricity will change the markets. In future electricity biofuels is just starting. from biomass should partly Many activities are going on compensate for the fluctuation of concerning the use of biofuels for wind and solar electricity. This is a the aviation sector. Biofuels are particularly interesting option for the only available alternative to electricity from biogas fossil fuels for the aviation, and As the costs of electricity shipping sector. from biomass are higher than Biomass to electricity the market price, reliable long term government policies are In 2011 almost 72 GW needed. A system of feed in tariffs biomass power capacity was in for electricity as developed in place worldwide. Bio-electricity Germany is the most successful is mainly produced using solid solution. biomass or biogas. Many utilities are investing in electricity from Outlook biomass - be it new plants or In the next 20 years many co-firing to existing plants - to avoid C02 emissions. This is an innovations in the energy field important development that helps will again take place â&#x20AC;&#x201C; just as to build up efficient global supply many innovations were observed

to happen over the last 20 years. These innovations will facilitate the transformation to a 100% RE energy system. The main challenge until 2035 should be the transformation of the electricity

and heating sector to renewables and a steady growth of biofuels for transport especially in those parts of the world with no demand for space heating.. The World Bioenergy Association (WBA) is convinced: the best answer to the new IPCC report on climate change is an accelerated transition to an energy system without reliance on fossil and nuclear energy resources and an important role of biomass in the energy supply. Bioenergy should cover one quarter of the global energy demand by 2035 in order to comply with the climate targets. Government policies and investment decisions should be directed towards this goal. A delay in the transformation of the energy system deepens the problem. It leads to additional global warming and would require even bigger adjustment efforts in the future. 100% renewable energy is possible within less than 40 years! The faster we take this road, the better for the future! ď Ž 3o ABIBER [ 35 ]

Cogeração usando gases residuais da produção de carvão vegetal Cláudio Homero Ferreira da Silva CEMIG: chomero@cemig.com.br Wanderley Luiz Paranaíba Cunha ARCELORMITTAL BIOFLORESTAS: wanderley.cunha@amcontratos.com.br Angélica de Cassia Oliveira Carneiro UFV: cassiacarneiro1@gmail.com

I. INTRODUÇÃO A maior parte da produção de carvão vegetal visa atender a indústria siderúrgica. As empresas líderes do setor alicerçam a produção nas chamadas UPCs (Unidades de Produção de Carvão) [1], que vem sendo tratadas, também, Unidades de Produção Energética (UPE). Os gases resultantes da carbonização podem ser lançados na atmosfera ou podem ser queimados, tendo suas emissões minimizadas. É neste ponto que se encontra a oportunidade de cogeração e geração distribuída. Entretanto algumas barreiras se apresentam, como o problema técnico de transporte destes gaFigura 1 – UPB Buritis em Martinho Campos/MG. Em destaque a Unises residuais entre os fornos e a unidade centra- dade de Cogeração. lizada de geração de energia; o mapeamento das II. DESENVOLVIMENTO DA PESQUISA possibilidades de aproveitamento de biomassa florestal residual, como finos de carvão e atiços; as conNa Figura 2 é apresentada uma visão esquemática dições de manutenção de chama e poder calorífico adedo aproveitamento energético florestal para a produção quados para a cogeração. Todas essas questões necesside carvão. tam de definições científicas e técnicas claras de forma a subsidiar a decisão de investimento para a implantação Esta UPE de Martinho Campos é composta de 36 de empreendimentos de cogeração. fornos, onde cada um deles comporta 225 m3 de madeira, resultando em uma produção de 185 metros de Neste contexto, iniciou-se em 2009, o Projeto de carvão (MDC). A operação dos fornos é em um procesPesquisa e Desenvolvimento (P&D) Cemig GT 358, so de batelada. Em função da programação dos fornos dentro do Programa de P&D ANEEL. Este projeto foi os gases de carbonização apresentam uma composição realizado em parceria com a ArcelorMittal Bioflorestas altamente variável, mas os cálculos indicam a disponie com desenvolvimento técnico-científico em grande bilidade potencial 2,67 MW (elétrica) para uma produparte realizado pela Universidade Federal de Viçosa, ção esperada de 19.000 MDC [3]. O protótipo piloto em com um investimento total na ordem de R$8,8 milhões. escala industrial resultante do projeto fez uso de um A pesquisa buscou aprofundar e resolver as barreiras e cluster de 12 fornos. gargalos colocados, integrando o segmento de produção de carvão vegetal ao grupo de potenciais geradores A metodologia de desenvolvimento executada nesde energia elétrica. Foi desenvolvida uma tecnologia te projeto é apresentada a seguir: específica que se encontra implantada e em funciona• Modelagem matemática do sistema para defimento na UPE Buritis, na Cidade de Martinho Campos/ nição das condições e parâmetros para o transMG (Figura 1). [ 36 ] 3o ABIBER

• Projeto do sistema de cogeração para a implantação construtiva; • Inventário florestal e estudo do sistema de aproveitamento de biomassa florestal residual; • Construção do sistema de cogeração e de aproveitamento de biomassa florestal residual; • Elaboração de procedimentos operacionais e treinamentos de segurança; • Testes e ajustes integrais no sistema protótipo; Figura 2 - Esquemático da produção de carvão vegetal [2].

porte eficiente dos gases e também para o arranjo operativo dos fornos necessários; •

•

• Análise técnica, econômica, ambiental e energética do sistema, revisão e consolidação de resultados do projeto.

O projeto teve a duração de 48 meses, sendo encerrado em Novembro/2014. Projeto do sistema de transporte de gases de carbonização: O desafio foi transportar os gaIII. RESULTADOS ses sem que houvesse a condensação de água e alcatrão na tubulação; Na Figura 3 é apresentado um esquemático do protótipo construído. A Figura 4 mostra o Sistema de Construção e testes do sistema de transpor- Cogeração instalado, que já possui 3 meses de operação te de gases. Neste ponto foi demonstrada, em em testes e para coleta de dados, que se constituirão uma seção de tubulação, a manutenção das con- em artigos técnicos descrevendo detalhadamente os redições de combustão e de produção de energia; sultados da pesquisa e os avanços científicos. A seguir serão apresentados os principais resultados do projeto: Avaliação de tecnologias de produção de energia e turbina EFGT. A justificativa desta opção se deve ao fato de que o gás residual teria dificuldades em manter a condição de combustão em um sistema convencional. As turbinas a gás não poderiam ser aplicadas diretamente neste caso, pois existe a presença de partículas que reduziriam a vida útil do equipamento inviabilizando a aplicação da tecnolo- Figura 3 – Esquemático de realização do P&D GT 358 [3]. gia. O sistema EFGT basicamente se trata de uma turbina aeronáutica acoplada a um eficiente • Sistema de Transporte de Gases: o comprimentrocador de calor. A queima dos gases residuais to total deste sistema foi de aproximadamente ocorre em um queimador e os gases de exaus416 metros em uma configuração em Y, tendo tão passam pelo trocador de calor do sistema 6 fornos de cada lado. Foi adotada uma solução EFGT. O fluido de trabalho para a turbina é o de gás de traço de forma a assegurar as condiar. Este equipamento foi importado da empreções de transporte que permitisse a queima residual sem condensação ao longo da tubulação, sa italiana Genera, uma vez que não havia forcom temperaturas médias na entrada do queinecedores nacionais, se constituindo na maior mado na ordem de 150ºC. fração do orçamento executado; 3o ABIBER [ 37 ]

Figura 4 – Protótipo industrial de cogeração usando gases siderúrgicos.

•

Sistema de Aproveitamento de biomassa residual: considerando-se um consumo de florestas da ordem de 74 ha/mês haveria uma disponibilidade energética do resíduo (folhas, cascas e galhos) para uma capacidade instalada da ordem de 11 MW [3]. Já, considerando-se finos e atiços, poderiam ser aproveitados 19 toneladas de resíduos por hectare [4]. Para aproveitamento de biomassa residual, foi construído um sistema com picador, peneiramento, silos, sistema transportador e queimador auxiliar acoplado ao queimador principal, além da definição logística de coleta e transporte do resíduo florestal até o sistema de cogeração (Figura 5);

bilidade com o acionador primário constituído pela turbina EFGT pode-se então partir para a ampliação de escala e substituição por outro acionador. Uma questão importante é que a escolha da Turbina EFGT se deu por questões técnicas, mas também por questões tecnológicas, buscando-se agregar um caráter original ao projeto, que também poderia ser explorado no fomento de uma nova cadeia industrial de fornecedores deste tipo de tecnologia. IV. CONCLUSÕES

Os resultados apontam para a concretização cogeração no setor de silvicultura e para novos negócios em Sistema de Cogeração: apesar de que o sistema energia, se constituindo em uma alternativa energética EFGT instalado possuir uma baixa capacidade sustentável, com contribuição significativa em eficiên(100 kW), o protótipo possui uma capacidade cia energética dos processos e em geração distribuída. térmica na câmara de combustão da ordem de Espera-se que os resultados deste projeto possa 50 MW [5]. É importante ressaltar, que como contribuir para a discussão científica, o desenvolvimenuma pesquisa, os interesses estavam voltados para a demonstração de conceito e estudos das to industrial nacional e para o exercício de viabilidade questões envolvidas, do que propriamente com econômico-financeiro das diversas empresas que posa escala. E desta forma, provando-se a opera- sua esse potencial de energia de resíduos, de forma a contribuir para uma matriz energética futura renovável e sustentável. V. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS [1] Bacelos, D. C. et. al. Projeto de Pesquisa e Desenvolvimento: Cogeração Usando Gases Residuais de Carconização. 2009. [2] Pinheiro, P. Carvão Vegetal: Aspectos Sociais e Econômicos. 1º Seminário Madeira Energética. INEE. Disponível em: http:// www.inee.org.br/down_loads/biomassa/MADEN2008PauloPinheiro.pdf . Acesso em: 08/10/2014. [3] ArcelorMittal. Relatório de Pesquisa 006 – P&D GT358. 2012. [4] ArcelorMittal. Relatório de Pesquisa: produtos 09,10 e 12 – P&D GT358. 2014.

Figura 5 – Sistema de aproveitamento de biomassa residual. [ 38 ] 3o ABIBER

[5] ArcelorMittal. Relatório de Pesquisa 001 – P&D GT358. 2011. 

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Resumo de Projeto Mobilidade Rural e Urbana com Biogás/ Biometano

ste projeto é do combustível que fruto da parrecebe, por “sonda ceria entre a lambda”. Os dispoITAIPU Binacional, sitivos de monitoraa Fundação Parque mento da qualidade Tecnológico Itaipu, do combustível são a Scania do Brasil, o ponto alto desta a Granja Haacke e tecnologia. o Centro InternaO biometano cional de Energias utilizado é produziRenováveis-Biogás/ do em uma das UniCIBiogás-ER. A prodades de Demonsposta do projeto é tração de Biogás do demonstrar a viaCIBiogás-ER. Tratabilidade da mobilise da Granja Haadade a biometano cke, que está situada obtido a partir da purificação do biogás gerado em uma atividade de produ- em Santa Helena, a 100 km de Foz do Iguaçu. A Granja ção de alimentos. conta com 84 mil galinhas poedeiras e 750 bovinos de corte, que produzem 960 m3 de biometano por dia, com os O ônibus Scania Euro 6 veio da Suécia para a Itaipu, para integrar um projeto de demonstração da mobilidade dejetos deste plantel. O papel do CIBiogás-ER como dea biometano produzido com resíduos da produção agríco- senvolvedor de inovação, foi de viabilizar uma das pontas la. Trata-se do primeiro ônibus Scania Euro 6 projetado do projeto, que é a aplicação do biometano no Scania Euro para rodar 100% de Gás Natural Veicular como combustí- 6. A infraestrutura de produção, filtragem, compressão, vel para sistemas de transportes urbanos. A Scania testou transporte e distribuição num posto de abastecimento o Euro 6, com GNV, nas condições mais extremas da cida- construído no PTI. de de Bogotá, como altitude elevada, baixa pressão atmosDurante 19 dias o ônibus a biometano circulou no férica, tráfego pesado e paradas em grandes ladeiras. Este complexo Itaipu, realizando 2800 kms, deixando de emiônibus Euro 6 circulou na Colômbia e no México movido tir 400 toneladas CO2 equivalente, em comparação a um exclusivamente a Gás Natural Veicular. Esta é a primeira ônibus movido a diesel. vez que o ônibus utiliza biometano oriundo do biogás da produção de alimentos. Este projeto visa mostrar que as diversas fontes de O Scania Euro 6 tem alto desenvolvimento tecnológi- combustível, neste caso metros cúbicos de biometano, co, inclusive sobre o monitoramento do combustível que além de complementarem a matriz energética nacional, usa, o que demonstra definitivamente que o biometano retiram passivos ambientais altamente poluentes dos reproduzido tem níveis internacionais de qualidade, lem- cursos hídricos e do ar e os transforma em ativo energétibrando que somos pioneiros em combustíveis renováveis, co para a mobilidade. como o etanol. Para selar este momento tão importante para a moO Scania Euro 6 tem 15 metros de comprimento, capacidade para 120 passageiros e dois eixos articulados de direção. Entre as principais características do novo motor estão os cinco cilindros em linha com cabeçotes individuais, níveis de emissão Euro 6, garantindo índice zero de material particulado, principal contaminante do meio ambiente. O ônibus identifica eletronicamente a qualidade [ 40 ] 3o ABIBER

bilidade sustentável da América Latina, a ITAIPU Binacional, a Scania e o Centro Internacional de Energias Renováveis-Biogás assinarão um Termo de Parceria que tem como objetivo a Cooperação Técnica em Mobilidade a Biogás, a fim de desenvolver e executar ações conjuntas e intercâmbio em assuntos educacionais, científicos e tecnológicos. 

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Biodigestão anaeróbia de vinhaça integrada à biorrefinaria de cana Bruna de Souza Moraes (bruna.moraes@bioetanol.org.br) Tassia Lopes Junqueira (tassia.junqueira@bioetanol.org.br) Mateus Ferreira Chagas (mateus.chagas@bioetanol.org.br) Edvaldo Rodrigo de Morais (edvaldo.morais@bioetanol.org.br) Paulo Eduardo Mantelatto (paulo.mantelatto@bioetanol.org.br) Otavio Cavalett (otavio.cavalett@bioetanol.org.br) Henrique Coutinho Junqueira Franco (enrique.franco@bioetanol.org.br) Marcelo Zaiat (zaiat@sc.usp.br) Antonio Bonomi (antonio.bonomi@bioetanol.org.br)

o cenário global da produção de biocombustíveis, o Brasil se destaca com a produção de etanol da cana de açúcar, matéria-prima renovável com alta produtividade relativa em relação a outras matérias-primas. A substituição de combustíveis fósseis por etanol resultar em uma redução da emissão de gases de efeito estufa na atmosfera, assim como muitos outros impactos ambientais positivos. No entanto, o processo de produção de etanol gera grandes quantidades de resíduos industriais, notadamente a vinhaça, um subproduto da destilação do etanol, que pode se constituir em um grave problema ambiental, dependendo da forma como é descartada. Políticas e legislações adequadas para a eliminação desta corrente líquida são escassas no Brasil. Somente em 2006 foi decretada uma norma técnica estadual (CETESB, 2006) para a regulamentação da aplicação de vinhaça no solo como fertilizante para as culturas de cana de açúcar (fertirrigação), que é a prática mais comum para a disposição de vinhaça até o momento. No entanto, essa legislação apenas considera impactos imediatos no solo e nas águas subterrâneas, prescrevendo a aplicação de vinhaça de acordo com o seu teor de potássio, mas negligenciando o conteúdo orgânico e os impactos devido às emissões atmosféricas. Alguns estudos têm demonstrado a emissão de gases de efeito estufa (GEE) a partir da fertirrigação, especialmente óxido nitroso (N2O), emitido pela ocorrência incompleta do processo biológico de desnitrificação heterotrófica (Carmo et al., 2012), que ocorre na presença de doador de elétrons orgânico. Além disso, a prática contínua da fertirrigação pode levar a impactos a médio e longo prazo, tais como a salinização do solo (Madejón et al., 2001), a lixiviação de metais e sulfato (Alves et al., 2004), e contaminação das águas subterrâneas (Cruz et al., 1991). A liberação [ 42 ] 3o ABIBER

de odores e atração de insetos também são comumente associados a esta prática. A produção de biogás a partir da vinhaça é uma alternativa com potencial para o estabelecimento de biorrefinarias de cana sustentáveis, podendo contribuir decisivamente para o aumento de sua competitividade através da recuperação de energia e subprodutos. Alguns estudos têm demonstrado vantagens energéticas, econômicas e ambientais com a integração da digestão anaeróbia da vinhaça às plantas de produção de etanol (Moraes et al., 2014). Além da produção de bioenergia, outros subprodutos da digestão anaeróbia podem ser recuperados, como enxofre elementar, através da remoção de sulfeto de hidrogênio (H2S) do biogás em reatores micro-aerados combinados aos reatores anaeróbios. O efluente biodigerido dos reatores anaeróbios também pode vir a ser um subproduto da biorrefinaria, sendo utilizado como base para a formulação de fertilizantes para a cultura de cana, reduzindo ou mesmo eliminando os impactos ambientais associados à matéria orgânica presente na vinhaça. Para tal formulação, a relação N:P:K da vinhaça biodigerida deve ser ajustada às aplicações agrícolas desejadas por meio da adição de fertilizantes sintéticos. A fim de avaliar diferentes cenários e rotas tecnológicas em menos tempo e com custos mais baixos em comparação com a operação em escala piloto, a Divisão de Avaliação Integrada de Biorrefinarias (PAT) do Laboratório Nacional de Ciência e Tecnologia do Bioetanol (CTBE), integrando o Centro Nacional de Pesquisas em Energia e Materiais (CNPEM), está desenvolvendo a Biorrefinaria Virtual da Cana (BVC) (Bonomi et al., 2012). Esta plataforma inovadora, desenvolvida utilizando moddelagem matemática e técnicas computacio-

nais de simulação de processos, é uma ferramenta útil para o projeto preliminar de novos processos e otimização de condições operacionais, permitindo medir o grau de desenvolvimento e potencial de sucesso, bem como a melhoria das inovações tecnológicas propostas aplicadas à biorrefinaria de cana. A implementação da abordagem BVC para a integração de avaliações técnicas, econômicas e ambientais dos processos tem apresentado potencial para avaliar diferentes alternativas de biorrefinarias de cana (Bonomi et al., 2012). Em meio às diversas aplicações da BVC, nesta matéria de destaca a digestão anaeróbia de vinhaça integrada à biorrefinaria de cana, visando a produção de biogás (energia) e fertilizante. Cenários tecnológicos Diferentes usos para o biogás produzido a partir da biodigestão anaeróbia da vinhaça vêm sendo pesquisados no CTBE, como ilustrado na Figura 1. A comparação com cenário base, que, neste caso é aquele em que não há o processo de biodigestão, é realizado de forma a medir as melhorias na biorrefinaria ocasionadas pela inserção da nova operação.

Avaliação ambiental, energética e econômica A avaliação do impacto ambiental se baseia na equivalência do potencial poluidor da vinhaça gerada na planta anexa e uma população que produz a mesma carga poluente em termos de geração de esgoto doméstico, com base no teor de matéria orgânica (Moraes et al., 2014). Considerando o teor médio de matéria orgânica na vinhaça de 33,6 kg DQO/m3 para a usina anexa, com produtividade de 9,8 L de vinhaça por litro de etanol, a fertirrigação com a vinhaça in natura corresponderia a uma carga poluidora equivalente a cerca de 2,7 milhões de habitantes, comparável à população de cidades como Salvador e Brasília. Visto que a digestão anaeróbia reduz e estabiliza a matéria orgânica da vinhaça, o uso da vinhaça biodigerida formulada para fertirrigação poderia minimizar esta carga ambiental, reduzindo os impactos a partir da matéria orgânica não estabilizada no solo agrícola.

A comparação econômica entre a aplicação de fertilizantes no cenário base e nos otimizados é apresentada na Tabela 1. Para o cenário base, no qual o fertilizante inorgânico tradicional é aplicado além da vinhaça in natura, a taxa de aplicação de vinhaça é de 186 m3 por hectare, cobrindo apenas 23% da área total das soqueiras. No caso em que o fertilizante produzido a partir da biodigestão e concentração da vinhaça, uma melhor distribuição da vinhaça e utilização de nutrientes por fertirrigação é obtiFigura 1. Cenários avaliados no CTBE envolvendo a biodigestão anaeróbia de vinhaça no conceito de da devido à concentrabiorrefinarias de cana-de-açúcar. ção dos nutrientes. Neste caso, a taxa de aplicaA produção do fertilizante baseia-se no teor de po- ção de vinhaça (biodigerida, concentrada e formulada) tássio remanscente na vinhaça biodigerida, proceden- é de 3 m3 por hectare, cobrindo 85% da área total das do-se à sua concentração (25° Brix) e adição de amônia soqueiras. Além disso, é possível substituir o tradicioa fim de complementar a relação N:K para a aplicação nal fertilizante nitrogenado aplicado adicionalmente agrícola desejada. Com relação ao biogás, quatro aplica- à vinhaça in natura pelo fertilizante formulado a parções vêm sendo consideradas: tir da vinhaça biodigerida, unindo duas operações em uma: a aplicação de fertilizante inorgânico e vinhaça. (1) co-geração (combustão do biogás, 70% CH4 v/v, Esta combinação resulta na redução de até 59% nos cusem caldeiras para geração de vapor e eletricidade); (2) geração de eletricidade em motores estacionários (biogás a 70% CH4 v/v); (3) venda de biometano (biogás purificado a 85% CH4 v/v) e (4) substituição do diesel usado nas operações agrícolas e de transporte de cana (usando biometano também a 85% CH4 v/v).

Tabela 1. Comparação do custo (R$/hectare) para os cenários base e otimizados em relação às operações agrícolas da cana. Operação

Cenário base

Cenários otimizados

Aplicação de fertilizante inorgânico

732,55

137,18

n.a.

180,76

Enriquecimento (NH3 + H2SO4)

Transporte e aplicação (vinhaça)

130,55

36,32

Total

863,08

354,28

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tos das operações agrícolas da cana, comparando-se os cenários base e otimizados. Em termos energéticos com relação aos usos do biogás para os cenários otimizados, a energia produzida pelo biogás nos cenários (1) e (2) seria suficiente para abastecer cidades de cerca de 122 e 155 mil habitantes, respectivamente (considerando o consumo per capita brasileiro de energia residen- Figura 2. Análise econômica para os cenários base e otimizados, de acordo com as diferentes aplicações do biogás: (1) co-geração; (2) eletricidade; (3) venda de biometano; (4) substituição do diesel. cial). No cenário (1), o bioReferências gás queimado nas caldeiras também corresponde a 15% da energia total produzida CETESB, Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambienpelo bagaço queimado para a geração de vapor. A utili- tal. Vinhaça – critério e procedimentos para aplicação em zação do biogás na cogeração pode estimular a produ- solos agrícolas. Norma técnica P4.231. São Paulo: CETESB. ção de etanol da segunda geração integrado ao processo (2006). de primeira geração (1G2G). Esse valor pode ser ainda Carmo, J.B., Fisolo, S., Zotelli, L.C., Sousa Neto, E.R., Pimaior, considerando-se a produção de biogás em uma tombo, L.M., Duarte-Neto, P.J., et al.: Infield greenhouse gas biorrefinaria 1G2G integrada à biodigestão adicional emissions from sugarcane soils in Brazil: effects from syndas correntes líquidas do processo 2G. Para o cenário thetic and organic fertilizer application and crop trash accu(3), se o preço de mercado do biometano fosse o mes- mulation. Glob Change Biology Bioenergy. 5, 267–80 (2013) mo do gás natural na rede (R$ 1,11/m3) (BEN, 2012), a Madejón, E., López, R., Murillo., J.M., Cabrera, F.: Agriculquantidade produzida produziria receita em torno de tural use of three (sugar-beet) vinasse composts: effect on R$ 7,9 mi com a venda de biometano para a rede (embo- crops and chemical properties of a Cambisol in the Guadalra para isso, o conteúdo de CH4 no biometano deva ser quivir river valley (SW Spain). Agric Ecosyst and Environ. 84, aumentado ao mesmo teor de gás natural). No cenário 55-65 (2001) (4), apenas 70% de substituição de diesel é considerada Alves, M.E., Lavorenti, A.: Sulfate adsorption and its reladevido à limitação dos motores a diesel operando com tionships with properties of representative soils of the São biogás. Considerando o consumo de diesel nas biorefi- Paulo State, Brazil. Geoderma. 118, 89–99 (2004) narias de cerca de 6.700 m3 (Bonomi et al., 2012) para as operações agrícolas e o transporte de cana, insumos, Cruz, R.L., Righetto, A.M., Nogueira, M.A.: Experimental e vinhaça, o restante do biogás pode ainda ser utilizado Investigation of Soil and Ground Water Impacts Caused by Vinasse Disposal. Water Sci Technol. 24, 77–85 (1991) no sistema de cogeração. Isto iria resultar em cerca de 2.000 MWh por mês e a libertação de cerca de 7% do Moraes, B.S., Junqueira, T.L., Pavanello, L.G., Cavalett, O., bagaço da queima para atenuar o consumo de energia Mantelatto, P.E., Bonomi, A., Zaiat, M.: Anaerobic digestion of vinasse from sugarcane biorefineries in Brazil from enerdo processo. gy, environmental, and economic perspectives: profit or exA avaliação econômica global revela vantagens con- pense? Appl Energ. 113, 825-35 (2014) sideráveis da produção e utilização do biogás nas bior- Bonomi, A., Dias, M.O.S., Junqueira, T.L., Cardoso, T.F., Carefinarias de cana. A taxa interna de retorno (TIR) é valett, O., Franco, H.C.J., et al.: The Virtual Sugarcane Bioresuperior em todos cenários otimizados, especialmente finery (VSB) – 2011 Report [Internet]. Campinas: Brazilian para o cenário onde o biogás é aplicado em substitui- Bioethanol Science and Technology Laboratory (CTBE), Teção ao diesel (Figura 2). Assim, o investimento em uma chnological Assessment Program (PAT) https://dl.dropbox. biorrefinaria com uma planta de digestão anaeróbia se- com/u/129726003/Informa%C3%A7%C3%B5es%20Insria mais atraente na utilização de biogás como substi- titucionais/Virtual%20Sugarcane%20Biorefinery%20Retuto do diesel nas operações agrícolas e de transporte, port%202011.pdf (2012). Accessed 15 August 2012

seguido pelo cenário em que o biogás foi comercializado BEN, Balanço Energético Nacional. Ano base 2012: relatório. Rio de Janeiro: EPE, (2013).  na rede de gás natural como biometano. [ 44 ] 3o ABIBER

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Geração de eletricidade com biomassa no Brasil – Perspectivas e barreiras Suani T. Coelho, Javier F. Escobar, Vanessa Pecora, Naraisa Coluna CENBIO, Centro Nacional de Referência em Biomassa, Instituto de Energia e Ambiente, Universidade de São Paulo.

tualmente, o sistema energético internacional é fortemente dependente de combustíveis fósseis (carvão, petróleo e gás): cerca de 80% do consumo mundial de energia se origina destas fontes, consumo este que apresentava um crescimento anual de cerca de 2% (média em 20 anos), e que nos últimos cinco anos cresceu em 3,1% ao ano.

