2º Anuário Brasileiro das Indústrias de Biomassa e Energias Renováveis by Tiago Fraga

EDITORIAL 2º Anuário Brasileiro das Indústrias de Biomassa e Energias Renováveis O Primeiro Anuário ER, editado em 2012\2013, foi um verdadeiro sucesso. Contribuiu para fortalecer o setor e criar uma referência quanto ás informações mais relevantes para todos os interessados em conhecer mais sobre as Energias Renováveis. Para esta 2ª edição, a publicação vai alcançar objetivos ainda maiores. Com o fechamento de parcerias estratégicas, artigos e matérias que foram escritos pelos principais pesquisadores do setor, conseguimos reunir preciosas informações e estatísticas. Este conjunto de ações deixou a publicação ainda mais completa, além de todo o caminho que foi aberto pela primeira edição, que sem dúvida revolucionou o setor em nível nacional. O crescimento do consumo de energia tem aumentado em todo o mundo e deve se acentuar ainda mais nos próximos anos. Buscar soluções que aumentem a oferta de energia é uma necessidade urgente, também como, que estas soluções sejam Renováveis e Sustentáveis. O Brasil vem inovando e ampliando seu destaque no cenário mundial das Energias Renováveis. O país que tem a Matriz energética mais Limpa e Renovável, não para de dar bons exemplos que é possível fazer ainda mais. Mostrando estar comprometido com esta causa, tem concentrado seus esforços na busca por novas e eficientes tecnologias para geração de energia de forma sustentável e ecologicamente correta. Estudos afirmam que as Fontes Limpas e Renováveis terão suas participações duplicadas na matriz energética mundial até 2020. Isto mostra a força do setor e que seu futuro é de certo muito promissor. Esperamos que o 2º Anuário ER, possa continuar contribuindo nesta fase de reciclagem quanto á produção de energia e suas fontes. Mostrando a importância e o potencial do setor das Energias Renováveis para o Brasil e o mundo! O Editor

E X P E DIE NT E DIRETOR EXECUTIVO

Tiago Fraga TEXTO

FRG MÍDIA BRASIL e colaboradores DIAGRAMAÇÃO E ARTE

Editora Prospere Vorus Design SUPERVISÃO

Carlos Alberto Castilhos REVISÃO

Eliane Oliveira

FOTOS / IMAGENS

CORREÇÃO DE TEXTO

FRG Mídia Brasil / Shutterstock

Maria Cristina Cardoso

GERÊNCIA COMERCIAL E MARKETING:

Bianca Ramos DISTRIBUIÇÃO

Lucas Azambuja TRADUÇÃO (VERSÃO DIGITAL)

Alejandro Regalini VERSÃO DIGITAL

Vorus Design

APOIO RENABIO, APROER, ABVE, INEE, CENBIO, IDEAL, PER, BIOMASSA BR, RECICLAÇÃO, GREEENERGY, JORNAL BRASILEIRO DAS INDÚSTRIAS DE BIOMASSA, ABOISSA, EXPOFOREST, JMA, CBCN, INSTITUTO BESC, ACHEI EDITORA, NÚCLEO TÉCNICO AMBIENTAL RAILTON FAZ, CENTRO DE TECNOLOGIA CANAVIEIRA , UNICA, WBA - Associação Mundial de Bioenergia, APRO-

BIO, NEMPA, CTBE, ABEEOLICA, CEMIG, GOVERNO DE MINAS, ABEAMA, PORTAL BIOMASSA BR. CONTATO

55 (42) 3025 7825

ANUÁRIO 2013/2014 | 3

Índice 06

Energias Renováveis estão entre os principais investimentos

O futuro da Energia Eólica no Brasil

Energia Solar Fotovoltaica no Brasil

Uso de fontes Renováveis para geração de energia elétrica

Brasil busca liderança mundial da produção de Biodiesel

Utilização de Veículos Elétricos no transporte de Cana

O setor da Biomassa e Bioenergia segundo a WBA

O futuro da Energia, alternativas e caminhos para um caminho sustentável

Energívoros

Biogás Biorrefinaria de Cana

Por Elbia Melo, presidente da Abeeolica

Produção de Biocombustíveis no contexto de Biorrefinaria

Etanol de 2ª Geração

CANALYPTUS

O papel da Biomassa na matriz Energética Nacional

4 | ANUÁRIO 2013/2014

Produção e uso do Biodiesel no Brasil e no mundo

30 Florestas Energéticas

68 Geração de Energia Elétrica com aproveitamento de palha de cana-de-açucar

Transformação de Biomassa sólida em combustível “Bio óleo”

Desenvolvimento de novas tecnologias agregam valor no setor Sucroenergético

Biocombustíveis e a política energética

Bioeletricidade, potencial, situação atual e novos desafios

Cenário da safra de Cana-de-Açúcar 2012\2013

Questões centrais da produção de Biomassa para Energia

Sistema Tyrex traz inovação na geração de energia

Pellets de madeira

86 Energia Renovável na Amazônia

126

Produção de Energia com aproveitamento de resíduos

100

Tecnologia para aproveitamento de resíduos sólidos Urbanos

104

As Energias Renováveis no estado de São Paulo

106

Mercado de biomassa

109

Reflexos das emissões dos gases da combustão de Biomassa Colheitas de tocos e raízes para gerar energia

Potencial da madeira para fins Energéticos

112

118

EUCAPIM, opção para gerar energia a baixo custo

122

ANUÁRIO 2013/2014 | 5

Crescem investimentos em energias renováveis

A capacidade instalada de energia renovável já ultrapassou 1.470 GW em todo o mundo. Somente no último ano foram gerados 115 GW novos, instalados em diversos países. E a cada ano vem ocorrendo um aumento médio de 8,5%. A energia eólica representou cerca de 39% da Um relatório do Programa das capacidade adicionada, seguida pela Nações Unidas para o Meio Am- energia hidrelétrica e solar fotovolbiente (PNUMA) aponta que em taica, ambas com 26%. 2012 os investimentos em energias Entre os países investidores em renováveis no mundo totalizaram US$ 244 bilhões, sendo que, deste energias renováveis a China consolitotal, os países em desenvolvimento da-se com destaque nesse mercado, com aumento de 22% dos investiapresentaram o maior crescimento, mentos no último ano, o equivalenchegando a US$ 112 bilhões. Isso te a US$ 67 bilhões. Já o Oriente prova que o mapa dos investimentos Médio e África tiveram o maior cresnas fontes de energia renovável está cimento regional, de 228%, para US mudando sensivelmente: o financia- $ 12 bilhões. mento de projetos e políticas está se deslocando de países desenvolvidos Mesmo com alguns avanços, para nações emergentes. alguns aspectos têm segurado os investimentos no último ano foi a insAlguns estudos confirmam que tabilidade no regime político para as esta tendência de crescimento em energias renováveis em importantes investimentos tende a crescer mui- mercados de economias desenvolvito podendo chegar a US$ 630 bi- das. Em resumo, a desaceleração da economia dos países desenvolvidos lhões por ano em 2030. o mundo inteiro, 138 países já estabeleceram objetivos ou marcos políticos em termos de energias renováveis. Destaque está para o fato que dois terços estão em países em desenvolvimento.

6 | ANUÁRIO 2013/2014

foi decisiva para também reduzir investimentos em renováveis. Diante deste cenário pode-se afirmar uma nova tendência, a de que os futuros investimentos se foquem em países que possam oferecer políticas que criem confiança nos investidores e desenvolvam a necessidade para gerar capacidade extra e recursos de energia renovável fortes. O estímulo ao crescimento dos investimentos em renováveis nos países em desenvolvimento deve-se sobre tudo a redução significativa dos custos das tecnologias solares fotovoltaicas. O custo de gerar um megawatt-hora (MWh) de eletricidade a partir de energia solar fotovoltaica vem caindo em média 30% ao ano, o que levo a energia fotovoltaica residencial de pequena escala a padrões muito mais competitivos. Brasil O Brasil está entre os cinco primeiros países em capacidade de energias renováveis, junto com Chi-

Estudos revelam que, com as tecnologias atuais de energia solar, seria possível atender a 10% da demanda atual de energia elétrica utilizando menos de 5% da área urbanizada do Brasil. No caso da energia eólica, o potencial inexplorado cheNa geração de bioenergia, o país ga a 300 gigawatts (GW), quase três só perde para os Estados Unidos e vezes o total da capacidade instalaa Alemanha, tendo gerado 36 Te- da atualmente no país. rawatts-hora no último ano. Já na Combustíveis Fósseis energia hidrelétrica, é responsável por 8,5% da capacidade global, perA diretora-geral da Agência dendo apenas para a China, e no ano Nacional do Petróleo, Gás Natural passado foi responsável por 6% dos e Biocombustíveis (ANP), Magda novos acréscimos na capacidade glo- Chambriard, destaca que o desabal hidrelétrica. fio do setor é dobrar em dez anos a produção de petróleo e gás natural Na oferta de empregos o setor e as reservas provadas do país, atude energias renováveis é responsá- almente da ordem de 15 bilhões. A vel hoje por cerca de 804 mil postos indústria brasileira do petróleo já de trabalho no setor de biocombus- concentra 63% dos investimentos tíveis e 29 mil no eólico. No setor feitos pelo país no setor energético. solar térmico, o país ficou entre os Ela afirma que, na próxima década, cinco primeiros no último ano em serão necessários investimentos de nova capacidade instalada, embora cerca de US$ 400 bilhões somente tenha correspondido a apenas 0,7% na área de serviços para atender ao dos acréscimos globais. Os investi- setor. mentos neste segmento chegam a A exploração do pré-sal deve US$ 5,4 bilhões, e tendem a aumenemitir mais de 330 milhões de totar consideravelmente a cada ano. neladas de CO2 por ano, quantidade Porém, o entusiasmo do merca- equivalente ao total de emissões da do com as renováveis não acha eco África do Sul. Além disso, há espeno governo brasileiro. Embora seja cialistas que acreditam que não seja o 10º país do mundo mais atrativo tão vantajosa assim, uma vez que no setor, segundo o Índice de Atra- a concorrência no setor petroleiro tividade de Energias Renováveis, da está mais acirrada. consultoria Ernst & Young, o Brasil Muito embora a energia nuainda prefere direcionar os invesclear esteja em retrocesso em todo timentos energéticos em projetos mundo devido aos riscos de acidencomo a exploração do pré-sal. tes radioativos, o Brasil irá investir na, Estados Unidos, Canadá e Alemanha. O grande destaque no segmento de renováveis no Brasil são a energia hidrelétrica, bioenergia e solar térmica, e nos investimentos e produção de biodiesel e etanol.

Diante deste cenário, a perspectiva é que 70% de todas as novas usinas de geração de energia elétrica serão de fontes renováveis – principalmente solar e eólica, embora o cálculo também considere as grandes hidrelétricas. Apesar da perspectiva positiva, esse crescimento ainda não será suficiente para que as renováveis ultrapassem os combustíveis fósseis em relação às usinas já instaladas, geralmente subsidiadas.

R$ 850 milhões no setor, que ainda prevê a construção de um reator que produzirá energia limpa para utilização medicinal. Contudo, o grande destaque do governo federal na área energética continua sendo as hidrelétricas. De acordo com o Observatório de Investimentos na Amazônia, há 30 usinas hidrelétricas planejadas ou em construção na Amazônia. Além disso, está em discussão a constru-

ção de mais 87 Pequenas Centrais Hidrelétricas (PCHs) na Bacia do Alto Paraguai. Somente no PAC II, estão previstos investimentos da ordem de R$ 94,14 bilhões para construção de hidrelétricas na região – R$ 67,3 bilhões para obras em andamento (Jirau, Santo Antônio, Belo Monte, Santo Antônio do Jari, Colider, Teles Pires, Estreito, Ferreira Gomes) e R$ 26,7 bilhões em novos projetos (São Luiz do Tapajós, Jatobá, São Manoel, Sinop). Os impactos ambientais neste caso podem ser grandes, e estudos mais detalhados estão sendo realizados. Mesmo assim a perspectiva na área energética brasileira é positiva devido aos investimentos privados em energia renovável no Brasil. Grande parte devido ao vasto potencial da energia eólica, principalmente no Nordeste brasileiro, onde novas avaliações indicam que a força eólica é duas vezes maior que a demonstrada no mapa de vento hoje. A Bahia lidera os investimentos eólicos no país, com R$6,5 bilhões até 2014 e cinco mil empregos. A tendência é que, até 2020, 10% da energia baiana seja gerada a partir do vento. No primeiro semestre o Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico e Social (BNDES) autorizou termo de cooperação destinando R$3 bilhões para o desenvolvimento de inovações na área energética do país. A soma ainda é modesta se compararmos aos números envolvidos nos outros setores, mas representa um pontapé inicial em uma área até então menosprezada: a eficiência. Estudo da Associação Brasileira das Empresas de Serviços de Conservação de Energia (Abesco), revela que cerca de 10% dos 430 terawatt-hora (TWh) consumidos no país a cada ano são desperdiçados, volume ANUÁRIO 2013/2014 | 7

superior ao consumido pelo total da o Instituto Acende Brasil, os canapopulação do estado do Rio de Ja- viais existentes no Brasil poderiam neiro, que alcança cerca de 36 TWh. gerar cerca de 14 milhões de quilowatts/ano. Renováveis Além da cana-de-açúcar, os resíEntre as energias renováveis no duos sólidos também têm grande poBrasil, a solar tem um grande poten- tencial, por meio de energia retirada cial. Em segundo lugar está a eólica do biogás. A previsão é que as tecnoe, em seguida, a biomassa a partir logias de gaseificação de biomassa de resíduos agrícolas, industriais e tornem-se competitivas apenas em florestais. 2020, segundo o Plano Nacional de Um estudo realizado recente- Energia 2030, elaborado pelo Conmente pelo WWF - World Wildlife selho Nacional de Política EnergétiFund, referente a políticas para fon- ca. O plano prevê a entrada em opetes renováveis de energia elétrica no r a ção Brasil, destaca que, independente de grandes hidrelétricas, o país tem capacidade para aumentar em, pelo menos, 40% a produção de eletricidade a partir de fontes renováveis alternativas, sobretudo se investir na geração de energia eólica e biomassa. No caso da eletricidade gerada a partir do vento, o Brasil é capaz de produzir 300 milhões de quilowatts por ano . Atualmente, não produzimos nem a metade, 114 milhões de quilowatts/ano. Na Biomassa, o potencial de geração de eletricidade é calculado a partir da disponibilidade de bagaço de cana-de-açúcar, mas de principal fonte desta modalidade no de sistegaseificação de biomassa no setor país. Existem 440 usinas de cana-de -açúcar em atividade no Brasil, mas sucroalcooleiro que gerarão 5% da a maioria delas produz energia so- energia do país. Já a previsão para mente para suprir as necessidades 2030 é que essa participação cresça energéticas das próprias unidades para 13%. A energia solar pode produzir o de processamento do setor sucroalcooleiro. Apenas 100 usinas pro- dobro da energia que Itaipu usando duzem eletricidade para o sistema uma área equivalente ao lago desta elétrico nacional. De acordo com a usina hidrelétrica.Como exemplo União da Indústria de Cana-de-açú- , pode ser citado que se o espelho car (UNICA), o potencial de geração do lago de Itaipu fosse totalmente de eletricidade dessa fonte é de 1,5 coberto com painéis fotovoltaicos milhão de quilowatts/ano. Segundo seria possível produzir 183 milhões 8 | ANUÁRIO 2013/2014

de quilowatts/ano, contra cerca de 90 milhões que Itaipu produziu em 2011. Biocombustíveis O Programa Nacional de Produção e Uso de Biodiesel (PNPB) é um programa interministerial do Governo Federal que objetiva a implementação de forma sustentável, tanto técnica, como economicamente, a produção e uso do Biodiesel, com enfoque na inclusão social e no desenvolvimento regional, via geração de emprego e renda. Principais diretrizes do PNPB: • Implantar um programa sustentável, promovendo inclusão social; • Garantir preços competitivos, qualidade e suprimento; • Produzir o biodiesel a partir de diferentes fontes oleaginosas e em regiões diversas. O Brasil desenvolve pesquisas sobre biodiesel há quase meio século e foi um dos pioneiros ao registrar a primeira patente sobre o processo de produção de combustível, em 1980. Pode-se dizer que o País já dispõe de conhecimento tecnológico suficiente para iniciar e impulsionar a produção de biodiesel em escala comercial, embora deva continuar avançando nas pesquisas e testes sobre esse combustível, como aliás se deve avançar em todas as áreas tecnológicas, de forma a ampliar a competitividade do produto. Em resumo, é só usar e aperfeiçoar o que já temos. No âmbito do Programa Nacional de Produção e Uso do Biodiesel, o módulo de Desenvolvimento Tecnológico é coordenado pelo MCT, o

território nacional. qual abrange a constituição da Rede modelagem de sistemas; processaBrasileira de Tecnologia de Biodie- mento e transformação. Os projetos são elaborados e sel, cujo escopo é a consolidação de As ações nas demais áreas con- executados com acompanhamento e um sistema gerencial de articulação templam o seguinte: supervisão do MCT, evitando-se redos diversos atores envolvidos na 1. Programa de testes e en- petição de esforços, promovendo-se pesquisa, no desenvolvimento e na saios com motores no senti- parcerias, adequando-se a realidade produção de biodiesel, permitindo do de avaliar a viabilidade do e vocações estaduais ao Programa assim a convergência de esforços e aumento gradativo da mistura Nacional e controlando-se a aplicaotimização de investimentos públição de recursos, no sentido de otimido biodiesel ao diesel. cos. 2. Desenvolvimento (oti- zá-la. (Pesquisa MME) Outro objetivo relevante da mização) de tecnologia para Energia Eólica rede é a identificação e eliminação produção de biodiesel em labode gargalos tecnológicos que veratório e em escalas adequadas A energia eólica no Brasil teve nham a surgir durante a evolução às produções locais de óleo, de seu primeiro indício em 1992 com o do Programa Nacional em questão, forma a garantir qualidade e início da operação comercial do prio que será feito por meio de conseconomicidade. meiro aerogerador instalado no Bratante pesquisa e desenvolvimento 3. Destino e uso dos co sil, que foi resultado de uma parceria tecnológico realizados no âmbito de -produtos (glicerina, torta, entre o Centro Brasileiro de Energia parcerias entre instituições de P&D farelo etc.) para que seja ga- Eólica (CBEE) e a Companhia Enere o setor produtivo. rantida a agregação de valor e gética de Pernambuco (CELPE), Na busca de atingir estes obcriadas outras fontes de renda através de financiamento do institujetivos nos próximos meses estão to de pesquisas dinamarquês Folkepara os produtores. realizado 5 workshops regionais e 4. Caracterização e con- center. Essa turbina eólica, de 225 2 nacionais no âmbito da Rede. O trole de qualidade do com- kW, foi a primeira a entrar em opeprimeiro seminário nacional terá bustível. Caracterização do ração comercial na América do Sul, também o objetivo de fazer o lançaóleo in natura, dos combustí- em 1992, localizada no arquipélago mento oficial da rede (evento). veis oriundos de diversas ma- de Fernando de Noronha (PernamNo decorrer de 2003 e 2004, fotérias-primas e suas misturas, buco). ram elaborados projetos em parceria com análise da qualidade seDurante os dez anos seguintes, com 23 Estados, os quais firmaram gundo critérios e normas es- porém, pouco se avançou na consoentre si um Acordo de Cooperação. tabelecidos. Desenvolvimento lidação da energia eólica como alterEste trabalho permitiu o mapeade metodologias para análise e nativa de geração de energia elétrica mento da competência instalada no controle de qualidade, visando no país, em parte pela falta de polípaís, servindo como base para a espraticidade e economicidade. ticas, mas principalmente pelo alto truturação e implantação da Rede. 5. Critérios e formas de custo da tecnologia. A execução dos projetos e dearmazenamento do biodiemais atividades no âmbito da Rede sel e das misturas (biodiesel & Durante a crise energética de contam R$ 12 milhões dos Fundos diesel), visando ao alcance das 2001 houve a tentativa de incenSetoriais de C&T alocados em 2003 condições ideais de condicio- tivar a contratação de empreendie 2004. Estão sendo pleiteados nonamento do produto. Estudos mentos de geração de energia eólica vos recursos em 2005. Ressalta-se quanto ao período de armaze- no país. Criou-se então, o Prograainda que todos os Estados entranamento e à necessidade de ma Emergencial de Energia Eólica ram com contrapartida. uso de aditivos. – PROEÓLICA. Esse programa tiAs ações de P&D estão divididas nha como objetivo a contratação de 6. Estruturação de labonas seguintes áreas: Agricultura; ratórios e formação de RH, 1.050 MW de projetos de energia Bens de Capital e Processos Produrelevantes para atendimento eólica até dezembro de 2003. Já se tivos; Rotas Tecnológicas; Co-proàs demandas do mercado de falava, então, da complementaridadutos. biodiesel – quanto ao suporte de sazonal do regime de ventos com técnico à produção, controle os fluxos hidrológicos nos reservaNa área de Agricultura as ações de qualidade do combustível tórios hidrelétricos. Esse Programa, são planejadas e executadas em conproduzido e mão-de-obra es- no entanto, não obteve resultados, junto com a EMBRAPA, sendo conpecializada – cuja produção e foi substituído pelo Programa de sideradas as seguintes linhas: zonedeverá ocorrer em plantas ins- Incentivo às Fontes Alternativas de amento pedoclimático; variedades taladas de forma dispersa no Energia Elétrica, o PROINFA. vegetais e oleaginosas; economia e ANUÁRIO 2013/2014 | 9

As perspectivas para o final de Além de incentivar o desenvolvimento das fontes renováveis na 2017 indicam 8,7 GW de eólica em matriz energética, o PROINFA abriu operação na matriz elétrica brasileicaminho para a fixação da indústria ra. (Pesquisa ABEEOLICA) de componentes e turbinas eólicas Biomassa no país. No caso específico da biomasNo final de 2009 ocorreu o Se- sa de madeira estudos revelam que gundo Leilão de Energia Reserva atualmente esta fonte responde por (LER), que foi o primeiro leilão de 8,7% da matriz energética mundial comercialização de energia voltado e 13,9% da brasileira. A oferta de exclusivamente para a fonte eólica. biomassa florestal se dá por resíO Leilão de Energia Reserva con- duos (florestais, industriais ou urtrata um volume de energia além banos) ou plantações de florestas daquele estimado para suprir a de- energéticas. Os resíduos florestais e manda do país, para ser utilizada, ndustriais são a maior oportunidaconforme a sua denominação, como de no curto prazo, enquanto a oferta reserva de Garantia Física ao siste- oriunda de plantações de finalidade ma elétrico. exclusivamente energética ainda é incipiente e está restrita a alguns O 2º LER foi um sucesso com a países, mas tem grande potencial contratação de 1,8GW e abriu por- de desenvolvimento no longo prazo, tas para novos leilões que ocorreram em especial no Brasil. A peletização nos anos seguintes. Em agosto de diminui o teor de umidade da ma2010 foram realizados o 3ºLER e o deira e aumenta sua densidade, amLeilão de Fontes Alternativas (LFA) pliando as possibilidades de coméronde foram contratados 2GW de cio internacional, em face das dimifonte eólica. Esses leilões não tra- nuições do custo relativo do frete, de balhavam mais com o modelo exclu- forma que o pellet de madeira é hoje sivamente eólico, mas sim contem- a biomassa sólida para fins energéplavam diversas fontes renováveis ticos mais negociada no mundo. O competindo entre si para negociar maior desenvolvimento desse mersua energia no leilão. Já em 2011 cado está intrinsecamente relaciocontamos com mais três leilões, o 4º nado à oferta de matéria prima. LER, o A-3 e o A-5 onde a fonte eóliA biomassa é uma fonte de enerca teve grande destaque ao negociar gia renovável e, se utilizada da mao total de 2,9GW. Por fim, no mês de neira correta, pode ser também susdezembro de 2012 ocorreu o leilão tentável. O processo de renovação A-5, que contratou energia para iní- realiza-se pelo ciclo de carbono, em cio de suprimento em 2017. Neste que as plantas capturam o CO2 da leilão foram contratados 281,9MW. atmosfera. A utilização da biomasAlém do PROINFA e dos leilões, a fonte eólica também comercializa sua energia, em uma escala menor, no Mercado Livre onde as condições contratuais são livremente negociadas entre as contrapartes. Como resultado do PROINFA, dos leilões realizados e do mercado livre, ao final de 2012, o Brasil possui 108 parques eólicos que totalizam 2,5 GW de capacidade instalada. 10 | ANUÁRIO 2013/2014

sa de madeira torna-se sustentável quando a oferta do insumo se dá por meio de manejo ﬂorestal adequado ou de resíduos ﬂorestais, industriais ou urbanos. Entretanto, em muitos países em desenvolvimento, uma parcela da oferta de madeira ainda é oriunda de desmatamentos. Outro fator importante para a sustentabilidade do uso da biomassa como energia é a correta contabilização de todas as emissões de gases causadores do efeito estufa, ao longo de toda a cadeia.