Problemas relacionados à segurança no suprimento de energia têm também um papel relevante. A segurança energética está ligada ao fato da produção de petróleo estar concentrada em poucos países, e dos EUA, Japão, China, Coréia e alguns países da União Européia estarem entre os maiores importadores.

vel (Karekesi, Tata, Coelho, 2002)

No caso do Brasil, a participação das renováveis na matriz energética e muito maior que a media mundial, com 14,2% de energia hidráulica e quase 26% de biomassa (principalmente produtos de cana de açúcar como o etanol e a bioeletricidade e o uso de carvão vegetal no setor sideAs energias renováveis, nes- rúrgico), atingindo um total de mais te contexto, apresentam inúmeras de 40% de energias renováveis, conEsta é uma situação que não vantagens ambientais, sociais, eco- forme analisado a seguir. pode continuar, não apenas devido nômicas (pela geração de empregos) Desta forma, quando se analisa à exaustão gradativa das reservas e estratégicas. Dentre elas, a bioeo conceito de Energia e Sustentabide combustíveis fósseis como tam- nergia apresenta papel especial em lidade no Brasil, a participação da bém pelos efeitos negativos ao meio vista da elevada geração de empre- bioenergia assume papel prepondeambiente que resultam do seu uso, gos e das possibilidades de produção rante. entre os quais o aquecimento global. local nos países em desenvolvimenNa verdade, como mostra a figura 1, to. Entretanto, as energias renováO conceito de biomassa inclui a evolução no consumo de energia veis e a biomassa ainda tem partici- toda a matéria de origem vegetal, no mundo desde a revolução indus- pação reduzida na matriz energética existente na natureza ou gerada trial se apoiou, principalmente, no mundial. As renováveis representam pelo homem e/ou animais: resíduos carvão (após o início com o uso de 19.1% da matriz energética mun- urbanos, rurais (agrícolas e de pecumadeira das florestas) e posterior- dial contra mais de 78% de fosseis ária), agro-industriais, óleos vegemente no petróleo, sendo apenas re- (REN21,2012). Além disso, deve ser tais, combustíveis produzidos a parcentemente a participação das ener- ressaltado que deste total de reno- tir de produtos agrícolas, são vários váveis apenas aproximadamente a exemplos de biomassa. gias renováveis. metade (9.7%) corresponde verNo Brasil o bagaço de cana é dadeiramente a usado para cogeração de eletricidaenergias renová- de, além de geração de eletricidade veis, pois o res- excedente, que é exportada para a tante correspon- rede. O mesmo processo ocorre no de a biomassa setor de papel e celulose, onde os tradicional, pro- resíduos do processo de produção veniente de desde celulose (resíduos de madeira matamento em e licor negro) também são usados países em desen- para geração de energia por cogeravolvimento, o que ção. Além destes dois principais senão pode ser con- tores, há várias novas opções sendo Figura 1 – Evolução de energia no mundo. Fonte: GEA, 2012. siderado renová- estudadas, como o capim elefante, o [ 46 ] 3o ABIBER

bambu, além de resíduos urbanos e rurais. Também nos países em desenvolvimento a bioenergia tem papel importante para aumentar o acesso à energia. Na África Subsaariana, por exemplo, através do projeto Cogen for Africa (financiado pela UNEP/GEF/AfDB), tecnologias eficientes são usadas para geração de energia elétrica a partir de bagaço de cana e resíduos de madeira, contribuindo para aumentar o acesso à Figura 2. Oferta interna de energia elétrica – Brasil. energia na zona rural, numa região Fonte: BEN, 2013. onde este acesso é extremamente ta, como mostra a figura 3 a seguir. reduzido. Cenário brasileiro – potencial de produção de bioenergia no Brasil A bioenergia tem sido parte integrante da matriz energética brasileira por um longo tempo, em consequência de politicas introduzidas no país. Esta é a razão pela qual os gases de efeito estufa (GEE) provenientes da produção de energia no Brasil são relativamente reduzidos quando comparados com outros países. Entretanto, por conta do uso crescente de térmicas a combustíveis fosseis para geração de eletricidade em detrimento das térmicas a biomassa, as emissões no setor de energia vêm crescendo, como indicam as estatísticas do Governo Federal, ficando em segundo lugar. Na matriz de energia elétrica e participação da biomassa ainda é reduzida, com 5,5% contra 74 % da hidroeletricidade, como ilustra a figura 2 a seguir. Entretanto a biomassa (em particular o bagaço de cana) é uma estratégia interessante, pois o período de geração de eletricidade nas usinas das regiões SE e CO correspondem ao período da safra de cana (entre abril e novembro), que por sua vez é justamente a época de chuvas mais reduzidas, onde as barragens das hidroelétricas apresentam níveis mais baixos e, portanto, uma menor ofer-

pela maior potência instalada nos pais, correspondendo a mais de 10.000 MW instalados (consumo próprio e geração de excedentes nas usinas de açúcar e álcool), seguido de licor negro (setor de celulose), resíduos de madeira (serrarias e movelarias), biogás (principalmente aterros sanitários) e casca de arroz (usinas beneficiadoras de arroz).

Entretanto o potencial existente é muito superior a estes números, como pode ser verificado no Atlas de Bioenergia do Brasil, ilusFigura 3: Complementariedade das fontes de energia elétrica no trado na figura 5. Brasil. Fonte: ONS.

Conversão A geração de eletricidade a par- Energética de Biomassa tir de biomassa ainda e relativamen- Setor sucro-alcooleiro te pequena comparada com a potência total instalada nos pais, mas No setor sucroalcooleiro, o baapresenta significativa diversidade gaço de cana, que é o resíduo da como ilustra a figura 4, a seguir. moagem da cana, é utilizado em sisDos diferentes tipos de biomas- temas de aquecimento e geração de sa, o bagaço de cana é o que responde energia combinados (cogeração) nas usinas para fornecer a energia térmica e eletromecânica dentro das usinas e vender o excedente de energia elétrica para a rede comercial. Em junho de 2012, havia 352 sistemas de cogeração em usinas de açúcar Figura 4: Potencia instalada para energia elétrica no Brasil. e etanol, registraFonte: Elaboração própria, baseado em ANEEL, 2014. dos Agência Na3o ABIBER [ 47 ]

te ressaltar que a indústria de equipamentos (Dedini, TGM, etc.) brasileira vem acompanhando a evolução dos e quipamentos , havendo conseguido aumentar os parâmetros de operação com pressões até 92 bar e temperaFigura 5: Atlas de Bioenergia no Brasil. Fonte: http://cenbio.iee. turas ate 520 ºC, usp.br/destaques/2012/atlasbioenergia2012.htm. elevando consideravelmente a cional de Energia Elétrica no Brasil, eficiência das caldeiras e turbinas. com uma capacidade instalada total de 7.588 MW. - Florestas energéticas As primeiras tecnologias implantadas para geração de energia elétrica utilizando o bagaço visavam apenas a auto-suficiência da usina, empregando a tecnologia de turbinas de contrapressão com vapor saturado de media pressão (18-22 bar), produzindo uma quantidade de excedente pouco significativa, que poucas vezes era comercializado. Com a liberalização do setor elétrico brasileiro e os incentivos às fontes renováveis de energia, foram estimulados os investimentos para aumentar a quantidade de este excelente. Este incremento foi realizado freqüentemente com um retrofit dos sistemas existentes, mantendo a tecnologia de contrapressão e elevando a pressão até 40 bar. Atualmente algumas usinas já passaram da tecnologia de contrapressão para condensação e aumentaram a pressão atingindo 100 bar. A quantidade de excedentes em eletricidade que pode ser disponibilizada à rede depende da tecnologia adotada para a conversão e do consumo de vapor no processo, sendo que poderia ser obtida uma melhoria substancial poderia ser obtida adotando uma tecnologia mais eficiente para a geração, combinada com uma eletrificação do processo e redução da demanda de vapor. É importan[ 48 ] 3o ABIBER

tação (2 a 3 anos), isto é, florestas de crescimento rápido apresentando maior número de plantas por hectare visando maior produção de massa seca em menor área util.

As chamadas “florestas energéticas” para o cultivo do Eucalyptus e Pinus, espécies com longa tradição no país, poderiam ser destinadas à produção destas florestas de crescimento rápido, que estão atingindo valores próximos a 120 m³/ha (45 toneladas por hectare, massa seca) em ciclos de apenas um ano. Nesse contexto, as florestas plantadas para fins energéticos apresentam um cenário bastante positivo. O desenvolvimento de uma produção em escala de Eucalyptus e o Pinus que aperfeiçoe a obtenção de energia a partir Atualmente com os avanços da biomassa florestal é fundamental conquistados na área da silvicultu- para o aproveitamento deste potenra no Brasil, tornam promissoras as cial. expectativas quanto ao uso da biomassa florestal como insumo para Os avanços tecnológicos alcangeração de energia, tornam promis- çados na geração de eletricidade a soras as expectativas quanto ao uso partir da biomassa sólida e o desenda biomassa florestal como insumo volvimento do setor florestal brapara geração de energia, para a subs- sileiro (aumento de produtividade, tituição de combustíveis tradicio- melhoramento genético, redução nais, não somente por suas carac- de custos, etc.), possibilitam imaterísticas energéticas, mas também ginar um cenário favorável para o pelo potencial de redução dos gases desenvolvimento das plantações de efeito estufa. O Brasil é um dos energéticas como fonte de matéria maiores produtores de madeira pro- -prima para a produção de biomasveniente de florestas plantadas com sa florestal em grande escala, que mais de sete milhões de hectares possa atender a demanda térmica (ABRAF, 2012), se destacando na de alguns setores nacionais e/ou inprodução do Eucalyptus ssp. ternacionais de forma competitiva frente aos combustíveis tradicionais A utilização da biomassa flo- (MULLER, 2005; ESCOBAR, 2013). restal como fonte de energia é sem dúvida a alternativa que contempla - Resíduos animais a vocação natural do Brasil, além do A criação animal é uma ativimais o custo da madeira plantada é baixo, em torno de 20 R$/tonelada, dade predominante em pequenas devido à curva de aprendizado de propriedades rurais. Além de fixar o mais de 60 anos em melhoramento homem no campo, é uma atividade genético no gênero Eucaliptus ssp, importante do ponto de vista ecoque hoje pode ser produzido em di- nômico e social, pois a mão de obra versas regiões do pais (MACEDO, empregada é tipicamente familiar, constituindo uma importante fonte 2001; ESCOBAR, 2013). de renda e de estabilidade social. No caso das florestas energéAtualmente o Brasil possui uma ticas, é uma fonte de biomassa decorrente de plantações de curta ro- forte indústria produtora de prote-

ína animal, graças ao investimento realizado em organização, tecnologia e desenvolvimento de produtos ao longo de pelo menos seis décadas, por cooperativas e indústrias chamadas “integradoras”. Em decorrência dessa mudança no modelo de produção, o país está bem situado no mercado internacional e vem conseguindo aproveitar o crescimento da demanda que está acompanhando tanto o deslocamento da produção por sua inviabilização ambiental na Europa e alguns países da Ásia, quanto pelo crescimento da renda. A questão ambiental passou a ser encarada sob a ótica da necessidade de se conciliar o desenvolvimento de uma nação com o aumento no consumo de água e energia, e associado à geração de resíduos, agravando-se o aspecto relativo ao aumento de poluição. Neste sentido os diversos setores da produção animal começam a se organizar para atender a dois requisitos com o objetivo de que seus produtos possam competir e para que tenham boa aceitação no mercado: questões legais e exigência de mercado interno e externo (LUCAS JR e SANTOS, 2000). A estes dois requisitos se deve associar a questão de sustentabilidade ambiental diretamente ligada à disposição adequada dos resíduos, bem como ao seu uso como fonte de energia sustentável. Os resíduos pecuários são aqueles resultantes da atividade pecuária intensiva ou extensiva, como esterco e outros produtos resultantes da atividade biológica dos bovinos, suínos, aves, entre outros. Este tipo de resíduo é importante matéria-prima para a produção de biogás, que pode ter papel fundamental no suprimento energético da zona rural. O lançamento dos resíduos de criação e agroindustriais sem tratamento prévio em corpos hídricos provoca a elevação da DBO da água,

além da eutrofização e proliferação bem como fortalecimento da gerade doenças veiculadas pela água. ção distribuída e alívio no consumo de energia da rede do Sistema InterA atividade mais importan- ligado Nacional (SIN). te para a produção e utilização do biogás é o manejo e disposição dos - Resíduos Urbanos dejetos suínos, devido ao seu alto Efluentes domésticos potencial poluidor e também por se criados em confinamento. As profundas desigualdades reSegundo o Atlas de Bioenergia gionais existentes na infraestrutura (CENBIO/IEE/USP,2012) mencio- de saneamento fazem da universalinado acima, apenas para os resíduos zação e da melhoria dos serviços de provenientes da suinocultura existe abastecimento de água, esgotamenum potencial disponível de, aproxi- to sanitário, limpeza urbana, coleta madamente, 226 MW, ou seja, cerca de lixo e drenagem urbana, um objetivo a ser alcançado, ainda hoje, pelo de 5.134 MWh por dia de energia. Estado e conquistado pela sociedade No entanto, a criação que pos- brasileira (IBGE, 2011). sui maior potencial é a bovinocultuSegundo Atlas de Saneamento ra de corte gerando cerca de 268m³ (2011), na pesquisa realizada em de biogás ao ano por animal, porém 2000, 52,2% dos municípios tinham a dificuldade de utilização é que o principal sistema de criação é de for- serviço de coleta, já em 2008 esse ma extensiva, no qual o resíduo per- percentual passou para 55,1% dos manece no campo, sendo utilizado municípios. Além disso, percebe-se que as diferenças regionais permacomo adubo. neceram inalteradas. A Região SuNa avicultura de corte e poedei- deste continua apresentando um ra, por mais que a geração por ca- percentual elevado de seus municíbeça seja baixa (0,32 m³ de biogás/ pios com coleta de esgoto, 95,1%. ano), a quantidade de cabeças do A Região Norte é a que apresenta país é muito significativo, podendo a menor proporção de municípios ter uma contribuição maior do que com coleta (13,3%), seguida da Rebovinos e suínos. gião Centro-Oeste (28,3%), da Região Sul (39,7%) e da Região NorNo entanto, estas criações são deste (45,6%). unidades isoladas (granjas avícolas e de suínos), o que dificulta o traEsses dados revelam que o sistamento do efluente para a geração tema de tratamento de esgoto sade biogás, além da viabilidade des- nitário ainda continua insuficiente se tipo de projetos dependerem de para atender à demanda do setor, grande disponibilidade dos resídu- uma vez que somente a metade dos os. Assim, talvez seja mais indicada municípios brasileiros faz coleta de uma solução integrada com diversos esgoto e que grande parte do esgocriadores. to coletado não recebe tratamento adequado antes de ser lançado nos Infelizmente, os motivos para corpos d’água. maior difusão e utilização são carência de informações dos criadores, Diante de diversas alternativas pouco acesso a tecnologias adequa- para o tratamento do efluente, a das de tratamento, baixa capacidade digestão anaeróbia pode ser a mais de investimento e a falta de incenti- viável nas grandes cidades, onde a vo. Caso os dejetos provenientes das questão do espaço urbano é mais criações animais fossem totalmente complexa. Os biodigestores são tratados e aproveitados para gera- equipamentos utilizados para digesção de energia, contribuiria para tão de matérias orgânicas presentes o aumento da renda dos criadores, nos efluentes líquidos. A digestão 3o ABIBER [ 49 ]

anaeróbia dos efluentes permite a diminuição da quantidade de sólidos, bem como a redução de seu potencial poluidor além da recuperação da energia na forma de biogás. O potencial nacional de produção de biogás pelas ETEs estimado em 195.212 m³/dia (SALOMON, 2007) é escassamente aproveitado e tem destinação insatisfatória. Por outro lado, há alternativas tecnologicamente viáveis para o aproveitamento energético do biogás produzido nas ETEs, tais como uso em caldeiras, injeção na rede existente de gás natural ou uso como combustível veicular. Cada uma destas alternativas de utilização implica por sua vez em diferentes tipos de tratamentos do biogás, de forma a atingir os requisitos técnicos para tal destinação.

gás) que produzem eletricidade. A ETE Arrudas é a única Estação, de toda a América Latina, a contar com essa tecnologia. O sistema tem capacidade de produção de 2,4 MW, o suficiente para abastecer cerca de três mil residências (COPASA, 2013). Na verdade esta tecnologia de uso de turbinas a gás para biogás das ETE´s foi trazida pela primeira vez para o Brasil através do projeto piloto EnerBiog em 2001-2005, realizado pelo CENBIO/IEE/USP e a Sapesp1 , financiado pela FINEP – que pela Para cada um dos usos finais primeira vez na America Latina imdo biogás existem distintas rotas plantou turbinas a gás para biogás. tecnológicas, sendo necessária uma comparação dos aspectos de susResíduos sólidos tentabilidade entre as opções. Por Os resíduos sólidos de origem exemplo, no caso de uso de biogás domiciliar, poda, varrição, comerpara fins térmicos, as experiências existentes utilizam o biogás sem se- cial e industrial não perigosos são paração do CO2, enquanto que para dominados resíduos sólidos urbauso veicular há necessidade de sepa- nos (RSU) de acordo com a classificação estabelecida no Art. 13 da ração/purificação do CH4. Política Nacional de Resíduos SóNo Brasil, existe um projeto in- lidos (PNRS) – Lei nº 12.305 de 02 teressante de cogeração de energia de Agosto de 2010, regulamentada elétrica em ETE´s da Companhia de pelo Decreto nº 7.404, de 23 de DeSaneamento de Minas Gerais (CO- zembro de 2010. PASA). Este sistema de cogeração de De acordo com a Associação energia elétrica da Copasa tem como Brasileira de Empresas de Limpeobjetivo evitar que gases efeito estufa (liberados no processo de trata- za Pública e Resíduos Especiais – mento de esgoto) sejam emitidos ABRELPE em 2012 a geração de RSU ao meio ambiente, além de fornecer no Brasil cresceu 1,3%, de 2011 para 90% da energia consumida pela ETE 2012, índice que é superior à taxa Arrudas. O biogás gerado é canali- de crescimento populacional urbano zado para a Estação Termoelétrica 1 http://cenbio.iee.usp.br/download/docuinstalada na ETE onde é queimado, mentos/apresentacoes/4ocongressocogeracao_ acionando as turbinas (turbinas a workshop.pdf [ 50 ] 3o ABIBER

no país no período, que foi de 0,9%. Em 2012 o Brasil gerou cerca de 63 milhões de toneladas de RSU, sendo coletadas apenas cerca de 57 milhões de toneladas. Ou seja, mais de 6 milhões de toneladas receberam um destino incerto e sanitariamente inadequado, sendo vetores de doenças e poluição do meio ambiente. De todo os RSU coletados no país, apenas 58% são destinados para aterros sanitários e anualmente, aproximadamente 27,8 milhões de toneladas são enviadas a aterros controlados ou lixões, onde não recebem o tratamento final adequado. A PNRS estabelece claramente a distinção entre resíduo /rejeito e destinação final / disposição final. O resíduo, após a destinação final se torna o rejeito que deverá ter a disposição final em aterros sanitários. A destinação e a disposição devem obedecer às normas operacionais específicas de modo a minimizar os impactos ambientais adversos e a evitar danos ou riscos à saúde pública e à segurança. A destinação final inclui tratamento e recuperação por processos tecnológicos disponíveis e economicamente viáveis, como a reutilização, a reciclagem, a compostagem, a recuperação e o aproveitamento energético. Assim, a PNRS proíbe, a partir de 2014, dispor em aterros sanitários qualquer tipo de resíduo que seja passível de reutilização ou reciclagem, bem como o uso de lixões (inclusive para rejeitos). Dada a considerável fração orgânica do RSU e seu poder calorífico, as tecnologias disponíveis para o aproveitamento energético de RSU compreendem processos termoquímicos (combustão, pirólise, gaseificação) e processos biológicos (digestão anaeróbia). Dentre os processos termoquí-

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micos, o único disponível em escala comercial e mundialmente difundido é a incineração, que converte os resíduos em calor, escória, cinzas e gases de combustão. O calor pode ser utilizado em outros processos produtivos ou produzir vapor em caldeiras e, por meio de turbinas, gerar energia elétrica. A escória geralmente formada pelos componentes inorgânicos dos resíduos possui metais ferrosos e não ferrosos que podem ser separados e destinados para reciclagem. As cinzas e o pó de filtro (material particulado proveniente dos equipamentos de controle de poluição ambiental) são rejeitos e precisam ser depositados em aterro industrial. Os gases de combustão devem ser limpos de poluentes e material particulado até atingir os níveis impostos pela legislação antes de serem emitidos na atmosfera. Neste ponto, é importante uma legislação rígida que realmente garanta a saúde da população no entorno de qualquer usina de recuperação de energia (URE), como é o caso da Resolução paulista SMA 079 de 4 de novembro de 2009, que estabelece as diretrizes exigidas no licenciamento, condições operacionais, limites de emissão, critérios de controle e monitoramento (SÃO PAULO, 2010). A tecnologia de gaseificação no Brasil começa a ser testada, em particular em plantas piloto como a da Carbogas, em Mauá, São Paulo. No processo de gaseificação ocorre a combustão incompleta do resíduo, produzindo o chamado gás de síntese, composto principalmente de CO e H2, um gás combustível que pode ser queimado em caldeiras para geração de vapor ou motores para geração de eletricidade. Estas duas tecnologias têm capacidades diferentes e são adequadas para situações diferentes. Os sistemas de incineração devem ter uma potencia mínima de 10 MW e abaixo deste valor são mais indicados os sistemas de gaseificação. [ 52 ] 3o ABIBER

A tabela 1 a seguir ilustra as diferentes opções de aproveitamento energético para os diferentes tamanhos de municípios existentes no país. O aproveitamento energético de RSU por processo biológico se dá pode meio de processo de digestão anaeróbia realizado em digestores fechados e pode ser dividido em quatro fases: pré-tratamento, digestão dos resíduos, recuperação do gás e tratamento dos resíduos. O pré-tratamento envolve a separação mecânica do material não-digerível (a fim de remover os materiais indesejáveis e aqueles que podem ser reciclados, como vidros, metais, plásticos, etc) e a trituração da fração orgânica para obtenção de um material homogêneo. Assim, tal método ficou conhecido como Tratamento Mecânico Biológico (TMB): a

aterros sanitários recebem os RSU in natura, sem nenhum pré tratamento, o que não ocorrera mais com a introdução da PNRS. O aterro sanitário deve atender normas ambientais e operacionais específicas, como impermeabilização do solo e extração de biogás e chorume, de modo a evitar danos à saúde pública e à segurança, minimizando os impactos negativos. A coleta de biogás em um aterro sanitário ocorre por exaustão forçada, promovida pelos sopradores instalados no sistema, e é transportado através de uma rede de tubulação conectada à planta de extração de biogás, promovendo posteriormente sua queima em flare ou, então, a outros usos finais, como o aproveitamento energético.

Tabela 1. Tecnologias adequadas para os pequenos municípios no Brasil.

Quantidade de RSU

Potencial de geração de eletricidade

1200 t/d (grandes municípios)

20 MW (incineração)

60 t/d (município de 60 000 pessoas)

1 MW

5 t/d (município de 5 000 pessoas)

75 kW aprox. (gaseificação)

Note que quando o aterro sanitário passar a receber apenas rejeitos, não haverá mais produção de biogás, pois não haverá mais fração orgânica para sofrer digestão anaeróbia.

A energia proveniente dos Fonte: Própria. RSU ganha importância frenparte mecânica é o pré-tratamento e te às novas políticas de geração de a parte biológica, a decomposição da energia a partir de biomassa e outras fontes renováveis, visto que pofração orgânica do RSU. dem reduzir o consumo de combusÉ importante frisar que o obje- tíveis fósseis. tivo maior destes processos não é a Comentários finais geração de energia e sim a destinação final (tratamento) dos RSU, isto Conforme já discutido em inúé, transformar estes resíduos em meros artigos destes autores, as rejeitos para a disposição final nos causas da crise de eletricidade que aterros sanitários. enfrentamos têm sido amplamente O aterro sanitário consiste no discutidas na imprensa e parecem confinamento do material deposi- ser bem compreendidas: a expansão tado no solo, compactado e coberto do sistema de hidroelétricas – fonte com camadas de terra, isolando-o principal de eletricidade no Brasil – do meio ambiente. Por enquanto, os tem sido feita nas últimas décadas

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em usinas a “fio d’agua”, isto é, sem reservatórios de água que mantenham as usinas em funcionamento mesmo quando não chove durante longos períodos de tempo. Desde a década de 80, a cada período seco na região Sudeste, os órgãos oficiais solicitavam às universidades o “milagre”. Como complementar a geração hidroelétrica com seus reservatórios baixos pela falta de chuva? Reuniões nos ministérios em Brasília, solicitações para sugestões, mas o conservadorismo impedia a continuidade das discussões. Da parte dos órgãos governamentais o desinteresse pela geração descentralizada, cujos benefícios ainda não eram (re)conhecidos; da parte dos setores envolvidos, a falta de interesse por uma nova forma de energia cuja produção era considerada arriscada ... Com o Proinfa, em 2000, novas esperanças apareceram, mas de curta duração. Após a Lei aprovada, as simulações de tarifas feitas pela academia não foram aceitas pelo governo, considerando que eram muito elevadas para biomassa. O resultado foi aquele previsto: dos 1000 MW esperados dos empreendedores de biomassa, menos de 700 MW foram incorporados. E, numa especial perversidade para as contas públicas, a diferença de potência foi direcionada na sua maior parte para energia eólica, com tarifas muito superiores às da biomassa, acarretando gastos adicionais (desnecessários) por parte da Eletrobrás. Pior ainda: da potencia prevista e contratada para energia eólica, apenas parte de fato ocorreu.

mente competitiva economicamente, de forma que hoje corresponde à maioria da energia contratada nos leilões.

váveis, para uma matriz energética com maior participação de fósseis, elevando suas emissões de carbono cada vez mais.

Quanto aos empreendimentos de biomassa, principalmente a geração de excedentes com resíduos de cana, apesar das vantagens ambientais e estratégicas e do enorme potencial (mais de 10 000 MW excedentes), os mesmos continuam na sua maioria sem se viabilizar. Sem incentivos e tendo que competir com a energia eólica subsidiada e comercializada a preços extremamente baixos, suas perspectivas parecem reduzidas.

Referências Bibliográficas

A justificativa para tal procedimento é o de garantir esta “modicidade tarifária” isto é, o preço mais baixo da energia produzida que em tese favoreceria as camadas mais pobres da população. Esta é uma visão equivocada: por razões técnicas, diferentes formas de gerar eletricidade têm custos diferentes de produção e tem também fortes componentes regionais. Se a energia eólica for gerada no Piauí e for consumida no Rio de Janeiro é preciso construir as linhas de transmissão adequadas. Além disso, gerar eletricidade para ricos e pobres custa o mesmo. Um sistema mais aperfeiçoado de tarifas de energia elétrica visando atender aos mais pobres seria útil. Mais surpreendente ainda, na presente dificuldade de reservatórios novamente com baixos níveis, o planejamento do setor acena com termoelétricas a combustíveis fósseis, até mesmo carvão mineral, e a biomassa nem sequer é considerada como uma opção. A bioenergia deve competir com a energia eólica incentivada e com carvão mineral (apresentado como utilizando tecnologias “inovadoras” e “limpas”).

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Em seqüência, políticas especiais para a energia eólica foram consideradas indispensáveis e inúmeros incentivos fiscais foram então destinados à mesma, visando à incorporação das energias renováveis na matriz energética brasileira. ResulO Brasil passará, assim, cada tados excelentes, pois os custos de geração caíram vertiginosamente e a vez mais, de uma matriz energética energia eólica passou a ser extrema- limpa com predominância de reno- de Meio Ambiente. São Paulo, 2010b.  [ 54 ] 3o ABIBER

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O SENTIDO DO PLANEJAMENTO SETORIAL: UMA BREVE APRECIAÇÃO SOBRE O PLANO DECENAL DE EXPANSÃO DE ENERGIA ELÉTRICA 2022 Luziene Dantas de Macedo Docente do Departamento de Economia da Universidade Federal do Rio Grande do Norte e Doutoranda do Curso Desenvolvimento Econômico, Espaço e Meio Ambiente do Programa de Pós-Graduação do Instituto de Economia da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Área: Desenvolvimento Regional. José Bonifácio de Sousa Amaral Filho Docente do Instituto de Economia da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP).

questão elétrica é um tema relevante para o debate envolvendo o processo de desenvolvimento econômico de um país, principalmente quando se levam em consideração as inovações realizadas no campo da utilização de novas fontes disponíveis para efeito de geração de eletricidade. Segundo as experiências internacionais, os problemas em torno das crises de suprimento de energia elétrica demandam ações do Estado no sentido de implantar medidas de longo prazo para garantir a continuidade do suprimento de energia elétrica de forma socialmente justa e ambientalmente sustentável.

refa de “planejar” a expansão do sistema elétrico do país. Interessante notar que reconhecia-se o fato desse mesmo mercado ser passível de falhas estruturais, sendo imperativo, portanto, a necessidade de se instituir órgãos reguladores. Daí a criação da Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) vir atender ao objetivo de corrigi-las.

Pinto Jr. (2007) assinalou que o princípio básico dessa reestruturação foi a entrada do setor privado nos investimentos energéticos, porque entendia-se que esse setor seria capaz de resolver/diminuir o déficit fiscal por meio da compra de ativos, bem como, consequentemente, restaurar a capacidade de financiamenIsso significa, do ponto de vista to do setor. do planejamento setorial, traçar metas de expansão do sistema elétrico Nesse contexto, Leite (2007) e garantir a segurança no abasteci- assinala um aspecto importante no mento ao longo do tempo, permitin- sentido de deixar claro que a preocudo que a oferta de eletricidade pos- pação do novo modelo do setor elésa ser capaz de atender a demanda trico não era com a expansão do sissempre crescente. tema elétrico, mas com a obtenção A partir de meados da década de de um fluxo de caixa. Tanto é que 90 o setor elétrico do país foi sub- as reformas do setor foram sendo metido a uma série de modificações implementadas sem ter claro quais nos aspectos institucionais e de pla- regras de mercado passariam a reger nejamento setorial, o que significou um sistema capaz de gerar efeitos a reorganização de uma nova estru- sinérgicos entre setores produtivos turação do setor com vistas a fazer e econômicos de um país. Pelo condo curto prazo a temporalidade es- trário, pensava-se tão somente em sencial à organização do sistema elé- privatizar e extinguir monopólios (LEITE, 2007), transferindo-se as trico nacional. atribuições de empresas sob o conQuanto ao longo prazo, deixou- trole do Estado para o setor privado, se à determinação do mercado a ta- sem antes ter como fundamento a [ 56 ] 3o ABIBER

criação do órgão regulador. É portanto visível que o novo arcabouço institucional não contemplava a expansão do sistema elétrico no longo prazo, porque, ao entregar ao mercado a tarefa de implementar esse planejamento, a única preocupação estava em atrair empresas privadas para o setor. Com isso, o planejamento, que antes apresentava a forma determinativa, passa a ter um caráter indicativo, estabelecendo-se, sobremodo, uma grande mudança ao que estava sendo realizado até meados de 1995 (VINHAES, 2003). Ademais, tendo a Eletrobrás assumido a função centralizada no processo de expansão do sistema elétrico do país, sua tomada de decisão permitia que fosse estabelecido um ritmo coordenado de política de expansão da oferta de eletricidade em consonância tanto com as opções de geração disponíveis (hidroelétrica e termoelétrica) como com a própria estrutura de transmissão e comercialização existentes. O fato é que, ao simplificar o planejamento setorial com visão de longo prazo, abandonou-se a ideia de se planejar um sistema interligado levando-se em conta sua complementaridade e ganhos elétricos advindos da operação conjunta e o resultado foi, sem dúvida, a crise de racionamento em 2001 com redução significativa da carga de energia

em MW médios, cuja variação anual passou de 6,4%, em 1995, para uma variação negativa de 7,9% (figura 1), obrigando o governo a ter que implementar uma série de medidas com o objetivo de aliviar a redução da carga média de energia nesse período1 .

a comercialização atuassem em sincronia com a expansão da geração de eletricidade, e, consequentemente, de suas linhas de transmissão. Para tanto, criou-se em, 2004, a Empresa de Pesquisa Energética (EPE) com o objetivo de elaborar estudos, pesquisas, os quais pudes-

Figura 1 – Variação percentual anual da carga de energia em MWmed. Fonte: Elaboração própria a partir de dados da ONS.

Foi então que a partir de 2002 travou-se um debate sobre a reforma vigente do modelo institucional do setor de energia elétrica, na tentativa de encontrar soluções que pudessem sustentar a operação e a gestão do sistema ao longo do tempo. Ademais, ressalta-se que a “Crise do Apagão” de 2001 era apenas uma parte do problema, originada da falta de investimento em expansão de geração e transmissão de eletricidade (ROSA, 2002), mas que seus efeitos desencadearam um desequilíbrio no referido setor, que não encontrou solução dentro da lógica de funcionamento pró-mercado, cujas particularidades na organização e coordenação do referido sistema não foram contempladas na forma de regulação ditada pelo novo modelo. Nesse contexto, buscou-se na retomada do planejamento setorial uma nova institucionalidade em que a operação do sistema elétrico e 1 À esse respeito ver SAUER et al (2001); ROSA (2002); CBIEET (2003); KELMAN, (2001); GUEDES FILHO et al, (2002); dentre outros.

ção e comercialização e de regulação nos segmentos de transmissão e distribuição (CACHAPUZ, 2006), a preocupação com a implantação do planejamento no curto e longo prazos significou um entendimento de questões do setor de energia elétrica, de modo que tanto a indicação do planejamento de longo prazo como a determinação da construção de novas usinas foram inseridas no bloco de investimentos considerados prioritários por parte do Estado, o qual, atuando em parceria com empresas privadas, visa tão somente buscar mecanismos críveis de implementação dos projetos de expansão do referido setor. Tanto é que o Plano Nacional de Energia (PNE 2030) e os Planos Decenais de Expansão de Energia Elétrica (PDEE’s) passaram a ser entendidos como instrumentos capazes de identificar as prioridades do sistema elétrico nacional, as fontes disponíveis, os recursos financeiros e as parcerias privadas, sendo estes últimos considerados imprescindíveis ao processo de viabilização dos projetos de acordo com a sinalização do planejamento.

sem funcionar como instrumentos importantes no processo de retomada do planejamento de longo prazo, cujas atividades levam em consideração uma expansão da oferta de energia elétrica com base nos critérios de modicidade tarifária, dimenCom base nessa discussão será são socioambiental e recursos renoapresentado no próximo tópico alváveis disponíveis. gumas considerações sobre Plano O resultado imediato foi o au- Decenal de Energia Elétrica (PDEE mento percentual da variação anual 2022), objetivando entender como da carga de energia em MW médios o planejamento vem orientando os (figura 1), graças a retomada dos in- investimentos necessários à expanvestimentos no setor em expansão são do sistema elétrico do país. de geração e transmissão de energia elétrica, permitindo, assim, que se Expansão da capacidade de gefizesse um acompanhamento anual ração de energia elétrica: breves de todo o sistema de eletricidade do considerações sobre PDEE 2022 país, procurando reforçar a necessiNo período 2005-2013 foram dade de olhar o setor elétrico como elaborados sete Planos Decenais um dos setores que requer uma de Expansão de Energia (PDEE’s): atenção especial, porque está dire2006-2015, 2007-2016, 2008-2017, tamente ligado ao projeto de desenPDE 2019, PDE 2020, PDE 2021, volvimento econômico de um país. PDE 2022, além do Plano Nacional Mesmo que tais planejamentos de Energia 2030. O objetivo desses tenham preservado algumas carac- planos é “definir um cenário de refeterísticas pró-mercado como a livre rencia para implementação de novas concorrência no segmento de gera- instalações de geração e transmissão 3o ABIBER [ 57 ]

necessárias para atender ao crescimento dos requisitos do mercado, segundo os critérios de suprimento pré-estabelecidos, de forma ambientalmente sustentável [...]” (MME/EPE, 2006, p. 19). Para simplificar a análise será considerado apenas informações referentes ao setor de energia elétrica, contemplado nos PDEE´s e, por isso mesmo, chamamos de Plano Decenal de Expansão de Energia elétrica (PDEE), que, elaborado em 2013, procurou incorporar nas estimativas de projeção de geração de eletricidade para os próximos anos os resultados dos leilões de energia nova e de reserva realizados nesse ano, inclusive reforçando a importância que outras fontes alternativas, a exemplo da eólica, assumirão no processo de expansão de eletricidade ao longo desse tempo. De igual forma, foi mantida a representatividade considerável de fontes renováveis na matriz elétrica a partir do ano de 2016, “diretriz esta reafirmada pelo preço competitivo destas fontes demonstrado nos últimos leilões de energia” (MME/ EPE, 2013, p. 15).

Tabela 1 - Evolução da capacidade instalada por fonte de geração em MW. Tipo Renováveis

2012*

2022

100.155 83,8 157.150 85,8

Acréscimo em MW

Var. (%) 2022/2012

56.995

89,7

56,9

Hidro**

78.633

65,8

114.088

62,3

35.455

55,8

45,1

Importação ***

6.200

5,2

4.925

2,7

-1.275

-2,0

-20,6

PCH

4.899

4,1

6.905

3,8

2.006

3,2

40,9

Biomassa

8.618

7,2

13.769

7,5

5.151

8,1

59,8

Eólica

1.805

1,5

17.463

9,5

15.658

24,7

867,5

Não renováveis

19.380

16,2

25.903

14,2

6.523

10,3

33,7

Urânio

2.007

1,7

3.412

1,9

1.405

2,2

70,0

Gás Natural

9.942

8,3

14.065

7,7

4.123

6,5

41,5

Carvão

2.125

1,8

3.205

1,8

1.080

1,7

50,8

Óleo combustível****

3.195

2,7

3.563

1,9

368

0,6

11,5

Óleo diesel

1.424

1,2

971

0,5

-453

-0,7

-31,8

Gás de processo

687

0,6

687

0,4

0,0

Total

119.535

100

183.053

100

63.518

100

53,1

Fonte: MME/EPE (2013). * Não considera a autoprodução, que, para os estudos energéticos, é representada como abatimento de carga; ** Os valores da tabela indicam a potência instalada em dezembro de cada ano, considerando a motorização das UHE; *** Estimativa de importação da UHE Itaipu não consumida pelo sistema elétrico paraguaio; **** Valores de capacidade instalada em dezembro de 2012, incluindo as usinas já em operação comercial nos sistemas isolados, com previsão de interligação dentro do horizonte do estudo.

em 2022, tendo a fonte hídrica uma redução percentual de representatividade, como vem se apresentando nos PDEE’s anteriores, ao passo que fontes como a eólica e biomassa apresentam tendência de aumento de participação, sendo expressiva o aumento percentual de participação da energia eólica, ou seja, 9,5%, em 2022, contra 1,5%, em 2012. Em termos de fontes não renováveis, o destaque de participação percentual é o gás natural, mesmo que a estimativa seja de redução de participação em 2022.

e em implantação como as usinas que deverão começar a funcionar entre 2013-2015, oriundas dos leilões realizados de 2005-2013; além do mais, considerou-se um parque parcialmente contratado nos anos 2016 e 2018, também provenientes dos leilões ocorridos em 2011, 2012 e 2013 – “os leilões A-5 e o leilão específico para a compra da energia da UHE Belo Monte. Essas usinas, portanto, não mais são objeto dos estudos de planejamento e não constituem proposta de usinas indicadas neste Plano” (MME/EPE, 2013, p. 82). De igual forma, os empreendimentos contratados no PROINFA foram levados em consideração conforme o cronograma de operação comercial for sendo avaliado pelo Departamento de Monitoramento do Sistema Elétrico da Secretaria de Energia Elétrica (DMSE).

Para efeito de planejamento espera-se que as reservas provadas e a produção nacional de petróleo e gás natural sejam significativas nos próximos anos, em virtude das descobertas encontradas na camada do Pré-Sal. Dessa forma, estima-se para o próximo decênio um papel mais relevante do mercado mundial de petróleo, com o que o país espera atuar como exportador líquido não só de petróleo, como também de derivados. Em relação ao gás natural, o planejamento sinaliza vantagem dessa fonte em relação ao óleo No que diz respeito ao acréscicombustível, sendo levado em conmo em MW os destaques são por orsideração outros fatores tais como a dem de importância a fonte hídrica, escolha pelo uso do gás natural em eólica, biomassa e gás natural, que, processos industriais. tal como fora constatado no PDE Considerando a evolução da 2021, terá na fonte eólica sua maior capacidade instalada por fonte de variação percentual de 867,5%. geração, observa-se pelos dados da Para efeito de planejamento Pelos dados da tabela 2 a fonte tabela 1 a manutenção da participação de fontes renováveis, que passa- considerou-se os empreendimen- eólica é que apresenta maior perrá de 83,8%, em 2012, para 85,8% tos do parque gerador contratado centual de participação entre 2013 e [ 58 ] 3o ABIBER

Tabela 2 – Expansão de biomassa, PCH e Eólica contratada e em construção de 2013 0 2018. Tipo

Região

Potência (MW) 2013

2014

2015

2016

2017

2018

Total parcial

Biomassa

Total

855

25,3

3,4

0,0

100

6,5

747

37,1

1.801

12,8

PCH

Total

431

12,8

143

4,9

2,5

153

10,0

265

13,2

1.056

7,5

Eólica

Total

2.093

61,9

2.663

91,7

2.536

97,5

1.683

100

1.283

83,5

1.000

49,7

11.258

79,8

Total

3.379

100

2.905

100

2.600

100

1.683

100

1.536

100

2.012

100

14.115

100

Fonte: MME/EPE (2013). Notas: (1) Os valores da tabela indicam o acréscimo de potência instalada entre os meses de janeiro e dezembro de cada ano. (2) Inclui a capacidade contratada nos leilões de energia de reserva. (3) Inclui os projetos sinalizados como sem impedimento para entrada em operação comercial pela fiscalização da ANEEL.

2018, 79,8%, estando a maioria desses projetos localizados na região Nordeste (58,6%) e Sul (17,9%), sendo seguida pela biomassa (12,8%) e PCH (7,5%). Com relação a expansão hidrotérmica contratada e em construção no período de 2013-2018, destacam-se na região Norte a UHE Jirau com 3.750 MW de potência, a UHE Belo Monte com 11.233 MW e a UHE Teles Pires com 1.820 MW e na região Sudeste/Centro-Oeste destaca-se a UNE Angra 3 com 1.405 MW, dentre outros projetos localizados nas demais regiões. No período de 2018-2022, o planejamento hidrelétrico leva em consideração os novos projetos como a UHE São Manoel (700 MW), no estado do MT/PA, a UHE São Luiz do Tapajós (6.133 MW) no PA, a UHE Jatobá (2.338) no PA, a UHE Salto Augusto Baixo (1.461 MW) no MT/AM, a UHE São Simão Alto (3.509) no MT/AM e a UHE Marabá (2.160) no PA/AM, dentre outros, perfazendo uma potência total de 19.917 MW. Contudo, considerando o longo período de motorização de alguns empreendimentos de grande porte, esta capacidade total deverá estar disponível para atendimento ao SIN no ano de 2025, quando então será acrescentado 12.965 MW no período de 2016-2022. Observa-se que a região Norte comporta os maiores projetos de geração hidrelétrica do país, tanto os

projetos contratados como os planejados, sendo que a expansão contratada nos anos 2013-2019 totalizam uma potência de 21.215 MW, e a expansão planejada, entre 2018 e 2022, 12.965 MW.

“que os investimentos necessários para o desenvolvimento dessa fonte estão sujeitos à volatilidade do setor sucroalcooleiro, o que pode eventualmente inibir a ampliação da capacidade de geração, assim como a sua competitividade nos leilões com ouNo que diz respeito a termele- tras fontes, especialmente a eólica” tricidade, o PDEE 2022 assinala que (MME/EPE, 2013, p. 96). a expansão contratada de 3.461 MW para o período 2013-2015 está conOutro aspecto importante concentrada nas regiões Norte, Nordes- siderado no PDEE 2022 diz respeito te e Sudeste/Centro-Oeste, ao passo a complementaridade e sazonalidaque a expansão planejada de 1.500 de das vazões afluentes, já levado MW está concentrada, nos anos em consideração no PDEE anterior. 2018-2021, no Sul, Sudeste/Centro Com isso, destaca-se que os regimes -Oeste. Interessante notar que, “no hidrológicos do Sul tendem a ser sistema brasileiro, predominante- mais favoráveis no período de junho mente hidrelétrico, as usinas térmi- a outubro (a exemplo da UHE Itapicas que possuam flexibilidade opera- ranga), complementando às usinas tiva podem ficar muitos meses sem das regiões Sudeste/Centro-Oeste. gerar energia, na medida em que o Na região amazônica, observou-se despacho ótimo do sistema prioriza também complementaridades entre a operação das fontes renováveis” as usinas de Marabá e Bem Querer, (MME/EPE, 2013, p. 92). situadas, respectivamente, à margem direita e esquerda do Rio AmaEm relação à essas fontes, des- zonas. taca-se, de acordo com o PDE 2022, que a expansão contratada de eóliNo que diz respeito a taxa de ca, PCH e biomassa, para o período crescimento anual, a tabela 3 reve2013-2018, está concentrada em la que a energia eólica apresenta o sua maioria na região Nordeste, em maior percentual no período 2012virtude de uma significativa concen- 2022 (25,5%), graças ao aumento da tração dos empreendimentos eóli- competitividade constatada desde cos contratados, perfazendo uma o ano de 2009 quando fora realizapotência de 10.675 MW. Nos anos do o primeiro leilão exclusivo para 2016 e 2022, a expansão planeja- essa fonte. A expressividade dessa da encontra-se localizada na região fonte vem sendo confirmada a cada Sudeste/Centro-Oeste e Sul, com comercialização/contratação reao que se atingirá uma capacidade lizada nos leilões e no ano de 2013 de 12.140 MW, puxado certamente se atingiu uma potência superior a pela expansão da fonte biomassa. 4.000 MW. Em seguida destaca-se o Contudo, ressalta-se, nesse sentido, papel da biomassa, cuja taxa de cres3o ABIBER [ 59 ]

cimento anual deverá atingir 4,8%, hidro 3,8% e PCH 3,5%. No campo das energias não renováveis, os destaques são o urânio (5,4%), carvão (4,2) e gás natural (3,5%).

Norte, parecem representar os últimos projetos com essa dimensão e por isso o país tem procurado incentivar a integração energética com os países do Cone Sul com o objetivo de construir hidrelétricas que possam ser geridas nos molTabela 3 – Taxa de crescimento anual (%) de capaci- des da usina binacional de dade instalada (MW) para o período 2012 à 2022. Itaipu. Tipo

% a.a.

Renováveis

4,6

Hidro

3,8

Importação

-2,3

PCH

3,5

Biomassa

4,8

Eólica

25,5

Não renováveis

2,9

Urânio

5,4

Gás Natural

3,5

Carvão

4,2

Óleo combustível

1,1

Óleo diesel

-3,8

Gás de processo

0,0

Total

4,4

Fonte: elaboração própria a partir dos dados do MME/EPE (2013).

Por esse instrumento percebese que o acompanhamento do setor por meio desses estudos revela a importância de contemplar no planejamento setorial as fontes renováveis e que isso só foi possível quando, a partir de 2002, essas fontes se inseriram dentro da dinâmica do sistema elétrico do país não para competir com as hidrelétricas no sentido de reduzir sua participação na geração de eletricidade, mas para complementar a geração hidráulica existente, diversificando, assim, as opções de geração elétrica a partir de fontes renováveis.

Nesse cenário, as fontes alternativas configuram uma necessidade premente, cuja tendência é que elas venham assumir permanentemente esse espaço deixado pela fonte hídrica e, por isso mesmo, representam uma oportunidade para o país continuar apresentando uma matriz elétrica limpa e renovável. Não é a toa que as taxas de crescimento anual projetadas para o período 2012-2022 tendem a representar substancialmente uma realidade e, em alguns casos, superiores a fonte hídrica, como a eólica (tabela 3).

Considerações finais

Buscou-se nesse estudo analisar algumas considerações importantes sobre o planejamento setorial e sua capacidade de traçar medidas necessárias ao processo de expansão da capacidade de geração de energia elétrica no país. Como exemplo dessa atividade foi apresentado o PDEE 2022, procurando destacar o que a EPE vem sinalizando para o setor e, por esse meio, constata-se uma projeção importante na diversificação da matriz elétrica, com o que a fonte eólica apresentou, no período 20122022, a maior taxa de crescimento percentual anual, sendo seguida Ou seja, na elaboração desses energia hidráulica e a biomassa, no planos a participação hídrica, apesar campo das renováveis. de ainda expressiva, vem mostrando arrefecimento ao longo da elaboraClaro que esse planejamento ção do planejamento. Os grandes precisa ser mais contundente no que empreendimentos contemplados, tange as medidas críveis que possam como as usinas de Belo Monte, San- ser transformadas em metas de into Antônio, Jirau e São Luiz do Ta- vestimento no longo prazo, principajós, todas localizadas na região palmente no sentido de contemplar [ 60 ] 3o ABIBER

todas as fontes disponíveis visando tanto a segurança energética como a proteção ao meio ambiente. Para tanto, faz-se necessários que esses estudos e pesquisas possam originar de igual modo a implantação de programas específicos com o objetivo de garantir a confiabilidade do suprimento de eletricidade dentro das condições que cada fonte apresenta. Referências CACHAPUZ, P. B. B. (Coord.). Panorama do setor de energia elétrica do Brasil. Rio de Janeiro: Centro da Memória da Eletricidade no Brasil, 2006. CÂMARA BRASILEIRA DE INVESTIDORES DE ENERGIA ELÉTRICA (CBIEE). Setor Elétrico Brasileiro: cenários de crescimento e requisitos para a retomada de investimentos. São Paulo: CBIEE, Nov. 2003. D’ARAÚJO, R. P. Setor Elétrico Brasileiro: uma aventura mercantil. Brasília: Confea, 2009. GUEDES FILHO, E. M,; CAMARGO, J. M.; FERRÉS, J. G. P. Energia: as razões da crise e como sair dela. São Paulo: Editora Gente, 2002. KELMAN, J. (Coord.). Relatório da Comissão de Análise do Sistema Hidrotérmico de Energia Elétrica. Brasília, 2001. LEITE, A. D. A Energia do Brasil. 2. ed. ver. E atual. Rio de Janeiro: Elsevier, 2007. MINISTÉRIO DAS MINAS E ENERGIA (MME)/EMPRESA DE PESQUISA ENERGÉTICA (EPE). Plano Decenal de Expansão 2022. Brasília: MME/EPE, 2013. ________________ Plano Decenal de Expansão de Energia Elétrica 2006-2015. Brasília: MME/EPE, 2006. OPERADOR NACIONAL DO SISTEMA (ONS). Histórico da Operação. Disponível em: www.ons.org.br. Acesso em 24/06/2014. PINTO JUNIOR, H. Q. [Org.]; Economia da Energia. Rio de Janeiro: Elsevier, 2007. ROSA, L. P. A crise de energia elétrica: causas e medidas de mitigação. In: MURGEL BRANCO, A. (Org.). Política Energética e Crise de Desenvolvimento: A Antevisão de Catullo Branco. São Paulo: Paz e Terra, 2002. SAUER, I.; VIEIRA, J. P.; KIRCHNER, C. A. R. O Racionamento de Energia Elétrica decretado em 2001: Um estudo sobre as causas e as responsabilidades. São Paulo: USP, 2001. VINHAES, E. A. S. O novo modelo da indústria de energia elétrica brasileira. In: SCMIDT, C.; CORAZZA, G.; MIRANDA, L. (Orgs.). A energia Elétrica em debate: a experiência brasileira e internacional de regulação. Porto Alegre: Editora da UFRGS, 2003. 

3o ABIBER [ 61 ]

Biomassa se destaca na produção de bioenergia e biocombustíveis Tatiana Gonsalves Vice-presidente Comercial da Nexsteppe para a América do Sul.

Brasil se tornou em 2014 a maior vitrine mundial do uso de biomassa para a produção de bioenergia e biocombustíveis. Vários foram os fatores que contribuíram para este momento, principalmente a escassez hídrica em algumas regiões do país, que levou à uma crise na produção hidrelétrica de energia e, consequentemente, ao aumento do preço da energia no mercado spot. O resultado foram empresas e usinas investindo na cogeração e produção de energia elétrica por meio da queima de biomassa para a venda em leilões ou diretamente à rede. Essa é uma tendência que se intensificou no presente ano, contudo, alguns números demonstram que este movimento já vem acontecendo há um certo tempo.

Minas e Energia, no BEN – Balanço Energético Nacional de 2014, mostrou que no ano passado, o decréscimo foi de 5,4%. A demanda crescente foi atendida graças a expansão da geração térmica, especialmente nas usinas movidas a carvão mineral (+75,7%), gás natural (+47,6%) e biomassa (+19,2%), cujas participações na matriz elétrica, na comparação de 2013 contra 2012, cresceram de 1,6% para 2,6%; de 7,9% para 11,3%; e de 4,2% para 4,9%, respectivamente.

da BP, a biomassa tem colaborado para redesenhar este cenário de forma escalável, sustentável e economicamente eficiente. Esta é uma fonte única em sua capacidade de fornecer desde calor até eletricidade de base intermitente (e também despachável) em usinas termoelétricas e o Brasil possui vantagens globais em termos de clima, geografia, infraestrutura e know-how para sua produção. A energia elétrica produzida através da biomassa, além de ser uma fonte renovável, tem a vantagem de estar próxima dos grandes centros de consumo, reduzindo os custos de distribuição. A potência instalada do setor sucroenergético está estimada em cerca de 5 mil MW, mas há potencial para que ela dobre e chegue a 10,2 mil MW em 2020.

A BP Global também lançou, em junho, seu Relatório Estatístico sobre o mercado energético mundial. Seu recorte sobre o Brasil mostrou números que corroboram com os do BEN: queda na produção hidrelétrica de 75% em 2012 para 69% em 2013; crescimento do consumo de petróleo e gás natural de 6,9 e 5,4 milhões de toDiferente dos grandes neladas, respectivamente Pelo segundo ano con- e a produção de energias projetos das usinas hisecutivo a geração de ener- renováveis aumentou cres- drelétricas, uma usina geradora que utiliza biomasgia elétrica pela matriz cendo 32,2%. sa como combustível, leva hidráulica apresentou reComo mostram os cerca de dois anos para fidução. Os números divulgados pelo Ministério de números do Ministério e car pronta. De acordo com [ 62 ] 3o ABIBER

o Datagro, atualmente, apenas 170 das 389 usinas termelétricas geram excedente de energia para a rede. No ano passado, essas unidades disponibilizaram 1760 MW médios. Além disso, a demanda por energia continua subindo entre 4% e 5% ao ano, ao passo em que o PIB cresce apenas 2%. É preciso energia para que o país continue crescendo. Espera-se que consumo de energia aumente em mais de 50% até 2030. Essas transformações aparecem gradualmente com as mudanças apresentadas nos últimos leilões de energia que vêm tentando dar mais destaque para fontes renováveis. A Aneel – Agência Nacional de Energia elétrica anunciou que o leilão A-5, previsto para acontecer em 28 de novembro (depois de adiado por duas vezes), terá um preço referência para a energia produzida em termelétricas movidas à biomassa. O valor estabelecido para o certame foi de R$ 197/MWh, alta de 37% em relação a 2013.

3o ABIBER [ 63 ]

Além da geração de energia, algumas usinas estão investindo também na produção de biocombustíveis. A grande novidade é o etanol celulósico de segunda geração, feito tradicionalmente a partir do bagaço de cana. De acordo com o BNDES – Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico e Social, a previsão é que a produção de etanol 2G alcance cerca de 130 milhões de litros no Brasil, em 2015. Como exemplo disso, recentemente, a GranBio anunciou a inauguração de sua Unidade Bioflex 1, em São Miguel dos Campos, AL. Segundo divulgação feita pela empresa, essa é a primeira usina de etanol de segunda geração a produzir em escala comercial no Hemisfério Sul. A meta é que a empresa atinja, até 2022, a marca de 1 bilhão de litros de etanol, com investimentos que podem chegar a 4 bilhões de reais, neste período. A disponibilidade de matéria-prima Contudo, as intempéries que criaram um cenário positivo para o destaque da biomassa no mercado industrial, também afetaram diretamente o setor sucroenergético, que produz a matéria-prima mais utilizada na produção de bioenergia e biocombustíveis: o bagaço da cana-de-açúcar. A estiagem prolongada fez algumas usinas do Centro-Sul do país anunciarem o encerramento de sua moagem entre outu[ 64 ] 3o ABIBER

bro e novembro. Números da Datagro estimam que a safra 2014/2015 apresentará queda de 6% na moagem de cana de açúcar em relação à de 2013/2014, o que resultará em menos bagaço para a produção de energia ou de etanol celulósico.

Exigindo menos água e oferecendo mais resistência ao calor do que outras espécies utilizadas de biomassa, como casca de arroz, bagaço de canade-açúcar, o híbrido de sorgo pode ser plantado na entressafra da cana, tornando-se uma fonte de matéria-prima renovável para produção de energia e etanol a preço competitivo e em escala. A biomassa dedicada, alinhada a um planejamento de plantio e colheita, oferece às usinas e indústrias maior disponibilidade de matéria-prima.

A demanda por biomassa, no entanto, continua crescendo, assim como sua aplicação na geração de energia elétrica e térmica e na produção de combustível. Para aproveitar as oportunidades surgindo a partir deste cenário será necessário às usinas apostarem em fontes O Palo Alto é uma foncomplementares de maté- te única em sua capacidaria-prima não residuais. de de fornecer desde calor, até eletricidade de base Neste contexto, a biointermitente (e também massa dedicada, cultura despachável) em usinas desenvolvida com o objetermoelétricas. O Brasil tivo específico de aumenpossui vantagens globais tar a disponibilidade de em termos de clima, gematéria-prima em escala ografia, infraestrutura e industrial, pode auxiliar as know-how para sua produusinas em sua produção de ção. Em média, 1 tonelada biomassa, garantindo rende sorgo biomassa produz da extra na longa entressa0,33 MW. Em caldeiras de fra que se anuncia. alto desempenho este núAlguns produtores já mero pode chegar a 1 MW apostam em uma nova cul- a cada duas toneladas da tura, dedicada exclusiva- matéria-prima. mente a esta finalidade: o O sorgo é uma cultusorgo biomassa. ra complementar à cana e Registrado ano pas- não irá substituí-la. O sesado como Palo Alto no tor canavieiro renova enMinistério da Agricultura, tre 12% e 16% de seu cao primeiro e único sorgo navial todos os anos. Esse com finalidade específi- número poderá ser maior ca de cultivo de biomassa no contexto atual de crise dedicada é uma cultura de do setor sucroalcooleiro. ciclo explosivo, que atinge Todos os anos, áreas de o ponto de colheita e quei- baixa produtividade de ma eficiente em caldeiras cana-de-açúcar, são libeentre 120 e 140 dias após radas para reforma. Parte o plantio, fornecendo ex- deste espaço fica ocioso celente rendimento por entre novembro e março, o hectare. que representa uma ótima

oportunidade para culturas de ciclo rápido, como o sorgo Palo Alto, que possui aderência ao negócio da usina. Com alternativas complementares como o Palo Alto, diversas industrias e usinas de açúcar e álcool poderão ampliar seus projetos de cogeração e ou até mesmo iniciar sua participação nesse mercado, gerando novas fontes de renda para um setor que passa por um momento desafiador e contribuindo para a melhoria e diferenciação da matriz energética brasileira. Uma maior participação desse setor na malha energética do país trará contribuições estratégicas e significativas no que diz respeito aos custos e investimentos em linhas de transmissão, no incentivo à produção agrícola e na garantia de fornecimento de energia às indústrias e ao consumidor final. O futuro indica que a biomassa continuará em destaque no Brasil. Segundo dados da Câmara de Comercialização da Energia Elétrica (CCEE), foram exportados para o sistema elétrico nacional em fevereiro deste ano 280 mil MWh de energia de biomassa. O destaque à biomassa que se espera no leilão A-5 poderá garantir o fornecimento de bioenergia por prazos longos a preços mais competitivos e o sorgo é a certeza da disponibilidade de biomassa em escala industrial mesmo que aconteçam novos períodos de baixa safra de cana. 