No lado da demanda, segundo a consultoria Pöyry, o grande destaque em 2015 ainda será a Europa Ocidental, com um market-share de 66,2%, impulsionado por um crescimento médio no período 2008-2015 de 8,1% ao ano A expectativa da consultoria é de que em 2015 sejam consumidos 23,4 milhões de toneladas de pellet de madeira no mundo. Ainda segundo a Pöyry, as perspectivas são muito favoráveis a esse mercado, em especial na União Europeia. Considerando somente o potencial de combustão, se as plantas operadas a carvão mineral queimassem com 5% de pellets de madeira, seriam demandados 41 milhões de toneladas por ano, algo como 3,5 vezes a produção mundial de 2008. A biomassa de madeira apresenta-se como uma alternativa viável à utilização dos combustíveis não renováveis na produção de energia. A vantagem dessa utilização, contudo, está longe de ser absoluta, pois necessita da reunião de condições especíﬁcas ou de incentivos governamentais para se materializar. O impacto das recentes metas anunciadas pela União Europeia prova esse ponto. O maior desenvolvimento deste mercado está intrinsecamente relacionado à possível adoção de metas de redução de emissão de CO2, tanto por países desenvolvidos quanto por países em desenvolvimento. Do lado da oferta, os resíduos ﬂorestais e industriais são a maior oportunidade no curto prazo. No entanto, é necessário maior desenvolvimento de infraestrutura logística para aproveitamento desses resíduos, em especial nos países em desenvolvimento. No Brasil, já existe ampla utilização da madeira como energia no setor de celulose, por meio do licor negro, mas ainda reside um imenso potencial de exploração de resíduos em outras indústrias madeireiras.

A inserção das fontes de energia renováveis no processo de desenvolvimento da matriz energética do país: A participação da Energia Eólica Elbia Melo Economista, Doutora pela Universidade Federal de Santa Catarina, Presidente da Abeeólica.

No ano de 2012, o Brasil figurou no cenário internacional ocupando a oitava posição em aumento de capacidade instalada da fonte eólica de energia, acrescendo 1 GW no sistema. A China, líder mundial em produção, aumentou sua produção em 13,2 GW, seguida pelos EUA com 13,1 GW.

em grande parte, em processo de construção. Com esse montante o Brasil vai encerrar o ano de 2017 com 8,8 GW de capacidade instalada, o que já corresponde a cerca de 5,5% da matriz elétrica nacional, fato que posiciona o Brasil entre os 10 primeiros países do mundo em produção de energia eólica.

Embora o Brasil tenha apresentado destaque em termos de investimentos em energia eólica, o País ainda não ocupa uma posição relevante em termos de participação da capacidade instalada. O Brasil possui hoje 2,8 GW de capacidade instalada de energia eólica, correspondendo a 2% da matriz elétrica nacional. Em termos de atendimento ao mercado, este montante é de 1%, em contraste com países como a Dinamarca, Espanha e Portugal que possuem mais de 20% desta fonte atendendo os consumidores, conforme apresenta o gráfico abaixo:

O recente e acelerado crescimento dessa fonte de energia no Brasil tem despertado uma série de questões à respeito da politica energética aplicada no País, em especial para as fontes renováveis. Ao buscar responder essas questões se faz importante considerar alguns aspectos: i) O Brasil é um país naturalmente renovável em termos de produção e consumo de energia e possui a maior quantidade de recursos renováveis no mundo;. ii) Não existe uma política nacional de fontes renováveis; iii) Não existe uma política energética de longo prazo no País.

O cenário atual, entretanto, não reflete a realidade brasileira nos últimos três anos, quando o país passou a investir massivamente na fonte eólica. De 2009 a 2012, quando da realização de seis leilões competitivos de energia, foram contratados 7,1 GW, os quais estão, 12 | ANUÁRIO 2013/2014

Segundo dados do BEN – MME – 2012, a matriz energética mundial apresenta a participação de 13% de energias renováveis e de 81% de combustíveis fósseis. O Brasil, por sua vez, apresenta uma matriz energética de 44% de fontes renováveis e 55% de combustíveis fósseis. Em termos de produção de eletricidade, é o país mais renovável do mundo, pois a geração de energia efetiva provém de cerca de 90% de energia renovável, com 452TWh de geração de energia elétrica em 2011 e 444TWh em 2012.

A experiência do Brasil com a crise de suprimento no biênio 2001-2002 trouxe lições importantes quanto à necessidade de diversificação da oferta de energia. Desde então houve uma busca para a transformação da matriz elétrica, ora fortemente fundamentado em bases hidrelétricas, para um sistema hidrotérmico, além da introdução do PROINFA- Programa de Incentivos para Fontes Alternativas de Energia, que teve o objetivo de inserir na matriz as fontes renováveis não convencionais de energia, como eólica, biomassa e PCHs.

Desde 2004, foram realizados 14 leilões de energia nova, dois leilões de fontes alternativas, quatro leilões de energia de reserva, além dos leilões das hidrelétricas de Jirau, Santo Antonio e Belo Monte. Foram contratados no total 63,6 GW de capacidade instalada, sendo 43% de hidrelétrica, 40% de térmicas, 12% de eólica e 5% de biomassa. O preço destes recursos vem apresentando preço marginal da ordem de R$135,00/MWh, em média. Nestes 10 anos, o País acrescentou 42 GW de capacidade instalada de geração e 14.870Kms de linhas de transmissão. Além disso, o Programa Luz para Todos incluiu nos últimos anos cerca de 3 milhões de Hoje o Brasil apresenta uma matriz elétrica com lares brasileiros, o que corresponde a 14,7milhões de 123 GW instalados, composta por 69% de hidrelétricas, pessoas. 10% de Gás Natural, 10% de Biomassa, 6% de derivaEntretanto, os recentes acontecimentos e as “acalodos do Petróleo, 2% de Nuclear, 2% de carvão e 2% de radas” discussões em torno da oferta de energia elétrica eólicas. O País dispõe de diversas opções de geração de no Brasil, tem acendido uma “luz amarela” a respeito energia limpa para sua expansão, incluindo a hidroeledos rumos que a política energética vem adotando e de tricidade, a energia eólica, a cogeração, a biomassa e a seus possíveis efeitos no longo prazo. energia solar. A drástica queda no nível de reservatórios no período úmido de outubro de 2012 abril de 2013 e, portanto, a necessidade de despacho de usinas térmicas, demonstram a importância de repensar o modelo elétrico brasileiro sob uma perspectiva mais ampliada. É fato que o modelo de leilões, implementado a partir de 2004, está se mostrando muitíssimo eficiente na medida em que permitem um alto grau de competição entre os players e, portanto, preços de suprimento módicos para a energia elétrica. Tal modelo vem sendo “copiado” por muitos outros países e vem influenciando o modo de pensar inclusive na contratação das energias renováveis não convencionais que, historicamente, foram contratadas por meio de subsídios.

Gráfico 1 – Matriz Elétrica Brasileira

O setor eólico no Brasil é emblemático, na medida em que esta fonte tem apresentado resultados importantes desde 2009, quando inserida no modelo competitivo de contratação, e atingiu patamares de preços equivalentes a metade do que havia sido pago inicialmente no PROINFA, em 2004. Tal feito sinalizou o potencial de crescimento desta fonte no mercado e, desde então, os sucessivos leilões consolidaram sua competitividade, quando essa a energia eólica atingiu patamares de preços da ordem de R$100,00/MWh, tornando-se a segunda fonte mais competitiva do Brasil. Neste período, no qual a fonte participou de sete leilões, foram contratados 7,1 GW de novos projetos, os quais elevarão o volume de instalações de energia eólica para 8,8 GW até 2017.

Desde a formulação e implementação de “um novo modelo para o setor elétrico brasileiro”, no biênio 2003/2004, já se passaram 10 anos. De lá pra cá, o Brasil evoluiu consideravelmente no sentido de propiciar um setor elétrico adequado, com um marco regulatório estável e sinais positivos aos investimentos. Os pilares preconizados pelo modelo proposto: segurança no abastecimento, modicidade tarifária, estabilidade regulatória e universalização do serviço vêm sendo perseguidos pelo governo, embora se reconheça que haja um A trajetória da política energética e, em particular, peso muito maior para a variável preço do que para as para o setor elétrico dos últimos dez anos, deixa claro demais. uma função objetivo de modicidade tarifária que vem ANUÁRIO 2013/2014 | 13

sendo perseguida independente das fontes de energia que vem sendo contratadas no leilão, destaque-se que, de 2004 a 2009, foram contratadas em leilões regulados cerca de 11 GW médios de fonte termelétrica, o que corresponde a 60% do que foi contratado nestes certames, sendo que 26 pontos percentuais se referem a óleo combustível. Conforme figura abaixo.

Foram pagos, por essas fontes, um preço médio de R$ 140,00/Mwh, apenas para a receita fixa, sendo que se efetivamente essas térmicas venham a gerar o custo é em média R$ 400,00/MWh. Destaque-se que de, a partir de janeiro, foi necessário manter em geração cerca de 13 GW médios de usinas termelétricas, sendo que algumas delas apresentam custos acima de R$800,00/ MWh. Esse custo total em termos de Encargos de Serviços de Sistema, ultrapassam 5 bilhões de reais. Os números apresentados acima podem nos trazer lições importantes caso tenhamos a perspicácia e capacidade de percebê-las e aproveitá-las. A experiência recente do Brasil ao gerenciar a situação de baixo nível dos reservatórios, demonstra a grande importância de uma boa combinação de todas as fontes de geração de energia disponíveis e deixa claro a importância de se levar em conta a complementariedade entre essas fontes. Por isso, o País não pode abrir mão de nenhuma fonte de energia, mas deve sim calibrar e equilibrar sua matriz com o objetivo de alcançar o ótimo de longo prazo, traduzido em eficiência econômica e sustentabilidade cioambiental. O histórico do setor elétrico a partir da crise de suprimento em 2001 e a grande reforma ocorrida em 2004, somadas a corrida recente da operação do sistema, onerando os custos de produção de energia, demonstra claramente que o Brasil não possui uma po14 | ANUÁRIO 2013/2014

lítica energética estruturada de longo prazo, passando por momentos de stop and go, por objetivos políticos de curto prazo. Os números e argumentos apresentados também mostram que a despeitos dos sucessivos equívocos para o setor elétrico, o potencial de energia renovável existente no país e a grande participação das fontes renováveis na matriz elétrica (e energética), nos permite buscar, no longo prazo, uma matriz diversificada e segura em termos de suprimento. Neste sentido é primordial calibrar a matriz de forma limpa, renovável e segura. Contudo é fundamental levar em conta, em um processo de decisão otimizada e racional, a importante participação dos empreendimentos termoelétricos como componente da segurança energética, uma vez que os recursos renováveis por si só não são capazes de suprir as necessidades do sistema em situações adversas da natureza. Ademais, por questões de política ambiental, o Brasil está, cada vez mais, abrindo mão de expandir o sistema hidrelétrico com reservatórios, o que torna o País dependente, de forma crescente, das termelétricas. Entretanto, há de se considerar que a participação das termelétricas na matriz, como nas demais fontes, deve ser vista em uma ótica operativa de longo prazo, não podendo ser contratadas fontes com baixo preço em contratos de disponibilidade e com custos de geração impagáveis no curto prazo, como a experiência atual demonstrou. Do lado da demanda, o desenvolvimento tecnológico permite novos modelos de negócio, nos quais o consumo racional de energia elétrica pode ser um importante componente do equilíbrio de longo prazo da matriz, na medida em que sistemas como Smart Grid e Net Metering podem permitir, por parte do consumidor, o gerenciamento do consumo e, portanto, o uso racional desse escasso recurso. Neste contexto, observa-se atualmente a necessidade do Brasil de rediscutir a matriz energética brasileira e o atual modelo de contratação de energia, que vinha sendo pautado, nos últimos três anos, essencialmente em preços. Tal discussão, salutar para o País, mostra-se sensata e oportuna.

Energia Solar Fotovoltaica no Brasil

ol e telhados não faltam no ambiente urbano brasileiro. E, desde janeiro de 2013, os consumidores que desejarem gerar sua própria energia a partir do sol podem injetar energia na rede da distribuidora em troca de créditos em kWh na conta de luz. A resolução normativa 482/2012 da Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) estabeleceu os procedimentos gerais para a conexão à rede de micro (até 100 kW) e minigeradores (de 100 até 100 kW) de fontes renováveis. “Quem antes era apenas consumidor agora também pode gerar, e não apenas para si mesmo”, explica o especialista em regulação da distribuição da ANEEL, Daniel Vieira. Os créditos recebidos poderão ser utilizados em até 36 meses.

Contudo muitos brasileiros ainda não sabem dessa possibilidade. Em um esforço para disseminar essa informação, o Instituto para o Desenvolvimento das Energias Alternativas na América Latina (IDEAL) lançou uma série de ferramentas gratuitas dentro do seu projeto América do Sol. A mais inovadora é o Simulador Solar (www.americadosol.org/simulador) que permite a qualquer brasileiro calcular de forma gratuita o tamanho de um sistema fotovoltaico (FV) para uma edificação, seja uma casa ou um negócio. Lançado em março, em 4 meses, foram feitas mais de 9 mil simulações.

O consumidor pode em seguida acessar o Mapa de Empresas do Setor Fotovoltaico (www. americadosol.org/ fornecedores) para Com a população localizar, entre concentrada em conmais de 200 emglomerados urbanos presas, aquela que distantes de onde é está mais próxima produzida a eletricidade, a geração distribuída passa a para solicitar um orçamento de instalação. Como esse ser um interessante instrumento para garantir o abas- é um mercado disperso e formado principalmente por tecimento energético das cidades de um modo eficiente pequenas empresas, essa ferramenta ajudou tanto os e ambientalmente correto. empresários, que passam a ser conhecidos pela popula16 | ANUÁRIO 2013/2014

ção, quanto o consumidor, que antes não sabia a quem R$ 1.000,00 e R$ 5.000,00. recorrer para instalar um sistema fotovoltaico. Se o consumidor é um empresário e quer fazer esse Antes de instalar um sistema FV, muitos consumi- investimento para mostrar aos seus clientes o comprodores também não sabem como proceder junto à sua misso com ações de sustentabilidade, ele pode contar distribuidora para participar do sistema de compen- com o Selo Solar (www.selosolar.com.br). Concedido para sação de energia (criado pela resolução 482/2012) e empresas que consomem eletricidade solar, o Selo Socomo conectar seu micro ou minigerador à rede. Esse lar foi criado pelo IDEAL em parceria com a Câmara de processo é explicado passo a passo na cartilha educativa Comercialização de Energia Elétrica (CCEE) e permite a “Como faço para ter eletricidade solar em minha casa?” população reconhecer as empresas que hoje já investem (www.americadosol.org/guiaFV). nessa fonte energética. A primeira empresa credenciada foi a mineira PGM Sistemas, de Uberlândia, que atua Primeiro e única do tipo no Brasil, a versão digital no setor de tecnologia e informação. recebeu quase 10 mil visitas em menos de quatro meses. Já a versão impressa é distribuída gratuitamente Com tais ações, o IDEAL contribui na disseminação para empresas instaladoras, que a utilizam como ferrada energia fotovoltaica no país. Assim, contribui para menta de apoio na orientação aos clientes. encurtar a distância entre as inovações tecnológicas e a O IDEAL criou ainda um incentivo econômico para aceitação geral de um novo paradigma energético, focaos primeiros investidores em microgeração distribuída do na geração próxima ao consumo, com maior empreno Brasil. O Fundo Solar (www.americadosol.org/fundo- go de fontes renováveis de energia e ações que promosolar), uma parceria com a alemã Grüner Strom Label vam a eficiência energética. (GSL, ou Selo de Eletricidade Verde), concede apoio Fonte: Instituto Ideal financeiro não reembolsável para consumidores resi- O Instituto para o Desenvolvimento das Energias Alternadenciais e empresários na instalação de microgeradores tivas na América Latina (IDEAL) é uma instituição sem fins fotovoltaico com potência de até 5 kWp. O fundo possui lucrativos, com sede em Florianópolis, que atua no fomento um total de 25.000,00 euros e cada projeto recebe entre das energias renováveis (www.institutoideal.org). ANUÁRIO 2013/2014 | 17

“O Brasil e o uso de suas fontes renováveis na geração de energia elétrica para o mercado consumidor de eletricidade” Ruberval Baldini Empresário e presidente da ABEAMA.

De acordo com a Agência Internacional de Energia (AIE), cerca de 1,3 bilhão de pessoas ainda não tem acesso à eletricidade, o que pressupõe uma expansão preponderante desta fonte energética para as próximas décadas. A comunidade internacional, desde metade do século passado, considera a energia como um tema estratégico no conceito de desenvolvimento sustentável e usos mais eficientes dos recursos naturais e da preservação do meio ambiente. Poucas questões são mais estratégicas do que a energia, no Brasil este tema tem sido questionado por vários segmentos da sociedade que buscam uma forma mais sustentável para nosso crescimento estratégico nos próximos 30 anos, chegando a ser proposta uma nova visão para a política das “Novas Renováveis”.

Dados do Ministério de Minas e Energia informam que no Brasil, o consumo de eletricidade cresceu a uma taxa de 5,8% a.a. entre 1973 e 2011, taxa superior à verificada nos países não OCDE. O consumo residencial ficou com taxa de 6,3% a.a. e o consumo industrial com 4% a.a. A demanda total de energia do Brasil (OIE) ficou com taxa de 3,2% a.a., um pouco abaixo do crescimento médio do PIB, de 3,4% a.a. Para os próximos 10 anos, os estudos de planejamento energético do MME, mais especificamente do Plano Decenal de Expansão de Energia (PDE 2021), indicam uma taxa de crescimento de 4,9% a.a. para o consumo de eletricidade e a mesma taxa para a demanda total de energia, para um cenário de PIB de 4,7% a.a. Embora as premissas sejam de crescimento moderado dos setores intensivos em energia, a Copa do Mundo de 2014, as Olimpíadas de 2016 e o desenvolvimento do PréSal deverão alavancar o crescimento da demanda de energia.

Dentre todas as formas de energia, a eletricidade é a que melhor se ajusta à vida moderna. De fato, a energia elétrica é a fonte mais nobre, considerando os aspectos técniO Brasil de hoje tem mais de cos, econômicos e socioambientais, 40% da sua Matriz Energética consé a que mais contribui, de maneira tituída pelas Energias Renováveis, significativa, para o desenvolvimensegundo informações do Ministério to e o bem-estar da sociedade. de Energia, este é um fato de releVerificando que a dinâmica do vante destaque se comparado com consumo de energia elétrica como países desenvolvidos que tem meforma de sucesso está se integran- nos de 15% das ER em sua Matriz do na vida do brasileiro, alimentado Energética. Entretanto devemos pelo aumento da renda e incentiva- refletir sobre nossa política energédo ao consumo de eletrodomésticos, tica, se considerarmos que a tecnogera uma necessidade acelerada no logia predominante para a geração aumento da oferta de energia elé- de energia, via usinas hidroelétricas trica criando um desafio ao planeja- renováveis, não responde satisfamento energético do governo. toriamente a alta demanda, da po18 | ANUÁRIO 2013/2014

pulação brasileira, excessivamente consumista, que é mantida pela entrada, cada vez mais frequentes das usinas termoelétricas a gás, não renováveis, para suprir o consumo crescente nas cidades e os eventuais apagões cada vez mais frequentes. Por ter uma matriz de OIE (Oferta Interna de Energia) com alta participação de fontes renováveis, apresenta baixo indicador de emissões pelo uso de energia, de 1,45 tCO2/tem. Já em países com alta participação de fontes fósseis, como a China, por exemplo, o indicador pode passar de 3 tCO2/tep. No mundo a média é de 2,38 tCO2/tep. Em pronunciamento em novembro de 2011 o Ministro Edson Lobão declarou que “O Brasil precisará dobrar a sua capacidade instalada de produção de energia elétrica para atender em 15 anos a demanda brasileira com base na taxa de crescimento de consumo de energia elétrica no país verificada em 2010, e para isso precisará usar de todas as fontes disponíveis.”. Levando em conta este dado e aliado ao fato de termos um imenso potencial das “novas” fontes renováveis (solar, eólica, biomassa), disponíveis em todo o território brasileiro que ainda estão por serem exploradas adequadamente, se pode concluir que será preciso começar a mudar o paradigma de geração de energia elétrica do país, considerando que a hidroeletricidade no Brasil é a fonte básica da Matriz Elétrica no modelo interligado de geração, transmissão e distribuição.

Uma mudança de qualidade que englobe o conceito de sustentabilidade e matriz limpa se faz necessária para a implantação de uma política agressiva, talvez, ainda recuperando iniciativas usadas pelo governo brasileiro na década de 80, para a implantação de tecnologias de energia solar térmica de aquecimento, que permitiu o atual parque industrial de coletores solar existente. Sabemos que hoje as tecnologias para a geração solar fotovoltaica, e geração solar térmica, tem um grau desenvolvimento mundial maturidade que permite serem consideradas para início de inclusão na Matriz Elétrica Brasileira, acompanhando o exemplo da energia eólica e de biomassa, e do desenvolvimento da cadeia produtiva do setor.

biomassa tem uma participação ainA geração com o uso da tecnoda inexpressiva e longe de refletir o logia de biomassa tem defensores potencial de suas aplicações pela so- que prevê para os próximos anos um crescimento baseado no setor ciedade brasileira. agroindustrial alcooleiro, e em diFaz-se urgente aprofundar as versos outros setores agroindusanálises técnicas e sociais nas impli- triais com o uso da cogeração e aprocações que cada uma dessas tecnolo- veitamento de resíduos sólidos. gias terá no futuro, dentro de uma A Energia solar fotovoltaica a visão estratégica de longo prazo, partir da Resolução 482 da ANEcomo formas de geração de eletrici- EL de junho de 2012 terá um papel dade para próximas gerações de con- importante a ser considerado e se sumidores no Brasil, um país rico houver o incentivo adequado para dos insumos vento, sol e biomassa, sua participação na geração disentre outras ainda não consideradas tribuída e poderá ser uma solução como a energia das ondas. para a expansão da oferta localizada tendo cada consumidor a possibilidade de gerar sua própria energia em casa.

Este é um ponto chave para reflexão e para uma mudança de paradigma que permita nova ótica na formulação de políticas para a energia elétri- CEPEL - Centro de Pesquisas de Energia Elétrica. ca. O modelo de desenvolvimento Se ainda é inexpressiva a partique queremos ver em futuro prócipação das “Novas Renováveis” na ximo tem que se preocupar com a Matriz Energética Brasileira, por qualidade de vida para o cidadão e com o desenvolvimento sustentável, outro lado também e promissora utilizando de forma eficiente os re- se olharmos que a construção deste cursos naturais existente nos diver- novo mercado de energia é muito resos biomas deste país de dimensões cente e se iniciou com a participação continentais e na sua indústria de de grupos empresariais da indústria equipamentos com inovação tecno- mundial de energia eólica impulsiológica. nada pelo PROINFA, que permitiu a A importância hoje das ener- inclusão desta tecnologia no país e gias renováveis para a geração de teve um crescimento acelerado nesenergia no país, tem estado na pau- tes últimos 06 anos. Segundo Elbia ta dos estudos da EPE, e se nota Mello presidente da Abeólica – Asuma mudança na ótica da política sociação Brasileira de Empresas de energética brasileira, entretanto no Energia Eólica, a geração eólica já planejamento para a expansão da se apresenta como a segunda fonte matriz elétrica brasileira até 2020, para geração elétrica no Brasil em as “novas renováveis”, eólica, solar e 2013.