3o ABIBER [ 65 ]

Construção de Sistema para Produção de Hidrogênio Renovável para Residências Britânicas Guilherme Schmitz*, Chuang Peng, Fernando Santos, Camila Alves, Paulo Eichler, Patrícia Zerbin Universidade Estadual do Rio Grande do Sul. (gui.schmitz13@gmail.com).

ontes renováveis ano (2.60 kWh/m2/ de energia podia). De acordo com dem ser utilizao Departamento de das para uma variedaEnergia e Mudanças de de processos: bomClimáticas (2008), o beamento de água, aliconsumo de eletricimentação de estações dade pelas residências de telecomunicação, e britânicas é de, aproeletrificação de áreas ximadamente 3.474 rurais remotas, cuja kWh/ano (9.52 kWh/ conexão com a rede dia). é problemática. No Devido os difeentanto, o uso destas rentes valores de efifontes, em pequena ciência, dados pelos escala, ainda enfrenta fabricantes de painéis alguns obstáculos. Os solares, turbinas eóliventos, em zonas urcas, células a combusbanas, diferem-se, sig- Figura 1. Sistema de produção de hidrogênio a partir de energia eólica. tíveis e outros componificativamente, dos Fonte: IPHE (2011). nentes, utilizam-se dimensurados em zonas ferentes cenários para lisador a fim de separar-se água em rurais. Ventos urbanos possuem vadimensionar sistemas de produção seus dois componentes (hidrogêzão turbulenta e intermitência, ende hidrogênio a partir de energias contrando-se, no Reino Unido, uma nio e oxigênio). O oxigênio é libe- renováveis. A Tabela 1 e a Tabela 2 diferença expressiva no Fator de rado no ar, enquanto o hidrogênio mostram os valores considerados Capacidade (quantidade de energia é comprimido e armazenado. Este para os diferentes cenários para proelétrica produzida por turbinas eó- hidrogênio armazenado pode ser dução de hidrogênio via energia eólieficientemente convertido de volta licas) durante o ano. para eletricidade através de células a ca e energia solar, respectivamente. Células a combustíveis são con- combustíveis. Considerando os valores dos cesideradas uma solução alternativa nários é possível estimar a massa de Para a modelagem desses sis- hidrogênio necessária, a demanda para a intermitência de fontes renováveis. O uso de células a combustí- temas, inúmeros indicadores de de energia elétrica do eletrolisador vel está ligado ao fornecimento de eficiência de conversão, produção e e a área dos painéis fotovoltaicos, energia a fim de cobrir períodos de demanda de energia devem ser es- no caso de energia solar, e a potenbaixa produção de energia, sendo já timados. Além desses indicadores, cia das turbinas eólicas, no caso de implementado no setor industrial. fatores ambientais como velocidade energia eólica. O processo mais simples para a pro- de ventos e irradiação solar local dePara sistemas via energia solar, dução do combustível destas células vem ser mensurados. No Reino Uni- a massa de hidrogênio necessária é através de eletrolise de água. Este do, a velocidade média dos ventos é, para operação do sistema, no ceprocesso compreende uma reação aproximaeletroquímica, a qual requer corren- d a m e n t e , Tabela 1. Sistema de produção de hidrogênio via energia eólica: te elétrica continua, para o inter- 7 m/s. Na cenário realista, otimista e pessimista. câmbio de íons, pela remoção e adi- mesma reEficiências Realista Otimista Pessimista ção de elétrons do circuito externo. gião, enco n t ra s e Desta forma, painéis solares foCélula a combustível 45% 60% 40% tovoltaicas e turbinas eólicas podem irradiações Eletrolisador 75% 80% 65% ser adaptados como componentes s o l a r e s Painel fotovoltaico 14.3% 18% 10% da reação (Figura 1). Nestes casos, na média 950 a eletricidade produzida por esses de Conversor CC-CC 89% 95% 40% componentes é utilizada no eletro- k W h / m 2 / [ 66 ] 3o ABIBER

3o ABIBER [ 67 ]

nário otiresidências são relacionadas à segumista, foi Tabela 2. Sistema de produção de hidrogênio via energia solar: rança do mesmo. Gás hidrogênio é cenário realista, otimista e pessimista. de 0,66 kg inodoro e incolor, sendo difícil a deem 1 atm. tecção de vazamento do mesmo, que Eficiências Realista Otimista Pessimista Em um ceé altamente explosivo em contato Célula a combustível 45% 60% 40% nário mais com o ar. Porém, devido aos códigos Eletrolisador 75% 80% 65% e padronizações quanto à utilização próximo de hidrogênio, existentes no Reiao realista, Painel fotovoltaico 31% 39% 26% no Unido, e ao desenvolvimento de a produção Conversor CC-CC 94.8% 95.2% 94.4% equipamentos de segurança, acredide hidrota-se que o sistema pode ser implegênio deve ser aumentada em 33%, enquanto turbinas dos diferentes cenários do mentado. no cenário pessimista o aumento sistema. necessário é de 50%. Essa diferença deve-se aos diferentes valores atribuídos a eficiência da célula a combustível. Um sistema, no qual a célula a combustível possui uma baixa eficiência de conversão, requer um maior volume de hidrogênio para produzir a mesma energia do que um sistema com maior eficiência de célula. O eletrolisador de sistemas via energia solar, demanda um valor, significativamente, alto de eletricidade para o cenário pessimista Gráfico 2. Potência de turbinas eólicas necessária para operação do sistema via energia (51,11kWh/dia) quando comparado solar, em diferentes cenários. aos demais - otimista (32,02kWh/ dia); realista (45,53kWh/dia). ConO investimento necessário para Os sistemas de produção de hisequentemente, para o cenário pesa implementação de ambos os sistesimista a área de painel fotovoltaica drogênio via fontes renováveis são mas é alto. Mesmo com a queda nos é, expressivamente, superior aos considerados sistemas de zero emis- preços dos componentes, o custo da demais. O Gráfico 1 compara a área são de gases durante a produção de eletricidade de energias renováveis energia. No entanto, durante outros necessária para os três cenários. processos, como construção de com- continua significantemente superior, quando comparado às fontes convencionais. Devido ao alto custo envolvido na instalação de turbinas eólicas com as potências necessárias para operação do sistema, não se espera que o mesmo supra a demanda total de energia quando implementado. Baseando-se, somente, no custo dos componentes do sistema via energia solar, no Reino Unido, estima-se que o investimento inicial do sistema seja, aproximadamente, £97.000,00. Considerando-se o cenário realista do sistema, estima-se Gráfico 1. Área de painéis fotovoltaicos necessária para operação do sistema via energia que a eficiência do mesmo seja de solar, em diferentes cenários. apenas 4%, tornando o mesmo ecoDe forma semelhante, o sistema ponentes (células a combustíveis, nomicamente inviável, neste movia energia eólica requer um maior células fotovoltaicas) ocorrem cer- mento. No entanto, o Reino Unido volume de hidrogênio para o cenário tos impactos. O sistema também é possui metas expressivas quanto à otimista, e demanda mais energia limitado em termos de reciclagem, diminuição das emissões de gases para o eletrolisador em seu cenário haja vista que os matérias utiliza- causadores do efeito estufa, fator pessimista. A potência de turbinas dos possuem pouca capacidade de que quando aliado à perspectiva de eólicas é relacionada a demanda de reutilização. Porém, devido ao longo aumento nos preços de combustíenergia necessária para à operação período de operação do sistema, o veis fósseis, pode gerar politicas que do sistema. A magnitude deste va- balanço de energia limpa produzida favoreçam a implementação expreslor é diretamente dependente da contra impactos ambientais é posi- siva de fontes renováveis e, conseeficiência da turbina em questão. tivo. As principais precauções quan- quentemente, a produção de hidroO Gráfico 2 compara a potência das to à implementação do sistema em gênio a partir das mesmas.  [ 68 ] 3o ABIBER

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El pellet, un biocombustible al alza

El pellet gana presencia entre las commodities energéticas. Varias consultoras especializadas en este mercado auguran un más que notable aumento del consumo global para 2020. Javier Díaz Presidente de AVEBIOM.

El consumo al alza

Una cartera diversificada minimiza el riesgo en los cobros, y puede ser una gran ayuda a la hora de asegurarse la financiación. Así que, si quiere un negocio saludable, entre en los mercados de calor. No desprecie la capacidad de consumo y pago del consumidor de calor”.

El operador forestal global Ekman& Co. estima que, sumando todos los proyectos anunciados y con ciertos visos de ser realidad, en 2015 el volumen del mercado mundial superará los 40 millones de toneladas y en 2020 lo duplicará, hasta llegar a los 80 millones. Cifras Mercados “decididos” e parecidas propone Poyry que, consi- “inciertos” dera además de los proyectos anunA día de hoy en el mercado del ciados, la disponibilidad de fibra en pellet coexisten los consumidores las diferentes regiones del mundo. “decididos” con los “inciertos”. Entre Ambas estimaciones coinciden los Estados con políticas decididas a en que el incremento esperado del favor del uso del pellet, tanto indusconsumo de pellets será enorme. trial como doméstico, destacan Bélgica y los países escandinavos. DinaIndustrial vs doméstico marca mantiene sus incentivos a la cogeneración y prohíbe por ley que Consumo de pellet los nuevos edificios instalen gasóleo (en Mill. ton/año) o gas natural. Finlandia empezará a AÑO 2012 2015 2020 hacer co-combustión en las grandes Poyry 16 37 68 plantas de carbón de Helsinki en 2 años. EKMAN 14 40 80 Poyry estima que el consumo de pellet industrial crecerá de forma intensa y mantenida a un ritmo del 21% anual mientras que el doméstico lo hará al 8,5 % anual. No obstante, tras analizar las capacidades de pago de los diferentes usuarios, evidencian que los precios no subirán siguiendo una lógica similar. Los mercados eléctricos están altamente intervenidos, y dado que serán los principales consumidores, su capacidad de aumentar precios estará limitada. Ekman, por su parte, avisa a los productores: “trabajar sólo con las eléctricas es un negocio incómodo. [ 70 ] 3o ABIBER

Países Bajos, que mostró gran decisión en un inicio y fue líder del mercado, ve frenado su desarrollo con la actual indefinición de sus políticas, aunque hay signos de que esto podría cambiar en breve. Polonia tiene un enorme potencial de sustitución en sus centrales de carbón, pero no resuelve la incertidumbre normativa que ralentiza las inversiones. En Italia, el incremento en el consumo de pellets da vértigo: si hace un año se estimaba en alrededor de 2 millones de toneladas, el último sondeo de la asociación de biomasa italiana (AIEL) eleva esta cifra hasta 3 millones. Este incremento se debe en parte a los ahorros generados primero por el combustible en

un país en el que los combustibles fósiles son especialmente caros y, segundo por la apuesta en el modelo de certificados blancos con los que prima el cese de emisiones de CO2 a la atmosfera. En España no se percibe de momento gran interés en estimular el sector industrial, aunque se aprecia un despegue del uso de pellet en el ámbito doméstico, con 4.000 MWt instalados en calderas para uso térmico. En Alemania el apagón nuclear ha traído, de momento, más buenas intenciones que un apoyo decidido al uso de biomasa para generación eléctrica. Allí el mercado doméstico tiene buen tamaño y sigue creciendo. Francia, un gran consumidor de astilla para uso térmico, ha puesto en marcha interesantes incentivos que premian la eficiencia y que, a buen seguro, provocará un aumento del mercado del pellet doméstico en breve. Más allá de Europa De momento la gran actividad se centra en Europa pero, parece que los mercados de Asia y Norte América empiezan a despertar. Hoy ya son países consumidores EEUU, Canadá, China, Japón y Corea del Sur. Se espera que China consuma 10 Mton/ año en apenas 8 años, y que EEUU incremente su consumo en casi un millón de toneladas cada dos años. El consumo en Japón también crecerá. Aunque han establecido primas muy generosas, las centrales de carbón están trabajando al máximo para tratar de cubrir la demanda de energía tras el corte de la nuclear, por lo que no será tan fácil que arriesguen en experimentar con

Primero reconvertir biomasa. Aunque las noticias de las últimas semanas se dirigen a que JaLa prioridad es convertir el pón arrancará en breve las plantas 100% de las centrales eléctricas de nucleares para reducir la dependencarbón existentes y más tarde incia energética exterior. centivar la construcción de nuevas Reino Unido, el gran consu- plantas de biomasa. La primera planta en dejar de quemar carbón midor europeo fue la central de Tílburi, a las afueSin duda el gran protagonis- ras de Londres y propiedad de RWE. ta del escenario europeo ha sido el Consumirá 2,3 Mton de toneladas Reino Unido. Con su política de ge- de pellets durante un año antes de nerosos incentivos a la producción cerrar por reforma y volverá a abrir eléctrica renovable ha iniciado la en 2015. conversión de todas las centrales Una de las 3 unidades de Drax eléctricas de carbón a biomasa, lo ha empezado a operar a principios que le convertirá en el mayor consude 2013 y consumirá 2,5 Mton/año, midor de Europa. No obstante el Goaunque la central lleva tiempo habierno de Reino Unido ha empezado ciendo co-combustión con pellets. a limitar las ayudas a la producción E.onIronbridge, que funciona 3 días de electricidad con pellets. Este año a la semana, y otras plantas pronto veremos cómo se desarrolla. las seguirán. El 20/20/20 como acicate El principal acicate para esta conversión es cumplir con el objetivo obligatorio del 20/20/20 adoptado por la UE. A diferencia de Suecia, que alcanzó su objetivo hace 7 años gracias a que contaba con los sistemas administrativos y tecnológicos necesarios, países como el Reino Unido, sin tradición ni infraestructuras adecuadas, necesitan adoptar medidas más radicales. Las últimas medidas tomadas por Reino Unido llegan en 2013 con el incentivo al calor renovable (RHI) para pequeños consumidores, y con el fondo de carbono, una tasa sobre las emisiones para grandes consumidores. El fondo de carbono de Reino Unido Los emisores de CO2 deberán pagar por sus emisiones conforme a un precio que se incrementa de forma notable hasta 2030. Las emisiones por combustión de carbón deberán pagar adicionalmente un impuesto de alrededor de £12 por tonelada de carbón en 2013/14, que aumentará a £23 por tonelada en 2014/15. Como resultado de la aplicación del fondo de carbono, la generación de electricidad en las centrales de carbón no será rentable en unos años, a menos que se conviertan a biomasa.

20 millones en 2016 De acuerdo con las estimaciones del operador internacional del mercado de biomasa Ekman, se espera que las 6 mayores instalaciones públicas de Reino Unido (Drax, Eggborough, Tilbury, Rugely y Lynemoth) utilicen 20 millones de toneladas de pellets en 2016, más del doble del pellet industrial que se emplea hoy en Europa. Esta circunstancia está provocando un importante aumento de las inversiones en nuevas plantas de pellets en el sureste de EEUU, principal suministrador de Reino Unido. Se espera que ya en 2013 la demanda duplique a la de 2012.

Woodville, Texas, mientras se construyen y anuncian otros muchos nuevos proyectos. Los puertos norteamericanos de exportación, a su vez, están siendo remodelados para hacer que el sistema sea cada vez más eficiente. Canadá exportó en 2012 cerca de 900.000 toneladas de pellet a Europa, el 70% de su producción. Ante la incertidumbre sobre las primas a generación eléctrica con pellets en alguno de los países mayores consumidores, en la mayoría de proveedores americanos están implantando ENplus® o su “hermanastro” CANplus en Canadá, para diversificar parte de la producción y producir un porcentaje de pellet doméstico ante la demanda al alza del mercado de pellet doméstico. En resultado es que para el periodo de calefacción, aproximadamente 3 millones de toneladas de pellets certificados van a entrar en Europa. En Europa, la producción del Báltico es impresionante y va a ir a más.

Mercados más maduros como Suecia y Alemania se están restructurando; en Suecia se alternan el cierre de plantas con nuevas aperturas, mientras que en Alemania la producción sigue creciendo en un Los proveedores mercado lleno de cambios y alianzas En el sureste de EEUU no cesan entre empresas. de inaugurar nuevas plantas con inversión norteamericana y europea. ¿Suficiente? Enviva es uno de los más activos, Pero toda esta capacidad no será con 6 plantas en funcionamiento comenzó a producir el año pasado. Ge- suficiente, sobre todo si el mercado orgia Biomass, propiedad de RWE, interno canadiense crece y la proestá batiendo récords de producción ducción de Rusia oriental se dirige con más de 60.000 t/ mes destinaa Corea y Japón. Las miradas se das a su planta de Tilbury. dirigen a Brasil, que se espera Los suecos Green Circle y Fram se convierta en un importante Renewable están aumentando su proveedor en no mucho tiemcapacidad hasta las 550.000 t/año. Drax ha anunciado la construcción po, dado el gran potencial y las de dos plantas; German Pellets abri- enormes existencias de producrá pronto una de 550.000 t/ año en tos forestales en este País. 3o ABIBER [ 71 ]

EL PELLET EN ESPAÑA

Aumento de la demanda

En busca de un modelo

Dada la coyuntura del mercado energético en España, en el que ha habido una fuerte alza de los precios de los combustibles fósiles, el pellet de madera se está consolidando como una alternativa estable y mucho más barata motivando el desarrollo de la biomasa térmica. En buena parte el incremento de la demanda se debe al buen funcionamiento del modelo ESE (en el que la empresa instala caldera, suministra combustible y mantenimiento, y al cliente se le factura por su consumo de calor) mediante el cual se han construido grandes redes de calor como la de Ólvega (Soria) de 9 MWt, la de la Universidad de Valladolid, 20 MWt, así como otras redes grandes en Soria capital, Laguna de Duero, León, y numerosas instalaciones en comunidades de vecinos, y otras muchas en industrias, centros deportivos y edificios públicos, llegando a finales de 2014 a los 6.000 MWt instalados.

En los últimos meses las grandes plantas de pellets han buscado soluciones para reducir costes y ser más eficientes. El modelo de planta de pellets situada junto a un aserradero o fabrica, cuyo subproducto sea serrín o astilla, se está consolidando como el más eficiente, ya que permite obtener la materia prima muy barata sin costes de transporte. Otra de las opciones que se llevaban a la práctica hasta hace poco era la instalación de una cogeneración mediante un módulo ORC. Las fábricas que lo han instalado han conseguido un ingreso adicional y por ende reducir los costes fijos gracias a la venta de la energía eléctrica. Desgraciadamente, con la promulgación del RD 1/2012 esta opción ya no resulta oportuna (de hecho, varias plantas que pensaban instalar una cogeneración han visto truncado su proyecto). Por último, algunas de las empresas que no han llegado a “pre-registrar” los MW y que no han podido hacer su proyecto de cogeneración, han optado por poner más líneas de peletizado y de esta forma, gracias a la economía de escala, pueden fabricar un pellet muy competitivo en precio. Además, la mayoría de estas empresas han implementado el sistema de calidad ENplus® lo cual les ha revertido en mejoras en calidad, imagen, publicidad y compromiso de seguridad ante los consumidores. La mayoría de las empresas que tenían la certificación comprometieron rápidamente la producción de la temporada. Por otro lado, muchos pequeños productores o las plantas no tan eficientes (por ejemplo, plantas sin secadero que tienen que comprar el serrín seco o plantas situadas a cierta distancia de la materia prima) están sufriendo una dura competencia por parte de las más eficientes en un mercado cada día más desarrollado. Como resultado, algunas de estas instalaciones están cerradas o en proceso de reestructuración. [ 72 ] 3o ABIBER

demandado este último año una importante cantidad de astilla, junto con las papeleras) lo que ha generado una escalada de precios de ésta. No es una falta de madera real lo que causa esta tensión en el monte español, pues muy al contrario éste ha duplicado cada Inventario Nacional Forestal (IFN) los stocks de madera cada 10 años, y por lo tanto es fácilmente solucionable si la administración toma cartas en el asunto y aumenta la cantidad de aprovechamientos que están a un paupérrimo 30% del crecimiento anual mientras que la media Europea es del 60-65%.

Se espera que 3 o 4 productores más se certifiquen en estos últimos meses del año y, en 2015, básicamente los proyectos de nuevas plantas que se inauguren y, lo que es también muy importante, que haya un aumento notable de distribuidores certificados; durante el año pasado ya se certificaron los primeros 6 distribuidores y se estima que este año duplicaremos los distribuidores Con estos antecedentes, se esti- certificados. ma que la capacidad de producción Tendência en 2015 estará en torno al 1.000.000 tons/año, con un aumento cercano a Aumento de la capacidad de las 100.000.- tons/año; y la produc- producción gracias a los nuevos ción real aumentó más gracias a los proyectos que se están terminando nuevos proyectos y el incremento y a la duplicación de líneas de peletide la capacidad en algunas plantas zado en plantas existentes. Aumenya existentes, y se estima que alcan- to de materia prima movilizada. Los zará las 400.000 toneladas durante gestores de las plantas están traba2014, llegando a las 500.000.-tons/ jando en la obtención de astilla o año en el año 2015. serrín para alcanzar, mediante más turnos, la capacidad de producción Productores y distribuidores teórica. Disminución de la exportacertificados ción a Italia, Bélgica o Francia (antes En el año 2013, 6 plantas certifi- se exportaba alrededor del 50% de caron su producción como ENplus®, la producción). Los productores por la mayoría de los certificados se lo general prefieren vender en Escorresponden con nuevas plantas paña, donde debido al menor costo ya diseñadas según las premisas de de logística logran mayor margen. ENplus®. A fecha marzo de 2014, ya Gran incremento de la exportación eran 13 los productores certificados, desde Portugal que se puede cifrar llegando a los 15 en el mes de Octu- en alrededor de 80.000 toneladas en bre de este mismo año, con una ca- el último año. Dado el aumento de pacidad cercana a las 400.000 tone- la demanda nacional es posible que ladas por año si bien, en algún caso, se importen pellets de otros países no están fabricando a plena capaci- (Brasil, Argentina, Canadá, EE.UU., dad por el aumento en la competen- etc.). En este caso es recomendable cia por la materia prima (las plantas prestar especial atención a la calidad de tablero que estaban medio cerra- y que a ser posible sean pellets certidas que han vuelto al mercado han ficados ENplus®. 

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Pellets de Madeira: Desenvolvendo o mercado interno, mas de olho no promissor comércio exterior Eng. Dorival Pinheiro Garcia Doutorando em Eng. Mecânica FEG/UNESP, Presidente Fundador da ABIPEL (abipel@abipel.com.br).

ABIPEL - Associação Brasileira das luentes derivados do petróleo) como Indústrias de Pellets surgiu há forma de marketing ambiental. dez anos com dois objetivos, Aqui no Brasil a utilizabasicamente: fornecer dados conção dos pellets na indússistentes das indústrias de peltria e no comércio tem lets e ajudar a desenvolver o crescido continuamenmercado desse biocombustível te, principalmente piaqui no Brasil. O primeiro obzzarias, padarias, rede jetivo foi conseguido, sabede hotéis, hospitais, mos quem são os produtores, incineradoras, parques onde estão e quanto produaquáticos, lavanderias, zem; Mas o segundo objetivo indústrias de cimentos ainda não foi obtido totalmene galvanoplastia. Temos te. No entanto, grandes avanços várias empresas nacionais aconteceram e o mercado interno fabricando aquecedores, vem sendo desenvolvido. Há mais queimadores e adaptadores procura por esse biocombustível porespecíficos para usar os pellets que o preço tem sido atraente e as emnas mais diversas aplicações. É fácil presas buscam por energia limpa para incenencontrar empresas que adaptam o sistivar a economia de baixo carbono, ampliar o uso de energia renováveis e sustentáveis, diminuir os gases tema (óleo BPF, gás, cavacos, carvão...) para utilizar do efeito estufa, substituir o óleo BPF e o gás (po- esse biocombustível. Essas aplicações mostram que, aos poucos, ele vai se incorporando ao processo industrial e comercial e o empresário percebe as vantagens (econômica e ambiental) de sua utilização, sobretudo devido à sua fluidez, que facilita a automatização dos processos. A formação de mercados consumidores contínuos, como estes, é um bom sinal da evolução e popularização da sua utilização aqui no Brasil.

Pellets de madeira produzidos a partir de resíduos da indústria madeireira. [ 74 ] 3o ABIBER

De acordo com os dados do mês de Outubro/2014 da ABIPEL, o país tem hoje 18 plantas industriais, mas nem todas estão produzindo os pellets. Essas empresas tem capacidade produtiva de, aproximadamente, 500.000 ton/ano, mas sua produção atual atinge, menos de 15% dessa capacidade. Ques-

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As boas notícias para o mercado externo surgem da crise na Ucrânia que limitou a entrada, na União Europeia, de produtos vindos da Rússia... tões como a baixa eficiência da produção, tecnologia inapropriada, alto custos de produção e logísticos podem explicar essa ociosidade da indústria. Além disso, não há subsídios governamentais que estimulem a utilização da biomassa florestal como recurso

[ 76 ] 3o ABIBER

energético renovável. A falta de padrões de qualidade para os pellets também é um dificultador. Precisamos definir uma norma, como a ISO 17025 – wood pellets quality (A1, A2 e B), para conferir maior organização, produtividade e credibilidade (elementos facilmente identificáveis pelos clientes), aumentando a sua competitividade nos mercados nacional e internacional. Hoje não há definição de normas e padrões para os biocombustíveis pellets no Brasil. As boas notícias para o mercado externo surgem da crise na Ucrânia que limitou a entrada, na União Europeia, de produtos vindos da Rússia (um dos maiores produtores de pellets). Com isso, especialistas afirmam que os preços internacionais dos pellets podem subir, dada a maior procura do que oferta, principalmente no mercado europeu. Além disso, a alta do dólar e a intensa procura dos países asiáticos (Japão e Coréia) por pellets, podem contribuir com este aumento e oportunizar bons negócios internacionais com os pellets. Aqui no Brasil, o preço para o mercado interno variou de R$ 400,00 a 550,00 por tonelada/ FOB. Já os preços internacionais dos pellets a granel está em torno de 180 €/ton FOB Porto. Desenvolver o mercado interno, mas sempre atento às oportunidades externas podem fazer o Brasil se tornar um dos expoentes no comércio desta comodities pellets. Área com reflorestamentos e resíduos das indústrias madeireiras nós temos de sobra pra isso! 

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OS PELLETS E OS SEUS ATRIBUTOS NO CONTEXTO DA DENDROENERGIA Luiz Carlos Couto Luciano M. Fonseca Couto Laércio Couto

s pellets foram concebidos nos Estados Unidos nos meados dos anos 1970 em seguida à primeira crise petroleira. Trata-se de um pequeno cilindro de serragem de madeira, fortemente densificado. Seu diâmetro varia entre 5 e 10 mm e o seu comprimento entre 10 a 50 milímetros, conforme ilustra a Figura 1.

fabricados diretamente a partir biomassa lenhosa produzida especialmente para tais propósitos (ex: plantios adensados com eucaliptos clonais de curta rotação) ou pelo aproveitamento de produtos conexos das atividades de colheita florestal e das indústrias de processamento mecânico da madeira tais como as serrarias e marcenarias entre outras, alguns

A produção dos pellets se faz em unidades industriais nas quais o processo de fabricação é muito similar àquele da granulação dos alimentos para animais. A matéria-prima quando se tratar de madeira roliça descascada ou não, é previamente triturada, em seguida submetida à secagem. Essa secagem e a posterior classificação da matéria-prima na cadeia produtiva possam asseguFonte: CREHAY & MARCHAL 2004 Figura 1: Pellets de madeira. rar após a densificação da mesma, a produção de pellets com alto poder calorídos quais estão apresentaSua alta densidade fico (PCI) e qualidade unidos na Figura 2. energética e sua granulometria regular lhes conferem uma característica peculiar como combustível moderno além de lhes permitir a automatização completa dos sistemas de aquecimento (anexar uma figura e algumas características normativas dos pellets). Os pellets são

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forme. O teor de umidade da matéria-prima para a fabricação dos pellets deve ser inferior a 10% na base seca. Em geral ela se situa entre 6% e 7%. Quanto à granulometria valores da ordem de 3,0 mm de diâmetro das partículas são usuais embora, são encontradas dimensões variando de 6,0 a 8,0 mm. Estudos já demonstraram a relação positiva entre a uniformidade das partículas com Todavia, outros pesquisadores relatam que a mistura granulometrias média e fina facilitam mais o processo de densificação do material na peletizadora. A densificação dos pellets se faz por meio de um processo de extrusão que ocorre na prensa extrusora mediante a aplicação de pressão de 300 MPa (3059,15 kg/cm2) e temFonte: Crehay & Marchal, 2004 Figura 2: Produtos conexos das peratura da ordem de 120 atividades florestais utilizados para a produção de pellets. ºC, faz com que as partícu-

las mediante o movimento de cilindros ou rolos a interior da extrusora, passem através de um gabarito ou matriz de aço a qual na sua concepção é perfurada com um denso conjunto de orifícios com dimensões da ordem de 3 a 13,0 mm de diâmetro. Essa matriz ou peletizadora carregada com a matéria-prima, é dotado de movimentos giratórios o qual em conjunto com a pressão e temperatura, levam à formação dos pellets de forma constante enquanto houver matéria -prima no interior da extrusora. A Figura 3 ilustra uma peletizadora plana para laboratório bem como os principais componentes de uma peletizadora.

Fonte: www.lippel.com.br

Quadro 1 - Intensidade das emissões gasosas com efeito estufa segundo o tipo de combustível. Lenha

Pellets

Cavacos

Eletricidade

Óleo combustível

Gás

g de CO2 por 1kWh útil

180

466

222

KWh de energia não renovável consumida por 1 kWh útil

0,08

0,13

0,07

3,03

1,45

1,21

Fonte: ADEME 2013-2014

caso dos pellets, a coesão das partículas está intimamente associada ao fenômeno conhecido por “transição vítrea da lignina”. A transição vítrea, se encontra para os constituintes químicos fundamentais da madeira (celulose, lignina e polioses), fortemente associada à temperatura e ao teor de umidade dos materiais lignocelulósicos, variáveis essas, que estão presentes no processo da peletização. Em efeito, a temperatura de transição vítrea de um polímero amorfo (às vezes semicristalino) como, por exemplo,

Fonte: CRAAQ, 2008 Figura 3: Peletizadora de laboratório e componentes.

Ressalta-se que para assegurar a coesão das partículas dos pellets não é necessária a adição de ligantes ao contrário dos briquetes onde os mesmos são necessários e em geral, derivados do petróleo. No

a lignina, marca a fronteira entre o estado vítreo (rígido, quebradiço) e o estado aparentado ao de uma borracha. A passagem do primeiro para o segundo desses estados se traduz pela redução do módulo de

elasticidade e um aumento da taxa de elongação do material (ex. lignina). Essa elongação tem a sua origem na ativação térmica das moléculas que diminui assim as suas respectivas coesões inter e intra moleculares, o que ocorre no processo de peletização. Se as condições são anidras a temperatura de transição vítrea relativamente elevada faz com que os constituintes químicos (lignina) das partículas se encontrem no domínio de sua decomposição. Por essa razão é que no processo de peletização se requer um teor de umidade adequado no caso, entre 7% a <10% na base seca. Caso contrário a coesão das partículas jamais será alcançada com a decomposição da lignina, principal constituinte químico da madeira envolvido nesse processo. Assim, um teor de umidade residual dentro dos limites citados precedentemente assegura que durante a prensagem sob uma faixa de temperatura apropriada, ou seja, entre 100 e 150ºC, assegurará para as partículas lenhosas o estado aparentado ao de uma borracha.

Tão logo os pellets após a sua produção atinjam temperaturas inferiores àquela da prensagem, ocorrerá de forma eficaz a coesão e a estabilidade das partículas que compõe os respectivos pellets. O conhecimento desse fenômeno da transição vítrea foi sem dúvida a maior contribuição para a utilização generalizada dos pellets para uso residencial. Isso se deu em função de que os gases oriundos de sua combustão são infinitamente menos nocivos para o homem e o meio ambiente (ex: gases de efeito estufa) do que, por exemplo, aqueles oriundos dos combustíveis fósseis e também dos briquetes onde se requer aditivos de origem fósseis para promover a coesão das partículas. O Quadro 1 ilustra a intensidade das emissões decorrentes da utilização de diferentes tipos de combustíveis quando utilizados para o aquecimento doméstico. Comparativamente a outros combustíveis oriundos da biomassa florestal tais como os cavacos, a lenha a serragem e os briquetes, eles apresen3o ABIBER [ 79 ]

tam entre outras, as características: 1) Massa volúmica e Poder Calorífico, elevados; 2) Permitem reduzir consideravelmente a linha de instalações de energia térmica instalada e autonomia de funcionamento equivalente; 3) G rande fluidez se comparado a outros dendrocombustíveis densificados (briquetes) ou não (cavacos), a qual permite por isso, a implantação de sistemas de alimentação automática mais simples e uma maior flexibilidade de uso (regulagem, taxa de alimentação); 4) Elevada homogeneidade da qualidade em tanto que combustível; 5) Forte interesse para uma utilização crescente que está associada aos aspectos tais como; menor teor de cinzas, emissões de pó ou finos, a priori, mais facilmente controlados e, melhor rendimento (maior taxa de combustão) e, 6) Custos de investimentos e de exploração reduzidos graças à compacidade dos equipamentos, à densidade energética dos pellets e a simplicidade do material. No Quadro 2 são apre[ 80 ] 3o ABIBER

Quadro 2 - Comparação indicativa de dendrocombustíveis. Dendrocombustível

PCI (médio) kWh/t)

Umidade (%)

Massa volúmica

Energia volúmica

Lenha

2100 a 3900

20-50

250 a 760 kg/st

1500 a 2000 kWh/st

Cavacos

2200 a 3900

20 a 50

180 a 400 kg/m3

600 a 900 kWh/Map

Serragem úmida

1600 a 2800

40-60

230 a 520 kg/m3

600 a 1000 kWh/Map

Serragem seca misturada com cavacos

4400

10-15

80 a 110 kg/m3

350 a 500 kWh/Map

Pellets

4600

8-12

700 a 750 kg/m3

3200 a 3500 kWh/Map

Casca

1800 a 2300

40-60

330 a 390 kg/m3

350 a 500 kWh/Map

Fonte: CREHAY & MARCHAL.2004

sentados alguns tipos de ses atributos, no Brasil combustíveis com as suas tanto o seu conhecimento respectivas características como dendrocombustível, energéticas. quanto a sua produção e Apesar de todos es- consumo, se encontram

ainda num estágio que podem ser considerados incipientes. A propósito, o Quadro 3 mostra a produção e o consumo de

Quadro 3 - Perfil da produção e do consumo de pellets para algumas regiões.

Região

Produção de pellets (106 t) 2010

2015

2020

América do Sul

0,1

3,0

4,4

EUA

4,9

8,5

11,0

Europa Ocidental

7,7

10,7

13,0

Europa Oriental

2,2

2,8

3,3

2010

Consumo de pellets (106 t) 2015

2020

América do Sul

0,05

0,12

0,20

EUA

3,4

4,3

5,6

Europa Ocidental

10,8

16,4

23,8

Europa Oriental

0,4

0,6

0,8

Região

Fonte: WERHOEST & RYCKMANS, 2012

3o ABIBER [ 81 ]

Figura 4 - Plantações adensadas com eucaliptos clonais de curta rotação: (1): plantio puro; (2) consorciado com soja. pellets na América do Sul, efetiva, na atual matriz os seus clones. Nesse con- BIBLIOGRAFIA

Estados Unidos da América, Europa Ocidental e Europa Oriental, assim como também as respectivas projeções para 2015 e 2020.

Os dados apresentados no Quadro 3 demonstram de forma evidente que a Europa como um todo malgrado que o setor industrial de pellets foi implantado somente na década de 1990 que a Europa Ocidental se coloca não somente como a maior produtora como também será no período considerado a maior consumidora conforme demonstram as projeções para os períodos considerados. Quanto à América do Sul as expectativas são relativamente encorajadoras somente no que concerne à produção de pellets para o quinquênio 2015-2020. Esses dados refletem bem que apesar dos esforços de alguns setores empresariais, o Governo Federal ainda reluta em incluir a biomassa florestal de madeira mais [ 82 ] 3o ABIBER

energética, brasileira. Neste contexto, os pellets de biomassa florestal poderão substituir as atuais centrais termelétricas a óleo combustível seja para a geração de calor como principalmente para a cogeração elétrica, com menores custos e ainda, contribuir para mitigar de forma significativa os impactos ambientais provocados pela utilização de combustíveis fósseis. Isso é feito já a algumas décadas em muitos países como por exemplo, na Europa, onde programas dessa natureza são incentivados e subsidiados pelos governos na cogeração de energia de elétrica seja para uso residencial, coletivo e/ou industrial. Essa seria, por exemplo, uma alternativa altamente para um país como o Brasil, que além da disponibilidade de áreas para a implantação exclusiva de povoamentos florestais com espécies exóticas de curta rotação como aqueles com os eucaliptos e/ou

texto, já é uma realidade os plantios adensados com eucaliptos clonais de curta rotação para a produção de biomassa para energia em plantios puros ou consorciados conforme ilustra a Figura 4. Além disso, o Brasil já dispõe de tecnologia para a fabricação de pellets não somente, com matérias -primas de origem lenhosa como também de origem das atividades agrícolas. A experiência vivida pelos brasileiros nessa última década e principalmente nesses quatros anos com uma crise energética recorrente a qual nesses últimos dois anos chegou a um nível crítico, já é por si a principal razão para que a biomassa vegetal e principalmente aquela de origem lenhosa devam ser definitivamente incorporadas de forma efetiva na Matriz Energética Brasileira.

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

3o ABIBER [ 83 ]

Propriedades de pellets produzidos com biomassas florestais agrícolas brasileiras Bárbara Luísa Corradi Pereira – Doutoranda em Ciência Florestal na Univ. Fed. de Viçosa e Profa. da Univ. Federal de Mato Grosso Angélica de Cássia Oliveira Carneiro – Professora da Universidade Federal de Viçosa Ana Márcia Macedo Ladeira Carvalho – Professora da Universidade Federal de Viçosa Matheus Alves Magalhães – Estudante de mestrado da Universidade Federal de Viçosa Emylle Veloso Santos Costa – Graduanda em Engenharia Florestal na Universidade Federal de Viçosa Aylson Costa Oliveira – Doutorando em Ciência Florestal na Univ. Federal de Viçosa e Professor da Univ. Federal de Mato Grosso Benedito Rocha Vital – Professor da Universidade Federal de Viçosa.

ção de energia elétrica. Em 2012, a produção foi de 10 milhões de toneladas, com importações alcançando 4,49 milhões de toneladas. Para 2014, foi estimada uma produção de 10,3 milhões de toneladas e importação de 7,0 milhões de toneladas (Flach et al., 2013). Entretanto, os pellets para uso energético são pouco conhecidos e utilizados no Brasil sendo que, as poucas indústrias instaladas atualmente têm a produção voltada para o mercado externo. No Brasil, a produção de pellets no ano de 2010 foi de 47 mil toneladas (AsAtualmente, há grande inte- sociação Brasileira De Produtores resse na densificação da biomassa, De Florestas Plantadas, 2013). destacando-se a produção de pelA madeira é a matéria-prima lets. Pellets são combustíveis sólidos granulados, produzidos a partir de mais utilizada para a produção de biomassa triturada, com ou sem a pellets. Contudo, devido a limitada adição de aglutinantes, usualmen- fonte de madeira em algumas regite com forma cilíndrica e 3,15 a 40 ões e ao seu alto custo de produção, mm de comprimento. O processo matérias-primas alternativas estão de densificação possui várias vanta- sendo pesquisadas com o propósigens como o aumento da densidade to de avaliar os seus potenciais para a granel da biomassa que contribui serem utilizadas para produção de para redução dos custos de trans- pellets. porte e armazenamento, além do Apesar das exigências quanto à tamanho e o formato uniforme facimatéria-prima e ao processo, têmlitarem o manuseio, o transporte e o se disponível no Brasil uma grande uso de equipamentos padronizados quantidade de resíduos agrícolas e (Kaliyan; Morey, 2009; Tumuluru et florestais que podem ser biomassas al., 2011). alternativas para produção de pelA União Europeia destaca-se lets. Além disso, o Brasil possui concomo o maior mercado produtor dições geográficas favoráveis, grane consumidor de pellets, para uso de quantidade de terra agriculturáaquecimento residencial e produ- vel com características adequadas e biomassa vegetal é uma fonte energética renovável com grande potencial para suprir parte das necessidades mundiais de energia. Cita-se como fontes de biomassa vegetal, produtos e subprodutos de plantios florestais, resíduos da indústria madeireira, culturas e resíduos de culturas agrícolas, entre outros. A transformação de biomassa num recurso de fácil utilização deve ser considerada como fato essencial para a disseminação da biomassa como um combustível viável.

[ 84 ] 3o ABIBER

condições climáticas que possibilitam cultivos de espécies agrícolas e florestais para peletização. Por se tratar de um assunto com poucos estudos, mas com grande importância, desenvolveu-se um trabalho no Laboratório de Painéis e Energia da Madeira (LAPEM), na Universidade Federal de Viçosa. O trabalho consistiu em produzir e avaliar os pellets, além de compará -los com outros combustíveis. Foram utilizadas biomassas florestais (madeira, casca e ponteira de eucalipto e madeira de Pinus) e biomassas agrícolas (resíduos de algodoeiro, bagaço de cana-de-açúcar, capim-elefante e palha de arroz) para a produção dos pellets. Utilizou-se uma prensa peletizadora laboratorial com matriz circular horizontal. Produziram-se aproximadamente 5,0 kg de pellets de cada tipo de biomassa. Propriedades dos pellets A densidade a granel mais alta foi observada para os pellets de casca de eucalipto (Tabela 1). É desejável porque, quanto maior for a densidade a granel dos pellets mais elevada se torna a sua densidade energética e maior será a massa transportada ou armazenada num container ou silo de volume fixo, o que minimiza os custos de transporte e armazenamento (Obernberger; Thek, 2010;

A densidade energética dos pellets de casca de eucalipto, resíduos Tabela 1 – Densidade a granel, taxa de compactação, umidade, de algodoeiro, madeira de eucalippoder calorífico líquido e densidade energética dos pellets. to foram estatisticamente superioDensidade Densidade res, devido, principalmente, às eleTaxa de PCL Material a granel Ubu (%) energética vadas densidades a granel (Tabela -1 compactação (MJ.kg ) (kg.m-3) (GJ.m-3) 1). Obernberger e Thek (2010) Madeira de 10,28 ab (1,53) (0,05) (0,01) citam que a capacidade necessária 657,25 bc 6,74 e 15,64 d (0,03) Eucalipto para transporte e armazenamento Madeira de é reduzida com o aumento densi(9,36) (0,08) (0,02) (0,24) 585,78 d 2,87 8,63 c 16,72 a 9,79 c Pinus dade de energia, razão pela elevada Casca de densidade energética ser de grande (9,41) (0,06) (0,01) (0,33) 701,57 a 7,68 9,88 ab 15,02 e 10,53 a eucalipto importância, sobretudo por razões Ponteira de 10,13 bc econômicas. . Por exemplo, para o 643,94 bc (4,04) 3,19 9,23 bc (0,64) 15,73 cd (0,13) (0,15) eucalipto mesmo volume, os pellets de casca de eucalipto geram 19,0% a mais Resíduos de 652,19 bc 3,62 7,54 d (0,02) 15,81 c (0,004) 10,31ab (0,38) (15,91) algodoeiro de energia que os pellets de capim -elefante. Bagaço de

Carroll; Finnan, 2012).

cana-deaçúcar

635,45 c (0,90)

7,34

3,66 f (0,14)

16,23 b (0,03)

10,31 ab (0,37)

O diâmetro e o comprimento dos pellets estão relacionados à Capim585,67 d (0,62) 4,03 10,47 a (0,21) 14,58 f (0,04) 8,54 e (0,13) combustão, de modo que menores elefante diâmetros permitem uma taxa de Palha 9,32 bc (0,02) (0,31) 662,48 b (8,58) 2,29 13,63 g 9,03 d (0,09) combustão mais uniforme e mede arroz nores comprimentos facilitam a Ubu = Umidade, em base úmida. PCL = Poder calorífico líquido. Médias, na coluna, seguidas da mesma letra não diferem entre si, a 5% de probabilidade, pelo teste alimentação do sistema de queima. Destacaram-se os pellets de casTukey.(...)Desvio Padrão. ca de eucalipto, madeira de Pinus, ponteira de eucalipto e resíduos de algodão (Tabela 2). Durante o armazenamento e Tabela 2 – Valores médios das dimensões, durabilidade mecânica, transporte, pellets com umidade finos e dureza dos pellets. inferior a 5% podem resultar em alta geração de finos, enquanto pelDureza Diâmetro Comprimento Durabilidade PCL Material lets com umidade superior a 20% (kg) (mm) (mm) mecânica (%) (MJ.kg-1) podem estar sujeitos a deterioração devido a decomposição micro- Madeira de 6,52 a(0,02) 25,87 a(0,76) 98,05 bc(0,28) 15,64 d(0,01) 39,67c(3,51) Eucalipto biana, resultando em significativas perda de massa (Tumuluru et al. Madeira de 6,06 d(0,07) 18,37 c(0,41) 96,62 d(0,95) 16,72 a(0,02) 26,67 d(5,77) Pinus 2011). Dentre os materiais avaliaCasca de dos, apenas a umidade dos pellets 5,03 e(0,04) 18,99 bc(0,27) 99,45 a(0,02) 15,02 e(0,01) 69,00 a(1,00) eucalipto de bagaço de cana foi inferior a 5% (Tabela 1). Ponteira de (0.03) (0,23) (0,14) (0,13) (1,00) eucalipto

6,13 d

19,70bc

97,61 bcd

15,73 cd

49,00 b

Outro fator a ser considerado Resíduos de (0.03) 19,63 bc(1,17) 98,54 ab(0,05) 15,81 c(0,004) 41,00 bc(2,65) é que, quanto maior a umidade dos algodoeiro 6,02 d pellets, maior é a dificuldade de ig- Bagaço de nição do combustível (Tumuluru cana-de6,31 b(0,09) 20,10 bc(0,87) 98,46 ab(0,04) 16,23 b(0,03) 29,67d(1,53) et al., 2011), além de menor o poaçúcar der calorífico líquido (PCL). O PCL Capim6,33 b(0,06) 20,53 b(0,25) 96,99 cd(0,66) 14,58 f(0,04) 27,00 d(2,65) dos pellets de madeira de Pinus foi elefante maior, devido, principalmente ao Palha 6,17c(0,05) 19,47 bc(0,15) 98,19 bc(0,08) 13,63 g(0,02) 45,67 bc(2,31) seu elevado PCS. Já os pellets de de arroz palha de arroz, com baixo PCS, por da mesma letra não diferem entre si, a 5% de probacausa do alto teor de cinzas, apre- Médias, na coluna, seguidas bilidade, pelo teste Tukey.(...) Desvio Padrão. sentou o menor PCL. 3o ABIBER [ 85 ]

A durabilidade mecânica Tabela 3 – Equivalência energética entre uma tonelada de pellets das indica a capacidade dos pellets diferentes biomassas e outros combustíveis. em suportar a desintegração Óleo Cavacos de Diesel Gasolina Gás natural física, que levam à formação Pellets combustível GLP (kg) madeira (l) (l) (m³) de pó, devido a impactos me(l) (ton) cânicos durante o armazena391,47 479,26 338,62 667,39 1,48 mento e transporte (Tumu- Eucalipto 430,97 luru, 2014). Portanto, pellets Pinus 460,56 418,34 512,16 361,86 713,21 1,58 com durabilidade mecânica baixa tendem a desintegraCasca de 413,71 375,79 460,06 325,05 640,66 rem-se mais rapidamente, o 1,42 eucalipto que pode causar problemas nas esteiras transportadoras e Ponteira de 433,48 393,75 482,05 340,59 671,28 1,48 eucalipto na câmara de combustão. Para isso, destacam-se os pellets de Resíduos de 435,61 395,68 484,42 342,26 674,57 1,49 casca de eucalipto, seguido algodoeiro por resíduos de algodoeiro e Bagaço de cana-de447,08 406,10 497,18 351,28 692,34 1,53 bagaço de cana. açúcar

A dureza dos pellets de Capim401,60 364,78 446,59 315,54 621,90 1,38 casca de eucalipto foi supeelefante rior aos demais, enquanto os Palha 375,54 341,12 417,62 295,06 581,55 1,29 pellets de madeira de Pinus, de arroz bagaço de cana e capim-ele- Médias, na coluna, seguidas da mesma letra não diferem entre si, a 5% de fante apresentaram os meno- probabilidade, pelo teste Tukey.(...) Desvio Padrão. res valores médios para esta Referência Bibliográfica Comparando-se a energia gepropriedade e não apresentaram uma relação diretamente pro- rada por pellets e cavacos, observa- ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE PRODUTORES DE porcional com a durabilidade mecâ- se que, em média, a energia gerada FLORESTAS PLANTADAS, A. B. R. A. F. Anuário nica (Tabela 2). A dureza não é uma por 1 tonelada de pellets equivale à estatístico ABRAF 2013 ano base 2012. Brasília, propriedade normatizada, contudo, energia de 1,45 toneladas de cavaco 148 p. 2013 o teste fornece uma medida rápida de madeira. Contudo, a maior van- CARROLL, J. P.; FINNAN, J. Physical and chemical da resistência mecânica dos pellets tagem dos pellets sobre os cavacos properties of P from energy crops and cereal straws. Biosystems Engineering, v. 112, n. 2, p. 151-159, e pode auxiliar no ajuste do proces- está relacionada à densidade a gra- 2012. so, a fim de melhorar a qualidade nel. Em termos de volume, 2,3 m³ de FLACH, B.; BENDZ, K.; KRAUTGARTNER, R.; LIEdo produto final (Zamorano et al., cavacos equivalem a 1m³ de pellets BERZ, S. EU Biofuels Annual 2013. USDA Foreign 2011). Agricultural Service, 34 p. 2013 para produção de energia. KALIYAN, N.; MOREY, R. V. Factors affecting strenEquivalência energética dos Com base nos resultados, as di- gth and durability of densified biomass products. pellets com outros combustíveis Biomass and Bioenergy, v. 33, n. 3, p. 337-359, ferentes biomassas avaliadas apre- 2009. Os pellets de Pinus apresenta- sentaram potencial para produção OBERNBERGER, I.; THEK, G. The pellet hanram a maior equivalência energéti- de pellets. Dentre as biomassas dbook: The production and thermal utilisation ca, ou seja, uma tonelada de pellets florestais, os pellets de madeira de of pellets. London: Earthscan, 2010. 593 p. de Pinus é correspondente a uma Pinus destacaram-se em relação aos TUMULURU, J. S. Effect of process variables on the maior quantidade de combustíveis demais, devido ao maior poder calo- density and durability of the pellets made from high em relação aos outros materiais ava- rífico líquido e menor teor de cinzas. moisture corn stover. Biosystems Engineering, v. 119, p. 44-57, 2014. liados (Tabela 3). Dentre as biomassas agrícolas, o TUMULURU, J. S.; WRIGHT, C. T.; HESS, J. R.; KEPor exemplo, a energia gerada bagaço de cana-de-açúcar apresen- NNEY, K. L. A review of biomass densification syspor uma tonelada de pellets de Pinus tou as propriedades mais favoráveis tems to develop uniform feedstock commodities for bioenergy application. Biofuels, Bioproducts and equivale à energia gerada por 460 li- para a produção de pellets, enquanto Biorefining, v. 5, n. 6, p. 683-707, 2011. tros de diesel; 418,34 litros de óleo a palha de arroz é a menos adequaZAMORANO, M.; POPOV, V.; RODRÍGUEZ, M. L.; combustível; 512,16 litros de gaso- da. GARCÍA-MARAVER, A. A comparative study of qualina; 361,86 kg de GLP; 713,21 m³ lity properties of pelletized agricultural and forestry de gás natural; ou, 1,58 toneladas de Agradecimentos: CNPq, Capes, lopping residues. Renewable Energy, v. 36, n. 11, Fapemig e LAPEM. cavacos de madeira. p. 3133-3140, 2011.  [ 86 ] 3o ABIBER

Perspectivas energéticas da madeira no Brasil:

O potencial dos pellets de madeira Javier Farago Escobar M Sc. Pesquisador do Centro Nacional de Referência em Biomassa - CENBIO/IEE/USP Engenheiro Florestal, Mestre em Tecnologia da Madeira Doutorando em Energia (POLI/IEE/FEA/IF). Universidade de São Paulo escobar@usp.br

incerteza da segurança energética e a dependência dos combustíveis fósseis forçou o mundo para encontrar alternativas mais sustentáveis a fim de mitigar os efeitos da mudança no clima da Terra. Fontes de energia renováveis, especialmente vegetais e resíduos, surgiram como uma alternativa importante a médio e longo prazo. Para abordar o tema da demanda de madeira para energia no Brasil, inicialmente temos que compreender o ciclo energético da biomassa lignocelulosica, que esta composta por resíduos agroflorestais e/ou plantações dedicadas para geração de energia, que por suas características particulares apresenta um caso exclusivamente nacional. O Brasil é um país que reúne inúmeras vantagens comparativas que o situam como líder mundial no mercado de produtos agrícolas, agroindustriais e silviculturais, em particular aqueles dedicados à energia. Assim, o país apresenta uma produção de biomassa lignocelulósica com enorme potencial de aproveitamento tanto para transformação em energia térmica como elétrica. Com condições geográficas favoráveis, grande quantidade de terra agricultável com características tecnológicas adequadas e condições climáticas que possibilitam múltiplos cultivos ao longo de um único ano, faz deste o país que reúne o maior quantitativo de vantagens para liderar na produção e no uso energético da biomassa em grande escala (PNE 2030, 2007).

Figura 1. Matriz Energética Nacional. Fonte: Elaboração própria com base em (BEN, 2013).

Segundo dados atuais do Balanço Energético Nacional (BEN, 2013) a biomassa representa cerca de 27% da oferta interna de energia primaria utilizada no país. A cana-de-açúcar com o bagaço de cana representam 15,4% do total, a madeira e seus derivados (lenha, carvão vegetal e lixívia) representam 10,8% e as demais biomassas 0,8%, como observado na Figura 1.

agrícolas e o capim elefante, biogás e óleo de palma representam 1,8% e já contribuem para a geração de energia elétrica brasileira.

Estima-se que a madeira energética tenha sido responsável, pela produção de 30,4 milhões de toneladas equivalente de petróleo (tep), quantidade da mesma ordem de grandeza das demais fontes renováveis em termos nacionais (Tabela 1). Na Figura 2 observa-se a repreDo total de energia elétrica gesentação percentual da madeira e rada por meio de usinas termoeléseus derivados na oferta interna de tricas, a biomassa atualmente repreenergia. senta 7%. Somente o bagaço da cana-de-açúcar é responsável por mais É inegável que a madeira ainda de 80% dessa energia, a biomassa de ocupa um importante papel estratébase florestal (cavaco e licor negro) gico para a produção e uso de enerrepresenta 15,8%, outros tipos de gia firme no país. Entretanto, a probiomassa como casca de produtos dução e utilização como biomassa 3o ABIBER [ 87 ]

moderna ainda é incipiente.

Figura 2. Representação da madeira na oferta interna de energia no Brasil. Fonte: Elaboração própria com base em (BEN, 2013).

BIOMASSA LIGNOCELULOSICA PARA USO ENERGÉTICO Ao longo dos últimos dez anos, cerca de um terço da madeira para energia no país foi destinada a uso doméstico e agropecuário, a maior parte destinando-se a usos indus-

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triais nos setores de alimentação por setor e por fonte no país. e bebidas, celulose Segundo o Balanço Energético e papel, ferro-gusa, Nacional, (2013) o país consome ferro- ligas e cerâmi82,8 milhões de toneladas de madeica (BEN, 2012). ra para fins energéticos, dos quais Dentre estes se- 62% do total ainda é proveniente de tores a indústria de florestas nativas, contribuindo para celulose utiliza seus o desmatamento, particularmente próprios resíduos de da caatinga e do cerrado. Observaprocesso provenien- se que no total os consumos são te da madeira de flo- de 36% para carvão (setor de ferro restas plantadas de gusa/aço), 29% industrial (principalmente para produção de calor eucalipto, para prono setor de cerâmica, celulose e aliduzir vapor e eletrimentos) e 25% do setor residencial e cidade em sistemas 10% na agricultura (principalmente de cogeração de alta para fins térmicos). eficiência. Os setores de alimentos, cerâA participação da madeira remica vermelha e gesseira usam dire- novável na geração total de energia tamente a biomassa in natura para no país é de 31,1 milhões de tonelaproduzir calor; são usados resíduos das de madeira consumida a partir agro-florestais, mas em alguns ca- de floresta plantada, apresentando sos inclusive de florestas naturais, assim um déficit de 51,5 milhões de apesar da proibição da legislação toneladas de madeira proveniente vigente. O setor que utiliza a maior de florestas nativas. quantidade de energia proveniente O segundo maior consumidor da madeira é a indústria siderúrgica de madeira para energia é o setor que emprega o carvão vegetal como industrial que este subdividido em termo-redutor no processo industrês grandes segmentos industriais, trial, sendo responsável por 1/3 de como observado na (Tabela 3). todo o consumo nacional de lenha, das quais 37% são de nativas e 63% Ao considerar que os restantes de plantadas. No entanto o setor in- 12,175 milhões de toneladas de ledustrial subdividido em três grandes nha de florestas plantadas (Tabela segmentos junto ao setor residen- 2) fossem utilizados somente para cial e rural consome 40,5 milhões de atender a demanda do setor industoneladas de madeira sendo 77% de trial, ainda existiria um déficit de 50% de florestas nativas aproximanativa e 23% de plantada. damente, isso sem considerar o seNa (Tabela 2) podemos observar tor residencial e rural onde esse déo consumo de madeira para energia ficit aumentaria para 77 %.

madeira in natura. Entretanto, o desafio encontra-se em aplicar tecnologias mais eficientes como a carbonização ou a compactação mecânica Com tudo podemos observar (briquetes e/ou que a maior demanda de madeira pellets) buscando melhorar o aprosustentável para energia encontra- veitamento energético da madeira. se no setor industrial no consumo PELLETS A PARTIR DE de lenha in natura para atender a demanda de energia térmica do pro- SUBPRODUTOS E FLORESTAS cesso, seguido do setor residencial e ENERGÉTICAS rural respectivamente. Há duas opções para alcançar Conforme o recente inventário grandes produções de pellets: aprode emissões de gases efeito estufa veitamento de resíduos de biomassa do país (Tabela 4) verifica-se o im- lignocelulosica e a partir de plantaportante papel da redução de flores- ções destinadas a uso energético. tas, em função do desmatamento. As características de produção Mesmo tendo ocorrido uma redução e acesso de cada uma destas possiimportante nos últimos anos, às bilidades são muito variáveis. As emissões provenientes do desmataestimativas da disponibilidade de mento ainda correspondem a 26% resíduos de madeira e resíduos flodo total de emissões. restais são incertas e dependem das

Assim, processos sustentáveis que colaborem para reduzir o consumo de lenha nativa em setores industriais certamente irão contribuir para a redução do desmatamento e das emissões de gases de efeito estufa (GEE). A demanda da madeira para geração de energia térmica e elétrica tende a continuar crescendo nos diversos setores energo-intensivos principalmente para abastecimento de caldeiras na queima direta da

circunstâncias locais. Apesar da pouca informação disponível sobre estes parâmetros, decorrente principalmente na dispersão deste material no vasto território nacional. Sabe-se que as oportunidades estão inicialmente concentradas no aproveitamento dos resíduos nos setores industriais de celulose, açúcar e álcool e madeireiro, que dispõe da matéria prima sem necessidade de transportá-lo, fato que viabiliza seu uso.

É importante ressaltar que o atual aquecimento do setor florestal no país poderia desencadear uma superoferta no mercado, o que viabilizaria ainda mais o uso da madeira como energia, principalmente para abastecimento de caldeiras na queima direta da biomassa in natura, podendo ser competitiva, considerando a atual demanda energética nacional e o aumento do preço do bagaço de cana que atingiu 120 R$/ ton em 2014. No entanto, a situação promissora do potencial de plantações energéticas de (curta rotação) para impulsionar o mercado dos pellets no Brasil merece especial atenção. A floresta energética é uma fonte de biomassa que corresponde à resultante de plantações de curta rotação (3 a 5 anos), isto é, florestas de crescimento rápido apresentando maior número de plantas por hectare visando maior produção de massa seca em menor área util. (GEYER, 1981); (COUTO et al., 2002).