Há possibilidade de expansão nos próximos anos, para uma maior utilização das novas fontes de energia renováveis para aproveitamento dos ventos, do sol e da biomassa e isto depende diretamente de uma política de inclusão das mesmas, na matriz energética, tal que permita o desenvolvimento da cadeia produtiva no país de cada uma dessas tecnologias de forma a capacitar a indústria brasileira a ofertar ao consumidor equipamentos e tecnologias mais sustentáveis e adequadas a um país com imensos recursos naturais para a geração limpa de energia. Dentro do quadro de políticas a serem implementadas se pode pensar em reativar as campanhas de educação à população, sobre o consumo consciente de energia, como aquelas feitas no passado, nos programas Procel e Compet, a fim de evitar possíveis apagões e criar uma consciência de responsabilidade amANUÁRIO 2013/2014 | 19

biental no consumidor de energia elétrica. Estas práticas foram úteis no passado e atingiram seus objetivos sendo gradativamente abandonadas em troca do estímulo ao consumo acelerado de energia elétrica promovida pelo crescimento econômico nos últimos anos. Uma mudança estratégica visando um consumo consciente deve ser implementada para nos próximos anos, se ter um crescimento motivado com o uso de novas fontes renováveis, a exemplo do crescimento observado nos países em desenvolvimento como Índia, Coréia e outros. Investindo no desenvolvimento dessas cadeias e aproveitando o atual estágio avançado que elas se encontram no mundo, é que no Brasil e em particular no caso da eólica, e da solar e da biomassa, estará dando um passo de qualidade na questão da matriz energética brasileira sustentável. A definição de marco legal e aporte de recursos do Governo Federal em programas para incentivar o uso dessas tecnologias é uma forma de se criar uma cadeia produtiva e consolidar uma indústria local sustentável, de produtos e serviços que em pouco tempo trará resultados positivos na implementação da matriz elétrica com a sustentabilidade que somente o aproveitamento direto dos recursos solar, eólico e biomassa proporcionarão a sociedade. Considerando os fatores que impulsionam a implementação de novas tecnologias, os custos, são no início sempre um impedimento para o seu desenvolvimento que é minimizado com a criação de mecanismos que incentivem sua inclusão no cotidiano, assim foi com a entrada da energia do petróleo no início do século XX substituindo o carvão e as máquinas a vapor e está sendo com as novas renováveis no século XXI. Em todos os países que iniciaram a inclusão das tecnologias eólicas, solar e biomassa os governos e as sociedades locais apostaram no seu desenvolvimento. No Brasil a forma20 | ANUÁRIO 2013/2014

varam a implantação de dezenas de Plantas Fotovoltaicas na Alemanha, Espanha, Itália e Portugal com um tempo médio de implantação de 6 a 8 meses para cada projeto. Em paralelo no ano de 2010, a potência eóliRever esta formatação com ca na Europa cresceu 12%. base em um novo conceito de geO MME através de iniciativas da ração distribuída baseada em geANEEL, Eletrobras e EPE tem esturação fotovoltaica localizada nos telhados das indústrias, hospitais dado e iniciado ações para o desensupermercados, poderia ser um iní- volvimento desta tecnologia no país cio de reflexão para se incentivar a incentivando a implantação de procadeia produtiva do setor. Outras jetos piloto nos programas de P&D iniciativas como a implantação de das concessionárias, transmissoras condomínios, bairros e até cidades e geradoras de energia elétrica que com geração sustentável baseada no parece trazer para 2012 uma persaproveitamento híbrido das novas pectiva positiva para a implantação renováveis integradas ao SIN Siste- de usinas fotovoltaicas para geração ma Interligado Nacional, poderia ser distribuída e também para plantas objeto de estudo pelo governo vi- solares. Estamos torcendo para que sando uma revisão no planejamento a ANEEL edite a regulamentação esenergético nacional em prol do uso pecífica para o setor e que o goverdas novas renováveis, solar, eólino adote uma política de incentivos ca, biomassa e outras minimizando para o surgimento da cadeia produseus custos atuais. tiva fotovoltaica brasileira que desO desenvolvimento das tecno- de a década de 80 está aguardando logias para geração de eletricidade sua vez. por fontes eólica e solar está amaIncentivando o uso da energia durecido e em constante aperfeiçosolar como forma de geração elétrica amento em vários países, incluindo o Brasil. O mercado mundial para desde 1977 acredito que precisamos energia eólica e para a energia so- estar abertos para as inovações teclar vem crescendo nos últimos anos nológicas com vistas no desenvolvide forma acelerada como exemplo mento humano e deixo para reflexão apenas do setor solar fotovoltaico, as palavras do sociólogo e economisvimos que na Europa em 2010, se- ta alemão Dr. Hermann Scheer augundo dados da EPIA – Associação tor do livro: Economia Solar Global. das Indústrias Fotovoltaicas Europeias, foram construídas plantas “Somente em uma economia fotovoltaicas quem somam 13GW solar é possível satisfazer as necesem potência instalada. Este número sidades de todos os seres humanos, representa um total de 30 GW insta- projetar para o futuro a ideia de lados e uma expansão de 86% e faz uma autêntica igualdade de direitos o continente chegar à produção de humanos para todos e retornar a eletricidade com a tecnologia fotovoltaica o suficiente para abastecer pluralidade de culturas na sociedao consumo médio de 10 milhões de de mundial - O que em princípio, é residências europeias. Imagine este impossível realizar com a “mão invimesmo número em um país como o sível do mercado”, é possível com a Brasil com índices elevados de inso- “mão visível do Sol”. lação em grande parte do território ABEAMA - ASSOCIAÇÃO BRASILEInacional. RA DE ENERGIAS ALTERNATIVAS E Sem dúvida é um crescimento MEIO AMBIENTE vertiginoso, principalmente impul- Entidade Associativa sem Fins Lucrasionado por programas que incenti- tivos - www.abeama.org.br .

tação dos preços da energia elétrica tem tornado o custo da eletricidade entre as mais caras do mundo reduzindo a competitividade das indústrias brasileiras frente às da China, Coréia e outras.

ANUÁRIO 2013/2014 | 21

Dados do mercado de

biodiesel

produção e consumo de biodiesel tem cresciOs países da comunidade europeia (EU27) são, em do anualmente. Dados mundiais de produção, conjunto, os maiores produtores e consumidores de fechados até 2011 e disponíveis na EIA (Ener- biodiesel, com uma defasagem entre produção e consugy Information Administration) mostram esta mo de aproximadamente 20%, com importações de 3,5 bilhões de litros em 2011. evolução: Investimentos em diversificação: Os principais investimentos em diversificação são: canola no Sul e palma de óleo no Pará, e girassol no Centro-Oeste, onde a área plantada dobrou no ano passado. Os projetos do Pará são dois: o da Petrobras, em parceria com a GALP, para extração do óleo e exportação para ser transformado em biodiesel em Portugal; e o da Vale, em Mojú, a 150 quilômetros de Belém, para fabricação de biodiesel, a partir de 2015, feito também de palma de óleo, para emprego nas locomotivas das mineradoras da empresa. O projeto já beneficia 24 famílias de agricultores, que tem sua produção da matéria prima comprada pelos próximos 30 anos. Em 2012, os EUA se mantêm como maior produtor mundial. Brasil (2,7 bilhões de litros no ano) e Argentina continuam muito próximos em produção, com pequena vantagem para a Argentina. Os dados de produção da Alemanha em 2012 ainda não estão disponíveis, para confirmar o Brasil como terceiro ou quarto maior produtor mundial de biodiesel.

Agricultura familiar:

Em todo o país a indústria do biodiesel compra matéria primas (soja, canola, algodão, girassol, etc) de mais de 105 mil famílias de pequenos agricultores. No ano passado, estas aquisições somaram R$ 2 bilhões para o homem do campo, valor superior ao orçamento da reforma agrária, segundo o Ministério do DesenvolNo lado do consumo, em 2012 os EUA permanecem vimento Agrário. como o maior mercado consumidor, enquanto o Brasil Além de comprar matéria prima, governo e emprepassou de terceiro para segundo mercado consumidor. sas investem em assistência técnica e fornecimento de Todo o biodiesel consumido no país é produzido local- insumos (sementes e defensivos agrícolas) para as culmente e a partir de óleos e gorduras nacionais. turas, num total de R$ 30 milhões/ano. 22 | ANUÁRIO 2013/2014

Meio ambiente Segundo a Fundação Getúlio Vargas, em estudo de 2010, o potencial do biodiesel de emitir menos gases de efeito estufa que o diesel fóssil é de 57%. E de acordo com a Fipe/USP, de 2008 a 2001, quando a mistura do biocombustível no diesel aumentou de 2% para os atuais 5%) o uso do biodiesel evitou a emissão de 11 milhões de toneladas de CO² equivalente.

quais 38.5 ton. estão sendo exportadas. Da metade que fica no país, 29.4 ton. Viram farelo para ração animal (15 ton. exportadas e 14.2 ton. Para consumo interno) e 7.4 ton. São processadas como óleo vegetal (1.7 ton. exportada e 5.7 ton. para consumo interno). É destas 5.7 toneladas de óleo no mercado interno que se industrializa o biodiesel. Presença na matriz energética: Dados da EPE

Saúde pública

(Empresa de Planejamento Energético, do MME, no Estes dados contribuem para reduzir as internações hospitalares por problemas respiratórios e até a evitar Plano Decenal 2012-2021 na oferta de energia. Biodiesel mortes pelos mesmos motivos. Conforme o estudo da está em “outras renováveis”) FGV, feito com trabalho de campo da Escola Paulista de Empresa de Pesquisa Energética Ministério de Minas e Energia Medicina, da USP, os atuais 5% (B5) ajudam a evitar, por ano, 17.945 internações e 1.838 mortes. Na cidade de São Paulo, a queima de diesel fóssil provoca 16.514 internações hospitalares por problemas respiratórios e 2.345 mortes por ano a um custo, também anual, de R$ 18 milhões. Economia Segundo a Fipe/USP, a produção de biodiesel agregou R$ 12 bilhões ao PIB brasileiro, de 2008 a 2011. No mesmo período, ela economizou R$ 11,5 bilhões na baCálculo da APROBIO, sobre o Plano da EPE, inlança comercial em importações de diesel fóssil. O mescluindo o biodiesel: 0,7% em 2012 e... mo levantamento mostra que a atividade tem potencial de geração de emprego 113% a mais que a produção de diesel mineral. No mesmo período de 2008 a 2011, a cadeia produtiva do biodiesel empregou mais de 86 mil pessoas Cultivos de Canola e Soja no Brasil: Soja

Canola

27.645 – Brasil 9.834 – Sul

43,8 – Brasil 41,5 – Sul

105 a 135

120 dias

Cultivares aprovados (MAPA)

909

Defensivos aprovados (MAPA)

556

Área Plantada 2012/13 (1.000 ha) Ciclo (dias)

Projeção de usos da soja para 2013:

2,8% em 2012 (sem aumento de mistura).

Obs.: o esquema abaixo mostra que o Brasil está colhendo este ano 82.3 toneladas de soja em grão, dos

ANUÁRIO 2013/2014 | 23

Brasil busca

liderança mundial da produção de Biodiesel O Brasil disputa hoje o segundo lugar no ranking mundial de produção e consumo de biodiesel, performance inusitada para uma indústria criada há pouco mais de sete anos.

duto brasileiro, hoje de padrão internacional, em cumprimento à Resolução 14/2012 da Agência Nacional de Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis, que fixou no ano passado uma série de critérios de qualidade para as usinas.

Na produção, os Estados Unidos lideram com mais Assim, o biodiesel que antes tinha 500 partes por de 03 bilhões de litros em 2012, quando o Brasil chegou a 2,76 bilhões, atrás da Argentina, com 2,79 bilhões. Os milhão (ppm) de umidade, hoje tem 350 ppm e no próEUA também lideram o consumo, seguidos pela Alema- ximo ano sairá das fábricas com 200 ppm, uma exigência mais rigorosa que na Europa. nha e o Brasil em volumes muito parecidos. O desafio é mantê-los ao longo de toda a cadeia Em 2011 o país chegou a ser o maior consumidor, superando os alemães, lideres em 2010, em 200 mi- produtiva, passando pelo transporte, distribuição, arlhões de litros. Naquele ano, a crise financeira da Euro- mazenamento e mistura propriamente dita, por fim e revenda final nos postos de abastecimento. pa afetou a produção interna da Alemanha. Os países da comunidade europeia (EU27) são, em conjunto, os maiores produtores e consumidores de biodiesel, com uma defasagem entre produção e consumo de aproximadamente 20%, com importações de 3,5 bilhões de litros em 2011. No ano passado a Europa consumiu em torno de 13 bilhões de litros. PNPB

O fornecimento do produto é assegurado por uma capacidade instalada autorizada de mais de 7 bilhões de litros/ano, o que leva o segmento a uma ociosidade em torno de 60%. Com isso, o abastecimento do mercado B5 (5% de mistura) tem sido assegurado com oferta superior a 100% da demanda.

O setor pede ao governo, desde 2011, o envio de um novo marco regulatório ao Congresso Nacional, O Programa Nacional de Produção e Uso do Biodiecom regras claras para os empresários terem segurança sel (PNPB) foi implantado pelo governo brasileiro em jurídica e regulatória e poderem dar continuidade aos janeiro de 2005, com previsão de chegar a 5% de mistuinvestimentos. ra do biocombustível por litro de diesel fóssil em 2013. No mesmo sentido, a indústria busca o aumento da A aposta do setor produtivo no Programa levou os mistura para 7%, o que aumentaria o mercado em 40%. empresários a investirem mais de R$ 4 bilhões, o que Sem ela, a ociosidade chegará a 65%. Com um mercado acabou sendo antecipado para 2010, devido aos invesde B7, a ociosidade chegará a 50%, garantindo a manutimentos realizados pela indústria, de mais de R$ 4 bitenção da competitividade de preço nos leilões de venlhões para gerar cerca de 100 mil empregos. da da ANP, que já vem se verificando ao longo de 2013. O parque fabril nacional é composto por 69 usinas Investimentos autorizadas pela ANP a operar, com uma capacidade A falta de definição sobre o futuro do mercado tem instalada de 22.244,06 m³ por dia, o que equivale a 22,2 milhões de litros. Por ano, a capacidade instalada auto- reduzido os investimentos em novas usinas ou ampliação da capacidade produtiva das existentes. No último rizada é de 6,9 bilhões de litros. boletim disponibilizado pela Agência Nacional de PeDestas fábricas, 64 estão autorizadas a comercialitróleo, Gás Natural e Combustível, de julho deste ano, zar nos leilões, a uma capacidade instalada de 20.393,04 constam três autorizações para construir novas usinas m³/dia. O setor fatura hoje em torno de R$ 7 bilhões e onze para obras de ampliação, das quais seis são para por ano e gera em torno de R$ 318 milhões, só em imaumentar a capacidade produtiva. Quando concluídas, postos federais. estas obras aumentarão a capacidade produtiva em Desde o início do PNPB, várias etapas técnicas fo- 2.064,72 m³ por dia, o que poderá aumentar em 9% a ram já superadas, sobretudo quanto à qualidade do pro- capacidade produtiva atual. 24 | ANUÁRIO 2013/2014

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Mas há alguns anos, o quadro era outro. Em 2008, por exemplo, quando o segmento estava em expansão e começava a aumentar a presença de biodiesel por litro de diesel mineral para 3%, havia 23 solicitações para novas usinas e oito para ampliação. No ano seguinte, com 4% de mistura, eram 12 pedidos para novas fábricas e de novo oito para ampliação de usinas.

Os dados são do Ministério da Agricultura Pecuária e Abastecimento: em 2012/2013 o Brasil produziu 82 milhões de toneladas de soja, um recorde mundial, e está exportando 38,5 milhões de toneladas, outro recorde. Do total do grão produzido, 19% viram óleo de soja, de onde se processa o biodiesel. O mercado B5 demanda 2,2 milhões de toneladas de óleo de soja, dos 7,6 processados este ano. Com o aumento da mistura para 7%, serão necessários 3,1 milhões de toneladas de óleo. No total, o aumento da mistura para 7% (B7) exigirá um aumento de 11,6% de processamento de soja, para farelo (que abastece a cadeia alimentar animal, e, portanto humana).

Em 2010, com 5% de biodiesel no diesel, no boletim de junho constavam 19 pedidos de autorização para instalar novas plantas e 11 para ampliar a capacidade produtiva. Um ano depois havia 18 pedidos para novas usinas e 10 de ampliação, quando se esperava que o governo pudesse lançar um novo marco regulatório e daria continuidade à expansão dessa mistura e ela viesse Segundo a Associação Brasileira das Indústrias de atingir 20% em 2020. Óleos Vegetais, há uma ociosidade de 30% no procesEm 2012 começou a descrença com o Plano Nacio- samento de soja em grão, que absorve este aumento de demanda, sem falar no próprio aumento da safra e da nal de Produção e Uso de Biodiesel (PNPB), diante da relação produtividade/área plantada. inércia do governo em enviar o novo marco regulatório do setor produtivo para o Congresso Nacional. Além disso, o aproveitamento de 458 mil toneladas o sebo animal no ano passado transformou em bioenerNo ano passado também no boletim de junho mes- gia o que antes era dejeto industrial que poluía rios e mo assim ainda constavam seis pedidos para construir solo. O algodão está aumentando sua safra no Centro novas plantas e 10 para ampliar. Quando as usinas em -Oeste. Em 2012 o país colheu 105 mil toneladas. obras no momento entrarem em operação – não há preMesmo as matérias primas ainda incipientes comevisão exata para tanto –, a capacidade produtiva de bioçam a protagonizar suas funções na origem da cadeia diesel aumentará em 9%. produtiva do biocombustível. O girassol, também forte No ano passado o parque fabril brasileiro produziu no Centro-Oeste, subiu 300% com 457 toneladas. A ca2,762 bilhões de litros do biocombustível, ficando em nola, cultura da entressafra da soja no Sul e principal terceiro lugar na produção mundial; atrás da Argentina, fonte do biodiesel produzido na Europa, chegou a 51 com 2,8 bilhões de litros, dos quais 1,7 bilhões foram mil toneladas em 2012. A área plantada no estado cresexportados; e dos Estados Unidos, que produziram 3,7 ceu 13% este ano. bilhões de litros.

A Associação dos Produtores de Biodiesel do Brasil (APROBIO) estima que a produção em 2013, chega a 03 bilhões de litros, se for mantida a mistura de 5%. Com o B7, ela iria a 3,2 bilhões de litros.

O dendê (palma de óleo), registrou safra de 248 mil toneladas. O amendoim, cresceu 18%, com 700 toneladas. E mesmo o óleo reutilizado de cozinha, responsável por 1% do biodiesel nacional, representa 35 milhões de litros a menos na poluição do solo e de cursos d’água.

A Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA) desenvolve estudos com culturas como Pouco mais de 70% do biodiesel brasileiro vem da cambre, macaúba e pinhão manso, dentre outras; e a soja, seguida pelo sebo animal, com cerca de 20%, algo- Universidade Federal do Rio de Janeiro pesquisa a prodão (3%) e outras fontes, como girassol, canola, óleo de dução de biodiesel a partir de esgoto urbano. Sem falar em iniciativas privadas com algas marinhas. palma (dendê) e óleo de cozinha reutilizado. Matéria prima

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Veículos Elétricos

Para O Transporte da Cana Crua e Porsche Jayme Buarque de Hollanda Diretor Geral do INEE; Presidente do conselho da ABVE – Associação. Brasileira do Veículo Elétrico

presente artigo apresenta uma proposta do Instituto Nacional de Eficiência Energética para o transporte da cana, do campo às usinas, mediante o emprego da tração elétrico -híbrida, que deverá reduzir, com vantagem econômica, sua dependência do óleo diesel.

à frete, além de direcionar o CVC faz também a tração em um ou dois eixos. Para arrastar a carga, o peso sobre as rodas que tracionam precisa ser elevado para que graças ao atrito entre a roda e o pavimento o veículo possa arrastar todo o peso do CVC, pois caso contrário as rodas podem “patinar” e o CVC ficar parado. O ideal seria distribuir a tração em todas as rodas, inclusive dos reboques, até porque esse CVC circula no campo em terrenos acidentados. As dificuldades mecânicas para levar a tração aos reboques através de eixos rígidos ou adicionando motores nos outros eixos inviabilizaram essa descentralização.

O setor sucro-alcooleiro consome cerca de 3% do óleo diesel utilizado no país e, com a mecanização total da colheita e a implantação de usinas com capacidade de moagem cada vez maiores (e que dependem de maiores distâncias de transporte), essa proporção tende a aumentar nos próximos anos. Por outro lado, como o óleo diesel consumido no plantio, colheita e transporte da cana equivale a cerca de 10% do conteúdo energético Como o INEE trabalha há anos o pelo desenvoldo etanol produzido, sua redução tornará o etanol um combustível mais propriamente renovável, minimizan- vimento dos veículos com acionamento elétrico, por apresentarem eficiências energéticas muito superiodo sua pegada de carbono. res às dos veículos convencionais, surgiu como natural No início do PROÁLCOOL eram usados caminhões pesquisar a viabilidade do seu uso nos transportes pea etanol, com capacidade para transportar até 10 tone- sados. No lugar de apenas substituir a unidade tratora ladas. Estes se mostraram inadequados para a logística a diesel por outra elétrico-híbrida (veículo elétrico em da cana, que precisava transportar bateladas maiores. que a energia é gerada a bordo) surgiu a ideia de descenDessa forma a motorização no campo passou a ser toda tralizar o acionamento com motores elétricos que são mais fáceis de serem controlados de forma coordenada baseada nos veículos a diesel. e cuja energia é distribuída através de cabos elétricos O transporte de cana é feito por CVC – “Combina- flexíveis. ção Veículo Carga”, nome genérico para diversos sisteEm resumo, o CVC seria um veículo elétrico híbrido mas de transportes (Romeu e Julieta, Bi-trem, rodotrem, etc.) que combinam uma unidade tratora (“cavalo com a arquitetura esquematizada abaixo. A unidade à mecânico) e até três reboques. A figura abaixo apresenta frente (daqui em diante, “cavalo elétrico” – CE) direcioum exemplo esquemático. A unidade tratora que segue na, mas não traciona o veículo. É também uma plata-

28 | ANUÁRIO 2013/2014

Muito embora o diesel tenha uma densidade enerforma onde além da cabine de direção são instalados os sistemas de controles dos motores elétricos, as baterias gética maior do que o etanol, a maior eficiência do sistema proposto viabiliza a sua substituição pelo bio(Bat) e o sistema de geração elétrica (G). combustível até porque o preço do diesel é onerado por Aprofundando a análise, o INEE entendeu que essa impostos, custos de transportes e margem de lucro ensolução incorpora todas as vantagens dos híbridos e quanto a energia usada pelo CVC proposto sai, para a acrescenta outras que justificam plenamente o seu em- usina, ao preço do custo. Note-se que a viabilidade não prego. considera o grande número de externalidades positivas, sobretudo as de natureza ambiental, que podem ser Talvez a principal delas seja a redução do peso mor- atribuídas ao CVC proposto. to do CVC, pois o cavalo elétrico pode ser bem mais leve Vale notar que todos os componentes para desen(4 a 5 t) que o mecânico (~ 15 t), uma vez que não prevolver o CVC proposto são produzidos no Brasil onde cisa tracionar o CVC. Dessa forma, poderia carregar em mais de um fabricante já desenvolveu ônibus híbridos, cada viagem 20% mais cana que o maior CVC conveninclusive os sistemas de controles e respectivos softwacional (rodotrem) mais pesado. res que poderiam ser adaptados para o transporte da No veículo híbrido serial, a função do motor de cana. combustão interna se limita a para acionar o gerador. Uma nota histórica sobre essa forma de acionaAssim a sua potência é dimensionada para operar no mento é importante. Quando o INEE estudou a solução ponto ótimo (rotação e torque constantes) e o motor aqui proposta, orientado por um escritório de patentes, fica parado quando as baterias estiverem carregadas e fez uma série de pesquisas para verificar a sua originaos motores não demandarem energia. Picos de deman- lidade e descobriu que a mesma tinha sido usada por da de energia (quando o CVC arranca ou acelera) são Porsche em 1915 para transportar um canhão que peatendidos pelas baterias. Como consequência, a po- sava mais de 100 toneladas (O peso bruto do maior CVC tência do motor de combustão interna dos híbridos é de cana é de 72 toneladas!). da ordem de metade a um terço da potência do veículo convencional correspondente. Isto permite usar motores de menor potência, que podem ser a etanol, já disponíveis. Existe a possibilidade, ainda, de instalar mais de um gerador que é acionado em função da demanda de energia. O CVC proposto tem ainda a possibilidade de operar apenas no modo elétrico. Para tanto as baterias seriam carregadas nas usinas e trocadas durante a operação de descarga da cana. Com duas a três toneladas de baterias será possível garantir uma autonomia razoável, sobretudo com a redução de custos previstos para as baterias de íon de lítio. Duas outras vantagens do acionamento é que não gastam energia quando o CVC está parado e têm freios regenerativos: para parar o CVC, os motores são convertidos em geradores, oferecendo a resistência que freia o veículo ao mesmo tempo em que gera energia, que é estocada nas baterias, para uso futuro. Com isso se obtém uma economia de combustível considerável. ANUÁRIO 2013/2014 | 29

PLANTAÇÕES FLORESTAIS PARA ENERGIA NO BRASIL: SEMI-ÁRIDO, A NOVA FRONTEIRA Laercio Couto Rede Nacional de Biomassa para Energia.