No caso brasileiro “florestas energéticas” para o cultivo do Eucalyptus e Pinus, espécies com longa tradição no país, poderia ser destinado a fornecer madeira para a geração de energia, principalmente para os setores energointensivos que já utilizam madeira no seu processo. Estudos mostram que os maiores valores de massa seca por hectare foram obtidos nos tratamentos com menor área entre plantas (3 x 0,5m, 3 x 1m, 3 x 1,5m e 3 x 2m) 3o ABIBER [ 89 ]

(GOULART et al., 2003); (COUTO, et al., 2002). Nesse contexto, as florestas plantadas para fins energéticos apresentam um cenário bastante positivo. Porém, ao aumentar o numero de plantas para produção de maior massa seca por hectare, consequentemente aumenta-se a concentração de adubo, comprometendo a viabilidade econômica do plantio. No Brasil, esses plantios estão atingindo valores próximos a 120 m³/ha (45 toneladas por hectare, massa seca) em ciclos de apenas um ano (GUERRA et al., 2012), (EUFRADE, et al., 2013). Segundo estudos laboratoriais os espaçamentos de 3 x 0,5m proporcionam 55 toneladas de massa seca por hectare/ano, espaçamentos de 3 x 1,0m. 50 toneladas e de 3 x 1,5m. 45 toneladas, dos quais apresentam custos favoráveis se conduzido dois ciclos de rebrota após o primeiro corte (COUTO e MÜLLER, 2006) (GONÇALVES et al., 2009). Atualmente com os avanços conquistados tanto na área de geração quanto na área da silvicultura no Brasil, tornam promissoras as expectativas quanto ao uso da biomassa florestal como insumo para geração de energia, para a substituição de combustíveis tradicionais, não somente por suas características energéticas, mas também pelo potencial de redução dos gases de efeito estufa. O país conta com 105 milhões de hectares de áreas degradadas disponíveis para diferentes usos, incluindo o cultivo de florestas energéticas, sendo o eucalipto a principal espécie em potencial. O zoneamento agro-ecológico da cana (EMBRAPA, 2009). Aponta para 70 milhões de hectares de áreas degradadas disponíveis com a intensificação de pastagens, dos quais 30 milhões de hectares possíveis de serem usados para florestas energéticas.

Figura 3: Incremento médio anual em massa seca por hectare por espécie vegetal. Fonte: Elaboração própria com base em (ABRAF, 2013); (COUTO e MULLER, 2006) (GONÇALVES et al., 2009).

áreas para garantir uma futura demanda de madeira de alto valor agregado, parte da qual poderia servir para atender o mercado energético do carvão vegetal e/ou dos pellets de madeira, podendo assim diminuir o atual déficit de madeira nativa utilizada para energia no país. A utilização da biomassa florestal como fonte de energia é sem dúvida a alternativa que contempla a vocação natural do Brasil, além do mais o custo da madeira plantada é baixo, em média de 20 R$/tonelada, devido a curva de aprendizado de mais de 60 anos em melhoramento genético no gênero Eucaliptus ssp, (MACEDO, 2001), que hoje pode ser produzido em diversas regiões do pais. Outro ponto a ser destacado é que a principal espécie utilizada para a sua produção, como o eucalipto, pode ser cultivado em áreas degradadas ou consideradas impróprias para o cultivo de outras espécies, fato que o converte em líder no mercado da biomassa para bioenergia.

Na atualidade as plantações tradicionais de eucalipto apresentam um incremento médio anual (IMA) entorno de 20 toneladas de massa seca por hectare, entretanto as plantações de florestas de eucalipto de A perspectiva é utilizar estas curta rotação (2 a 3 anos) com fina-

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lidade exclusiva de produção de biomassa destinada à geração de energia chegam a atingir rendimentos de 55 toneladas de massa seca por hectare ano. Na (Figura 3) observa-se o IMA de outras espécies de biomassa para energia. Outras espécies como o bambu e o capim elefante consequentemente produzem entre 35 a 80 toneladas de massa seca por hectare ano. Em contra partida estas espécies apresentam altas taxas de sílica (GOMIDE, et. al., 1981); (ANDREAO e CORDEIRO, 2012). A sílica quando presente na combustão apresenta problemas de craqueamento na superfície da caldeira diminuindo o rendimento térmico que podem levar a desfluidização do leito (HUANG, et, al., 2001). O Bambu e o Capim Elefante podem ser peletizados, porem dificilmente se enquadrariam no padrão de qualidade por apresentar após a queima altas taxas de cinzas de 2% para o Bambu e 5% para o Capim Elefante, comparados com o Eucalyptus e o Pinus que geram 0.5% e 0.25% de cinzas consequentemente. (STANISLAV et.al., 2010). A taxa de cinzas permitida para pellets segundo as normas europeias ENplus-A1, PellCert e ENplus -A2 é no máximo de até 1% (PELLCERT, 2013). Porem altas taxas de cloro presente no eucalipto inviabiliza o mercado de pellets residencial europeu, tendo como perspectiva o

uso dos pellets brasileiro exclusivaCENÁRIO PARA A PRODUmente para termoelétricas, expec- ÇÃO DE PELLETS tativas que demandaram produções No Brasil o setor dos pellets em grande escala acima de 1 milhão de toneladas por ano para atender ainda se desenvolve lentamente. Existe pouca informação e no geral esses mercados. sua produção é em pequena escala, O desenvolvimento de uma pro- destinada principalmente ao mercadução em escala de Eucalyptus e o do térmico ou domestico (até mesPinus que aperfeiçoe a obtenção de mo como granulado higiênico para energia a partir da biomassa flores- gatos desaproveitando assim, o seu tal é fundamental para o aproveita- uso energético). mento deste potencial para suprir o déficit de madeira para energia que demandaria entorno de 1 a 2 milhões de hectares por ano dependendo das condições de plantio. Cenários simulados pela Câmera Setorial de Silvicultura (2009) mostram que será necessário reflorestar mais 6,72 milhões de hectares nos próximos dez anos, para atender a demanda prevista de madeira, alcançando assim uma área total de 13,50 milhões de hectares até 2020. Dentre as poucas espécies arbóreas aptas ao atendimento dessa demanda de madeira, está o eucalipto, que vem sendo utilizado comercialmente há quase um século na silvicultuN a ra brasileira. atualidade existem 14 fabricas que Os avanços tecnológicos alcan- juntas apresentam uma produção çados na geração de eletricidade a de 59.980 ton/ano, utilizando sopartir da biomassa sólida e o desen- mente 25% do total da capacidade volvimento do setor florestal bra- instalada de 237.375 ton/ano sesileiro (aumento de produtividade, gundo dados da Associação Brasimelhoramento genético, redução leira de Indústrias de Pellets (ABIde custos etc.), possibilitam ima- PELL, 2013). ginar um cenário favorável para o Este fato é decorrente a diverdesenvolvimento das plantações sos fatores como a descentralização energéticas como fonte de matéria dos resíduos agrícolas, a falta de prima para a produção de biomas- incentivos fiscais específicos para sa florestal em grande escala, que a produção de biomassa para fins possa atender a demanda térmica energéticos, e a carência de inforde alguns setores nacionais e/ou in- mação dos potenciais usos dos pelternacionais de forma competitiva lets como biomassa moderna. frente aos combustíveis tradicionais. (MULLER, 2005), (ESCOBAR, Por outro lado, a recente Política Nacional de Resíduos Sólidos 2013).

(MMA, 2010) obriga a indústria e aos produtores rurais a dar um destino adequado a seus resíduos até 2014. Como não é permitido o descarte dos resíduos sem tratamento, esta nova legislação acaba por incentivar indiretamente o melhor aproveitamento dos resíduos de poda urbana e das indústrias agrícolas e/ou madeireiras para fins energéticos, pois os mesmos não poderão mais ser dispostos em aterros diretamente. O Brasil tem um enorme potencial para o desenvolvimento do mercado de pellets de madeira, principalmente pela demanda térmica do setor comercial e industrial que segundo estimativa preliminar do autor, poderia ter um mercado de até 21 milhões de toneladas de pellets por ano. Atualmente, o preço corrente do gás natural no país situa-se em torno de 16-24 US$/MMBtu enquanto que os pellets de biomassa custa cerca de 8-12 US$/MMBtu. Fato que pode ser relevante para a segurança energética nacional. CONCLUSÃO Conforme discutido ainda existe um déficit de madeira plantada para atender os setores que corresponde 62% do total consumido, o qual demandaria entorno de 1 a 2 milhões de hectares dependendo das condições de plantio. Estudos preliminares do autor analisam o uso dos pellets de em diversos setores energo-intensivos no Brasil, para substituição de combustíveis fosseis por pellets de madeira para atender a demanda térmica do setor comercial e industrial. Os resultados preliminares indicam que o uso dos pellets para aquecimento de água em alguns casos chega até 3o ABIBER [ 91 ]

35% de economia comparada ao gás restal, Santa Maria-RS, v. 13, n. 2, p. Áustria [s.l.]: [s.n.]. 2004, 20 pg. 167-175, 2003. natural. STANISLAV, V; BAXTER, D.; ANDERAnalisando o setor industrial, na substituição de 15% do coque de petróleo importado por pellets de madeira para satisfazer a demanda térmica de 300 a 900 TJ/ano da indústria de cimento no Brasil mostra viabilidade técnica e econômica. O estudo obteve custos de produção de 5% inferior com pellets que com coque de petróleo. Com o encarecimento dos combustíveis tradicionais (alem dos seus impactos ambientais) e os custos decrescentes da biomassa com altas taxas de produção por hectare, é muito provável que no curto prazo exista maior viabilidade comercial na fabricação de pellets de madeira no Brasil. Além disso, não pode ser descartada a opção, no médio e longo prazo, de exportação de pellets para países desenvolvidos que demandam entorno de 40 milhões de toneladas de pellets de madeira por ano, especialmente em países da União Européia, como Alemanha e o Reino Unido, que não conseguiram até então, atingir as metas de redução nas emissões de carbono segundo o Protocolo de Quioto, importando pellets do Canadá e de outros países para substituição de carvão em suas termoelétricas (em media 16,4 milhões de pellets por ano, com perspectivas de crescimento desde que haja oferta). Este tema é objeto de estudos em andamento do CENBIO/IEE/USP, a serem divulgados em breve. REFERÊNCIAS GEYER W.A. Growth, yield, and woody biomass characteristics of seven short rotation hardwoods. Wood Science, 13 (4) (1981), pp. 209–215 GOULART, M.; HASELEIN, C. R.; HOPPE, J. M.; FARIAS, J. A.; PAULESKI, D. T. Massa especifica básica e massa seca de madeira de Eucalyptus grandis sob o efeito do espaçamento de plantio e da posição axial no tronco. Ciência Flo[ 92 ] 3o ABIBER

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A Energia da Palha de Cana-de-Açúcar Celso Coaresma Neto Francisco Antonio B. Linero Centro de Tecnologia Canavieira (CTC).

esde que a queima da cana para fins de colheita começou a ser restrita por legislações ambientais, a palha da cana passou a ser alvo de diversos estudos visando seu aproveitamento industrial de forma economicamente viável e ambientalmente correta. Antes queimada na lavoura, esta biomassa pode ser recuperada e utilizada para fins mais nobres nas indústrias, para a geração adicional de eletricidade, produção de etanol celulósico (2ª. Geração), produção de pelete combustível ou ainda matéria prima para outros produtos. Com aumento expressivo da mecanização da colheita de cana sem a queima prévia, uma quantidade significativa de palha tem sido deixada no campo. A Figura 1 indica as quantidades de palha disponíveis no vegetal (palha total), no campo após a colheita (disponível campo) e uma projeção conservadora do que poderia ser aproveitado economicamente da parcela que permanece na lavoura (a ser recuperada), considerando toda a área plantada no

energia contida no açúcar presente nos colmos é aproveitada industrialmente na produção do etanol e fabricação do açúcar alimento, propriamente dito. A energia contida no bagaço é utilizada em processos de cogeração para autossuficiência energética nas indústrias sucroalcooleiras e também, em algumas usinas, na geração de energia elétrica excedente, disponibilizada ao SIN (Sistema Interligado Nacional), respondendo atualmente pelo suprimento de aproximadamente 3% do consumo de energia elétrica do Brasil. A Figura 2 representa cada uma destas frações. A energia contida na palha é subaproveitada atualmente e representa uma quantidade significativa que poderia responder por um acréscimo na geração de energia elétrica excedente, acréscimo este correspondente a mais de 5% do consumo atual de energia elétrica do Brasil ou a um aumento de aproximadamente 30% na produção de etanol com a mesma área agrícola existente atualmente, caso seja utilizada a tecnologia de etanol celulosico de 2ª. geração.

Figura 2 – Composição Energética da Cana de Açúcar.

Figura 1 – Disponibilidades de Palha – Brasil. Observações: Considera 85% da cana-de-açúcar colhida sem queima. Valores em base seca (bs).

Brasil. Estudos conduzidos pelo Centro de Tecnologia Canavieira (CTC) no passado mostram que para cada tonelada de colmo de cana-de-açúcar é produzido cerca de 140 kg de palha em base seca, representando, em termos de quantidade de energia disponível, cerca de 1/3 do total de energia produzida pela planta cana-de-açúcar. Esse valor é praticamente o mesmo da energia contida no açúcar presente nos colmos e da energia contida nas fibras (bagaço). A

Estes números já consideram que uma parcela da palha não será retirada do campo visando manter a produtividade agrícola de determinadas regiões. O recolhimento da palha no campo através do enfardamento e transporte para a indústria tem se mostrado como a rota mais promissora para as usinas que visam recolher grandes quantidades de palha. O enfardamento consiste na compactação da palha em fardos amarrados com barbantes, com massa específica de aproximadamente 175 kg/m3 e pesando cerca de 500 kgf/unidade. Uma grande vantagem desta rota deve-se ao fato de que o enfardamento ocorre alguns dias após a colheita da cana, quando a umidade da palha é reduzida substancialmente, maximizando seu potencial energético e reduzindo os custos de transporte e processamento. 3o ABIBER [ 93 ]

O projeto desenvolvido pelo CTC tem como objetivo disponibilizar quantidades adicionais e significativas de biomassa às indústrias sucroalcooleiras de forma sustentável e economicamente viável através do enfardamento da palha no campo e posterior condicionamento na indústria para utilização final. A palha tem importante papel na conservação do solo e da água, pois evita o impacto das gotas de chuva sobre o solo, o que provoca a desagregação e arraste da sua camada mais fértil, bem como favorece a infiltração desta água para ser armazenada e disponibilizada nas épocas que as chuvas cessam. Além do fator de controle da erosão, outros dois fatores devem ser considerados para a determinação da quantidade potencial de palha que pode ser recolhida mantendo a sustentabilidade do processo: o solo e o clima. Assim sendo, a primeira questão envolvendo o recolhimento de palha é agronômica e refere-se à quantidade ideal a ser recuperada de forma a manter a produtividade do canavial. Esta equação depende fortemente da variedade da cana e principalmente das condições de solo e clima de cada região, podendo variar para cada ambiente de produção. O CTC tem estudado a influência do solo e clima (fatores edafo-climáticos) desde a década de 90 criando uma metodologia de classificação em ambientes edafo-climáticos baseada em cinco níveis de solo (A E) e cinco níveis de clima (I a V). Quanto à influência da palha, diversos estudos foram e são conduzidos atualmente pelo CTC, nos diferentes ambientes, com diversos níveis de recolhimento da palha e com diferentes variedades de cana, monitorando-se a produtividade, infestações de pragas e doenças, possibilitando-se assim determinar as quantidades de palha que poderão ser recolhidas sem causar danos à produção de cana-de-açúcar e a sustentabilidade de todo o processo. Definida a quantidade de palha a ser recolhida em cada região, a etapa agrícola entra em ação (Figura 3). Este processo consiste no recolhimento, adensamento e transporte dos fardos de palha para a unidade industrial, envolvendo as operações de aleiramento, enfardamento, recolhimento, carregamento e transporte rodoviário dos fardos.

Figura 3 – Fardos de Palha de Cana na Lavoura. [ 94 ] 3o ABIBER

Após a chegada dos fardos na indústria, os mesmos são descarregados em um armazém próprio através de um sistema mecânico com alta capacidade de movimentação, possibilitando manusear cerca de 5 toneladas de palha de uma só vez. A palha pode ser armazenada em um estoque coberto, para segurança de suprimento ou ser processada diretamente. O processo de condicionamento da palha enfardada tem início em uma mesa de recepção, responsável por direcionar os fardos aos equipamentos primários de desenfardamento, onde os barbantes de amarração serão automaticamente retirados. Na sequencia, os fardos são abertos e a palha é descompactada para possibilitar a limpeza através da redução das impurezas minerais. Após a retirada das impurezas minerais presentes na palha, através de um sistema próprio, a palha limpa segue para adequação granulométrica final, enquanto as impurezas minerais separadas no condicionamento da palha são direcionadas para uma moega, com capacidade para acumular grandes quantidades deste material e que posteriormente será conduzido de volta ao campo. Vários sistemas de proteção são incorporados ao processo industrial para garantir a preservação e integridade dos equipamentos e a preservação do meio ambiente. Caso a utilização final da palha seja como combustível em caldeiras, o processo previsto elimina grandes modificações nos equipamentos existentes. A biomassa resultante do processo possui como uma de suas características a baixa umidade e consequentemente um alto potencial energético, podendo atingir um valor 70% superior ao potencial energético do bagaço de cana na saída dos equipamentos de extração. Em paralelo, as usinas que optarem pela introdução das tecnologias de produção de etanol celulósico (2ª. Geração) vão necessitar de mais biomassa para atender o próprio processo produtivo e as necessidades adicionais de energia térmica e elétrica do processo. A palha de cana recolhida do campo via enfardamento pode suprir estas necessidades de forma economicamente viável. O sistema de recolhimento de palha enfardada deve ser encarado como uma nova colheita agrícola e envolver planejamento, logística e processo industrial de forma integrada. Esta interação entre as três áreas: agronômica, agrícola e industrial, tem a finalidade de garantir a sustentabilidade e a viabilidade do processo, fornecendo quantidades significativas de palha, evitando a degradação da lavoura e em escalas de tamanho que tornem as instalações economicamente interessantes. Quer para a geração de energia elétrica excedente, quer para a produção de etanol celulósico ou com uma mescla destas ou de futuras tecnologias, o aproveitamento de uma parcela significativa da palha de cana pode trazer vantagens econômicas e ambientais as indústrias do setor e ao país. 

FERRUGEM ALARANJADA DA CANA-DE-AÇÚCAR Alan Pavani – Líder de produto do CTC Enrico De Beni Arrigoni – Especialista em Fitossanidade do CTC Marcos Virgílio Casagrande – Gerente de Desenvolvimento de Produto do CTC.

sacarose nas cultivares suscetíveis a essa doença. Os prejuízos variam em função da cultivar, do ambiente edafoclimático e do ano agrícola. A ferrugem Alaranjada é transmitida por meio de esporos do fungo que são carregados de uma planta para outra principalmente Em função do curto período de tempo desde sua pelo vento. introdução, há muitas dúvidas a respeito da importância econômica que representa a Ferrugem Alaranjada e Para que uma doença possa ocasionar epidemias no sobre as melhores estratégias de controle que os pro- campo são necessários três fatores para a formação do dutores devem “triângulo das adotar, pois a doenças”: hosdinâmica da pedeiro, inódoença ainda culo virulento não foi totaldo patógeno e mente comambiente fapreendida, vorável. assim como os seus prejuízos • Hospenos canaviais. deiro: Cultivar Por isso, esse suscetível. artigo tem • Inóculo como propóvirulento do sito esclarecer patógeno: esos principais poros viáveis pontos sobre a do fungo com doença. capacidade de A ferrugem pode ser diagnosticada por meio de causar doença. pequenos pontos (fleks) amarelados na face inferior da • Ambiente favorável: condições ambientais favofolha. Em pouco tempo os fleks evoluem para pústulas ráveis à interação do inóculo com o hospedeiro. alaranjadas que podem se juntar resultando em áreas necrosadas. As avaliações no campo não permitem diQuando o ambiente não é favorável ao patógeno ferenciar com segurança pústulas provocadas pela Ferrugem Marrom (Puccinia melanocephala) daquelas a doença não ocorre ou ocorre em baixa escala mesmo provocadas pela Ferrugem Alaranjada. Para saber qual quando se utiliza cultivares suscetíveis. No caso da Fero tipo de ferrugem que pode atacar determinada culti- rugem Alaranjada é o que normalmente se observa em var basta contatar os técnicos da empresa que a desen- climáticos III, IV ou V. volveu. Para preveni-la, o ideal é que em regiões favoráveis As doenças de plantas geralmente são causadas por à doença se utilizem cultivares resistentes ou fazer uso microrganismos que interferem no seu metabolismo, de fungicidas. Os fungicidas, amplamente utilizados provocando uma série de distúrbios prejudiciais à fisio- em outras culturas, devem fazer parte do arsenal do logia da planta. A Ferrugem Alaranjada pode provocar produtor no combate à Ferrugem Alaranjada, principalredução no desenvolvimento e diminuição no teor de mente em cultivares com diferenciais produtivos. Ferrugem Alaranjada da cana-de-açúcar (Puccinia kuehnii) teve seu primeiro relato no Brasil no final de 2009 e, desde então, tem acometido algumas cultivares de importância econômica.

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O mapa de favorabilidade climática para a ocorrên- Ao cruzar estas informações será possível avaliar o risco cia de Ferrugem Alaranjada (Figura 1) é uma poderosa à produtividade em suas condições e determinar as meferramenta para auxiliar o produtor a se posicionar em didas cabíveis. relação ao risco de aparecimento da doença. Na Austrália, país onde teve início a epidemia de Ferrugem Alaranjada no ano 2000 que provocou sérios prejuízos na cultivar Q124, algumas cultivares de reação intermediária continuam a ser cultivadas, se desenvolvendo muito bem na presença da doença. Importante observar que, independentemente da região onde a cultura está localizada, canaviais em áreas serranas favoráveis devem ser considerados dentro da zona de alta favorabilidade à ocorrência de Ferrugem Alaranjada.

Figura 1 - Mapa de favorabilidade climática para a ocorrência de Ferrugem Alaranjada.

As cores do mapa indicam onde o clima é mais ou menos favorável à doença. Além do mapa o produtor precisa conhecer a reação dos cultivares à Ferrugem Alaranjada e determinar se em seu plantel varietal possui cultivares intermediários ou suscetíveis à doença.

A época ideal para o levantamento da Ferrugem Alaranjada está entre os meses de novembro a março, pois fora dessa época podemos ter uma nota superestimada, não representando a realidade da cultivar. Avaliações realizadas no inverno superestimam a severidade da doença, pois a planta e suas folhas não estão se desenvolvendo e as múltiplas gerações do patógeno ocorrem sobre uma mesma área foliar. A avaliação de Ferrugem Alaranjada deve ser sempre realizada na folha + 3 (terceira folha do topo para a base com dewlap visível). O controle químico da Ferrugem Alaranjada é realizado com a aplicação de fungicidas, seguindo as recomendações dos fabricantes. O controle deve ser realizado nos meses de novembro a março preventivamente ou quando o produtor notar o início da doença (nota 2). A escala diagramática do CTC para Ferrugens com notas e respectivas porcentagens de infecção (Figura 2) deve ser usada para quantificar a doença auxiliando nas medidas de controle. 

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3o ABIBER [ 97 ]

Bioeconomia:

A importância das tecnologias agrícolas no fornecimento da matéria-prima Marcelo de Almeida Pierossi marcelo@agroperforma.com.br Luciano Rodrigues Menegasso AgroPerforma Consultoria Agrícola

unca se falou tanto em biomassa quanto se tem falado nos últimos tempos. A busca por novos produtos em substituição às fontes de carbono fósseis (petróleo e carvão) está ocorrendo em todas as partes do mundo, e são inúmeras as matérias-primas vegetais provenientes de culturas energéticas, resíduos agrícolas e florestais que poderão ser utilizadas para a produção de Bioprodutos, Bioenergia e Biocombustíveis. Neste cenário mundial de transformação em direção à Bioeconomia, o Brasil encontra-se em situação privilegiada e tem potencial para se destacar como líder no aproveitamento integral das biomassas, pois temos a maior biodiversidade do planeta, intensa radiação solar, climas diversificados e adequados à produção vegetal, além da experiência pioneira na produção de bicombustíveis em escala comercial. Entretanto, apesar deste cenário positivo, existem barreiras tecnológicas e políticas a serem superadas durante o caminho em direção à Economia Sustentável baseada em Bioprodutos, Bioenergia e Biocombustíveis. A produção de Bioprodutos e Biocombustíveis [ 98 ] 3o ABIBER

deve ser considerada como uma cadeia de valor, competindo entre si por biomassa, necessitando de uma ampla diversidade de matéria -prima para atender à necessidade futura do mercado.

Química e Petroquímica elas são commodities produzidas e comercializadas pelo mundo todo, as matérias-primas para os Bioprodutos são provenientes de culturas agrícolas ou energéticas, e carregam dentro de si uma série de características inerentes à produção agrícola que as distinguem das commodities da indústria química. Dentre estas características podemos citar a sazonalidade da produção, perecibilidade e qualidade do vegetal, além da incerteza da produção devido aos fatores climáticos que impactam diretamente nos custos e quantidades produzidas. Na Tabela 1 podemos comparar as principais características de cada matéria-prima:

A produção de Bioprodutos e Biocombustíveis apresentam características muito diferentes das clássicas indústrias Química e Petroquímica, suas principais “concorrentes”, principalmente quanto a matéria -prima. Enquanto que nas indústrias

Portanto, podemos observar nesta breve comparação que existe uma grande necessidade de desenvolvimento tecnológico principalmente na produção agrícola das culturas envolvidas na Bioeconomia. Esta tendência foi reforçada em levantamento realizado utilizando-se a base de dados Web of Science em 2010 pelo Centro de Gestão e Estudos Estratégicos1, 1 - Química verde no Brasil: 2010-2030 - Brasí-

3o ABIBER [ 99 ]

Tabela 1 – Comparação entre matérias-primas das indústrias químicas e petroquímicas e as utilizadas na nova indústria da Bioeconomia: Matérias-primas para Indústria Química e Petroquímica

Matérias-primas para indústria de Bioprodutos, Bioenergia e Biocombustíveis

Padronização

Padronizados

Falta de padronização em função das características biológicas do material

Sazonalidade

Produzidos durante todo o ano

Produção agrícola com safra e entressafra

Locais de Produção

Produzidos globalmente

Produzidos basicamente em locais próximos à industrialização e em condições aptas ao cultivo

Perecibilidade

Não são perecíveis

Possuem um maior grau de perecibilidade dependendo da matériaprima produzida

Preços e quantidades

Commodities globais com preços definidos e de fácil definição da quantidade necessária a ser comprada

Produtos agrícolas com custos de produção e níveis de produtividade que podem oscilar em função do clima, pragas, tipo de solo, mão de obra, tecnologia, etc.

Tecnologias de produção

Processos industriais difundidos globalmente com pequenos ajustes realizados localmente

Conhecimento Agronômico e de Logística Agrícola específicos para cada cultura e local de produção

Característica

onde constatou-se apenas 9,5% Aproveitamento da palha dos artigos sobre o tema Biorrefi- de cana-de-açúcar narias, em revistas científicas de A eliminação das queimadas renome eram referentes à Engenos canaviais tem disponibilizado nharia Agrícola e 4,3% sobre Botâuma grande quantidade de bionica. massa adicional, pois a quantidaAtualmente no Brasil temos de de palha produzida por hectare três opções em evidência como relaciona-se diretamente com a fontes de biomassa com grande produção dos colmos de cana. Es2 potencial de viabilidade técnica e tudo realizado pelo CTC mostrou econômica para produção de bio- que considerando-se diversas vaprodutos, bioenergia e biocom- riedades e estágios de corte, temos bustíveis: palha de cana-de-açúcar, um valor médio de 140 kg de pacana energia e o sorgo biomassa. lha em base seca por tonelada de Estas opções possuem característi- colmo. Ao considerarmos os valocas distintas, pois a palha trata-se res de produção de cana na safra de um resíduo agrícola já dispo- 2013/14 fornecido pela ÚNICA nível no campo e a cana energia e para a região Centro-Sul do Brasil sorgo biomassa são culturas ener- como sendo igual à 597 milhões de géticas ainda em desenvolvimen- toneladas de cana, a quantidade de to. Independente da disponibili- palha disponibilizada é em torno dade destas fontes de biomassa, de 83,5 milhões de toneladas todas estas opções necessitam de 2 - PAES, L. A. & OLIVEIRA, M. A - Potential trash biomass of the sugar cane plant In: HASdesenvolvimento tecnológico. SUANI, S. J. et al. - Biomass power generation: lia, DF - Centro de Gestão e Estudos Estratégicos, sugar cane bagasse and trash - Piracicaba: PNU2010. Disponível em http://www.cgee.org.br/ati- D-CTC, 2005. (Série Caminhos para Sustentavidades/redirect.php?idProduto=6528 bilidade).

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Atualmente esta grande quantidade de biomassa pode ser aproveitada através da utilização de duas rotas distintas: colheita com limpeza parcial e enfardamento. A colheita com limpeza parcial consiste em transportar parte da palha junto com a cana picada no momento da colheita, e isto é possível através da diminuição da velocidade do sistema de limpeza da colhedora de cana picada. Esta rota requer uma instalação industrial, chamada Estação de Limpeza a Seco, para a separação da palha dos colmos antes da moenda. O principal problema referente à esta operação é que conforme aumentamos a quantidade de palha, ocorre uma diminuição considerável na densidade do material transportado (cana + palha), acarretando uma menor carga de cana picada por viagem do equipamento rodoviário e consequentemente uma maior demanda por equipamentos. Além disso, como as folhas de cana ainda se encontram verdes e com umidade em torno de 40-45%, a energia contida nelas é inferior à obtida através do enfardamento, que ocorre quando as folhas encontram-se com umidades em torno de 15%. Nesta condição, a energia contida na palha de cana-de-açúcar equivale a 1,7 vezes a quantidade contida na mesma quantidade de bagaço, por isso a opção de enfardamento vem se destacando nos últimos tempos como melhor opção para o recolhimento de palha. O recolhimento da palha através do enfardamento é realizado de 4 a 7 dias após a colheita para garantir a secagem da palha após a colheita, sendo que a variável que determina o momento do recolhimento é a umidade que deverá estar entre 10% e 15%. Quando a umidade atinge o valor ideal iniciam-se as operações de acordo com a seguinte sequência:

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• Aleiramento, • Enfardamento e • Recolhimento, carregamento e transporte dos fardos O aleiramento é a primeira operação da cadeia de recolhimento e consiste na formação de leiras, concentrando o material de forma a garantir fluxo de alimentação adequado à enfardadora. Ao se escolher o modelo de aleirador, devemos nos preocupar com relação à quantidade de impurezas minerais (terra), pois grande parte da terra adicionada ao fardo, proveem desta operação. A operação seguinte é o enfardamento, operação mais importante da cadeia de recolhimento da palha, pois tem o maior custo. Tanto a operação de enfardamento quanto o aleiramento devem ser realizadas com a umidade da palha dentro das condições ideias, e portanto, não podem ser realizadas durante todas as 24 horas do dia. Os fardos depositados no campo devem ser recolhidos de forma a minimizar a compactação dos canaviais. Existem no mercado diversos tipos de equipamentos para realizar esta operação. O car-

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regamento dos fardos a partir das pilhas montadas nos carreadores é realizado por implementos montados em tratores, manipuladores telescópicos ou equipamentos similares, e o transporte de fardos pode ser realizado por diferentes tipos de composições rodoviárias, desde caminhão com carroceria a composições de veículo de carga. A etapa final de recolhimento da palha é o seu processamento industrial cujas principais operações são: recepção dos fardos, remoção do barbante, quebra da estrutura do fardo e remoção das impurezas minerais. Apesar do enfardamento ser a melhor opção para a maioria das aplicações, a utilização conjunta do enfardamento com a limpeza parcial da cana pode ser considerada em alguns casos, sendo necessária a análise de viabilidade técnica e econômica e a customização de projetos que contemplem ambas as soluções de aproveitamento da palha. Avaliações criteriosas e projetos que consideram as condições e restrições locais resultam em maior eficiência, melhor qualidade e menor custo da biomassa entregue na indústria, podendo até mesmo indicar a não viabilidade

do aproveitamento de determinado tipo, época e localização da matéria-prima. Cana Energia e Sorgo Biomassa A cana energia e o sorgo biomassa são temas ainda emergentes no cenário das biomassas brasileiras e ainda demandam forte investimento em Pesquisa e Desenvolvimento, desde a parte agronômica com relação ao manejo, adubação e espaçamento quanto à logística e mecanização agrícola envolvendo as operações de plantio, tratos culturais, colheita e transporte, incluindo aspectos industriais como recepção, processamento e disponibilização do material para processamento. Conclusão Os cenários apresentados acima nos mostram biomassas com enorme potencial para suprir o mercado, porém é imperativo o estudo das melhores opções e melhoria continua das cadeias de suprimento, visando a redução dos custos, garantia da qualidade e do fornecimento da matéria-prima para produção de Bioprodutos, Bioenergia e Biocombustíveis. 

3o ABIBER [ 103 ]

Análise dos Impactos Sociais da Mecanização da Colheita da Cana na Produção de Etanol Antonio Bonomi (antonio.bonomi@bioetanol.org.br) Alexandre Souza (alexandre.monteiro@bioetanol.org.br) Otavio Cavalett (otavio.cavalett@bioetanol.org.br) Mateus F. Chagas (mateus.chagas@bioetanol.org.br) Terezinha F. Cardoso (terezinha.cardoso@bioetanol.org.br)

Laboratório Nacional de Ciência e Tecnologia do Bioetanol (CTBE), através de seu Programa de Avaliação Tecnológica (PAT) vem desenvolvendo a Biorrefinaria Virtual de Cana-de-açúcar (BVC) com o objetivo de avaliar os diferentes caminhos tecnológicos para a produção de etanol e outros produtos derivados da cana-de-açúcar. A BVC é uma ferramenta capaz de analisar os impactos socioeconômicos e ambientais de tecnologias associadas ao setor sucroenergético. A inserção do cálculo dos impactos sociais na estrutura da BVC está em sua fase inicial, e esta matéria trata da aplicação desta ferramenta, mesmo que ainda em desenvolvimento, no estudo de alguns impactos sociais nos trabalhadores da produção de etanol, com ênfase nos efeitos da mecanização da colheita da cana-de -açúcar no estado de São Paulo. Cenários de mecanização de cana-de-açúcar Para a avaliação dos impactos sociais da mecanização do corte da cana de açúcar foram utilizados dois cenários, os quais são resumidos na Tabela 1. O Cenário 1 representa o sistema de produção onde o plantio de cana-de -açúcar é semimecanizado (operações manuais: colheita, distribuição e corte das mudas; operações mecanizadas: abertura de sulcos, adubação e fechamento de sulcos) e colheita manual com queima prévia da palha e, consequentemente, sem o recolhimento da palha. O Cenário 2 corresponde à mecanização do plantio e da colheita da cana-de-açúcar. Neste cenário não há a queima da palha e ocorre o recolhi-

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Tabela 1. Descrição dos cenários de mecanização de cana-de-açúcar avaliados. Recolhimento Produtos da palha

Cenário

Colheita

Plantio

Queima

Colheita Manual

Semimecanizado

Sim

Não

Etanol

Colheita mecanizada

Mecanizado

Não

50%

Etanol Energia elétrica

mento da palha para uso na indústria. nível de comunidade, as ferramentas “Diagnóstico Rural Participativo” e Nestes cenários foram conside- “entrevistas semiestruturadas” são rados os seguintes parâmetros gerais: algumas das mais indicadas. Quando capacidade de processamento da usi- o foco é um produto ou tecnologia, a na de 2 milhões de toneladas de cana mais indicada é a ACV-S. por safra, 5 cortes por ciclo, produtividade média de 85 t ha-1. A UNEP (Programa das Nações

Avaliação de impactos Sociais Unidas para o Meio Ambiente) e a SETAC (Sociedade de Toxicologia AmOs impactos sociais aparecem biental e Química) lançaram em 2009 quando ocorrem mudanças, as quais o “Guidelines for Social Life Cycle Assessão sentidas pelas pessoas ou por um sment of Products” (Guia para a Avaliagrupo de pessoas e que podem ser ção Social do Ciclo de Vida de Produpositivas ou negativas. A inserção de tos – tradução livre) com as principais uma nova tecnologia, por exemplo, diretrizes da ACV-S. Na AVC-S existe pode gerar diferentes impactos no nú- um conjunto de indicadores que são mero de empregos, na saúde da comu- divididos de acordo com a parte intenidade local, na qualidade de vida dos ressada (stakeholder) afetada, sendo trabalhadores, entre outros (UNEP e estes divididos em trabalhadores, coSETAC, 2009). Neste sentido, a Avaliação Social de Ciclo de Vida (ACV-S) munidade local, consumidores, socieé uma metodologia desenvolvida para dade em geral e atores da cadeia de vautilizar os melhores dados disponíveis lor. Neste trabalho, foram calculados para informar os impactos sociais, po- alguns indicadores de impacto social sitivos e negativos, ao longo do ciclo para a parte interessada “trabalhadode vida do produto (UNEP e SETAC, res”. Os indicadores escolhidos para 2009). Existem outras ferramentas diferenciar os cenários 1 e 2 foram o de avaliação de impacto social, po- número de postos de trabalho e o núrém cada uma apresenta um foco di- mero de acidentes ocorridos durante ferente. Por exemplo, para análise em o período de um ano.

Anuรกrio 2012/2013 | 105

Figura 1. Postos de trabalho e número de acidentes para cada cenário para a produção de 1 Bilhão de reais em etanol. Neste trabalho, o cálculo dos in- de produção. colabora ainda mais para a redução dicadores sociais quantitativos foi observada nos acidentes. O número de acidentes foi calrealizado utilizando-se o escopo da Além dos resultados apresentaACV-S em combinação com a Análise culado a partir do número de postos de Insumo-Produto (AIP). Esta meto- de trabalho calculados na AIP, dados dos para o número de postos de tradologia mostra como as partes do sis- obtidos na plataforma estatística da balho e para o número de acidentes, tema econômico são afetadas devido Previdência Social para os diversos se- foi calculado como se dá a distribuia mudanças em um setor. Para poder- tores da economia, e dados da meca- ção salarial. De modo geral, quase que mos entender melhor vamos colocar nização da colheita da cana-de-açúcar a totalidade dos trabalhadores recebe o exemplo da adição de mais biodie- no estado de São Paulo. Com as séries acima do salário mínimo. Partindo da sel no diesel. Esta adição faz com que de dados de mecanização e acidentes, tecnologia descrita no Cenário 1 (cohaja uma maior demanda por biodie- foi elaborada uma correlação entre lheita manual) para o cenário 2 (cosel, que, por sua vez, aumenta a de- eles resultando uma equação em que lheita mecanizada), há uma diminuimanda por mais matéria-prima para conseguimos a incidência de aciden- ção da porcentagem de trabalhadores sua produção (e.g. soja, mamona), que tes a cada mil postos de trabalho de que ganham até 1,5 salários mínimos pode interferir na maior demanda por acordo com o nível de mecanização da e um aumento da percentagem de tramaquinários agrícolas, insumos, etc., colheita da cana-de-açúcar. Os resul- balhadores que recebem entre 1,5 e 2 tudo isso considerando o valor eco- tados foram então usados para com- salários mínimos. Ou seja, há um desnômico de cada setor. Conhecendo paração dos impactos sociais nos ce- locamento de parte dos trabalhadores estas interações, as quais são forneci- nários avaliados. para uma faixa de maior salário. das pela matriz de insumo-produto, é Considerando a produção de 1 possível calcular os efeitos da mudan- bilhão de reais em etanol, o número A partir destes resultados preliça (maior quantidade de biodiesel) em de postos de trabalho diminuiu com minares podemos afirmar que há uma toda a cadeia de valor. Neste trabalho, a utilização da tecnologia descrita no diminuição do número de postos de os resultados serão o número de pos- Cenário 1 em comparação com o Ce- trabalho quando se mecaniza a colheitos de trabalho e a ocorrência de aci- nário 2 (Figura 1). Uma das principais ta da cana-de-açúcar. A consequência dentes em toda cadeia da produção de causas observadas foi a mudança de desta redução depende de outros faetanol quando ocorre uma mudança tecnologia de colheita de manual para tores socioeconômicos, pois não pona demanda por este combustível e a mecanizada, uma vez que o número demos ter a certeza do destino destes empregando-se as tecnologias descri- de postos de trabalho na cana-de-açú- trabalhadores, por exemplo, se serão tas nos cenários 1 e 2. car é bastante reduzido. empregados por outros setores, ou não. Mas podemos mencionar que há Os cenários avaliados foram inÉ possível perceber também na uma forte indicação que ocorre uma seridos no modelo CanaSoft (modelo Figura 1 a diminuição do número de diminuição no número de acidentes, agrícola da BVC) e a partir dos quais acidentes do Cenário 1 para o Cenário o que pode significar melhor condição são calculados as horas necessárias 2. Uma das explicações é que a incide trabalho, além de melhor remunee os custos da mão-de-obra de cada dência de acidentes está relacionaração. atividade para a produção e colheita da ao número de postos de trabalho. da cana-de-açúcar. Estes resultados Como o número de postos de trabalho Referências bibliográficas foram utilizados para o cálculo do nú- diminui de um cenário para o outro, mero de postos de trabalho e dos sa- os acidentes também recuam. Além UNEP/SETAC Life Cycle Initiative. Guilários pagos de cada cenário avaliado. disso, a correlação entre a mecaniza- delines for social life cycle assessment Estes parâmetros foram inseridos na ção e a ocorrência de acidentes mostra of products (Guia para Avaliação Social AIP para cálculo dos impactos diretos que quanto maior a mecanização me- do Ciclo de Vida). United Nations Envie indiretos considerando toda a cadeia nor a incidência de acidentes, o que ronment Programme. 2009.  [ 106 ] 3o ABIBER

Inovações que realmente impactaram a produção de Biomassa Florestal para energia no Brasil Laércio Couto World Bioenergy Association.

Brasil possui 236 milhões de hectares de terras destinadas para a agricultura, pecuária e florestas plantadas sendo que estas ultimas ocupam algo em torno de 6 a 7 milhões de hectares, 0,7% do território nacional. Um Pais de dimensões continentais como o Brasil, com as condições climáticas e edáficas aqui existentes e com a topografia favorável, principalmente nos Biomas Cerrado, Caatinga e nos Pampas Sulinos, deveria aproveitar melhor esses fatores de produção para ter a biomassa florestal necessária para diminuir cada vez mais a dependência dos combustíveis fosseis. As instituições de ensino e de pesquisa bem como as Empresas do setor florestal brasileiro, tem feito ao longo do tempo, desde a introdução do eucalipto por Edmundo Navarro de Andrade, em Rio Claro, São Paulo, o seu dever de casa. São mais de 100 anos de pesquisa e desenvolvimento que contribuíram para que o Brasil seja hoje conhecido e respeitado como um dos mais avançados na área da eucaliptocultura. Nossas plantações de eucaliptos são estabelecidas hoje com um avançado grau de tecnologia e o seu produto, a biomassa de eucaliptos, alimente-a hoje vários segmentos e indústrias do setor florestal brasileiro: carvão vegetal, papel e celulose, laminados, compensados, chapas de madeira reconstituída, chapas de fibras, madeiras serradas madeiras tratadas para os mais diversos fins, biomassa para produção de vapor, eletricidade

e biocombustíveis.

Figura 1. Plantios jovens de eucaliptos na região de Barreiras, Bahia.

Além dos eucaliptos, podemos citar também as plantações de pinus, tropicais e subtropicais, introduzidos no Brasil para a produção de biomassa de fibra longa, principalmente para papel kraft e hoje amplamente utilizadas para a produção de madeira para papel e celulose, madeira serrada e madeira para energia além de propiciarem as operações de resinagem tornando o Brasil o segundo maior produtor mundial de goma resina, apos a China que produz dez vezes mais que o

nosso País. Outras espécies podem ser citadas como Leucaena sp, Bambusa vulgaris, Acacia sp, Toona ciliata, Khaya sp, Schizolobium amazonicum e outras, todas elas plantadas em menor escala no momento. Uma grande inovação ocorreu na década de 70 quando Edgar Campinhos Jr. e Yara K. Ikemori desenvolveram a propagação vegetativa do eucalipto em nível comercial no Brasil. A partir daquela época, nasceu no Brasil a silvicultura clonal do eucalipto e que perdura ate hoje. Anualmente, vários clones são desenvolvidos das mais diferentes espécies de eucaliptos bem como de híbridos desse importante gênero. Novos clones são constantemente desenvolvidos para atenderem objetivos específicos de cada segmento do setor florestal brasileiro. Recentemente, empresas como a FuturaGene do grupo Suzano, tem desenvolvido eucaliptos transgênicos que aguardam licença da CTNBIO para serem liberados para o mercado.

No campo da silvicultura, podese citar o advento do plantio adensado de curta rotação para a produção de biomassa para energia, em trabalho de tese de Doutorado no Departamento de Engenharia Florestal da UFV, com o apoio da CEMIG, MME, Aperam Bioenergia, CAPES, CNPq e RENABIO, no período de 2001 a 2005, como um dos mais importantes. Este trabalho resultou no World Figura 2. Plantio de Pinus caribaea var Bioenergy Award 2010 para o Brasil hondurensis em Uberlândia, Minas Gerais. e o Presidente da RENABIO naquela 3o ABIBER [ 107 ]

época.

plantando uma área piloto visando tio. Além da redução considerável do à produção de biomassa para a sua custo de implantação florestal, esse térmica em Avaré, São Paulo. sistema de Silvicultura de Baixo Carbono resultou em menores impactos ambientais no ecossistema local. Este sistema de Silvicultura de Baixo Carbono, pode ser combinado com o plantio adensado para a produção de biomassa de eucalipto ou de outras espécies florestais e inclusive de bambu, para a produção de biomassa para energia.

Figura 3. Produção de mudas clonais de eu- Figura 4. Plantio adensado com dois anos de idade em Avaré, São Paulo. caliptos.

O plantio adensado de eucaliptos para a produção de biomassa para energia em curta rotação, permite que se alavanque os empreendimentos de produção de vapor e de eletricidade em diversas regiões do País, a curto prazo, mesmo quando ali não existe a base florestal. Posteriormente, se for o caso, plantios tradicionais poderão ser então estabelecidos para continuarem a fornecer a biomassa para os processos produtivos locais. O interessante e’ que inicialmente desenhados para atender as necessidades de produção de vapor e eletricidade, esses plantios adensados de curta rotação se mostraram também adequados para abastecer as fabricas de MDF. Podem também ser usados para a produção de cavacos para fabricas de papel quando a tecnologia permite o uso da casca, o que ocorre, por exemplo, em Países como a Índia com plantações jovens de eucaliptos. O melhor exemplo de um plantio semi-adensado de eucalipto para produção de biomassa para energia, encontra-se em Alagoinhas na Bahia destinada para a ERB – Energias Renováveis do Brasil em seu projeto pioneiro com a Dow Chemical no Polo Petroquímico de Camaçari. No caso de biomassa para produção de MDF, o melhor exemplo e’ o da Duratex em Lençóis Paulista, São Paulo. Não se pode deixar de mencionar a grande área experimental instalada pelo Grupo Bertin na região de Lins, São Paulo, que resultou em grande divulgação do sistema, em nível nacional e internacional. No setor sucro-alcooleiro, a URP – Usina Rio Pardo, foi a grande pioneira, [ 108 ] 3o ABIBER

Figura 6. Plantio de eucalipto em sistema de Silvicultura de Baixo Carbono na Bahia.

Uma outra inovação recente foi trazer de volta o sistema bedding de plantio, aplicado em áreas com lençol freático superficial e sujeitas a alagamentos em determinadas épocas do ano. Esse sistema aliado ao conceito de silvicultura de baixo carbono e do plantio adensado pode ser usado para a ocupação de áreas hoje completamente descartadas para a produção de biomassa para energia como aquelas no norte do Estado do

Figura 5. Plantio de eucaliptos em áreas sujeitas a inundação no Norte do Rio de Janeiro.

A solução para a colheita dos plantios adensados de eucaliptos para a produção de biomassa para energia em curta rotação veio da Austrália, por meio do Engenheiro Mecânico Richard Sulman que desenvolveu a colheitadeira Bionic Beaver. O primeiro protótipo foi utilizado para a colheita de algumas áreas de eucaliptos na Austrália devendo a sua próxima versão, a BB 1000, estar disponível no mercado a partir de julho de 2015. Esta nova versão esta sendo construída baseada nos conhecimentos adquiridos pelo seu idealizador apos um período de visitas técnicas a varias Empresas florestais no Brasil para identificar as características dos seus plantios de eucaliptos e dos tipos de cavacos desejados. A BB 1000 devera também retornar para a área os resíduos representados por folhas e galhos finos dos povoamentos colhidos, evitando assim a exportação de uma quantidade considerável de nutrientes do site. Posteriormente, em uma versão futura, poderá ser possível se proceder a produção de cavacos sem casca, podendo assim, atender também o setor de celulose e papel. Hoje o BB 1000 atende perfeitamente aos empreendimentos destinados a produzir cavacos para a produção de vapor e eletricidade, MDF e etanol de segunda geração.

Rio de Janeiro e em determinadas regiões do Sudeste, Centro Oeste A produção de etanol celulósico e do Norte do Brasil. Nestas áreas o a partir da ação de enzimas produplantio deve ser sempre realizado na zidas por Empresas como a Novoépoca seca do ano. zymes em biomassa de eucalipto e a Na região de Luís Eduardo Ma- produção de biocombustíveis e nano galhaes e Barreiras na Bahia, base- produtos a partir dessa matéria priados no principio da Agricultura de ma florestal, estarão sem duvida na Baixo Carbono, foram implantados relação das próximas inovações que eucaliptos no espaçamento de 6 m deverão ocorrer nos próximos anos. x 1,5 m utilizando-se técnicas dife- Por outro lado, não apenas da biorenciadas no preparo do solo e plan- massa dos troncos das arvores, mas

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também dos tocos remanescentes das colheitas florestais bem como das maiores raízes a eles agregadas, opção que se tornou possível graças a uma das maiores inovações que ocorreram neste ano no setor florestal brasileiro com a chegada do TYREX. Até o presente momento, não existia no Brasil um equipamento que permitisse a extração técnica e economicamente viável dos tocos de eucaliptos nas áreas de plantações de eucaliptos no sistema de talhadia quando em determinado momento a Empresa tenha em mente a substituição dos clones ali plantados, ou seja, nos casos de renovação das plantações florestais. Assumindo-se que o Brasil tenha seis milhões de hectares de plantações de eucaliptos e que 20% dessa área esteja passando pela renovação acima mencionada, seriam um milhão e 200 mil hectares onde se faria necessário a remoção dos tocos para facilitar os trabalhos de implantação e manutenção florestal com uma considerável redução dos custos da renovação dos povoamentos de eucaliptos. Por outro lado, essa biomassa de tocos e raízes de maiores dimensões que permanecem no solo caso não sejam extraídos, representa pelo menos 24 milhões de toneladas de cavacos com umidade em torno de 30%.

vadeira Caterpillar, com a capacidade de extrair uma media de nove tocos por minuto em áreas planas nas operações conduzidas pela OperFlora, uma Empresa da Columbia Energia. Atualmente as operações têm sido realizadas por varias Empresas florestais nos Estados de São Paulo, Mato Grosso do Sul e no Para devendo estender-se para outras regiões do País e ate para o exterior. Os tocos são extraídos e enleirados no campo por um período aproximado de 30 dias para que possam perder uma parte de sua umidade e também as partículas de solo que ficam agregadas nas raízes que os acompanham. Em seguida são removidos para a praça onde se localiza o picador, munido de peneiras, para produzir um cavaco com baixo teor de contaminação.

extração dos tocos e das raízes maiores que os acompanham, ocorre uma maior aeração do solo e um aproveitamento maior das aguas das chuvas que irão penetrar no solo ao invés de se perderem pelo escoamento superficial. Esta maior quantidade de agua acumulada no solo ira promover um crescimento maior dos eucaliptos estabelecidos na área onde os tocos foram extraídos.

As Figuras 10 e 11 mostram respectivamente uma área plantada com eucaliptos onde os tocos não foram extraídos pelo TYREX e em uma área ao lado onde houve essa operação de extração de tocos. Interessante observar que a data de plantio, Observou-se também que além adubação e clones foram os mesmos dos benefícios de redução do custo para as duas áreas. Na área onde os de implantação florestal, a extração dos tocos de eucaliptos permitem uma receita adicional com a venda da biomassa deles resultantes, que varia de 20 a 50 toneladas de cava-

A Caterpillar, juntamente com a PESA e a OperFlora, desenvolveram neste ano o TYREX, um equipamento destinado a extrair os tocos Figura 8. Tyrex desenvolvido pela Caterde eucaliptos das áreas a serem re- pillar, PESA e OperFlora operando em São novadas, em uma das inovações de Paulo. maior impacto nos últimos tempos

Figura 10. Eucaliptos plantados em área onde os tocos não foram extraídos pelo TYREX.

Figura 11. Eucaliptos plantados em área onde os tocos foram extraídos pelo TYREX.

Figura 9. Área com os tocos extraídos e enFigura 7. Tocos de eucaliptos em plantações leirados, pronta para novo plantio de eucaliptos. na região de Alagoinhas, Bahia.

no setor florestal brasileiro. Trata-se cos por hectare, dependendo se os de uma pinça hidráulica desenvolvi- tocos são de primeira ou segunda ou da pela PESA, acoplada a uma esca- terceira rotação. Além disso, com a [ 110 ] 3o ABIBER

tocos foram extraídos o crescimento dos novos plantios é maior, devido a maior aeração do solo e a maior quantidade de agua capturada das chuvas pelos buracos e galerias deixados na extração dos tocos e das raízes de maior dimensão. 

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Colheita da biomassa florestal para a geração de energia Martha Andreia Brand Engenheira Florestal, Dra., Professora do Departamento do Engenharia Florestal da Universidade do Estado de Santa Catarina. Graciela Inês Bolzon de Muñiz Engenheira Florestal, Dra., Professora do Departamento de Engenharia e Tecnologia Florestal da Universidade Federal do Paraná.

época de colheita é um dos fatores que afetam a qualidade da biomassa florestal para a geração de energia sendo que esta variável influencia as alterações das propriedades físicas e químicas da biomassa. A época de colheita está relacionada à estação de crescimento das árvores, dormência e estocagem de metabólitos. Estes fatores, por sua vez, afetam as mudanças ocorridas na biomassa florestal após a colheita e durante a estocagem devido, principalmente, às variações de teor de umidade e suscetibilidade à biodegradação. Assim, o teor de umidade é o primeiro fator a ser avaliado com relação à influência da época de colheita sobre a qualidade da biomassa florestal. Enquanto as árvores estão vivas, o conteúdo de umidade tanto de folhas, galhos, casca e madeira é alto. Porém, após a derrubada destas, inicia-se um processo de secagem natural ou biológica, que é definida como a secagem natural de árvores cortadas durante a estação de crescimento e deixadas com a copa e folhas para acelerar o processo de secagem. A árvore continua [ 112 ] 3o ABIBER

o processo de respiração e consequentemente consome parte da umidade contida na madeira, até que a biomassa entre em equilíbrio com o ambiente. Os teores de umidade observados em árvores de diferentes espécies, recémcolhidas, podem variar de 40 a 70 % sendo que, em alguns casos, estes estão próximos ou ultrapassam o teor de umidade crítico para o uso da biomassa na geração de energia. O conteúdo de umidade crítico, para fornos construídos para a queima de partículas verdes, como combustível, é o mais alto possível, ou seja, em torno de 60 %. Na prática, o valor a ser considerado pode ser de 50 %. O teor de umidade da biomassa florestal, para uso energético, deve ser igual ou inferior a 30%. Portanto as operações aplicadas ao material destinado à geração de energia devem objetivar percentuais inferiores a este. Em alguns paises como Dinamarca e Finlândia, as variações observadas em função da época de colheita não foram signi¬ficativas. Os resultados apresentados foram mais baixos na primavera (51,4%) e os valores mais

altos no inverno (57,8%). Apesar da pequena variação do conteúdo de umidade, os resultados indicaram que a melhor época de colheita, na Dinamarca, é no final do inverno ou início da primavera, quando os conteúdos de umidade são menores. Isso porque, partindo-se de um teor de umidade menor, a energia gasta para secar a biomassa, ou mesmo o tempo de estocagem, no caso da realização deste tratamento será menor. Juntamente com o teor de umidade, a quantidade de extrativos presentes na biomassa pode sofrer variações em função da época de colheita. As colheitas feitas no verão, incluindo toda a copa da árvore tem maior conteúdo de umidade e maior quantidade de carboidratos solúveis. A casca estoca proteínas durante o outono e inverno, e declina novamente na primavera com a retomada do crescimento dos brotos e aumento do comprimento dos dias. Além disso, o xilema da madeira, não ativo fi-siologicamente, tem concentração mais baixa de carboidratos solúveis em água em comparação com as células vivas do câmbio e floema.

A quantidade de extrativos obtidos na madeira é relativamente pequena se comparada à quantidade obtida na casca e folhagem. Quanto ao poder calorífico superior, tem-se verificado valores para madeira de 3500 a 5000 kcal/ kg. Para biomassa recém colhida, foram observados valores médios de poder calorífico superior de 4839 kcal/kg para madeira; 5008 kcal/kg para acículas; 4925 kcal/kg para casca. É importante determinar quais são as épocas de colheita da biomassa que contribuirão de forma mais significativa para a melhoria das propriedades da matéria-prima, destinada à geração de energia. Além disso, o conhecimento deste aspecto contribuirá ainda na determinação da necessidade de realização de operações de tratamento da biomassa, como por exemplo, a estocagem, de forma a melhorar as propriedades da biomassa recém colhida. Assim, levando-se em consideração as questões mencionadas anteriormente, este trabalho teve o objetivo de determinar a época ideal de colheita para a utilização da biomassa florestal na gera-

3o ABIBER [ 113 ]

ção de energia, através da análise da variação de suas propriedades físicas e químicas. Estudo Um estudo, realizado em Lages, Santa Catarina, que possui clima temperado com verão e inverno bem definidos pela variação de temperatura e precipitação, utilizou toras com casca de Pinus taeda L.e de Eucalyptus dunnii Maiden, com diâmetros variados e comprimento médio de 2,4 m. Os diâmetros das toras variaram de 8 a mais de 30 cm, pois o material de estudo foi constituído de madeira destinada à geração de energia (toras finas) e toras descartadas em processos indus¬triais (toras grossas), sendo que esta variável não foi controlada no estudo. Para cada lote analisado (lote 1- outubro; lote 2- janeiro; lote 3 - maio e lote 4 -agosto) foi colhido 10 m³ de madeira, de cada espécie, para a realização dos estudos no material recém colhido e para futuras análises do comportamento da biomassa frente à estocagem. Em cada coleta, no material recém colhido, foram retiradas do lote 20 toras com diâmetros variados. Sem haver remoção da casca, todas as toras passaram em um picador de tambor para a obtenção dos cavacos. Do montante dos cavacos foram retiradas as amostras, utilizadas na determinação das propriedades físicas e químicas. O teor de umidade na base úmida, composição química da madeira, poder calorífico superior e líquido e o teor de cinzas foram analisados segundo as normas NBR 14929. O poder calorífico líquido foi [ 114 ] 3o ABIBER

determinado diretamente no calorímetro, a partir dos dados de poder calorífico superior, determinado pelo próprio equipamento, e da inclusão em programa específico contido no equipamento, dos dados de % de hidrogênio da amostra, teor de umidade na base úmida e teor de cinzas. Os resultados apresentados são valores médios das repetições feitas em cada amostra, para cada propriedade determinada, e para cada um dos materiais testados; e a média geral, considerando a época de colheita, mas não o tipo de material avaliado. Assim, as análises foram feitas separadamente por espécie e conjuntamente, sem a distinção de espécie. Os resultados obtidos representam tanto a variação ocorrida den-tro de cada espécie analisada, em diferentes épocas de colheita, como a amplitude do que pode ser observado em relação às diferentes espécies de biomassa usadas para a geração de energia, quando estas são utilizadas conjuntamente na mesma época, na região de estudo. Teor de umidade Neste trabalho houve diferença significativa para o teor de umidade, em função da época de colheita, tanto na análise das variações ocorridas dentro da mesma espécie, como na análise da biomassa em geral, sem considerar o fator espécie. Assim, os resultados obtidos afirmam que a umidade flutua com as estações do ano. As colheitas feitas no verão, incluindo toda a copa da árvore, têm maior conteúdo de umidade, contrariando também os dados obtidos aqui.