O plantio de espécies florestais para a produção de biomassa para energia na Europa, Estados Unidos da América do Norte e no Canadá, tem sido praticado por muitos anos, baseado principalmente em espécies dos gêneros Salix sp e Populus sp.

Short Rotation Wood Crops (www. woodycrops.org) e de empresas como o da Coppice Resources Ltd (www. coppiceresources.co.uk), o da European Biomass Association (www. aebiom.org), e o da World Bioenergy Association, (www.worldbioenergy. org) para se ter uma noção concreta do status deste segmento do setor florestal na América do Norte e na Europa. É importante observar que nos últimos anos, tem existido um movimento envolvendo a introdução de espécies do gênero Eucalypts sp em alguns países da Europa como Portugal e Espanha e no Sul dos Estados Unidos da América do Norte, principalmente na Flórida.

Figura 1. Plantio adensado de willow (Salix sp) para produção de biomassa para energia em curta rotação em Syracuse, New York, USA.

A biomassa produzida por tais plantações tem sido utilizada principalmente para o suprimento de cavacos, utilizados diretamente na produção de vapor e de energia elétrica bem como na produção de pellets também utilizados para os mesmos propósitos. Assim, o desenvolvimento tecnológico do uso de biomassa florestal para a produção de energia naqueles países, atingiu um respeitável nível de desenvolvimento, tanto na área da silvicultura e do manejo das plantações florestais, quanto na parte de maquinários e equipamentos para a colheita e processamento da biomassa e o aproveitamento industrial da mesma. Basta visitar o site de instituições como o do Oak Ridge National Lab (www.ornl.gov), o da State University of New York (www.esf.edu), o da 30 | ANUÁRIO 2013/2014

Figura 2. Laercio Couto e Benjamin Beckhart visitando plantações de eucaliptos para energia na Flórida, USA.

Todos esses plantios dedicados para energia acima mencionados, são estabelecidos em espaçamentos iniciais adensados e colhidos com máquinas especiais denominadas colheitadeiras auto-propelidas como a desenvolvida pela New Holland com o cabeçote da Coppice Resources Ltd da Inglaterra. Essa colheitadeira já colhe a biomassa na forma de cavacos substituindo as operações de corte, arrasto e cavaqueamento, reduzindo de maneira considerável o custo da tonelada da

matéria prima para a produção de energia.

Figura 3. Colheitadeira New Holland em teste com willow em Syracuse, New York, USA.

No Brasil, o uso de madeira para energia se baseou inicialmente no aproveitamento da matéria prima que era obtida por ocasião da abertura das áreas florestais para as atividades de agricultura e pecuária. A partir do início dos anos 1900s, com a introdução do gênero Eucalyptus sp por Edmundo Navarro de Andrade, em São Paulo, teve início no Brasil o uso da biomassa proveniente das plantações estabelecidas com esse gênero em nosso País. Em face da sua adaptabilidade e do seu rápido crescimento no Brasil, os eucaliptos foram inicialmente plantados em vários espaçamentos iniciais, correspondentes a 1.111 a 2.500 árvores por hectare sendo colhidos com 7 a 8 anos de idade. Espaçamentos mais adensados foram testados na década de 70 em Minas Gerais, mas tais iniciativas não foram bem sucedidas em face da variabilidade genética de uma muda para outra naquela época. No entanto, com o desenvolvimento da silvicultura clonal com eucaliptos no Brasil, foi possível se obter plantações mais homogêneas, mais produtivas e com rotações mais curtas, de 5 a 6 anos.

ANUÁRIO 2013/2014 | 31

Em 2003, um experimento com o plantio adensado de eucaliptos para a produção de biomassa para energia em curta rotação foi implantado em Itamarandiba, Minas Gerais promovendo uma inovação no setor florestal Brasileiro.

rotação, mas só funcionam realmente bem em regiões onde o solo tem pelo menos uma fertilidade média e a região um índice pluviométrico de pelo menos 1.300 mm de chuvas por ano.

Figura 5. Plantio adensado com espaçaFigura 4. Plantio adensado de eucaliptos mento de 3 m x 0,5 m aos 2 anos de idade em Avaré, São Paulo. clonais em Itamarandiba, Minas Gerais.

Posteriormente, experimentos similares e áreas piloto com plantios adensados foram implantados em São Paulo, Bahia, Mato Grosso do Sul, Tocantins e Maranhão. Em Avaré o plantio adensado de eucaliptos no espaçamento de 3 m x 0,5 m resultou em uma produção volumétrica de 163 metros cúbicos por hectare em dois anos. A biomassa colhida naquela área mostrou-se adequada para produção de cavacos, pellets e MDF, promovendo uma mudança nos paradigmas silviculturais das empresas florestais principalmente no Estado de São Paulo e na Bahia, onde a Duratex e a Energias Renováveis do Brasil, estabeleceram novos plantios no espaçamento de 3 m x 1 m visando uma rotação em torno de 3 a 4 anos para a produção de biomassa com casca, para energia e chapas de aglomerados. É interessante observar que em regiões com índices razoavelmente bons de precipitação pluviométrica anual e com preços elevados da terra, os plantios de novos clones em espaçamentos adensados caiu como uma luva para suprimento a curto prazo das indústrias e para a redução do custo de reflorestamento e da matéria prima florestal. Com o espaçamento adensado no Estado de São Paulo, onde o preço da terra por hectare é elevado, pode-se conseguir a mesma produção volumétrica em áreas menores e em um tempo mais curto. Essa é a lógica do uso dos plantios adensados de eucaliptos para produção de biomassa em curta 32 | Anuário 2012/2013

Em regiões com índices pluviométricos em torno de 900 a 1.000 mm de chuvas anuais, o plantio adensado de eucaliptos clonais para a produção de biomassa para energia em curta rotação pode não funcionar como esperado. Principalmente pelo fato dos clones atualmente existentes no mercado não terem sido desenvolvidos especificamente para este tipo de plantios e em tais regiões com terras marginais e clima semi-árido. Algumas experiências em tais regiões apresentaram péssimos resultados, inclusive com morte das árvores. Apesar do enorme potencial do Brasil para a utilização da biomassa para a cogeração de eletricidade, poucas térmicas a biomassa florestal foram instaladas no Brasil. A maior parte da energia elétrica produzida a partir de biomassa no Brasil utiliza como matéria prima o bagaço de cana de açúcar e a lignina do lícor negro das fábricas de celulose e papel. Recentemente, duas térmicas, de 150 MW cada uma, foram aprovadas pela ANEEL para serem instaladas na Bahia (São Desiderio) e no Piauí (Canto do Buriti). Ambas as regiões praticamente semi-áridas com precipitações médias em torno de 600 a 900 mm de chuvas por ano e solos de baixa fertilidade. Desta maneira, as tecnologias dos plantios adensados de eucalíptos clonais para a produção de biomassa para energia em curta rotação, desenvolvidas para a região sudeste do Brasil, não podem ser usadas nesses projetos sob pena

de um grande fracasso. Mas isto não quer dizer que não existe solução para esta situação, basta quebrar paradigmas e pensar fora da caixa, ou seja, inovar. Existem várias maneiras de se colher esses povoamentos adensados e de curta rotação de eucalíptos clonais para a produção de biomassa para energia. Um sistema seria o tradicional com feller bunch, skider e picador colocado nas beiras dos talhões. Outro seria o sistema da colheitadeira auto-propelida que a New Holland trouxe para testes com eucalíptos no Brasil e que foi testada nos plantios adensados de eucalíptos do Grupo Bertin em Lins, São Paulo. Em estudo, encontra-se o equipamento desenvolvido pela BioSystems Austrália que já foi testado em plantações de eucalíptos na Austrália. Acredita-se portanto que a colheita da biomassa não vai ser o gargalo que poderá impedir que o estabelecimento de plantações florestais adensadas seja utilizado para fornecer a curto prazo, biomassa para energia em nosso País.

Figura 6. Colheitadeira auto-propelida da New Holland em teste com eucalíptos adensados do Grupo Bertin em Lins, São Paulo.

No caso de regiões semi-áridas como em São Desiderio na Bahia e Canto do Buriti no Piauí, onde serão implantadas térmicas a biomassa florestal, existe a necessidade de se abandonar as tecnologias atualmente existentes no caso de silvicultura de eucalíptos clonais e partir para novas espécies florestais e novas técnicas de implantação e manutenção florestal. Um dos primeiros passos seria procurar desenvolver clones de espécies de eucalíptos já existentes no Brasil e comprovadamente resistentes a seca bem como

buscar sementes de novas espécies de eucalíptos para regiões semi-áridas, em suas regiões de origem. Por outro lado, seria extremamente importante trazer material genético das espécies que na Austrália são conhecidas como Mallee trees e que sobrevivem e crescem em regiões semi-áridas com precipitações pluviométricas variando de 300 a 600 mm de chuvas anuais. São espécies com grande capacidade para regeneração a partir da brotação dos cepos e portanto extremamente adequadas para a produção de biomassa para energia nas regiões semi-áridas do Brasil.

a seca como por exemplo a leucena (Leucaena leucocephala) , a algaroba (Prosopis juliflora), o Sansão do Campo (Mimosa caesalpineafolia) e a Jurema Preta (Mimosa hostilis) e com potencial para a produção de biomassa para energia além de outros usos como produção de forragem, taninos e pasto apícola para produção de mel.

Figura 8. Plantação de Sansão do Campo que funciona como cerca viva e como fonte para produção de biomassa para energia.

Logicamente, não existem ainda, informações silviculturais e de Figura 7. Mallee tree na Austrália. crescimento e produção do plantio adensado dessas espécies para a Além dos eucalíptos e das Mal- produção de biomassa para energia. lee trees, existem outras alternati- É interessante observar que a tecnovas comprovadamente resistentes logia desenvolvida para willows nos

Estados Unidos da América do Norte e na Europa, poderia ser utilizada para o caso da leucena e do Sansão do Campo, inclusive a colheita com o equipamento da New Holland testada em Syracuse na State University of New York. Outras espécies como o Bambusa vulgaris, o Fícus benjamina e a própria Mangifera indica, podem também serem testadas para a produção de biomassa para energia em regiões semi-áridas. Há uma necessidade que as Universidades e instituições de pesquisa e as empresas florestais iniciem o mais rápido possível uma série de pesquisas e desenvolvimentos com essas novas espécies para que as regiões semi-áridas no Brasil possam também contribuir para a produção de biomassa para energia. Logicamente, não vai ser possível se obter índices de produtividade similares aos obtidos nas outras regiões do País e portanto, para compensar, será necessário o desenvolvimento de sistemas silviculturais de baixo carbono e de baixo custo, como implantados na região de Luis Eduardo Magalhães na Bahia.

About Bioenergy

Biomass to Bioenergy Heinz Kopetz President of WBA

1. The origin of biomass Biomass is organic matter derived from plants. Plants as autotroph organisms are able to use the process of photosynthesis to absorb carbon dioxid from the atmosphere and combine it with water to sugars and other organic compounds using sunlight as energy source, In this sense biomass is stored solar energy. It is a renewable energy source; its continously ongoing production and decay in the biosphere plays a crucial role in the natural carbon cycle. The carbon in the biomass originates from the atmosphere via the photosynthesis, it is transferred back to the athmosphere by the decay or by its use for energy. Therefore the use of biomass is carbon neutral. The carbon released by fossil fuels is not part of the actual natural carbon cycle, and the biological processes, available in nature, are not sufficient to remove the huge amounts of carbon released by burning fossil fuels. Therefore the use of fossil fuels is not carbon neutral but creates a carbon debt that will be a huge burden for the generations to come.

ach 150EJ in 2035 in order to comply with the climate targets. Biomass origins from three sources: forestry, agriculture and waste. These sources include main products, by-products and different waste streams as explained in table 3. Currently more than 80% of the biomass comes from forestry. Table 1: the different sources of biomass

Byproducts (examples)

Main products (examples)

Forestry

Agriculture

A1 (felling residues, bark, branches, saw dust, wood chips)

B1 (manure,straw, bagasse, kernels, other residues)

A2 stem wood, short rotation wood

B2 energy crops: cereals, corn, oilseeds, energy grass; short rotation forests etc.

Waste streams C1 municipial solid waste (MSW) C2 organic waste from industry C3 sewage sludge

Sustainable biomass means above all, that the carIn regions without a developed bio-energy indusbon stock in the biosphere remains stable or increases try most of the waste and by-products are not used over time. This is for instance the case for forests in Eu- but burned on the fields, dumped somewhere, left in rope amnyother regions of the world. the forests or brought to landfills, thus releasing heat, C02 or CH4. 2. The availability of biomass In 2009 biomass was used as follows: 45,1 EJ for heat, 5,4 EJ for electricity and 2,5EJ for transportation fuels, alltogether 53 EJ . This is not much as compared to the global primary production of biomass of 4500 EJ solar energy captured each year. Plants absorb roughly 125Gt/a carbon from the atmosphere to produce biomass. Most of this is decomposed by micro-organisms to energy, water and C02. Based on these figures the global potential of biomass for energy has been estimated to be higher than 1000EJ. Other studies using stricter limitations concerning biodiversity and sustainability calculate the potential with 350EJ or 100 -300EJ. According to WBA the contribution of biomass as energy source should re34 | ANUĂ RIO 2013/2014

Also existing forests offer additional feedstock for bio-energy. Only one third of the global forests (4 bn ha) are in utilisation. Some countries like Sweden or Austria demonstrate that sustainable forest management leads to a higher wood production per ha, thus allowing an increase of the carbon stock in the forests and simultaneously harvesting more wood. Improved land use is a further source for more biomass. At present 1,5 bn ha land is used for crop production - 12% of the total land area. More than 600 Mio ha land in addition can be used for rain-fed agriculture and planting new forests . If the land needed for the growing world population is abstracted, the residual land could deliver 30 â&#x20AC;&#x201C; 50EJ.

It is generally agreed upon, that the energy system Hence a better use of waste and by-products, of existing forests and of the available land offer sufficient should become more efficient. Efficiency has different potential to deliver 150EJ biomass; yet various steps connotations. One important aspect is a high efficiency in the conversion of primary energy to final energy. are needed to mobilize it: Concerning biomass experience delivers some results • First priority: better use of by-products and such as: waste for energy by technology transfer, better training and reliable economic framework condiPrimary tions, further. Conversion Form of final • The improvement of the agricultural and forest management methods worldwide. • The plantation of new forests and a further reduction of deforestation with the aim to increase in total the global forest area by 200 Mio ha until 2035. • The regaining of degraded land for agriculture and fighting against desertification by a combination of afforestation and agri-forestry. • A close cooperation between governments, international organisations, the private business sector as well as farmers and forest owners. 3. The conversion of biomass to bioenergy – heat, electriciy, transport fuels Each biomass resource has different characteristics in terms of calorific value, moisture and ash content, etc. that requires appropriate conversion technologies for bioenergy production. These conversion routes use chemical, thermal and/or biological processes. Finally biomass/bioenergy can be classified according to its end use as follows: Source: AEBIOM

energy biomass

technology

100 units

Modern combustion

100 units

Final energy

energy

90 units

heat

Combined heat and power CHP

80 – 90 units

Heat and electricity

100 units

Electricity alone, Co firing alone

28 – 35 units

electricity

100 units

2nd generation fuels

30 – 40 units

Transport fuel

100 units

2nd generation fuels within a big bioenergy complex - biorefinery

30 – 40 units Surplus energy

Transportation fuel Heat, electricity

In the conversion of biomass to final energy the highest efficiencies can be reached in using modern combustion technologies to produce heat or using the CHP technology to produce heat and electricity. The lowest efficiency is used in electricity alone plants. Also the transformation of cellulosic biomass to 2nd G fuels only yields 0,3 to 0,4 units transport fuel per unit biomass. 4. Outlook At present Bioenergy is by far the most important renewable energy source. ON the global scale biomass covers 10%, hydropower 2% and the other renewables such as wind and solar 1% of the global energy demand. In order to comply with the climate targets all renewable will have to grow rapidly in the years to come to replace fossil fuels as the main cause of CO2 emissions WBA expects that biomass can cover 25 – 35% of the global energy demand in the future in a sustainable way. ANUÁRIO 2013/2014 | 35

Alternativas Energéticas e o Futuro da Energia Cláudio Homero Ferreira da Silva, D.Sc. - chomero@cemig.com.br Engenheiro de Tecnologia e Normalização na Gerência de Alternativas Energéticas – CEMIG.

O uso de energia trata-se de um instrumento de transformação da sociedade atual. Ao longo dos últimos séculos tem-se presenciado uma exploração exponencial dos recursos naturais, principalmente considerando-se o aumento populacional e de disponibilidade de serviços que dependem da energia.

construção do sistema energético. Diversos aspectos podem ser explorados de maneira a se entender melhor as possíveis fontes de energia, sistemas de transformação e usos finais, e por fim decidir-se a implantação de tais sistemas, baseadas nas relações de viabilidade econômico financeira, que em última análise capturam os elementos da sustentabilidade. Tal construção leva a A sociedade não precisa de energia por si só e sim uma ampla visão de aspectos tecnológicos, regulatório, dos benefícios decorrentes de seu uso. Utilizar mais institucional e de mercado. energia implica em maior disponibilidade de bens e serO sistema energético futuro faz uso de todo o seu viços e por consequência, maior conforto, com reflexos histórico, dado pelo estudo de balanço energético e pela na qualidade e na expectativa de vida. O uso intenso de expectativa de seu futuro de continuidade, resultante energia ocorre no sentido de potencializar a capacidade humana de transformar e modificar o ambiente ao seu de um estudo de planejamento energético. O desenvolvimento tecnologias e de estudos de cenários prospecinteresse. tivos fornece elementos para se capturar e capitalizar Considerando-se que a expectativa de futuro ten- amplos benefícios para a sociedade, baseados no desende a se aprofundar a exploração dos recursos naturais volvimento de opções em todas as áreas onde a enerfaz-se necessário refletir e planejar os sistemas energia possa estar presente. A tecnologia possui um papel géticos de maneira a se buscar alternativas para o seu fundamental, uma vez que o seu desenvolvimento pode suprimento, assegurando o fornecimento de energia modificar o cenário vigente e a relação energia x sociecom qualidade e confiabilidade. Tal exploração se dará dade. pela matéria-prima, para os processos e energia. Cabe Neste contexto todo o processo de pesquisa, desenainda ressaltar que o desenvolvimento de produtos e volvimento e inovação (P&D&I) fornece os elementos tecnologias que cada vez mais tornam a sociedade mais para a elaboração e execução de políticas e diretrizes dependente de energéticos. Um exemplo disso é a relação da sociedade com os sistemas de telecomunicações energéticas e por fim a implantação dos sistemas energéticos que se constituirão no futuro da energia para a e informática. sociedade, tendo como base o desenvolvimento cientíA Figura 1 ilustra um processo para se pensar a fico, tecnológico e de inovação. A Figura 2 expressa um mapeamento de fontes, transformações e usos da energia, de forma a se visualizar oportunidades e desafios para a energia. Tendo como base o mapa da Figura 2 será feita uma breve reflexão:

Fig. 1. Um modelo para a busca e implantação de alternativas energéticas. 36 | ANUÁRIO 2013/2014

• Hídrica: compõe a base do sistema elétrico brasileiro. Atualmente possui apenas um terço de exploração do seu potencial de exploração futuro encontra-se sujeito às restrições ambientais e a discussão de uso pela sociedade. • Petróleo: sua utilização principal encontra-

ANUÁRIO 2013/2014 | 37

Fig. 2. Mapeamento de fontes, transformações e uso da energia. Uma visão baseadas nos estudos de importantes instituições de pesquisa mundial feito em 2011.

se no setor de combustíveis e transporte. Possui uma grande expectativa quanto a exploração dos campos do pré-sal. • gás natural: vem sendo prospectado e com fortes chances de explorá-lo. Trata-se de uma opção de uso mais limpo dos combustíveis fósseis; • Carvão Mineral: as reservas brasileiras estão restritas ao sul do país. O desenvolvimento de tecnologias de captura e sequestro de carbono (CCS) são uma grande promessa para se modificar a relação da sociedade com a energia e o meio ambiente, pois redimem o uso de fontes de energia fóssil, do ponto de vista ambiental. • Eólica: o mapa do potencial eólico brasileiro indica a disponibilidade de exploração de 140GW. Este número deve ser revisto, uma vez que as tecnologias têm possibilitado máquinas de maior porte e que trabalham em alturas cujo potencial é maior; • Geotérmica: no Brasil a aplicação de energia de fonte geotérmica convencional para a produção de eletricidade é inexistente, mas trata-se de uma opção que pode ser interessante em outros países 38 | ANUÁRIO 2013/2014

da América do Sul; • Oceânica: trata-se de um amplo potencial, principalmente considerando-se a extensão de litoral do país. Contudo é a fonte cujas tecnologias ainda se encontram em estágios que carecem de desenvolvimento para aplicação comercial ampla; • Nuclear: trata-se de uma fonte com pleno desenvolvimento científico e tecnológico e cujos desdobramentos pós-acidente nuclear de Fukushima, juntamente com a discussão por parte da sociedade levarão a uma definição sobre o seu futuro. • Solar: o Brasil, dada a sua posição e extensão territorial possui um amplo potencial para a exploração da energia solar, em todas as suas formas. Esta é uma das fronteiras de oportunidades no setor energético. • Biomassa: é uma fonte com diversas possibilidades, sendo que algumas extrapolam o setor energético, como por exemplo a síntese de composto derivados chamada de Biorrefinarias. Os resíduos se mostram como oportunidades imediatas para uso como energético; • Eficiência energética: a energia mais cara

é aquela que não foi produzida (o que explicita a necessidade e importância da energia no tempo e uso necessário) e a energia mais barata é aquela que foi economizada. Essa última opção é a eficiência energética. • Tecnologia: a importância de se acompanhar e direcionar os desenvolvimentos tecnológicos, que criam novas rotas, novas opções, reside no fato de que as oportunidade e ameaças se modificam como desenvolvimento científico e tecnológico, exigindo constante atualização do mapa apresentado.

constituindo-se em contribuições para a construção do sistema energético no sentido da modicidade tarifária, da sustentabilidade e do aproveitamento das potencialidades locais. A Figura 3 mostra que o conceito de alternativas energéticas pode ser extrapolado, incorporando elementos além de fontes e formas alternativas e não convencionais.

No Brasil, o futuro se mostra bastante promissor e renovável, visto que possuímos um potencial de fontes bastante diversificado. Entretanto há que se desenvolver tecnologia nacional, principalmente no segmento de transformação, O Brasil atingiu uma condição muito interessante do ponto que por sua vez exige recursos de vista regulatório que é a conhumanos qualificados e desenvergência tarifária. Isto é muito volvimento científico, que deinteressante para a modicidade Fig. 3. Alternativas energéticas como opção de uso. pendem de educação e políticas tarifária. Mas por outro lado, esse de governo, entre outros aspecpreço juntamente com a disponibilidade de petróleo se constituem nos grandes entra- tos. A Energia do Futuro será um conjunto de soluções ves para o desenvolvimento e popularização de alterna- de energia renovável, eficiências energéticas e demais tivas energéticas. alternativas, apoiadas pelo desenvolvimento científico Do ponto de vista empresarial, de governo e glo- e tecnológico. TODAS as opções deverão ser utilizadas, balmente, caminha-se para um conjunto de soluções se constituindo em uma solução que explora as potenonde todas as opções ou alternativas serão utilizadas, cialidades local e seja sustentável.

ANUÁRIO 2013/2014 | 39

Energívoros. Até quando ? Somos os únicos seres energívoros do Planeta

Cícero Jayme Bley Junior Superintendente de Energias Renováveis da Itaipu Binacional e Diretor-presidente do Centro Internacional de Energias Renováveis – Biogás.

lém da energia dos nossos corpos somos consumidores vorazes de energias do meio que nos cerca. Atitude que nenhum outro ser vivo apresenta. O leão descansa de 16 a 20 horas por dia, para economizar energia e poder caçar. O urso hiberna 6 meses para acumular energia e pescar na primavera. Das bactérias aos elefantes, a economia e eficiência energética são características ligadas à sobrevivência, tendo a vida limitado a quantidade de energia que acumulam e aprendem a gastar com eficiência. Menos os humanos.

desde remotos tempos domesticamos os animais para gerar a energia necessária e aumentar a eficiência do trabalho. Alguém amarrou um boi na ponta de uma vara e fez rodar a engrenagem de uma moenda para produzir açúcar, fazer farinha, descascar arroz. Nos movemos com energia do meio quando inventamos a roda e logo colocamos uma parelha de burros para puxar a carroça. Daí à mobilidade com petróleo foi um pulo, mesmo que trazendo combustível das profundezas aonde a terra o confinou, provocando crescente desequilíbrio no ciclo biogeoquímico do carbono, ao produzir excesso de gases da combustão que produzem aquecimento global.

Para gerar energia dominamos os elementos naturais - água, sol, Nos tornamos consumidores vento, fogo. intensivos e compulsivos de energia Das rodas dágua com engrena- além dos nossos limites, para tudo gens de madeira às sofisticadas hi- de que precisamos. Alimentos, moradias, roupas, mobilidade, conforto drelétricas. térmico, trabalho. E com isso nos Dos cataventos aos aerogera- viciamos. A energia que exigimos dores, do aquecimento direto pelo tornou-se uma necessidade corrisol, aos painéis solares. Também queira e tendemos a usá-la de forma 40 | ANUÁRIO 2013/2014

inconsciente, como consequência desta voracidade humana e do modelo de acesso que seguimos. Um click no interruptor da parede basta para servirmo-nos. Porém a soma de todas as nossas ações inconscientes produz uma demanda coletiva gigantesca e crescente, agravada pela nossa forma de organização. Produzimos todos os dias um pico de demanda coincidente quando chegamos em casa, entre 18 e 21 horas, e acendemos todas as lâmpadas de casa. Vamos ao posto de gasolina repetidas vezes e enchemos o tanque do carro sem refletir sobre o que foi realizado para se ter o acesso facilitado. Definitivamente não somos educados para cogitar sobre quanta tecnologia, trabalho humano e infraestrutura se aplica para termos a comodidade de obter energia ao nosso alcance. Desperdiçamos muito, tanto de maneira direta, utilizando equipamentos e serviços inadequados, como indireta, desperdiçando energia na ineficiência de procedimentos e processos.

ANUÁRIO 2013/2014 | 41

Na atualidade vivemos com um modelo que na parte fornecedora mantém um espetacular avanço tecnológico, com quadros técnicos e administrativos altamente qualificados, e que mantém incontestável eficiência em geração, transmissão e distribuição de energia. Estabelece sim o contato com os consumidores, porém restriOs desperdícios de alimentos em grande escala car- to ao relacionamento “modelo SAC”, ou de atendimenregam com eles a energia desperdiçada para produzir. to estritamente comercial. Esse estudo da FAO demonstrou que 54% do desperdíOs consumidores não têm canais para se manifescio ocorre nas fases de produção, até a armazenagem, e é tarem sobre o atendimento prestado pelas concessionámais intenso em países em desenvolvimento. Enquanto rias. Na prática não há comunicação nem relacionamenisso, 46% ocorrem nas etapas de processamento, disto estratégico além do operacional, para construir tribuição e consumo. E o desperdício ocorre mais uma necessária sincronia, entre os consumidores frequentemente em países desenvolvidos que e os integrantes dos sistemas de produção e servem ao mercado alimentos praticamente vice versa. Seria necessário, antes de tudo, prontos para consumo. os fornecedores abdicarem da ideoloSomadas as perdas, o custo ecogia de quanto maior o consumo de nômico do desperdício foi estienergia maior o volume de lucro e mado em US$ 750 bilhões/ melhores os indicadores ecoano. Já os custos ambiennômicos e negociais para o tais anuais decorrentes essetor gerador. timados são de 3,3 bilhões Não é difícil perceber de toneladas equivalentes de que esta desejável mudança do CO2 e de 250 quilômetros cúbicos de água diretamente envolvidos padrão de negócios só será possível na produção. a partir de um considerável esforço de reeducação energética. É inevitável o prognóstico de uma crise energética, da qual provavelmente Sairemos, E isto, se ocorrer de fato entre os principais ainda que vítimas da nossa própria voracidade. níveis envolvidos. Do cidadão consumidor, estimulando a mudança de hábitos consumistas, até a área Reeducação energética técnica e à administrativa do sistema. Para reverter previsíveis prognósticos catastróficos Recentemente, em Julho de 2013, o Manual de Efihá necessidade de nos reeducarmos. E isso é uma exiciência Energética – ANEEL anuncia pela primeira vez a gência não só para as pessoas, consumidoras passivas e inconscientes, mas também para o próprio setor gera- possibilidade de incluir nos projetos de eficiência enerdor, para distribuidoras de energia. As relações entre o gética a microgeração até 1 MW e com isso estabelece setor das energias e a sociedade consumidora não pode uma cartilha completa sobre gestão da energia. Certaser uma simples relação de mercado, em que a parte ge- mente um passo gigantesco para um modelo em que, radora/distribuidora se protege com normas e regula- além de consumidora, a atividade é também geradora mento e a parte consumidora simplesmente a elas se de sua própria energia, com fontes renováveis próprias. submete. A dependência energética faz da energia uma Esse Manual é básico para a reeducação energética, questão estratégica. que se faz necessária porque traz elementos para orienDefinitivamente, o modelo de fornecimento e contar um comportamento eficiente em relação à energia. sumo de energia elétrica ou combustível não se susten- E isso significa que o sistema pode navegar para um ta da forma como está, com o segmento fornecedor se modelo em que a participação dos consumidores venha mantendo à distancia da massa consumidora. É preciso a se tornar mais ativa. um novo modelo que reconheça a importância da via de Nada impossível depois dos 25% de redução de demão dupla entre fornecedores e consumidores seguindo uma estratégia poupadora comum. manda que alcançamos nos apagões de 2001 e 2002. Segundo relatório recente da FAO – “Os Rastros do Desperdício de Alimentos: Impactos sobre os Recursos Naturais” (agosto 2013) -, enquanto mais de 800 milhões de pessoas no mundo passam fome, estima-se que mais de um bilhão de toneladas de alimentos viram lixo todos os anos. Fatos por sí inadmissíveis.

42 | ANUÁRIO 2013/2014

Produção de butanol integrada à biorrefinaria de cana Adriano Pinto Mariano (adriano.mariano@polymtl.ca) Antonio Bonomi (antonio.bonomi@bioetanol.org.br) Lucas Gonçalves Pereira (lucas.pereira@bioetanol.org.br) Marina Oliveira de Souza Dias (mdias@unifesp.br) Mateus F. Chagas (mateus.chagas@bioetanol.org.br) Otavio Cavalett (otavio.cavalett@bioetanol.org.br) Vera Gouvêia (vera.gouveia@bioetanol.org.br)

Biorrefinaria Virtual de Cana-de-açúcar, ou simplesmente BVC, é uma ferramenta capaz de analisar impactos econômicos, sociais e ambientais de novas tecnologias associadas ao ciclo produtivo da cana-de-açúcar. A BVC é uma plataforma de modelagem matemática e simulação computacional de processos integrada a outras ferramentas analíticas para mensurar o estágio de desenvolvimento e sucesso de uma nova tecnologia de produção de etanol, e outros produtos da cana, se comparada à cadeia de produção padrão do setor. Esta ferramenta vem sendo desenvolvida no Laboratório Nacional de Ciência e Tecnologia do Bioetanol (CTBE) que integra o CNPEM (Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais), por meio de seu Programa de Avaliação Tecnológica (PAT), em Campinas, São Paulo. O CTBE é uma instituição de pesquisa, desenvolvimento e inovação (P,D&I) na área de etanol de cana-de -açúcar. Aberto a usuários externos, o CTBE foi criado para contribuir com o Brasil na manutenção da liderança na produção de etanol, buscando respostas para desafios científicos e tecnológicos em todo o ciclo produtivo. Neste contexto, a Biorrefinaria Virtual de Cana-de-açúcar se destaca como uma importante ferramenta em crescente utilização na comunidade científica e industrial (nacional e internacional).

(que engloba todas as operações agrícolas da cana desde o pré-plantio até a colheita e transporte) foi desenvolvido, por meio de uma planilha eletrônica, o CanaSoft. Os diversos cenários industriais de biorrefinarias são simulados por meio da plataforma de simulação Aspen Plus®. A fase de uso dos produtos gerados, englobando logísticas de transporte e comercialização, é também avaliada por planilhas eletrônicas. Ferramentas específicas são usadas para as avaliações ambientais, sociais e econômicas. Com a BVC é possível obter uma avaliação antecipada do sucesso de um processo, ou inovação tecnológica, utilizando-se dados consistentes e confiáveis.

A fim de se garantir uma base confiável para a análise de novas tecnologias pela BVC, o PAT/CTBE busca constantemente parcerias com indústrias do setor sucroenergético e mantém simulações de processos industriais validados por plantas existentes. Além disto, o CTBE possui uma Planta Piloto para Desenvolvimento de Processos (PPDP) que busca novas rotas tecnológicas industriais para biorrefinarias, onde a BVC atua avaliando o potencial nível de sucesso alcançado por uma nova rota. Aplicação similar da ferramenta é realizada para avaliar inovações desenvolvidas também no Programa Agrícola do Laboratório. De maneira geral, a BVC contribui direcionando de maneira adequada o investimento em pesquisa A configuração da BVC pode ser visualizada na Figu- ao possibilitar a identificação de áreas com maior benera 1 onde há um detalhamento das interações dos apli- fício futuro. cativos utilizados. A plataforma é constituída por um Dentre uma série de aplicações da Biorrefinaria conjunto de aplicativos dentre eles simuladores de pro- Virtual de Cana-de-açúcar (Bonomi et al., 2011) destacessos industriais, planilhas eletrônicas e software de ca-se nesta matéria a análise da produção do butanol Avaliação do Ciclo de Vida. Para simular a fase agrícola integrada à biorrefinaria de cana-de-açúcar. ANUÁRIO 2013/2014 | 43

O Butanol

extraídos da cana-de-açúcar, e a rota alcoolquímica em que o etanol é convertido por meio de catalisadores a Novas rotas baseadas nos princípios da química hidrocarbonetos desejáveis como o butanol. verde para biorrefinarias de cana-de-açúcar considerando o uso integral da biomassa estão se tornando cada Na Figura 2 estão mostrados os processos envolvivez mais importantes para os objetivos estratégicos de dos na etapa industrial da produção do butanol integraexpansão da produção de bioquímicos e biocombustí- da a uma biorrefinaria de cana-de-açúcar. Nos cenários veis. Diante desse cenário, o butanol vem sendo objeto de primeira geração, considera-se que todo o bagaço e de grande interesse tanto do setor industrial como de palha (50 % de recolhimento no campo) são utilizados pesquisas acadêmicas. Alguns trabalhos de pesquisado- na cogeração de vapor e eletricidade (I). O caldo de cares do CTBE já contemplam a análise da sustentabilida- na-de-açúcar é dividido em 25 % para a planta de açúde ambiental e econômica da produção de butanol (Bo- car, 50 % para a planta de etanol e 25 % para a planta nomi etc al., 2012; Mariano et al., 2013a, 2013b; Dias de butanol (II). O melaço proveniente da planta de açúet al., 2013a; 2013b; Pereira et al., 2013). car é usado somente para a concentração do caldo a ser Com uma projeção de crescimento anual na taxa usado na produção de etanol (V), uma vez que o caldo de 4,7 %, o mercado mundial químico para o n-butanol a ser fermentado na planta de butanol deve ser diluído (principalmente nos EUA, Europa e China) é de aproxi- por exigência dos microorganismos utilizados. Nos cemadamente 2,9 milhões de toneladas por ano (Nexant, nários de segunda geração, cerca de 50 % do bagaço e 2010; Mascal, 2012). A maior parte do butanol pro- palha passam por processo de pré-tratamento com exduzido atualmente é baseada no petróleo, sendo seus plosão. O licor de pentoses (III) é usado na planta de maiores produtores a BASF, a Dow Chemical Company e butanol, enquanto o licor de glicose gerado após a hio grupo Oxea (Yuan; Hui-Feng, 2012). No Brasil, meta- drólise (IV) é utilizado para fermentação na planta de de da demanda anual de 60 mil toneladas é produzida etanol. Em ambos os cenários, a produção de butanol pela Elekeiroz (Abiquim, 2011). ocorre pelo processo fermentativo ABE em que os açúAlém de já ter um mercado estabelecido como sol- cares são convertidos a acetona, butanol e etanol (que vente em diversos processos químicos, o butanol apre- retorna à planta de etanol (VI)). No estudo realizado, senta potencial de uso como combustível líquido. Se é considerado um tipo de microorganismo Clostridium comparado ao etanol, tem características vantajosas, selvagem e outro engenheirado, conforme Mariano et como, por exemplo, o maior conteúdo energético (27,8 al. (2013a; 2013b). É importante destacar que esses são MJ L -1 contra 21,2 MJ L-1 do etanol e 31,2 MJ L-1 da ga- capazes de fermentar pentoses, ao contrário do Sacchasolina (Dürre, 2007)) e a hidrofobicidade (assim como romyces utilizado na produção de etanol, o que reprea gasolina e ao contrário do etanol). Além disso, o bu- senta uma vantagem complementar à produção de butanol pode substituir diretamente a gasolina não sendo tanol por essa rota. necessário alterar os veículos ou os sistemas de abastecimento; pode ser misturado com gasolina em proporções superiores às do etanol (Dürre, 2007); ou pode ser utilizado como aditivo ao etanol na partida a frio de motores (Lee et al., 2008). Rotas de produção e cenários tecnológicos Duas rotas de produção de butanol vêm sendo investigadas por pesquisadores do CTBE: a rota sucroquímica, caracterizada pela fermentação dos açúcares 44 | ANUÁRIO 2013/2014

Na rota alcoolquímica, independentemente de ser produzido por processos de primeira ou segunda geração, o etanol anidro (VII) é utilizado como matéria-prima para a produção de butanol e outros alcoóis, conforme seletividade do catalisador escolhido. No estudo em questão desenvolvido por Dias et al. (2013a; 2013b), utilizou-se uma hidroxiapatita para catálise na fase vapor e o catalisador Ni/Al2O3 para catálise na fase líquida, por apresentarem maior seletividade ao butanol (Tsuchida et al., 2008; Riittonen et al., 2012). A Tabela 1 apresenta de maneira resumida os cenários avaliados com resultados mais promissores. Tabela 1. Resumo dos cenários avaliados para a produção de butanol. Cenários

Descrição

1G MS

Destilaria anexa otimizada de primeira geração com 50 % do caldo destinado à produção de etanol, 25 % para a produção de açúcar e 25 % para a produção de butanol por meio de fermentação com microrganismo engenheirado (Clostridium beijerinckii BA 101).

1G2G WS

1G2G MS

1G ALC

1G2G ALC

Destilaria anexa de primeira geração com 50 % do caldo destinado à produção de etanol e 50 % para a produção de açúcar, integrada a de segunda geração (a partir do uso de bagaço e palha de cana-de-açúcar) com produção de butanol a partir da fermentação de pentoses com microrganismo selvagem (Clostridium saccharoperbutylacetonicum DSM 2152). Destilaria anexa de primeira geração com 50 % do caldo destinado à produção de etanol e 50 % para a produção de açúcar, e de segunda geração (a partir do uso de bagaço e palha de cana-de-açúcar) com produção de butanol a partir da fermentação de pentoses com microrganismo engenheirado (Clostridium beijerinckii BA 101). Destilaria anexa otimizada de primeira geração com 50 % do caldo destinado à produção de etanol e 50% à produção de açúcar. Produção de butanol pela via alcoolquímica utilizando catalisador, com reação na fase vapor. Destilaria autônoma com produção integrada de etanol anidro de primeira e segunda geração. Produção de butanol pela via alcoolquímica utilizando catalisador, com reação na fase vapor.

Avaliação Econômica Na avaliação econômica foram adotados preços de mercado do ano de 2011 como apresentados na Tabela 2. No caso do butanol, tem-se na literatura seu valor de mercado de venda como insumo químico. Não sendo o álcool ainda comercializado como combustível, seu preço como tal foi estimado baseado no valor do MJ do etanol anidro, ou seja, US$ 0,0295 por MJ.

Tabela 2. Preços dos diversos produtos da biorrefinaria de cana-de-açúcar. Produto

Preço

Unidade

Referência

Etanol anidro

0,66

US$ L

CEPEA (2012)

Açúcar VVHP

0,48

US$ kg

CEPEA (2012)

Eletricidade

60,98

US$ MWh-1

ANEEL (2011)

Cana-de-açúcar

27,26

US$ ton-1

UDOP (2011)

Palha

18,29

US$ ton

UDOP (2011)

-1 -1

-1

Butanol (combustível)

1,03

US$ kg-1

Proporcional ao preço do MJ do etanol anidro

Butanol (químico)

1,65

US$ kg-1

MDIC (2011)

Alcoóis mistos

0,91

US$ L-1

Proporcional ao preço do MJ do etanol anidro

Acetona

1,16

US$ kg-1

MDIC (2011)

Tabela 3. Resultados das simulações de processo e das análises econômicas. 1G MS

1G2G WS

1G2G MS

1G ALC

1G2G ALC

Etanol anidro (kg TC-1)

36,8

52,0

52,3

22,0

37,8

Açúcar VVHP (kg TC-1)

25,5

27,8

51,1

Eletricidade (kWh TC-1)

169,6

90,6

146,8

97,0

Butanol (kg TC-1)

10,5

3,6

5,9

11,9

22,3

Alcoóis mistos (kg TC-1)

4,0

9,3

Acetona (kg TC-1)

2,6

1,7

1,5

Investimento (mi US$)

309

405

340

430

EBITDA (US$ TC-1)A

67,3C / 73,5Q

78,9C / 80,8Q

81,1C / 84,5Q

67,3C / 74,4Q

65,7C / 78,9Q

Taxa interna de retorno (TIR) (%)

12,3C / 14,8Q

13,1C / 13,9Q

13,9C / 15,2Q

10,9C /13,5Q

9,2C /13,3Q

A Receita bruta sem considerar juros, taxas, depreciação e amortização; C considerando o preço do butanol como combustível; Q considerando o preço do butanol como químico;

Os resultados das simulações computacionais dos processos e da análise econômica são apresentados na Tabela 3. Em geral, pode-se afirmar que os cenários de segunda geração apresentam maiores valores para receita bruta por tonelada de cana processada. Obviamente vender o butanol como insumo químico é mais vantajoso, uma vez que seu valor de mercado é maior do que como combustível. Nesse sentido, o melhor cenário dentre todos é o de produção do butanol a partir da fermentação de pentoses com microorganismo engenheirado integrado a uma biorrefinaria de segunda geração com produção de etanol e açúcar (1G2G MS). No entanto, outra opção interessante, com menor inANUÁRIO 2013/2014 | 45

vestimento inicial, porém com uma TIR próxima a do cenário anterior, é a produção do butanol utilizando 25 % do caldo integrada a uma destilaria anexa de primeira geração (1G MS). Avaliação Ambiental Dentro da estrutura conceitual da BVC, a análise dos impactos ambientais é realizada por meio da abordagem da Avaliação do Ciclo de Vida (ACV). Os inventários necessários para essa análise são obtidos a partir O PAT/CTBE publica anualmente um relatório soda simulação computacional de processos dos cenários bre o estágio de desenvolvimento da Biorrefinaria Virinvestigados no ambiente de simulação Aspen Plus® tual de Cana-de-açúcar (Bonomi et al., 2011). Neste para o estágio industrial e de dados fornecidos pela plarelatório podem ser encontradas maiores informações nilha CanaSoft para a etapa agrícola. sobre a BVC e suas aplicações. O gráfico da Figura 3 apresenta os impactos ambientais comparativos por quilograma de butanol para Referências os cenários considerados nos estudos do CTBE e do bu- ABIQUIM. (2011). Associação Brasileira da Indústria Química. Anuário da Indústria Química Brasileira. São Paulo, ABIQUIM. tanol produzido pela rota petroquímica. Como pode ser (2011). Agência Brasileira de Energia Elétrica. Preços médios de energia renovável verificado, o petrobutanol apresenta maiores impactos ANEEL. em leilões (valores para 2011). nas categorias de depleção abiótica, aquecimento glo- BONOMI, A. et al. (2011). The Virtual Sugarcane Biorefinery (VSB): 2011 Report. Campibal e depleção da camada de ozônio, principalmente de- nas, São Paulo: Brazilian Bioethanol Science and Technology Laboratory (CTBE), TechnoAssessment Program, Internal Report. Disponível em: https://goo.gl/SNZJo. Acesso: vido ao uso do propileno e de fontes fósseis como gás logical 15.03.2013. natural, carvão e petróleo de baixa densidade na etapa CEPEA. (2012). Centro de estudos avançados em economia aplicada – ESALQ/USP. Inindustrial. Por outro lado, o butanol produzido pelas dicadores de preços. Disponível em: http://cepea.esalq.usp.br/indicador/2012. Acesso: rotas bioquímicas estudadas apresenta maiores valores 01.12.2012. para as categorias de impactos locais como acidificação DIAS, M.O.S., PEREIRA, L.G., JUNQUEIRA, T.L., PAVANELLO, L.G., CHAGAS. M.F., CAO., MACIEL FILHO, R., BONOMI, A. (2013A). Butanol production in a sugarcane e eutrofização, principalmente devido ao uso de agro- VALETT, biorefinery using ethanol as feedstock. In: 20th International Symposium on Alcohol Fuels químicos e fertilizantes na fase agrícola de produção da (ISAF), 2013, Stellenbosch, Cidade do Cabo, África do Sul. cana-de-açúcar. DIAS, M.O.S., PEREIRA, L.G., JUNQUEIRA, T.L., PAVANELLO, L.G., CHAGAS. M.F., CAVALETT, O., MACIEL FILHO, R., BONOMI, A. (2013B). Butanol production in sugarcane biorefineries: fermentative x catalytic routes. In: 35th Symposium on Biotechnology for Fuels and Chemicals, 2013, Portland, EUA. DÜRRE, P. (2007). Biobutanol: an attractive biofuel. Biotechnol J, 2, 1525-1534. LEE, S.Y. et al. (2008). Fermentative butanol production by clostridia. Biotechnol Bioeng, 101, 209-228. MARIANO, A.P., DIAS, M.O.S., JUNQUEIRA, T.L., CUNHA, M.P., BONOMI, A. MACIEL FILHO, R. (2013a). Butanol production in a first-generation Brazilian sugarcane biorefinery: Technical aspects and economics of greenfield projects. Biores Technol, 135, 316-323. MARIANO, A.P., DIAS, M.O.S., JUNQUEIRA, T.L., CUNHA, M.P., BONOMI, A. MACIEL FILHO, R. (2013b). Utilization of pentoses from sugarcane biomass: Techno-economics of biogas vs. butanol production. Biores Technol, 140, 390-399.