A aplicação do Teste de médias de Tukey demonstrou que o mês de maio, onde o teor de umidade médio foi maior, e com grande amplitude nos resultados obtidos, teve comportamento diferente de todas as de¬mais épocas de colheita, quando considerada a variação dentro das espécies estudadas, e igual somente a agosto, quando avaliada a biomassa de forma conjunta.

a intensidade fisiológica é maior (primavera e verão). No entanto, os resultados obtidos foram o oposto do esperado. Avaliando-se a quantidade de metabólitos, medidos a partir da solubilidade da madeira em água fria, quente e teor de cinzas, pode-se perceber, que apesar de haver menos água, a quantidade destes componentes é maior nas referidas épocas, com variações entre o Pinus e Eucalyptus.

Da mesma forma, nos meses de outubro e janeiro o comportamento apresentou os menores valores de teor de umidade e com comportamento similar, enquanto que a biomassa colhida no final do inverno (agosto) teve um comportamento intermediário entre a pior condição, início do inverno, e a melhor condição (verão).

As melhores épocas de colheita são na primavera e verão, quando os teores de umidade são os mais baixos para a biomassa florestal.

O grupo primaveraverão, com menores teores de umidade e o grupo outono-inverno, com maiores teores de umidade, apresentaram a mesma tendência. No entanto, os valores de teor de umidade na base úmida tiveram maior amplitude de variação, variando desde 49% na coleta feita na primavera até 65% de teor de umidade na coleta feita no outono. As coletas feitas no início da primavera e no verão conferiram à biomassa os menores teores de umidade, como também a menor variação nos resultados obtidos. Em função da relação entre o teor de umidade e a quantidade de metabólitos presentes na biomassa, nas diferentes estações do ano, esperava-se que os teores de umidade da madeira com casca fossem maiores nas épocas onde

Porém, se for considerado somente o teor de umidade no momento da colheita, os valores observados são muito altos, indicando a necessidade de realização de estocagem para a redução desta propriedade física até valores próximos de 30%, otimizando assim o rendimento e eficiência da biomassa na geração de energia. Estudos realizados indicaram que a biomassa mantida sob estocagem entre outubro a maio alcançou teores de umidade médios de 24% com quatro meses de estocagem; a biomassa estocada entre janeiro a agosto permaneceu com altos teores de umidade (entre 40 e 50%) durante os seis meses nos quais ficou estocada; a biomassa estocada entre maio a novembro atingiu em torno de 36% de teor de umidade com quatro meses de estocagem e a biomassa estocada entre agosto a fevereiro, com dois meses de estocagem já apresentava valores próximos a 34% de teor de umidade, mesmo apresentando teor de umi-

dade inicial (na biomassa recém colhida) maior. Portanto, a definição do uso imediato da biomassa após sua colheita ou a realização da estocagem também dependerá da época em que a biomassa permanecerá sob estocagem. Quando analisadas as espécies separadamente, a época de colheita apresentou influência sobre a solubilidade da madeira em água fria e água quente, e hidróxido de sódio, indicando que a composição e quantidade dos extrativos (componentes inorgânico, taninos, gomas, açúcares, compostos que dão cor à madeira e o amido) se alteraram em função da época de colheita da madeira. O Eucalyptus apresentou maior quantidade de metabólitos e substâncias extraíveis que o Pinus taeda, teve maiores valores na primavera e no final do inverno, com diferenças significativas entre as épocas de verão e outono. Já o Pinus taeda apresentou maior quantidade de metabólitos no verão e primavera, com diferenças significativas principalmente entre os extrativos registrados no verão (janeiro). Porém, quando todos os resultados obtidos foram analisados conjuntamente, sem a distinção de espécie, não foram observadas variações significativas da época de colheita sobre a quantidade de extrativos solúveis em água fria e água quente, mantendo-se os maiores valores obtido na primavera. Já para o hidróxido de sódio houve variação entre as épocas de colheita, com maiores valores no início da primavera e menores

valores no final do inverno. Considerando a composição química da madeira, a melhor época de colheita foi a primavera. Nesta época a maior quantidade de componentes extrativos, contribui para o aumento do poder calorífico, que por sua vez é o indicador direto da qualidade energética da madeira. Poder calorífico Com relação ao poder calorífico superior, as análises estatísticas demonstraram variação significativa somente para o Pinus taeda, com valores maiores na primavera e verão e menores no outono e inverno. Porém, para efeitos práticos, as variações observadas entre as épocas de colheita não são importantes para a aplicação industrial, visto que nesta situação são consideráveis valores superiores a 300 kcal/kg. Para Eucalyptus e para a biomassa de forma geral não houve variações em função da época de colheita, confirmando que a época de colheita não afeta o poder calorífico superior da biomassa florestal. Os valores encontrados no presente trabalho variaram desde 4462 kcal/kg na coleta feita na primavera até 4927 kcal/kg na coleta feita no verão. Apesar das diferenças entre os valores observados serem mínimas e pouco significativas, o poder calorífico superior apresentou a tendência inversa ao teor de umidade, e direta à solubilidade em água fria, quente e hidróxido de sódio. Assim, nas épocas de primavera e verão, os teores de umidade foram menores, a quantidade de

extrativos e o poder calorífico superior foram maiores, demonstrando melhor qualidade da biomassa para geração de energia nestas épocas. Isso porque, a maior quantidade de açúcares, resinas, óleos, graxas, que caracterizam os extrativos, contribuem para o aumento do poder calorífico. No entanto, para o poder calorífico líquido, que tem estreita relação com o teor de umidade da biomassa, houve variação significativa entre as épocas de colheita, tanto dentro das espécies avaliadas quanto em termos gerais. Para o Eucalyptus dunnii Maiden e Pinus taeda, os valores mais altos foram obtidos em janeiro, que foi estatisticamente diferente de todas as demais épocas de colheita. Em termos gerais, as épocas de janeiro e outubro foram iguais. Os menores valores observados foram nas épocas de outono e inverno. Considerando que em sistemas de co-geração a partir de biomassa, é desejado que o poder calorífico líquido seja de pelo menos 1900 kcal/kg, todos os valores estão abaixo do mínimo esperado, e, portanto, a biomassa deveria passar por um sistema de tratamento para melhorar suas condições energéticas, podendo ser estocagem ou secagem, antes da entrada na planta de geração de energia. Os valores gerais para cada época de colheita, sem a distinção de espécie, variaram de 1195 kcal/kg (64 % de teor de umidade) na coleta feita no outono (maio) a 1842 kcal/kg (51 % de teor de umidade) na coleta feita no verão (janeiro), para teores de

umidade entre 49 a 65 % de umidade. Com relação à variação nos resultados obtidos, outubro foi o mês em que os valores ficaram mais próximos, e em agosto houve a maior amplitude dos dados. Considerando o poder calorífico líquido, as melhores épocas de colheita são a primavera e o verão, coincidindo com o observado por pesquisadores na Europa. Isso porque, nestas épocas o teor de umidade menor e os maiores valores de poder calorí-fico superior resultam em maiores ganhos energéticos, pelo aumento do poder calorífico líquido. Nas épocas de primavera e verão, estações de crescimento das árvores, foram obtidos os menores teores de umidade; maiores poder calorífico líquido e a tendência de maiores valores de: poder calorífico superior, quantidade de extrativos e teor de cinzas na madeira com casca. As melhores épocas para a colheita da biomassa para geração de energia foram a primavera e verão. O uso da biomassa para geração de energia nas condições de recém colhida não é recomendado em função dos elevados teores de umidade (próximo de 50%) e baixo poder calorífico líquido (inferior a 1900 kcal/kg). Para a melhoria da qualidade da biomassa para a geração de energia deve-se realizar o tratamento da mesma, através da estocagem ou secagem, objetivando a adequação das propriedades para maior eficiência de conversão da biomassa em energia.  3o ABIBER [ 115 ]

Potencial de produção de energia a partir de bambu nativo no sudoeste da Amazônia Ecio Rodrigues, Moisés Lobão e Patrícia Amorim Professores do CCBN-UFAC.

discussão acerca da existência de uma área expressiva com ocorrência de bambu (taboca) com predominância da espécie Guadua weberbaueri no sudoeste da Amazônia é antiga. Desde a divulgação pelo IBGE dos estudos realizados no âmbito do projeto Radam Brasil, ainda na década de 1970, a “mancha de taboca”, como ficou conhecida, vez ou outra surge como alternativa para a frágil economia do Acre e dos municípios onde ela ocorre em maior concentração. Acontece que o bambu possui ampla distribuição em toda a Amazônia, associado de forma dominante ou dominado a porções de florestas abertas e densas, conforme classificação tradicional feita pelo IBGE (2005).

Figura 2 - Padrões espaciais e temporais das florestas com bambu (Guadua sp.) no sudoeste da Amazônia, detectados através de imagem de satélite. FONTE: SILVEIRA (2006).

do bambu em praticamente toda a região, sendo que todos os mapeamentos por satélites realizados no sudoeste amazônico nos últimos 30 anos dão conta de uma área de aproximadamente 600 mil hectaSignifica dizer que existe po- res, com ocorrência contínua de tencial para exploração comercial bambu dominando a floresta aber-

ta ali existente. Conforme Rodrigues (2004) seria o mesmo que afirmar que o potencial da “mancha de taboca” para uso comercial do bambu é muito superior ao potencial observado em toda a Amazônia. Afinal, trata-se de uma extensa área, como se pode observar na figura 2, onde o manejo florestal do bambu nativo, pode se viabilizar devido a um diferencial inquestionável: a ocorrência contínua e compacta de bambu na “mancha de taboca”.

A motivação para discutir o aproveitamento comercial da “mancha de taboca” é obviamente decorrente desse diferencial. Trata-se da maior porção contínua e Figura 1 - Área com ocorrência natural de Guadua sp (taboca), imagem das tabocas de densidade por hectare de bamalcançando o dossel, colmo da taboca e suas gemas com espinhos. bu nativo no mundo. [ 116 ] 3o ABIBER

3o ABIBER [ 117 ]

A primeira e crucial resposta já foi obtida: existe ocorrência nativa de taboca no ecossistema florestal do Acre. mento da espécie se configura em mais um dos setores produtivo que podem vir a integrar um futuro cluster florestal, ou seja, um aglomerado econômico baseado na exploração da biodiversidade, e que, por sua vez, pode levar ao estabelecimento de uma economia florestal na região, em contraposição à nefasta expansão da atividade pecuária de gado que vem No entanto a domesticação do avançando cada vez mais em nossa bambu pode representar no curto Amazônia. prazo, um grave equívoco para a Amazônia, pois a “taboca” tratase de uma matéria-prima disponível e em evidência, uma vez que não há dúvida quanto ao significado econômico do aproveitamento dessa espécie, tendo em vista o já existente assentamento de negócios sustentáveis no Estado do Acre. Todavia, existe um grupo expressivo de pesquisadores que são contrários ao manejo florestal do bambu em ambiente nativo, optando pelo investimento em pesquisa voltada para a domesticação da espécie, em cultivos que poderiam ser realizados próximos aos centros com maior infraestrutura urbana como a existente na capital do Acre, Rio Branco.

Consensuado esse ponto, as discussões devem se concentrar em duas linhas distintas: a dispersão nativa da espécie em território amazônico, e a amplitude do emprego da taboca em mercados como o do mobiliário e da construção civil. A ideia é que o manejo florestal da taboca possibilite, de forma permanente e sustentável, o fornecimento de matéria-prima para um segmento empresarial com enormes chances de consolidação na área de ocorrência da “mancha de taboca”. Por outro lado, o aproveita[ 118 ] 3o ABIBER

As pesquisas realizadas em âmbito internacional e nacional (especialmente em São Paulo) confirmam o bambu como matéria-prima preferencial para aplicações em ramos díspares como o da indústria alimentícia, da produção de papel e celulose, sem falar do poderoso, crescente e alvissareiro segmento econômico da biomassa para geração de energia elétrica. Analisando-se a literatura existente sobre o crescimento em volume (produção de biomassa) e as propriedades energéticas do lenho do bambu, verifica-se que este tem um potencial fabuloso para ser utilizado como fonte de geração de energia em uma região onde o fornecimento de energia elétrica convencional é precário.

Estudos como o de Murakami (2007); Netto et al. (2008), sugerem que o incremento médio anual (IMA) de biomassa das espécies de Bambu varia entre 22-44 m³/ha/ano, valores superiores ao IMA de plantações de Pinus - 25 a 30 m³/ha/ano, e semelhantes aos A priencontrados em plantações de eumeira e crucial resposta já foi obcaliptos - 30 a 40 m³/ha/ano. tida: existe ocorrência nativa de taboca no ecossistema florestal do Em relação a densidade básica Acre. A “mancha de taboca” está do gênero Guadua alguns trabalocalizada nos municípios de Assis lhos mostram que ela varia entre Brasil e Sena Madureira. Todavia, 0,45g/cm³ a 0,65g/cm³, sendo ena “mancha de taboca” foi pouco es- contrado 0,629 g/cm³ para Guadua tudada, tanto no que se refere ao angustifólia (Brito et al., 1987) e manejo florestal da espécie quanto 0,49g/cm³ para Guadua sp. (LIMA et al., 2012). ao seu emprego.

3o ABIBER [ 119 ]

Estudos realizados por Yao Hsing e De Paula (2011) demonstram que o rendimento gravimétrico de carvão de quatro espécies de bambu variou entre 25 e 30 %. Brito et al.(1987) verificaram em seus estudos um rendimento gravimétrico de carvão de 32,7% para a espécie Guadua angustifólia, valor superior encontrado para o Eucalyptus urophylla que foi de 28,4%. Esses mesmos autores verificaram que o poder calorífico superior do lenho da espécie Guadua angustifólia foi de 4387 kcal/kg, muito próximo do valor encontrado para o Eucalyptus urophylla que foi de 4531 kcal/kg. Como pode-se verificar o poder calorífico do bambu é igual ou superior às espécies comumente usadas para a obtenção de carvão, como os eucaliptos, e a sua alta capacidade de renovação e seu rápido crescimento e incremento volumétrico em biomassa possibilita que esta planta seja uma importante fonte renovável de energia (RIBEIRO, 2005). Para facilitar esse entendimento foi feita uma simulação comparando o uso de biomassa de Eucalyptus urophylla e de bambu da espécie Guadua angustifólia para verificar os seus potenciais para produção de energia em kwh, a partir da densidade básica, do incremento médio anual em volume de biomassa do seu lenho e seu poder calorífico superior (tabela 1).

Constatou-se por essa simulação que a energia disponível obtida do lenho do bambu (Guadua angustifólia) de 105903,308 kwh/ ha/ano foi superior a média obtida da madeira de Eucalyptus urophylla que foi de 90372,332 kwh/ha/ano, sendo superior a maioria das espécies vegetais utilizadas para a produção de energia em nosso país. O aproveitamento do bambu, como biomassa para geração de energia elétrica deve ser uma prioridade para a realização de pesquisa nessa região. A sociedade acreana e brasileira, há mais de 40 anos, espera por uma resposta. Referências BRITO, J. O.; TOMAZELLO F°, M.; SALGADO, A. L. B. Produção e caracterização do carvão vegetal de espécies e variedades de bambu – Piracicaba, IPEF, n.36, p.13-17, ago.1987

dez. 2007. p. 5. NETTO. L. G. GIANNETTI, B. F.; ALMEIDA, C. M.; BONILLA, S. H. Determinação dos fluxos de CO2 de uma plantação comercial de bambu no Brasil: oportunidades para a diminuição da emissão de CO2. In: SIMPÓSIO DE ENGENHAIRA DE PRODUÇÃO, 15, 2008, São Paulo 2008. PEREIRA, M. A. D. R.; BERALDO, A. L. Bambu de corpo e alma. Bauru: Canal 6, 2007. 231 p. RIBEIRO, A.S. Carvão de bambu como fonte energética e outras aplicações. Instituto do Bambu. Maceió. Instituto do Bambu, 2005. 109 p. RODRIGUES, E. Vantagem competitiva do ecossistema na Amazônia: O Cluster Florestal do Acre. Tese de Doutorado. UnB. Brasília. 2004.

IBGE. Potencial Florestal do Es- Silveira. M; Oliveira. E. C; tado do Acre. Relatório Técnico Bandeira. J. R, Avaliação ecopreliminar. Rio de Janeiro. 2005. lógica rápida estação ecológica LIMA, D. N.;; AFONSO, D. G.; do rio acre vegetação e flora, 2ª PONTES, S. M. A. Análise com- expedição. Universidade Federal parativa da estabilidade di- do Acre, New York Botanical Garmensional de 02 espécies de den e Instituto Nacional de Pesbambu ocorrentes na Amazô- quisas da Amazônia. Rio Branco. nia Ocidental. Publicado nos 2006. Anais do 4º Congresso Florestal YAO HSING, T.; DE PAULA, N. F. Paranaense, Curitiba. 2012. Produção e caracterização de carMURAKAMI, C. H. G.. Bambu: ma- vão ativado de quatro espécies de téria-prima do futuro. In Boletim bambu- Ciência & Tecnologia: Florestal: Informativo Florestal FATEC-JB, Jaboticabal, v.3, 2011. do Norte Pioneiro, ed. 6, ano 1, Suplemento. 

Tabela 1 – Análise comparativa entre o emprego de biomassa de Eucalyptus urophylla e de Guadua angustifólia. Biomassa

Densidade básica (kg/m³)

Incremento médio anual (m3/ha/ano)

Massa seca de madeira (kg/ha/ano)

Eucalyptus urophylla

490

17.150

4.531

77.706.650

90.372,332*1

Guadua angustifólia

629

20.757

4.387

91.060.959

105.903,308*1

Considerando-se 1 kWh equivalente a 859,85 kcal

[ 120 ] 3o ABIBER

Poder Calorífico Energia superior (Kcal/ Disponível kg) (kcal/ha/Ano)

Energia Disponível (kW.h/ha/ Ano)

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MATRIZ COMPLEXA de PRODUÇÃO/GERAÇÃO de ENERGIA por BACIA HIDROGRÁFICA Paulo Pereira Martins Junior Universidade Federal de Ouro Preto, Escola de Minas, Departamento de Geologia. Programa de Pós-graduação ‘Evolução Crustal e Recursos Naturais’ área de concentração ‘Geologia Ambiental e Conservação de Recursos Naturais’. maerteyn@gmail.com Empresa de Pesquisa Agropecuária de Minas Gerais - EPAMIG.

INTRODUÇÃO

des específicas das várias engenharias, mas ignorados A Geodinâmica Externa (GE) é um campo de co- por profissionais por se crer, ou mesmo desconhecer, nhecimento desenvolvido no que diz respeito a aspec- que esses múltiplos métodos e práticas constituem instos teóricos, metodológicos e descritivos, mas não apli- trumentos efetivos para novas leituras integradas dos processos geológicos, como fatores voltados para a procada de modo integrado nas questões de gestão de bacias hidrográficas e de Tabela 1 – Variáveis lógicas, ecológicas e econômicas cartografáveis em produção / geração de energia. Nos promapas de zoneamentos. jetos de engenharia, em geral, a GE apaZE-Npe rece em alguns campos de conhecimen- Variáveis lógicas, ecológiZE-Nan ZE-Nd zoneamento cas e econômicas para os zoneamento zoneamento econômico tos dinâmicos especializados como, por zoneamentos econômicos econômico econômico — potencialidaexemplo, a Hidrologia / hidrodinâmica. PROBLEMA Sem dúvida que um dos aspectos marcantes que se apresenta como problema ainda não devidamente resolvido, sobretudo no âmbito das Geociências, é o de estudar de fato a ‘Geodinâmica Externa’ de modo quantitativo e qualitativo em forma de balanço de energia e suas implicações para o planejamento geo-ambiental, energético e econômico. Nesse sentido as Geociências Agrárias e Ambientais (Martins Jr. 1998) com amplo espectro de pesquisas já realizadas tem no tema do ‘balanço de energia’ uma questão central dentro das atividades de gestão de bacias hidrográficas. A problemática, de fato, consiste em não se ter sido ainda bem sucedido em estabelecer um ‘Sistema Integrado de Modelagem das Bacias’ consensual em nosso País. O que existe deixa muito a desejar e neste sentido temos realizado esforços de pesquisa e desenvolvimento nos últimos 20 anos. Tal fato advém de que o balanço deva ser buscado em diversos níveis, tanto dinâmico, como é o caso da hidrologia, quanto do aspecto estático como é no caso a aptidão dos solos. Esses conceitos são utilizados de forma isolada pelos diversos profissionais em função de necessida[ 122 ] 3o ABIBER

territoriais

— ad natura —

— diagnóstico —

des e expansão econômica —

área total da bacia - Atbh

área total plantada - atp

índice de continuidade da área total plantada - Icatp

índice de descontinuidade floral do bioma - Idf

interligação de florestas e de maciços florestais - ifmf

lucros - ls

agregação de valor nas proximidades - avp

usos de insumos - usi

riscos ambientais - rsa

usos, ou não, de processos de conservação de solos - cs

produtividade final nas diversas categorias de produtores - pdcp mobilização de capital - mc endividamento dos produtores - ep

processos de conservação da água - pca

sucessos de medidas e de formas de produção que sejam ecológicas e econômicas - see

x x

potencial energético - ptE

produção de energia - prE

Valor da sustentabilidade - Vs

3o ABIBER [ 123 ]

dução integrada de energia. PRINCÍPIO Dois princípios que para esse autor são axiomáticos enunciam-se como: — “as bacias hidrográficas devem tender sempre para a autonomia da relação produção, oferta consumo de energia, quando habitadas”. — “a autonomia deve ser medida no limite do balanço do potencial de produção de energia em matriz complexa”. OBJETIVO Apresentar uma breve visada Epistemológica / Metodológica com considerações sobre procedimentos de integração de métodos diversos que tratam de sistemas naturais distintos, como forma de descrever de modo aplicativo a Geodinâmica Externa, como instrumento de gestão de bacia hidrográfica e dela derivar bases para execução de planos de produção em matriz integrada de energia. TEMAS EFETIVOS para GEODINÂMICA EXTERNA e a PRODUÇÃO de ENERGIA As Tabelas 1 e 2 apresentam sínteses das variáveis de dimensão ampla que devem ser estudadas e para as quais se espera possam ser desenvolvidos sistemas cartográficos dinâmicos que permitam construir tomadas de decisão em diversos níveis da gestão e da execução de projetos. As tabelas 1 a 3 de “Variáveis Econômicas Territoriais” são provenientes da proposição inicial do ramo de conhecimentos “Geociências Agrárias e Ambientais” (Martins, Jr, 1998) e de Martins Jr & Ferreira (2009). CAMPO EPISTEMOLÓGICO e METODOLÓGICO - BALANÇO dos POTENCIAIS de ENERGIA A caracterização do campo epistemológico / metodológico é essencial para que se chegue, de fato, a realizar balanços norteadores de decisões que permitam a construção de matrizes complexas de produção de energia dentro do conceito de autonomia energética de bacias hidro[ 124 ] 3o ABIBER

Tabela 2 – Fatores de Viabilidade Econômica (atualizado de Martins Jr., 1998). Fatores de viabilidade econômica e ecológica das atividades produtivas em relação com uma bacia hidrográfica

ZE-Nan zoneamento econômico — ad natura —

ZE-Nd zoneamento econômico — diagnóstico —

ZE-Np zoneamento econômico — potencialidades e expansão econômicas —

Acesso ao recurso

Disponibilidade do recurso

Disponibilidade do recurso não-renovável Viabilidade de extração e transformação

Sustentabilidade dos ecossistemas envolvidos

Agregação de tecnologia primária

Agregação de tecnologia avançada

Valor de mercado

Demanda e oferta relativas do recurso

Condições e demandas de mercado Finalidades para seu emprego

Justificativa ética das finalidades

Impactos sobre a área geográfica de extração Conservação das áreas sistemicamente importantes

x x x

Valores da extração Custos e dispêndio de energia

Custo de transporte

Problemas relativos à degradação ambiental paisagística

impactos específicos sobre as águas

impactos tardios no ciclo dos recursos naturais / produtos /resíduos

disponibilidade ou não de tecnologia mais limpa

x x

competitividade em função do custo de tecnologia mais eficiente e limpa

retorno social em forma de impostos ambientais e de investimentos sociais

relação com a gestão da bacia hidrográfica na condição usuário-pagador poluidor, ou não possível efeito agregador de incremento populacional na vizinhança da área de produção ou extração

3o ABIBER [ 125 ]

gráficas que se sugere se tome as bacias de 2a ordem como referenciais. São os seguintes temas cartografáveis e quantificáveis:

(19) as Estruturas rúpteis com vistas a se compreender relações de encaixamento fluvial, existência de fontes e o equilíbrio da exsudação e de áreas mais sensíveis a infiltração de poluentes em aquíferos subterrâneos (Figura 1).

(1) identificação das Zonas de recarga de aquíferos, ZRAs, e áreas precisas de recarga, APRs, com finalidade de conservar a infiltração e determinar O conjunto de temas acima permite a elaboração da as boas práticas de uso dos mesmos ‘cartografia do futuro’ ou ‘Desenho de Uso Optimal do (2) o balanço hidrológico da Infiltração natural, con- Território DUOT’ como cartografia do potencial efetivo siderando-se eventualmente produzir Infiltração de emprego das terras e das trocas de energia, massa estimulada e reconhecimento de áreas com Infil- e informação para produção de energia. Tal DUOT pritração bloqueada meiro deve ser oferecido a sociedade como uma hipóte(3) o Escoamento superficial pluvial com o Escoa- se científica ecológica econômica de base, sobre a qual os partícipes sociais devem discutir e chegar a termos mento superficial da componente subterrânea quanto a tese ideal final do DUOT. De acordo com o (4) a Erodibilidade dos solos em face da Erosividade ‘princípio da parcimônia’ entre diversas hipóteses aprepluvial para modelar a sensibilidade ao uso da sentadas como cenários cartográficos (DUOT-C = ) i 1,n terra aquela de i-ésimo número de ordem que for consenso, (5) a Perda universal de solos como referência básica deve ser o cenário que tiver o menor número de sub-hida GE referente a perda e reposição de solos na- póteses que não sejam cabíveis de comprovação, em atendimento ao ‘princípio da parcimonia’. Obviamente turais sendo contornadas questões políticas e em referências (6) o Fator de produtividade de solos fonte de deci- às propriedades privadas e outros aspectos. são sobre plantios (7) a Aptidão de solos indispensável ao plano agrícolas (8) a Declividade pelo modelo digital de elevação indispensável a se considerar regras de ação favoráveis à estabilidade de terrenos (9) a Dinâmica pluvial indispensável aos modelos hídricos (10) a Dinâmica dos ventos, no caso, indispensável aos modelos de produção eólica de energia (11) a Fotoperiodicidade indispensável aos projetos agrícolas (12) a Evaporação, Evapotranspiração real e a potencial (13) a Produtividade primária das Figura 1 – Organograma de correlações e impactos entre os sistemas naturais e os proflorestas nativas, assunto refe- cessos geodinâmicos sob a fonte solar (DFRS – densidade do fluxo da radiação solar; E rencial para a medida de con- é energia); a macaúba é dado destaque pelo seu superior aspecto quantitativo de óleos e outros sub-produtos bioquímicos. servação das bacias / biomas em florestas e campos remaQUANTIFICAÇÃO nescentes e a agricultura praticada A quantificação pode ser desenvolvida com uma (14) os Processos erosivos, a Erosão induzida das duas formas de análise energética, afora aquelas (15) o estado de Conservação eC clássicas da Hidrologia, que são a Análise exergética e/ ou a Análise emergética (Odum, 1996) ambas expressas (16) o estado de Degradação eD em joule. A função E = U - T0 S é a exergia do sistema (17) os Hidropotenciais no estado definido por U e S propriedades do sistema. (18) a Vegetação nativa com vistas a conservação A emergia é calculada em função da normatização dos do bioma e/ou mitigação em situações ecologica- vários cálculos em relação com energia solar incidente mente estratégicas no alto da troposfera por ano (Odum, idem).  [ 126 ] 3o ABIBER

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