Uma análise mais interessante para investidores e tomadores de decisão preocupados tanto com o desempenho econômico quanto com os aspectos ambientais dos cenários de produção de butanol investigados, poderia ser obtida por meio de uma abordagem integrada. Na Figura 4 são apresentados os impactos ambientais comparativos em relação ao retorno econômico de cada cenário. Vislumbrando apenas os indicadores econômicos, os cenários 1G MS com TIR de 14,8 % e 1G2G MS com TIR de 15,2 % seriam os mais promissores. No entanto, a análise integrada mostra que os cenários 1G MS e 1G ALC apresentam os menores impactos por retorno econômico para todas as categorias de impacto. Nesse sentido, o cenário 1G MS seria o mais indicado, apresentando o menor investimento inicial (US$ 309 mi), umas das melhores TIR e um baixo impacto ambiental por retorno econômico. 46 | ANUÁRIO 2013/2014

MASCAL, M. (2012). Chemicals from biobutanol: technologies and markets. Biofuels Bio prod Bioref. doi:10.1002/bbb.1328. MDIC. (2011). Sistema de informações de comércio exterior – preços do butanol e acetona. Disponível em: http://aliceweb.desenvolvimento.gov.br. Acesso: 07.12.2011. NEXANT. Biobutanol: the next big biofuel. Prospectus from Nexant Chemical Strategies. 2010. Disponível em: http://www.chemsystems.com/reports/search/docs/prospectus/mc08_ biobutanol_prospectus.pdf. Acesso: 17.10.2012. PEREIRA, L.G., CHAGAS, M.F., DIAS, M.O.S., CAVALETT, O., BONOMI, A. (2013). Life Cycle Assessment of biobutanol production integrated to sugarcane biorefineries in Brazil. In: 4th International Workshop Advances in Cleaner Production, 22 a 24 de maio de 2013, São Paulo, Brasil. RIITTONEN, T., TOUKONIITTY, E., MADNANI, D. K., LEINO, A.-R., KORDAS, K., SZABO, M., SAPI, A., ARVE, K., WÄRNA, J., MIKKOLA, J.-P. (2012). One-Pot Liquid-Phase Catalytic Conversion of Ethanol to 1-butanol over Aluminium Oxide—The Effect of the Active Metal on the Selectivity. Catalysis, 2, 68-84. TSUCHIDA, T., KUBO, J., YOSHIOKA, T., SAKUMA, S., TAKEGUCHI, T., UEDA, W. (2008). Reaction of ethanol over hydroxyapatite affected by Ca/P ratio of catalyst. Journal of Ca talysis, 259, 183-189. UDOP. (2011). União dos produtores de bioenergia. Preços da cana-de-açúcar. Disponível em: http://www.udop.com.br/index.php?item=cana. Acesso: 28.11.2012. YUAN, L.; HUI-FENG, X. (2012). OXO market supply and demand forecast & investment economic analysis. Financ Res, 1(2), 4-10.

ANUÁRIO 2013/2014 | 47

Sete bilhões de habitantes Foto meramente ilustrativa.

e a produção de biocombustíveis no contexto de biorrefinaria

Leonardo Valadares Pesquisador da Embrapa Agroenergia, Brasília - DF. leonardo.valadares@embrapa.br

ete bilhões de habitantes. Este número marcou o ano de 2011. A vida de cada ser humano, como a minha ou a sua, conta como 1 (um) nesta cifra. Com esse número de pessoas no Planeta Terra vêm à tona questões fundamentais a respeito de alimentação, suprimento energético e sustentabilidade. Deste modo, o debate sobre “produção de alimento versus geração de energia” continua sendo um tema de debate que merece atenção da sociedade e de profissionais que trabalham em pesquisa e desenvolvimento de biocombustíveis. Para a discussão desse tema, a primeira questão a ser considerada é o fato de a produção extensiva de alimentos demandar grande uso de energia, principalmente na forma de fertilizantes e de combustível. Nos dias de hoje, o combustível é necessário para mover tratores, colheitadeiras, caminhões, bombas de água, entre outras máquinas. E os fertilizantes são indispensáveis para repor no solo os nutrientes que as plantas retiram. O uso de calor e 48 | ANUÁRIO 2013/2014

eletricidade também é fundamental em diversos processos agroindustriais. Por estes motivos, fica claro que para produzir alimentos para a população é necessária a utilização de energia. Por outro lado, há conflitos e guerras disputando petróleo, existe fome na Terra e muitos alimentos podem ser transformados em combustíveis. A complexidade da questão aumenta ao considerar que a população mundial tende a crescer, estimando-se que atingirá 9 bilhões de habitantes em 2050. É importante notar também que a população de países em desenvolvimento tende a mudar o padrão de consumo, demandando mais alimentos, energia e diversos outros recursos. Nações que possuem alta população em crescimento, como a China, a Índia e, em menor proporção, o Brasil seguem este padrão. Também é importante lembrar frases de conhecimento popular como: “se todos os países consumissem como os Estados Unidos, seria necessário mais de um Planeta Terra para suprir os

recursos” e que “o petróleo é um recurso finito”. Neste contexto, é difícil de avaliar a questão sobre biocombustíveis e alimentos. Ainda assim, existem dados que nos auxiliam a entender a questão. Dentre os indicadores, um de maior importância chamase “balanço de energia”. O balanço energético é a razão da quantidade de energia útil pela quantidade de energia gasta para obter a energia de fonte específica. O valor do balanço de energia é importante para se avaliar quanta energia é gasta para ter acesso a certa fonte de energia, sendo necessário que esta quantidade seja superior a 1 (um), pois caso contrário, mais energia seria gasta do que a gerada. O balanço de energia do etanol e produtos de cana-de-açúcar é de cerca de 7. Para o etanol produzido a partir de milho, este valor está entre 1 e 2. Deste modo, o etanol brasileiro coloca-se como biocombustível estratégico para a matriz energética nacional, mesmo com o fato de a

cana poder ser utilizada para a produção de açúcar, importante alimenta amplamente utilizado in natura e em diversas indústrias alimentícias. Biocombustíveis podem ser produzidos a partir de alimentos ou de matérias-primas não alimentares, chamados de biocombustíveis de primeira e de segunda geração, respectivamente. Apesar de existirem outras definições para as gerações dos combustíveis relacionadas aos processos de produção e ao surgimento destes processos, a definição relacionada às matérias-primas é útil para esta discussão. Os principais biocombustíveis produzidos e comercializados no Brasil atualmente, o etanol e o biodiesel, são produzidos principalmente a partir de matérias-primas alimentícias, portanto são de primeira geração. No Brasil, quase a totalidade do etanol é produzido a partir de cana-de-açúcar. Já o biodiesel tem a soja como principal matéria-prima no Brasil, correspondendo a cerca de 82% da produção nacional de biodiesel no ano de 2010. Por outro lado, biocombustíveis podem ser produzidos a partir de matérias-primas não alimentares. Hoje, o sebo bovino e o óleo de semente de algodão são insumos para a produção de biodiesel que seguem esta linha, correspondendo respectivamente a cerca de 13% e 2% da produção de biodiesel no Brasil. Outros processos têm potencial para produzir biocombustíveis de biomassa não alimentar: o processo de produção do etanol celulósico, que consiste na produção de etanol a partir de biomassa lignocelulósica pelos processos de hidrólise da celulose seguida da fermentação, e o processo “de biomassa para líquidos”, conhecido como BtL (do inglês

conversão de biomassa para obter combustíveis, eletricidade e produtos químicos a partir de biomassa”. Estas instalações visam ao máximo aproveitamento de todas as correntes de biomassa, minimizando o volume de resíduos. A indústria sucroalcooleira no Brasil é um exemplo de biorrefinaria, pois nela são produzidos etanol, açúcar, bagaço de cana utilizado para a geração de bioeletricidade, levedura comercializada Contudo, vários esforços estão como ração animal e vinhaça que sendo realizados em pesquisa cien- volta ao campo para fertirrigação. tífica no mundo com a finalidade Considerando que o consumo de viabilizar a produção industrial de alimentos e energia continuará a crescer em nível global, tornase também importante e urgente que o modelo da cana-de-açúcar seja aplicado em outras cadeias produtivas, como a do arroz, soja, milho, entre outras. Do mesmo modo, é urgente que novos produtos químicos e materiais renováveis sejam pesquisados e desenvolvidos, fortalecendo o aproveitamento intedesses combustíveis. Apesar de não gral da biomassa. haver perspectivas de em quantos Por fim, é importante ressaltar anos ou décadas esses processos serão economicamente viáveis, a pro- que providências podem ser tomadução de etanol de segunda geração das para minimizar o impacto da e de BtL são possibilidades de obter população crescente sobre os recurcombustíveis a partir de materiais sos da Terra. Do ponto de vista inlignocelulósicos diversos, inclusive a dividual, cada um de nós pode tenpartir de resíduos que são abundan- tar reduzir seu padrão de consumo, tes na agricultura. Para a produção ação difícil em dias que o estímulo sustentável destes biocombustíveis, ao consumo é incentivado. Do poné importante que esta seja realizada to de vista científico e tecnológico, em um contexto de biorrefinarias, grande esforço de cientistas, indusvisando ao aproveitamento máximo triais e formadores de políticas púde matérias-primas e de energia e à blicas deve ser realizado visando à mínima emissão de efluentes. viabilização de biocombustíveis de Conceitualmente, biorrefinaria segunda geração e ao máximo apropode ser entendida como “a insta- veitamento de matérias-primas e lação industrial que integra diver- resíduos, aplicando-se o conceito de sos processos e equipamentos de biorrefinarias. biomass to liquids), que consiste na gaseificação da biomassa seguida da síntese Fischer-Tropsch, que tem potencial para gerar combustíveis semelhantes à gasolina, querosene de aviação ou diesel. Apesar de muito esforço neste sentido, o etanol celulósico e a BtL ainda não são produzidos em larga escala, pois têm encontrado diversos desafios tecnológicos que impossibilitam sua aplicação.

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TRANSFORMANDO BIOMASSA em ETANOL de segunda geração

biocombustível produzido a partir de resíduos agrícolas, palha, bagaço de cana e madeira e outras fontes de biomassa é uma alternativa atrativa aos combustíveis fósseis. Focada em biocombustíveis de segunda geração, a ANDRITZ vem desenvolvendo soluções e tecnologias neste setor já há algum tempo, tendo fornecido alguns sistemas pilotos e comerciais a clientes em vários países.

Desenvolvimento contínuo A Andritz atua na pesquisa e desenvolvimento de tecnologias para biocombustíveis desde 2004, com foco na conversão das mais diferentes biomassas em combustíveis de segunda geração e avançados, além de químicos e precursores para a indústria química. Apoiado em quatro laboratórios próprios, a Andritz tem desenvolvido e comercializado sistemas piloto, de demonstração e de escala comercial para clientes no Brasil, EUA, Canadá, Noruega, Itália, África do Sul, Austrália e China.

Atualmente os combustíveis consumidos em larga escala são produzidos a partir do petróleo. A necessidade de alternativas para substituição de combustíveis fósseis, o crescimento populacional e o incremento constante da frota de carros, torna cada vez mais imTecnologias para produção de etanol celulósico portante o uso de combustíveis de segunda geração. Com longa experiência acumulada na conversão de A produção de biocombustíveis chamados celulósicos ou de segunda geração, como o próprio nome diz, biomassa adivinda de outros setores produtivos como o utiliza a celulose e hemiceluloses contidas na biomassa, de celulose e papel, a Andritz conta com diversas alternativas de tal como o equipamenbagaço da tos e concana, na palha, em figurações resíduos de para produmadeira e ção do etaa g r ícol a s . nol celulósiEste bioco comprocombusvados em tível pode escala coser mistumercial, esrado com tando apta a gasolina a fornecer ou utilizasistemas do na forcustomizáma anidro veis para como commanejo e bustível de transporte transporte, de biomastornando nossa masa, pré-tratriz enertamento, gética mais hidrólise verde e sustentável. enzimática, evaporação, separações sólido-líquido, calA processo de produção de etanol celulósico requer deiras, gaseificadores e peletizadoras, conforme a reuma etapa denominada pré-tratamento para tornar os presentação no fluxograma abaixo, que indica uma de monômeros de açúcar disponíveis para a fermentação e várias configurações, para aproveitamento das correntes de 5 e 6 carbonos. posterior transformação em etanol. 50 | ANUÁRIO 2013/2014

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CANALYPTUS - a união do setor sucro-alcooleiro com o

setor florestal visando a produção de biomassa para energia Laercio Couto World Bioenergy Association

Se observarmos a matriz energética do Brasil veremos que a produção de eletricidade a partir de biomassa é representada principalmente pelo setor sucro-alcooleiro que durante 7 meses do ano utiliza o bagaço da cana como matéria prima para esta atividade. No entanto, nos 5 meses restantes, existe uma demanda por biomassa que logicamente terá de ser obtida em outras fontes caso a empresa tenha como objetivo produzir energia elétrica em todos os meses do ano. Além disso, com o advento da hidrólise enzimática em que tanto o bagaço da cana de açúcar quanto a palhada podem ser utilizados para a produção de etanol, torna-se cada vez mais premente a necessidade de se buscar uma fonte de biomassa que possa complementar o bagaço de cana na cogeração de eletricidade pelo setor sucroalcooleiro do País.

Figura 1. Usina Rio Pardo em Avaré, São Paulo.

Empresas como a Usina Rio Pardo, localizada em Avaré, São Paulo, tiveram essa visão chegando a implantar áreas piloto com o plantio adensado de eucaliptos clonais, para serem colhidos em curta rotação, visando a complementação do suprimento de biomassa para a cogeração de eletricidade nos 5 meses em que a empresa não iria dispor de bagaço de cana para esta atividade. Alguns clones como GG100, I144, VM01 e H13 foram plantados em Avaré, no 52 | ANUÁRIO 2013/2014

espaçamento inicial de 3 m x 0,5 m num total de 6.666 árvores por hectare, para serem colhidas aos 2 anos de idade quando apresentaram uma produtividade em torno de 80 metros cúbicos por hectare por ano. A biomassa desses plantios foi testada como matéria prima para a produção de pellets e de MDF tendo sido aprovada sob o ponto de vista técnico para as duas finalidades.

Figura 2. Plantio adensado de eucaliptos no espaçamento de 3 m x 0,5 m em Avaré, São Paulo.

As leis ambientais que proíbem no Estado de São Paulo, o uso do fogo controlado nos canaviais, para a queima da palhada visando favorecer a colheita manual da cana, levando as empresas sucro-alcooleiras a adotarem a colheita mecanizada promoveram grandes mudanças no uso da terra neste Estado. Isto porque no planejamento do uso da terra, as usinas sucro-alcooleiras, no Estado de São Paulo, procuram realizar o plantio da cana nas áreas planas, para facilitar a colheita mecanizada, evitando o plantio em áreas inclinadas. Assim, algumas grandes Empresas sucro-alcooleiras de repente se vêem proprietárias de terras inclinadas cuja vocação natural seria para o plantio de eucaliptos para complementar a necessidade de biomassa para energia, dessas Empresas. Interessante observar

também que a biomassa de eucaliptos pode ser utilizada não só para a cogeração de eletricidade, mas também para a produção de etanol celulósico ou etanol de segunda geração. Proprietários rurais que antes arrendavam suas terras para as usinas de cana de açúcar não poderão mais continuar no business caso suas terras não sejam planas e a opção vai ser a adoção do plantio de eucaliptos em curta rotação. Nasce assim, o projeto CanaLyptus, que representa um planejamento de uso da terra em regiões canavieiras, onde as áreas planas serão ocupadas pela cana de açúcar e as áreas inclinadas pelo eucalipto. Calcula-se que somente no município de Piracicaba, existam pelo menos 40 mil hectares de terras antes plantadas com cana de açúcar, disponíveis agora para o plantio de eucaliptos clonais em curta rotação para a produção de biomassa para energia. Espera-se que a adoção do sistema CanaLyptus por alguma grande empresa do setor sucroalcooleiro sirva como exemplo a ser seguido pelo setor, alavancando esta nova modalidade de uso da terra no Estado de São Paulo e em outras regiões do Brasil.

Figura 3. Sistema CanaLyptus em Lins, São Paulo com o eucalipto adensado plantado na área mais inclinada ao lado do plantio de cana de açúcar.

O Papel da Biomassa e da Indústria Açucareira na Matriz Energética do Brasil Anna Rath Presidente e CEO, NexSteppe

demanda mundial por energia vem aumentando rapidamente - muito mais rapidamente do que o ritmo de crescimento da população, uma vez que o aumento da riqueza e o desenvolvimento econômico representam impulsos ainda maiores para este crescimento. Esta tendência está ocorrendo no Brasil em um ritmo ainda mais acelerado do que a média global. Ao longo da última década, o consumo de energia no Brasil cresceu mais de um terço, tornando o Brasil o 9º maior consumidor de energia no mundo e o 3º maior no hemisfério ocidental. Espera-se que esta tendência se mantenha, com o Brasil aumentando seu consumo de energia em mais de 50% até 2030. O desafio é atender a essa crescente demanda por energia de forma confiável, escalável, sustentável e economicamente eficiente. Diversas formas de energia renovável, desde energia solar até energia de origem eólica e energia hidrelétrica, já existem ou estão sendo desenvolvidas para atender a este desafio. Todas serão necessárias. Existe uma fonte, porém, que é única em sua capacidade de fornecer desde calor e energia confiáveis, até eletricidade de base intermitente (e também despachável), e também combustíveis líquidos e químicos para transporte, tudo de maneira facilmente escalável. Esta fonte de energia renovável é a biomassa, uma fonte para o qual o Brasil possui vantagens em termos de clima, geografia, infraestrutura e know-how. Devido a uma combinação de geografia e políticas públicas, o Brasil desenvolveu um pacote energético verdadeiramente único, com contribuições significativas do etanol, da hidroeletricidade e da bio-

biológica (que são as indústrias trabalhando para substituir a matriz de produtos atualmente gerados a partir de matérias-primas fósseis por alternativas derivadas de biomassa). Cada vez mais, a indústria açucareira do Brasil vem capitalizando sobre sua infraestrutura e know-how existentes, e aproveitando a oportunidade para desempenhar um papel mais amplo, tanto na produção de energia doméstica, quanto nas indústrias globais de base biológica, como um produtor não apenas de biocombustíveis de primeira geração, mas também energia e eletricidade, biocombustíveis de segunda geração e outros produtos de base biológica. Esta iniciativa vem sendo auxiliada pelo desenvolvimento de tecnologia em uma série de frentes, como melhorias de eficiência dos equipamentos e das operações das usinas, novos organismos de fermentação capazes de produzir uma variedade de moléculas combustíveis e químicas, e novas culturas que podem ampliar as operações das usinas e fornecer fluxos adicionais de receita. Estas novas culturas permitirão uma expara diminuir como uma fração da pansão do papel da indústria açucaprodução total de energia do Brasil reira dentro da matriz energética do (apesar de crescer em termos abso- Brasil, e além. lutos). Em contrapartida, com a alta Culturas com Finalidades disponibilidade de terras aráveis do Específicas Brasil e condições de crescimento As indústrias de base biológica favoráveis, a biomassa tem o potencial de desempenhar um papel subs- em escala são um fenômeno relatitancialmente maior neste pacote ao vamente novo. Mesmo no Brasil, onde a indústria do etanol já existe longo do tempo. há décadas, a maior parte do cresA indústria açucareira brasilei- cimento veio a partir do ano 2000. ra já desempenha um grande papel Sendo novas e ainda relativamenna matriz energética do país, atra- te pequenas, as indústrias de base vés da produção de etanol. Devido a biológica começaram a operar com esta indústria, o Brasil vem servin- a utilização de resíduos (como bagado como modelo para o desenvolvi- ço) e culturas previamente existenmento global das indústrias de base tes (como cana de açúcar), desenvolmassa. Esse pacote não é apenas incomum, é também muito mais renovável e sustentável do que aqueles de outras grandes economias. Infelizmente, a maior fonte atual de eletricidade renovável do Brasil – a energia hidrelétrica - possui alguns limites inerentes com relação à escalabilidade, e está portanto projetada

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vidas para outros fins. Sendo que nenhuma dessas matérias-primas é propositadamente desenvolvida para essas indústrias, todas contam com limitações, seja em termos de disponibilidade, confiabilidade, otimização para o processo, alcance geográfico, ou requisitos de insumos. Para que as indústrias de base biológica possam alcançar a escala que o Brasil e o mundo precisam, é necessário produzir culturas com finalidades específicas, que também tenham sido propositadamente desenvolvidas. Tais culturas deverão ter como suas principais características um potencial para uma rápida e significativa melhoria de rendimento (tanto de campo quanto de processamento), alcance geográfico amplo, e requisitos de água e nutrientes limitados. O sorgo, incluindo o sorgo sacarino como fonte de açúcares fermentáveis e o sorgo de alta biomassa como fonte de biomassa lignocelulósica, é uma cultura que possui essas características, e está atualmente sendo desenvolvida pela NexSteppe e outros como forma de possibilitar o desenvolvimento das indústrias de base biológica. Biocombustíveis de Primeira Geração Atualmente, a maioria das usinas brasileiras de transformação de açúcar em etanol operam apenas durante a safra de cana de açúcar, do final de março ou abril até o final de outubro ou novembro. Com o plantio de sorgo sacarino em novembro e colheita no final de fevereiro e março, o sorgo sacarino pode fornecer uma “extensão de temporada” para a produção de etanol - um período de trituração mais longo usando a mesma terra e equipamentos. Em áreas onde as usinas não conseguem obter fornecimento de cana de açúcar suficiente para operar em capaci54 | ANUÁRIO 2013/2014

dade máxima, o sorgo sacarino pode também ser plantado como uma segunda cultura, após a soja, para fornecer material adicional para trituração durante o período tradicional de trituração da cana.

deira fora do período de trituração, quanto para aumentar a produção da caldeira durante todo o ano.

Bioenergia

O Brasil vem se posicionando como líder não apenas em biocombustíveis de primeira geração, mas também em biocombustíveis de segunda geração, ou celulósicos. O Brasil, com seu clima favorável e crescente experiência com culturas de finalidade específica, torna-se uma localização natural para estes novos processos. Alguns dos atributos do sorgo de alta biomassa que o tornam uma matéria-prima atraente para a bioenergia, tais como custos de colheita e transporte reduzidos, fazem dele uma cultura atraente também para os biocombustíveis de segunda geração. A capacidade de se obter várias culturas por ano na mesma terra também ajuda a torná-lo uma solução economicamente eficiente.

O bagaço de cana já vendo sendo tradicionalmente usado há muito tempo como fonte de energia para operar a usina de açúcar. Nos últimos anos, contudo, algumas usinas começaram a transformar o bagaço em um fluxo adicional de receitas, seja por meio da geração de energia renovável que pode ser vendida para

a rede, ou então através da geração de excesso de energia que pode ser utilizada por outros processos industriais estabelecidos no mesmo local. Em vista desta nova oportunidade, as principais usinas começaram a trabalhar para complementar seu fornecimento de biomassa através da utilização de culturas com finalidades específicas, tais como o sorgo de alta biomassa. O sorgo de alta biomassa otimizado para a bioenergia fornece altos rendimentos de biomassa lignocelulósica por hectare, com níveis relativamente baixos de umidade na colheita, reduzindo os custos de colheita e transporte e melhorando a densidade de energia da cultura. Esta biomassa armazenável pode ser utilizada tanto para fornecer matéria prima para a cal-

Biocombustíveis de Segunda Geração

Com suas vantagens de significativa disponibilidade de terras aráveis, infraestrutura existente e vasta experiência com cadeias de suprimento para culturas de finalidade específica, a indústria açucareira brasileira tem a oportunidade de continuar a desempenhar um papel de liderança na satisfação das necessidades de energia do Brasil, e posicionar-se como líder no desenvolvimento global das indústrias de base biológica. Na medida em que permitem maior eficiência operacional, alcance geográfico significativamente ampliado e fluxos adicionais de produtos e receita, as culturas de finalidade específica como o sorgo sacarino e o sorgo de alta biomassa desempenham um papel fundamental para tornar esta oportunidade uma realidade.

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NOVO COMBUSTÍVEL LÍQUIDO

DE BIOMASSA

Tecnologia Inovadora da Bioware transforma Biomassa Sólida em Biomassa Líquida “Bio óleo”, combustível que abre novas perspectivas de uso e maior valor agregado para resíduos sólidos e biomassa.

etc.)a 5.000 Kcal /h. Este bio óleo pode ser separado em diferentes frações, bem como transformado em diversos produtos através de processos físico / químicos como: fenol, fertilizante, coque, impermeabilizante, resinas, aromatizantes, sabonetes, bioasfalto, combustível, energia elétrica, syngas, entre outros.

A Bioware está localizada na cidade de Campinas / SP, onde tem duas plantas de testes com capacidades de 20 Kg/h e 200 Kg/h. Comercialmente são 02 (duas) plantas de 1200 Kg/h vendidas para o exterior que iniciam suas operações em novembro 2013. Equipamentos com capacidades de 10, 200, A Bioware, empresa especializada no Desenvolvimento 1200 e 2000 Kg/h de biomassa seca a 10% umidade de de Tecnologias em Energia Limpa e Renovável, e Meio entrada, 4000, 8000, 10000 até 20.000 Kg/h estão em Ambiente. Atuando nestes mercados desde 2002, de- desenvolvimento. senvolveu através de processo de pirólise rápida PPR, A planta comercializada de 1.200 Kg/h pode produzir uma nova tecnologia que transforma toda e qualquer anualmente em torno de 18.429 boe /ano (equivalenbiomassa seca ou resíduo animal seco, basicamente em te de barril de petróleo) de bio óleo para ser utilizado 03 componentes, e destes diversas novas oportunidacomo fonte de energia com a grande vantagem de ser des de agregar renovável, reduzir emissão de CO e enxofre consideravalor á biomasvelmente. sa em geral. O processamento ocorre em equipamentos que são desenvolvidos pela Bioware, em temperaturas entre 380-500 C, sem a presença de oxigênio, obtendose basicamente três produtos de elevado rendimento de conversão energética (>70%). O processo transforma matéria prima, resíduos sólidos em: bio óleo (40-50%), extrato ácido (8-12%), carvão (10-20%) e gás (15-30%). Outro projeto desenvolvido pela Bioware em parceria com a Ecodivice, é uma Briquetadeira para biomassa de Utilizando o sistema de briquetagem também pode se 500-1000 Kg/h, além da torrefação do briquete, produproduzir carvão gourmet com um dos produtos obtizindo um carvão gourmet de alta duração e seguro para dos. Outra opção é o processamento com oleaginosas alimentos, sem contaminantes. também ricas em nitrogênio mescladas com biomassa, O poder calorífico do bio óleo produzido varia em fun- mix de resíduos animais, cama de frango para produzir ção da matéria prima, mas o objetivo é que ele seja pa- fertilizante organo mineral, aumentando substancialdronizado (enquanto a; PCI, viscosidade, pH,cinzas, mente o valor agregado às matérias primas. 56 | ANUÁRIO 2013/2014

A secagem da biomassa ou resíduo pode estar adicionada ao processo de pirólise rápida PPR e utilizar gás oriundo do processo como parte da fonte de energia de secagem, melhorando assim a viabilidade econômica do processo. O processamento desenvolvido pela Bioware tem patente solicitada, e como principal objetivo, que sua tecnologia agregue valor á biomassa e matérias primas renováveis. Um dos setores em que o bio óleo é alternativa, seria para gerar energia renovável para substituir combustíveis fósseis e ou no setor elétrico, produzindo energia a base de biomassa transformada em bio óleo que contém mais de 80% de energia por m3 que demais biomassas existentes no mercado, sendo também mais fácil de operar, transportar e utilizada em processos de queimadores para geração de energia. A geração distribuída de energia com cogeração de frio através do sistema de absorção com combustível renovável é mais uma alternativa de mercado para este produto. Foram feitos testes com diversos tipos de Biomassa tais como: bagaço de cana, cana energia, casca de coco, capim elefante, serragem, farinha de osso, micro algas.

Podendo ainda utilizar casca de amendoim, de soja, café, cacau, babaçu, resíduos secos de tratamento como lodo entre outros. Estudos de viabilidade econômica para investidores no processo de pirólise rápida foram realizados demonstrando ser perfeitamente viáveis, trazendo soluções ambientais e retorno garantido para os investimentos a curto e médio e longo prazo. Solicite maiores informações sobre nossos projetos e tecnologias.

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Agregando valor ao setor

SUCROENERGÉTICO Dr. Fernando Santos Universidade Federal de Viçosa

as últimas décadas, houve grande avanço tecnológico no setor sucroenergético brasileiro, tanto em relação à cadeia produtiva quanto à industrial, associado a melhorias de gerenciamento. Esses avanços tecnológicos estão proporcionando às unidades produtoras explorar comercialmente, além do açúcar e etanol, novos produtos de alto valor agregado, utilizando diferentes processos, tais como: bioquímicos, químicos e termoquímicos.

do obtidos a partir da cana-de-açúcar e seus derivados quanto aplicados os conceitos de biorrefinaria. A figura abaixo apresenta de forma simplificada um fluxograma do potencial da cana-de-açúcar quanto aplicado o conceito de biorrefinaria. Bagaço e Palha

O desenvolvimento de novas tecnologias abre novas perspectivas para diversificação do portfólio de produtos e acesso a novos mercados, tudo dentro de um conceito de sustentabilidade social, ambiental e econômica. Com isso a agroindústria sucroenergética torna-se, então, um precursor de futuras instalações de “biorrefinarias”. Entende-se por biorrefinarias as unidades industriais que integram equipamentos e processos de conversão de biomassa, para produzir combustíveis, energia, materiais e produtos químicos, conforme observado na figura abaixo. Em outras palavras, a biorrefinaria utiliza o mesmo conceito da refinaria de petróleo, porém partindo de matéria-prima renovável.

O bagaço é resultante dos processos de extração do caldo de cana-de-açúcar. Como é um “subproduto”, praticamente não tem custo de produção ou transporte, por isso é muito valorizado, principalmente por ser substituto de combustível fóssil e da madeira na geração de vapor e energia elétrica, permitindo a autossuficiência energética das unidades produtoras e, em algumas, a comercialização de energia elétrica excedente. Também, o bagaço é utilizado na produção de celulose e papel como alternativa ao uso da madeira de eucalipto e pinho; e na produção do furfural, usado como solvente para a refinação de óleos lubrificantes, resinas de madeira e óleos vegetais, bem como de álcool furfurílico como matéria-prima para polímeros furânicos, anticorrosivos, polímeros de ureia, formaldeídos modificados, fragrâncias e solvente de resinas e corantes.

Essa visão de desenvolvimento tecnológico do setor sucroenergético é conceitualmente inovadora na implementação, podendo trazer grandes ganhos pela gama de novos produtos (energia, biocombustível, produtos químicos e biomateriais) com alto valor agrega-

Devido ao Decreto Federal n. 2.661/98 nos próximos anos haverá uma grande disponibilidade de palha de cana-de-açúcar no campo, e duas atitudes, não necessariamente excludentes, poderão ser tomadas: (1) deixar a palha no campo ou (2) recuperá-la como matéria-prima para a produção de combustíveis ou produtos químicos. Agronomicamente, é interessante manter a palha no campo, pois ela contribui para a melhoria das propriedades físicas, químicas e biológicas do solo, para o controle de erosão e de plantas daninhas, para retenção de umidade, além de propiciar aumento na microbiota do solo. No entanto, a permanência da palha no solo pode causar alguns problemas, como: retardamento na brotação, imobilização de nutrientes minerais, principalmente o nitrogênio, dificuldades de operação das máquinas e implementos agrícolas, bem como

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maior incidência de pragas e doenças na lavoura subsequente. Portanto, a quantidade de palha de cana a ser deixada no campo apresenta uma série de vantagens e desvantagens, dependendo das condições agronômicas envolvidas e levando em conta principalmente os custos no processo de recolhimento e transporte da palha para a agroindústria. Estudos apontam que, em média, 70% da palha podem ser recuperados. Além das diversas finalidades existentes hoje para o bagaço e a palha vários bioprodutos poderão ser obtidos mediante seu fracionamento (celulose, hemicelulose e lignina). Melaço É amplamente usado para produção de etanol nas destilarias anexas às usinas, mas também pode ser utilizado para a cultura de fungos e bactérias em outros processos de fermentação voltados para a produção de químicos e fármacos, bem como fermento biológico, este bastante empregado em indústria de panificação. Além de ser usado no processo de fermentação para a produção de glutamato monossódico, ácidos (cítrico, fórmico) e aminoácidos (lisina).

Vinhaça A vinhaça é usada como fertilizante nos canaviais, mas também pode ser aproveitada para produção de proteínas unicelulares – por meio da fermentação aeróbia e produção de biogás – por meio da fermentação anaeróbia e outros. Torta de Filtro Na grande maioria das unidades produtoras de açúcar e etanol, utiliza-se a torta de filtro como fertilizante nos canaviais. Outra utilidade da torta de filtro é na obtenção de cera. Durante o processo agroindustrial, somente 40% do material lipídico presente na cana é disperso no caldo, permanecendo o restante no bagaço. Da quantidade presente no caldo, cerca de 95% concentra-se na torta de filtro. Esse percentual atende aos critérios de qualidade exigidos para o seu uso industrial, apresentando grande importância para os setores alimentícios, farmacêuticos, químicos, cosméticos e polimento. Leveduras As leveduras apresentam grande aplicação industrial pelo seu potencial de metabolizar hexoses, pentoses, ácidos orgânicos, hidrocarbonetos e sua habilidade para produção de álcoois até proteínas heterólogas. Outras aplicações das leveduras estão na produção comercial de quantidade razoáveis de álcool, desidrogenase, hexoquinase, lactato desidrogenase, glicose-6-fosfato ANUÁRIO 2013/2014 | 59

desidrogenase, coenzima A, nucleótidos de difosfopiri- meio da fermentação de açúcares, destaca-se a lisina, dina e mono, di e trifosfato de adenina, guanina, citidi- cujo mercado cresce a cada dia, devido a sua aplicação na e uridina. em diversos segmentos industriais (carne, alimentíOutros Subprodutos da Agroindústria cios, farmacêuticos etc.). Sucroenergética

O gás carbônico (CO2) produzido nas dornas de fermentação etanólica é, geralmente, liberado na atmosfera, mas pode ser purificado, desodorizado, liquefeito e armazenado sob pressão para outros fins, como a produção de refrigerantes e gelo seco, de bicarbonato de sódio e utilização no tratamento de efluentes. As principais aplicações são: carbonatação de bebidas, inertização de atmosfera para solda, fundição, extintores de incêndio, refrigeração, propelente de aerossóis, recuperação terciária de poços de petróleo e transporte de sólidos por dutovias. O plástico biodegradável ou bioplástico é um tipo especial de polímero biossintetizado por bactérias a partir de açúcares e outras formas de carbono, com características muito próximas à dos polímeros sintéticos, obtidos do petróleo. Algumas empresas brasileiras estão investindo esforços em P&D para produção do bioplásticos em larga escala. O ácido cítrico é um insumo usado para preservação de alimentos, além de dar-lhes sabor. Serve também para limpeza de equipamentos industriais e fabricação de detergentes e outros produtos de higiene e limpeza. Dentre os aminoácidos que podem ser produzidos por

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Para que esses novos produtos da cana-de-açúcar tenham processos estabelecidos para produção comercial, é necessário vencer desafios de ordem: científicos (desenvolvimento de mão-de-obra especializada), econômicos (aporte financeiro para P&D&I) e técnicos (aplicação em escala comercial) que poderão ser superados com ação conjunto entre governo, empresas e universidades/centros de pesquisas, visando promover um salto na evolução tecnológica sustentável do setor sucroenergético brasileiro, através da biorrefinaria. Atualmente, diversas universidades/centros de pesquisas em parceria com a iniciativa privada, apoiadas pelo governo, têm investido em biorrefinaria da cana-de-açúcar com intuito de desenvolver tecnologias visando à produção de novos produtos de alto valor agregado, como é o caso da Universidade Federal de Viçosa. Liderado pelo renomado Prof. Dr. Jorge Luiz Colodette, a UFV vem realizando diversas pesquisas relacionadas à biorrefinaria nas seguintes áreas: caracterização e pré-tratamento de cana-de-açúcar, fracionamento/separação da cana-de-açúcar, etanol de segunda geração, energia proveniente dos resíduos da agroindústria sucroenergética e bioprodutos.

ANUÁRIO 2013/2014 | 61

Biocombustíveis e a política energética Jayme Buarque de Hollanda Diretor Geral do INEE – Instituto Nancional de Eficiência Energética e membro do CGIEE – Comitê Gestor dos Índices de Eficiência Energética.

Introdução O presente artigo defende a necessidade de uma política energética abrangente para estimular o desenvolvimento e uso eficiente de todas as formas competitivas de biocombustíveis no Brasil. O Brasil tem insolação elevada, alta produtividade agroflorestal e uma base industrial que, em parte, depende do uso de biocombustíveis. Além disso, pode aproveitar mais os resíduos agroindustriais e biomassas com ciclos de crescimento curtos e de baixo custo, que complementam ou substituem a madeira como fonte de energia. Reúne, portanto, as condições necessárias para dar um novo impulso aos usos dessas fontes renováveis cujos custos tendem a decrescer, na contramão das expectativas quanto aos combustíveis fósseis que tendem a ficar mais escassos e taxados para reconhecer suas externalidades. Segundo o Balanço Energético Nacional - BEN, as biomassas (Madeira e cana), responderiam por 27% da energia primária do Brasil, a maior parte destinada a usos industriais. No entanto, a estatística oficial não contempla alguns usos e processos de modo que subestima a participação das biomassas. Na avaliação do Instituto Nacional de EficiMtep2

(%)

Petróleo

Carvão

Urânio

Hidro

Madeira

353

Cana

654

Outros

Fontes: BEN e INEE Fontes de energia Primária Brasil / 2011 62 | ANUÁRIO 2013/2014

ência Energética – INEE, ultrapassa um terço a energia primária do país.

cipalmente por meio de empreendimentos de pequeno e médio portes mais ou menos isolados, geralmente com área de atuação restrita. Desse modo, essas energias não desenvolvem um quadro institucional próprio, no interior do qual se pudessem promover o planejamento e o desenvolvimento tecnológico”7.

A facilidade para obter madeira nativa aliada à possibilidade de produzir Carvão Vegetal (CV) com tecnologias rudimentares e de usar estes biocombustíveis também com tecnologias simples explica porque foram estas as primeiras fontes de A biomassa “in natura” é um energia dominadas pelo homem foi combustível heterogêneo com umia única importante até meados do 6 dade elevada, dimensão e composiséculo XVIII . ção irregulares e densidade energéA associação da energia da ma- tica baixa. Seu uso industrial ocorre deira ao primitivismo moldou a idéia no setor de papel e celulose onde o de que a energia da madeira dispen- vapor e energia elétrica são produsa regulamentos ou normas como zidos em sistemas de alta eficiência ocorre como são definicas para a ga- (co-geração) usando os resíduos flosolina, diesel, etanol, energia elétri- restais disponíveis perto da indúsca etc.. Essa associação prejudicou a tria. desenvolvimento de uma política No Brasil as indústrias de alienergética para a madeira e resídumentos, cerâmica vermelha e gesseios de biomassa, importante fontes ra usam a madeira “in natura” para renováveis e competitivas. São resa produção de calor. Grande parte trições culturais bem expressas por dessa madeira, porém, de florestas José Otávio Brito, um dos principais nativas. A indústria de gusa e ferros estudioso do tema: -liga é a principal consumidora em“A utilização das formas con- pregando o CV como termo-redutor. centradas de energia (petróleo, Um terço do ferro-gusa produzido grandes hidrelétricas, energia nu- no país tem essa origem. Algumas clear) exige economia de escala, a indústrias deste ramo verticalizam criação de complexos sistemas cen- a produção de energia plantando tralizados de produção, transpor- florestas e produzindo o CV em suas te e distribuição e a realização de unidades industriais. Um grande pesados investimentos. Isso levou número, no entanto, compra o CV a maioria dos países, incluindo o de terceiros, em grande parte proBrasil, à forte intervenção estatal duzidos com madeira nativa, em e ao desenvolvimento de uma rede fornos de baixa eficiência. complexa de interações com grandes O processamento das biomascorporações privadas: fabricantes sas permite produzir grande variede equipamentos, grandes empreidade de biocombustíveis derivados teiras, empresas de consultoria e encom densidade energética mais elegenharia de grande porte etc. Essas vada, homogêneos e mais apropriaenergias criam, em âmbito setorial, dos para atender as necessidades seu próprio quadro institucional e energéticas modernas. seus próprios instrumentos de plaUm processamento consiste na nejamento e gerência. Por sua vez, as formas descentralizadas de ener- termo-transformação (pirólise), gia, a exemplo do que ocorre com a processo em que a biomassa é aquemadeira, são basicamente do campo cida modificando suas característide ação da iniciativa privada, prin- cas físico-químicas, transforman-

ANUĂ RIO 2013/2014 | 63 vorus design: (41) 3233 4480

do-a em biocombustíveis sólidos, líquidos ou gasosos (o CV resulta de uma transformação dessa natureza). Outro processo é a biotransformação em que a biomassa digerida por bactérias, obtendo-se biocombustível líquido (como o etanol, o metanol e outros) ou gasoso (CH4, H, CO e outros). Outra classe de processamento são as transformações mecânicas em que a biomassa fracionada e seca é comprimida, elevando sua temperatura e se transformando em uma massa plástica que pode ser moldada com dimensões físicas assemelhadas a uma pequena tora de madeira (briquetes) ou em cilindros de pequenas dimensões (pellets)8 . Esse biocombustível sólido é homogêneo, tem densidade energética alta ( cerca de metade da do óleo combustível) e tem queima limpa. O interesse pelos pellets energéticos derivados tem aumentado em todo o mundo. A Europa, estimulada pelos preços elevados do petróleo e metas para reduzir as emissões de CO2, aumentou sua demanda anual, que era de 0,5 milhões de toneladas no início do século, para 15 milhões em 2012, um crescimento de 33% aa! O mercado que movimenta US$ 7 bilhões foi usado primeiro para substituir óleo para aquecimento e atualmente há uma grande demanda para geração elétrica. Na Europa usavam resíduos florestais e das indústrias locais europeia que está esgotando e agora importam 20% dos pellets dos EUA e Canadá. No Brasil, o mercado e a produção de pellets e briquetes começam a se organizar, mas a produção usa uma fração mínima dos resíduos de biomassa existentes. Isto pode ser uma mudança importante no mercado de biocombustíveis tendo em vista o grande volume de resíduos de biomassa (sobretudo no setor de cana) e a possibilidade de serem plantadas gramíneas de crescimento rápido para servirem de insumo. Apesar da importância atual e potencial da biomassa, a lei nº 9.478 que criou a política de Energia, em 1997, no lugar de instituir 64 | ANUÁRIO 2013/2014

uma agência para regular e controlar os combustíveis de um modo geral, criou a “ANP – Agência Nacional do Petróleo”. Em 2005, quando o governo decidiu promover o biodiesel, ficou clara a necessidade de reformular a política e a agência foi rebatizada para “Agência Nacional do Petróleo, Biocombustível e Gás Natural”. Em 2011 lei complementar (nº 12.490) definiu biocombustível da seguinte forma (Art. 1º , XXIV):

temas – como o gás do xisto na atualidade – ainda muito distantes da realidade brasileira atraem mais atenção do que o carvão vegetal, um excelente biocombustível.

“Substância derivada de biomassa renovável, tal como biodiesel, etanol e outras substâncias estabelecidas em regulamento da ANP, que pode ser empregada diretamente ou mediante alterações em motores a combustão interna ou para outro tipo de geração de energia, podendo substituir parcial ou totalmente combustíveis de origem fóssil;”

Diretrizes claras, por tanto, são necessárias para embasar um ciclo virtuoso que aumente a eficiência da cadeia produtiva da madeira, levando o Brasil a liderar com postura crítica uma verdadeira revolução que promova a incorporação desta fonte renovável, mais atraente que as fontes fósseis.

Em todo o mundo é usada uma definição simples e objetiva (“combustível produzido, direta ou indiretamente, a partir de biomassa renovável, de origem vegetal ou animal”). A definição adotada pela lei delimita os biocombustíveis àqueles usados em motores de combustão interna, ou seja, apenas o etanol e o biodiesel. A política energética não os considera o CV e de outros biocombustíveis sólidos e gasosos. A produção, comercialização, logística e utilização das bioenergias dessa cadeia e de seus derivados não estão sujeitas a qualquer regulamentação de natureza energética. Na prática, têm tratamento assemelhado ao dado aos biocombustíveis de uso residencial e rural, cuja obtenção e uso ocorrem em grande parte à margem de uma cadeia formal da economia e sem intermediação comercial. Será preciso remover barreiras econômicas e culturais e a evolução tecnológica será uma consequência. Barreiras culturais são sutis, mas não menos importantes: o mimetismo cultural, por exemplo, tende a descartar soluções que não foram desenvolvidas nas economias mais antigas e industrializadas. Certos

A política energética para essas biomassas e respectivos biocombustíveis deverá primordialmente organizar o mercado, atrair novos empreendimentos eficientes com visão de longo prazo e inviabilizar economicamente práticas predatórias.

Mesmo sem políticas públicas específicas, acredito que o uso de pellets possa surpreender positivamente como biocombustível. Já existem normas internacionais que ajudam a organizar este mercado. A exportação é uma possibilidade mas o uso no Brasil teria a vantagem de eliminar o custo de logística e, a julgar pela experiência no velho mundo, pode substituir competitivamente óleo combustível por aqui. É esperar para ver. Este artigo é uma adaptação de um documento apresentado ao MME com proposta de uma política para a Madeira Energética (www.inee.org.br/down_loads/Política%20 ME%201_0%2019%20set.doc). 1

Mtep = Milhões de toneladas equivalentes de petróleo

O Valor registrado no BEN é 26. Foram acrescidos 6 Mtep da energia usada nas fábricas de papel e celulose que foi incluído em “Outros” e 3 Mtep para considerar a baixa eficiência na conversão da madeira nativa em CV (o BEN considera a eficiência obtida nas indústrias).

Acrescidos relativo a metade das palhas que ficam no campo e são combustíveis (mesmo critério que o usado para o GN queimado nas plataformas) 11 Mtep relativos à energia do açúcar. A incorporação dos não-energéticos nas fontes é o critério usado pelo BEN para o petróleo e gás natural.

O Valor do BEN de Outros foi reduzido de 6 Mtep que foi acrescido no item Madeira.

O uso intensivo de madeira energética na Inglaterra para fins industriais (aço e vidro), causou uma crise de energia no século XVII. Relatório de 1640 ao rei James I resumia a situação: “No wood, no kingdom”. O carvão mineral, abundante na ilha, levou muito tempo, pois foi preciso contornar dificuldades como a contaminação de enxofre no mineral.

Brito, José Otávio; O Uso Energético Da Madeira; Estudos Avançados 21(59), 2007.

Outra possibilidade é a pulverização da madeira, que é um excelente biocombustível.

A bioeletricidade da cana de açúcar: situação atual, potencial e desafios Zilmar José de Souza Gerente em Bioeletricidade da União da Indústria de Cana-de-Açúcar (UNICA) e Professor em Agroenergia da FGV/SP.

a última safra, o Brasil produziu 588,5 milhões de toneladas de cana de açúcar, resultando em 38,2 milhões de toneladas de açúcar e 23,2 bilhões de litros de etanol. Um terceiro produto também deve ser lembrado nos resultados finais da safra, até pelo seu papel estratégico que teve na garantia de suprimento de energia elétrica em 2012: a bioeletricidade gerada através do bagaço e da palha da cana. Cada tonelada de cana moída durante o processo industrial de fabricação de açúcar e etanol resulta, em média, em 250 a 270 quilos de bagaço e mais de 200 quilos de palhada. Desde 1987, além de atender as necessidades energéticas para produção de açúcar e etanol, o setor sucroenergético tem utilizando parte dessa biomassa para ofertar energia elétrica ao Sistema Interligado Nacional (SIN), atingindo, em 2012, o total de 1.381 MW médios, equivalente a responder por 2 a 3% do consumo nacional brasileiro. Esses 1.381 MW médios fornecidos ao SIN, representando um crescimento de mais de 20% em relação a 2011, de acordo com o Ministério de Minas e Energia, foram equivalentes a termos poupado 6% da água nos reservatórios das hidrelétricas da Região Sudeste e Centro-Oeste no período seco e crítico para o sistema elétrico, num momento crítico que foi o ano passado em termos de suprimento de energia ao SIN. Com relação à capacidade instalada, atualmente o setor sucroenergético é responsável por quase 7% da capacidade instalada no Brasil (incluindo àquela destinada para o atendimento das necessidades

energéticas do próprio setor sucroenergético). As usinas movidas a bagaço e palha ocupam a terceira posição em termos de capacidade instalada no país, atrás somente das fontes hídricas e de térmicas a gás natural. Atualmente, o bagaço e a palha movimentam usinas cuja soma representaria algo próximo à capacidade instalada pelo complexo de usinas de Furnas, segundo maior do país, com 9.665 MW, atrás apenas da Companhia Hidro Elétrica do São Francisco - Chesf, com 10.615 MW.1 A geração de bioeletricidade, em 2012, foi de 2.865 MW médios, equivalente a mais da metade do consumo anual de um país como Portugal ou 6% do Brasil. Desse total, 1.381 MW médios foram comercializados ao SIN, conforme mencionado, e 1.484 MW médios foram destinados ao autoconsumo da indústria sucroenergética. Sem a bioeletricidade para o autoconsumo da indústria sucroenergética, teríamos que ter acrescentado uma oferta adicional de energia elétrica capaz de suprir um país como a Bolívia e o Paraguai pelo ano inteiro.

Contudo, a bioeletricidade tem potencial para responder com mais oferta e ter uma participação maior na matriz de energia elétrica do Brasil. Conforme consta do Plano Decenal de Expansão de Energia 2021, o potencial técnico de produção de bioeletricidade para o SIN, considerando apenas o bagaço, superaria os 10 mil MW médios até 2021 e, considerando o aproveitamento de palhas e pontas, chegaria a 20 mil MW médios. Por sua vez, a União da Indústria da Cana-de -Açúcar (UNICA) estima que, agregando Figura 1: Capacidade instalada por fonte, Brasil, 2013 (MW). também a palhada ANUÁRIO 2013/2014 | 65

Fonte: EPE e UNICA (2013). Figura 2: Potencial técnico da bioeletricidade da cana exportada para a rede elétrica, Brasil, 2010-2021 (MW médios).

da cana, o potencial da bioeletricidade sucroenergética atingiria 15,3 MW médios até 2020/21, energia equivalente à produção de três usinas Belo Monte, conforme se observa na figura a seguir. Se houvesse esse aproveitamento da bioeletricidade, essa fonte chegaria a representar 18% da demanda nacional por energia elétrica em 2020/21. Diminuir esse hiato entre o potencial da bioeletricidade e o que efetivamente está sendo ofertado ao SIN passa, necessariamente, pela definição de uma política setorial de longo praza tanto para a bioeletricidade quanto para o etanol. NORTH & WEINGAST (1989)2 afirmam que alterações institucionais podem criar um ambiente favorável aos investimentos, sendo este um dos objetivos principais de um governo. Nesta linha, entende-se que a criação de um produto térmico no 1º Leilão A-5 de 2013, promovido pelo governo federal, foi uma pequena alteração institucional que contribuiu para começarmos esse processo de construção desse ambiente favorável à bioeletricidade. No Leilão A-5 de 2012, a bioeletricidade não vendeu projeto, sendo apenas hidrelétricas e eólicas sagradas vencedoras, pois houve a concorrência direta entre a fonte biomassa e a eólica, fontes que têm condições fiscais, regulatórias, de custos de produção e de financiamento diferenciadas. Quando você põe essas fontes para concorrer num único leilão, sem diferenciação em seus preços, isso fica mais evidente nos resultados finais do certame. O ideal, para a real formação de uma política setorial de longo prazo seria a definição de leilões regulados por fonte de geração, pois há espaço para a inserção de todas as fontes renováveis na matriz elétrica brasileira.

(no Leilão A-5 de 2012 foi R$ 112/MWh e no 1º Leilão A-5 de 2013 foi de R$ 140/MWh), a bioeletricidade deu uma resposta positiva, cadastrando 30 projetos e comercializando nove na etapa final. Foram quatro projetos no Mato Grosso do Sul (Amandina, Carapó, Eldorado e Santa Helena), dois em São Paulo (Guarani Tanabi e Guarani Tanabi 2) e um em Minas Gerais (Delta), que juntos vão agregar 347 MW de potência instalada. Além da biomassa da cana-de-açúcar, outras fontes participaram do certame, sendo que a biomassa cavaco de madeira respondeu pela comercialização de dois projetos na Região Nordeste, e a fonte hídrica ficou com oito projetos de Pequenas Centrais Hidrelétricas (PCHs) e as usinas hidrelétricas no Mato Grosso (Sinop e Salto Apiacás). Tabela 1: Projetos comercializados no 1º Leilão de Energia Nova A-3 2013, por tipo de fonte. Fonte

# Projetos

Preço/ICB MW médio* médios

% MW médios

Biomassa da cana

R$ 133,57

133,6

17%

Biomassa cavaco madeira

R$ 136,69

241,2

31%

Carvão mineral

Gás natural

Peq. Centrais Hidrelétricas

R$ 127,00

77,8

10%

Hidrelétricas

R$ 110,39

316

41%

Total/Média

R$ 124,97

768,6

100%

Fonte: UNICA, a partir de CCEE (2013). * Índice de Custo Benefício - ICB: Valor calculado pelo sistema, expresso em Reais por Megawatt-hora (R$/MWh), que se constituirá no preço de lance para o(s) produto(s) disponibilidade, no qual concorreu a bioeletricidade no leilão supracitado.

Ainda assim, no 1º Leilão A-5 de 2013, por conta Esses sete projetos comercializados pelo setor suda alteração institucional supracitada, acompanhada de um preço teto superior ao anteriormente praticado croenergético no 1º Leilão de Energia A-5/2013, apre66 | ANUÁRIO 2013/2014

sentados na tabela acima, para suprir a demanda por ou 25 anos de receita estável, o que ajuda sobremaneira energia elétrica do SIN a partir de 2018, vão significar os projetos de expansão do etanol na matriz de energia. investimentos de quase R$1 bilhão até 2018, ajudando O modelo dos leilões regulados multi-fontes tem lena manutenção da cadeia produtiva do setor sucroenervado à expansão da geração praticamente concentrada gético. em duas fontes apenas – eólica e (grande) hidrelétrica O retorno da bioeletricidade também é muito im- nos últimos anos, proporcionando ganhos tarifários de portante para trazer mais diversificação da matriz ener- curto prazo, mas que poderão não ser sustentáveis no gética brasileira, o que não vinha acontecendo na con- longo prazo em virtude da elevação do risco de supritratação no ambiente regulado há vários leilões, bus- mento. O planejamento de leilões de energia deve ser cando reverter uma tendência de “desaparecimento” voltado para a construção de um portfolio de fontes de dessa fonte nos leilões regulados nos últimos anos. A geração renovável, capaz de minimizar os riscos de falta figura abaixo mostra que a bioeletricidade da cana che- ou falhas no suprimento de energia, na linha da Teoria gou a comercializar 541 MW médios em 2008 (Leilão Moderna do Portfólio proposta por Harry Markowitz

Fonte: UNICA, a partir de CCEE (2013). Figura 3: Volume de bioeletricidade comercializado nos leilões regulados, por ano de venda, 2005 a 2013 (MW médios).

de Reserva e Leilão A-5), mas de 2009 a 2012, essa fon- em 1952, que lhe rendeu o prêmio Nobel em Economia te comercializou apenas 303 MW médios nos últimos no ano de 1990.3 quatro anos (56% de 2008). O desafio está posto tanto para agentes públicos Em 2013, a comercialização de 134 MW médios de quanto privados: estimular novamente a inserção da bioeletricidade da cana no 1º Leilão A-5 representa um bioeletricidade na matriz elétrica, fato que certamente início de pequena melhoria, mas é necessário avançar ajudará também na criação das condições necessárias mais. Em 2013, ainda ocorrerão mais dois leilões regu- para a expansão do etanol na matriz de combustíveis, lados, o Leilão A-3 em 18/11/2013 e o 2º Leilão A-5 em tão relevante do ponto de vista da segurança energéti13/12/2013, oportunidade em que a bioeletricidade ca e da sustentabilidade de longo prazo para a matriz tem condições de acrescentar uma contratação adicio- energética, e também do açúcar – importante produto nal de pelo menos 150 a 200 MW médios, se existirem na pauta de exportação brasileira4. Em outras palavras, condições institucionais de estimulo para tanto. Con- precisamos voltar a criar um ambiente institucional tratar entre 150 e 200 MW médios no A-3 e no 2º A-5 adequado para as organizações do setor sucroenergétisignificará agregar investimentos de até R$ 3 bilhões na co brasileiro. cadeia produtiva sucroenergética até 2018 (somando o 1 Considerando apenas a parcela nacional de Itaipu binacional na formação do ranking, ou seja, 7.000 MW. investimento do 1º A-3). NORTH, Douglass & Barry WEINGAST (1989). Constitution and Commitment: The Evolution of Institutions Governing Public Choice in Seventeenth Century England - Journal of Economic History, 49: 803-832. 3 MARKOWITZ, H. Portfolio selection. The Journal of Finance, v. 7, n. 1, p. 7791, 1952. 4 Segundo o Plano Decenal de Expansão de Energia – PDE 2021, entre o período de 2011 e 2021, a produção de etanol deve sair de 22,9 para 68,2 milhões de m3. Com relação à exportação de açúcar, dados do MAPA (2011) estimam que, entre as safras 2010/11 e 2020/21, deverá acontecer um acréscimo da ordem de 46% no volume exportado, contribuindo sobremaneira também para a balança comercial brasileira. 2

Além do mais, quando se contrata bioeletricidade da cana, diversificamos a matriz e também auxiliamos no aumento da oferta de etanol, pois são produtos altamente sinergéticos, ou seja, mais bioeletricidade contribui para termos mais etanol, diversificando duplamente a matriz elétrica e a de combustíveis. É notório que a bioeletricidade, quando comercializada nos leilões promovidos pelo Governo, resulta em contratos com 20

ANUÁRIO 2013/2014 | 67

Tecnologias para o recolhimento da palha de cana-de-açúcar para geração de energia elétrica

Marcelo de Almeida Pierossi – Especialista em Tecnologia Agroindustrial José Guilherme Perticarrari – Gerente Sistema de Plantio e Palha – Centro de Tecnologia Canavieira

Introdução A produção de cana-de-açúcar no Brasil vem passando por um período de transformação nos últimos anos devido à crescente aumento da mecanização da colheita. Este avanço ocorre porque as novas usinas foram instaladas em regiões planas, e são baseadas em operações 100% mecanizadas e também devido à diminuição das áreas com queimadas antes da colheita. A eliminação das queimadas disponibilizará aos canaviais uma grande quantidade de biomassa adicional. Estudos realizados pelo CTC mostram que a quantidade de palha, considerando-se diversas variedades e estágios de corte, é de aproximadamente 140 kg de palha em base seca por tonelada de colmo. Ao considerarmos da produção 532 milhões de toneladas de cana-de-açúcar da safra 2012/13 na região Centro-Sul do Brasil (Estados das regiões Sul, Sudeste e Centro-Oeste onde a mecanização é mais intensa), a quantidade de palha disponível seria aproximadamente igual a 74 milhões de toneladas de palha em base seca, caso 100% dos canaviais fossem colhidos sem a queima prévia.

Entretanto, apesar de seu enorme potencial de utilização, o recolhimento da palha requer conhecimento e tecnologias específicas para esta finalidade. Este conjunto de tecnologias e conhecimentos deve contemplar toda a cadeia de recolhimento, começando no campo e terminando na indústria. Recolhimento da Palha

O primeiro passo é determinar a quantidade de palha que poderá ser removida dos canaviais, mantendo a sustentabilidade da produção canavieira. Isto implica no conhecimento de como o solo e clima de cada local reagem aos diferentes níveis de palha remanescente com relação a dois fatores: erosão e produtividade. Com relação à erosão, estudos mostram que a cobertura tem relação direta com as perdas de solo. Nos solos com coberturas vegetais superiores a 60%, praticamente não há perdas de solo por erosão da chuva. A produtividade da cana está diretamente relacionada com o ambiente de produção, ou seja, nos solos com maior disponibilidade de água e nutrientes, a produtividade será maior. Entretanto, a resposta da produtividade à quantidade de palha remanescente varia de acordo com os ambienEste número torna-se importante ao considerartes, sendo mais sensível em ambientes mais restritivos. mos a energia contida nos canaviais. No momento da colheita, os três principais componentes da cana (caldo, Após a definição de quanto recolher, devemos rebagaço e folhas) apresentam valores de energia muito alizar o recolhimento desta palha. Existem duas rotas próximos e, atualmente, utilizamos apenas dois terços para a realização desta tarefa: a primeira consiste no do total, na forma de açúcar ou etanol produzido a par- transporte da palha junto com a cana nos equipamentir do caldo e na forma de geração de energia térmica e/ tos de transporte rodoviário, chamada de limpeza parou elétrica a partir do bagaço. A quantidade de energia cial, e a segunda opção é o recolhimento através do enque a palha, atualmente desperdiçada, pode gerar nas fardamento da palha, alternativa mais viável do ponto caldeiras usuais do setor sucroenergético, gerar aproxi- de vista econômico quando os volumes de palha e resmadamente 0,7 a 0,8 MWh por tonelada de palha. pectivas distâncias são maiores.

68 | ANUÁRIO 2013/2014

A rota da limpeza parcial consiste na redução da garantir fluxo de alimentação adequado à enfardadora. limpeza da cana durante a colheita e transporte de uma maior quantidade de palha junto com a cana picada para posterior separação na usina, deixando o restante da palha no campo. Isso é obtido através da redução da velocidade de rotação do extrator primário e/ou eliminação da utilização do extrator secundário. Estes extratores compõem o sistema de limpeza da colhedora e são responsáveis pela remoção das folhas verdes e secas (impurezas vegetais) dos toletes de cana picada. O aumento da quantidade de impurezas vegetais ocasiona uma diminuição da densidade de carga das composições rodoviárias, consequentemente aumentando o custo de transporte da cana picada. Este aumento de custo refere-se ao transporte desta palha adicional e é um dos fatores mais importantes ao serem levados em conta na decisão por este sistema. Outro ponto importante a ser considerado nos sistemas de limpeza parcial é a eficiência das estações de limpeza seco. A estação de limpeza a seco consiste na separação da palha da cana picada através de ventilação e posterior picagem, para que possa ser misturada ao bagaço para queima nas caldeiras. Existem vários modelos de diferentes fabricantes e cada modelo possui um nível de eficiência.

Figura 1 - Alerador

Após a confecção das leiras, é realizada a operação de enfardamento, que consiste no recolhimento de material vegetal depositado no solo, compactando-o em pacotes (fardos) de maior densidade e de fácil manuseio.

As enfardadoras podem produzir fardos cilíndricos ou retangulares com diferentes dimensões. Entretanto, ensaios conduzidos pelo CTC mostram que o modelo mais adequado para o enfardamento da palha de cana é a enfardadora de fardos retangulares grandes (Figura 3), com dimensões de 0,9 x 1,2 x 2,4m (Figura 4) e peso aproximado de 450 kg, devido à sua maior capacidade operacional, maior facilidade de operar com a palha e pedaços de cana, maior densidade, melhor ocupação do espaço no veículo de transporte pelos fardos e a sua No instante da colheita, grande parte das folhas maior facilidade de manejo. encontra-se com umidade média de aproximadamente 40% e, apenas depois de garantida a umidade ideal, inicia-se a sequência de operações de recolhimento: O enfardamento é realizado entre 4 a 10 dias após a colheita convencional, de forma a garantir a secagem das folhas. Devemos garantir que a palha a ser enfardada esteja com umidade entre 10% e 15%, podendo em alguns casos, devido às condições climáticas do local, chegar a valores de até 5%. Neste caso, além da diminuição natural na densidade do material enfardado, devem ser observadas as particularidades desta baixa umidade em função da caldeira utilizada.

• Aleiramento • Enfardamento • Recolhimento dos fardos • Carregamento dos fardos • Transporte dos fardos A umidade é um fator importante na operação, pois garante o adensamento energético do material tornando-o mais atraente para recolhimento e evita problemas nos equipamentos, aumentando o seu desempenho operacional evitando interrupções devido a embuchamentos e outros problemas relacionados à qualidade do Figura 2 – Enfardadora de fardos retangulares material. O aleiramento (Figura 1) é a primeira operação da Os fardos depositados no campo (Figura 4) devem cadeia de recolhimento e consiste na formação de lei- ser recolhidos de forma a minimizar a compactação dos ras triangulares, concentrando o material de forma a canaviais. Esta operação é realizada pela carreta recoANUÁRIO 2013/2014 | 69

A última etapa das operações de campo é o carregamento dos fardos nos equipamentos rodoviários através da utilização de guincho frontal (Figura 6), para então transportá-los até a usina.

Figura 3 – Fardo de palha de cana-de-açúcar

lhedora de fardos (Figura 6) que tem como função recolher os fardos da forma mais eficiente e barata possível, removendo-os do canavial e transportando-os até os carreadores, onde serão empilhados para posterior carregamento nos equipamentos de transporte, evitando pisoteio demasiado nos canaviais.

Figura 6 – Carregamento dos fardos

Todos os equipamentos agrícolas foram desenvolvidos e testados nas últimas três safras através de um projeto em parceria do CTC com a New Holland, líder mundial em equipamentos de fenação e forragem, e encontram-se adaptados às condições de nossos canaviais.

Figura 4 – Fardos depositados no campo

Figura 5 – Carreta recolhedora de fardos 70 | ANUÁRIO 2013/2014

Com a chegada dos fardos na usina, são necessárias diversas operações para a adequação do material à sua utilização. Dentre estas operações podemos citar o descarregamento dos fardos, a possibilidade de armazenamento dos mesmos, remoção de impurezas minerais e trituração até atingirmos a granulometria adequada. Soluções industriais para a realização destas operações estão sendo desenvolvidas e em breve estarão disponíveis ao mercado. Portanto, a utilização da palha da cana-de-açúcar como combustível adicional ao bagaço para a geração de energia elétrica tem grande potencial, porém diversos fatores devem ser considerados na elaboração de um projeto neste sentido, sempre respeitando a visão de sistema de recolhimento, onde existe uma relação entre as operações presentes no processo. Sistemas agrícolas para o recolhimento de palha já se encontram disponíveis no mercado e o CTC está trabalhando para garantir a sustentabilidade do processo através da recomendação da quantidade de palha que pode ser removida sem causar danos à produção, além de desenvolver solução de processamento industrial. Além disso, o desenvolvimento de políticas tecnológicas que incentivem a utilização deste enorme potencial de geração de energia limpa, renovável e sustentável, também contribuiriam muito para a rápida difusão e utilização destas tecnologias.

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Como explicar a safra

2013/2014 de cana-de-açúcar? Luciano Rodrigues* Mariana Regina Zechin** Maria Andrade Pinheiro**

esde a introdução dos veículos flex fuel no mercado brasileiro em 2003, o setor sucroenergético apresentou trajetória ascendente, antes vista apenas no auge do programa Proálcool na década de 1980. Cresceu a taxas superiores a 10% ao ano até meados de 2008, quando, porém, a crise financeira global, aliada a problemas climáticos, ao aumento nos custos de produção e à política de preços para os combustíveis fósseis alteraram completamente esse cenário. Os investimentos em greenfields praticamente cessaram. Enquanto 30 novas usinas iniciaram suas atividades na região Centro-Sul na safra 2008/2009, auge dos investimentos na indústria da cana no País, até 2015 espera-se o lançamento de somente quatro novos projetos. Ao mesmo tempo, de 2005 a 2012, 51 unidades encerraram suas operações, representando uma perda de capacidade produtiva de quase 50 milhões de toneladas – cerca de 7% da capacidade instalada no País. De fato, hoje a saúde financeira de parte do setor sucroenergético enseja cuidados. A análise dos balanços contábeis publicados por mais de 80 empresas, responsáveis pelo processamento de 60% da cana-de-açúcar da região Centro-Sul, demonstra que o nível médio de endividamento tornou-se equivalente 72 | ANUÁRIO 2013/2014

ao próprio faturamento. Com isso, a participação média da despesa financeira líquida sobre a receita saltou de 6,4% em 2010 para cerca de 13% em 2012, ou seja, quase 15% do faturamento das empresas amostradas encontrase comprometido com o pagamento de juros de dívida. Para 15% das indústrias, a situação é especialmente ruim: com uma despesa financeira líquida próxima de 25% do faturamento, essas empresas tem tido dificuldade para gerar caixa e manter as suas atividades.

ção e fechamento de unidades, um leitor com conhecimentos básicos em economia certamente concluiria que a indústria canavieira está em um período de franca retração da oferta.

Mas, na prática, o que ocorre é justamente o contrário. A moagem de cana-de-açúcar pela região Centro-Sul do Brasil na safra 2013/2014 deverá ser a maior da história: 587,00 milhões de toneladas, segundo estimativa da União da Indústria de Cana-de-Açúcar (UNICA). O recorde anterior refere-se à Nessa mesma linha, a receita safra 2010/2011, com 556,95 mimédia do setor também tem dimi- lhões de toneladas processadas. nuído. No Estado de São Paulo, o faturamento líquido de impostos apuO volume esperado de produção rado pelo Centro de Estudos Avança- de etanol indica aumento de 17,21% dos em Economia Aplicada (CEPEA) no comparativo com a última safra, da Universidade de São Paulo (USP) totalizando 25,04 bilhões de litros. e publicado pelo Conselho de Produ- Deste montante, 14,14 bilhões de tores de Açúcar e Etanol do Estado litros referem-se ao etanol hidratade São Paulo (Consecana - SP), tota- do - alta de 11,93% sobre a produção lizou R$ 97,93 por tonelada de cana- do ciclo 2012/2013 - e 10,90 bilhões de-açúcar no acumulado de abril até de litros ao etanol anidro – forte ausetembro deste ano. O valor é infemento de 24,86% sobre a safra anrior àquele verificado no mesmo peterior. ríodo da safra passada (R$ 109,76) e ao registrado dois anos atrás (R$ A fabricação de açúcar tam114,90). Incompatível, portanto, bém não deve apresentar retração, com o aumento nos custos de pro- a despeito da queda nos preços indução nesse período. ternacionais do produto. Conforme Ao visualizar este quadro com estimativa da UNICA, serão 34,20 queda de rentabilidade, paralisação milhões de toneladas produzidas, dos investimentos em novas plan- contra 34,10 milhões de toneladas tas, aumentos nos custos de produ- registradas na safra anterior.

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Resta analisar como, mesmo com o fechamento de várias usinas nas últimas safras, a moagem deste ano será recorde apesar do aumento da produção sem concomitante alta da receita. O que explica essa safra recorde em um cenário econômico pouco atrativo? Para entender esse quadro, é preciso esmiuçar algumas especificidades inerentes ao setor sucroenergético e ao momento que ele atravessa. Particularmente, esta expansão do volume processado de cana-de-açúcar pela região CentroSul no ciclo atual resulta de diversos fatores. O primeiro deles refere-se à ociosidade das empresas, já que nos últimos anos as unidades produtoras operaram aquém de sua capacidade de moagem. Essa situação aconteceu devido à queda significativa na produtividade agrícola, que foi impactada pelas condições climáticas adversas em 2010 e 2011. Além disso, as baixas taxas de renovação da lavoura observadas entre 2009 e 2011 elevaram a idade média do canavial e, consequentemente, afetaram de forma negativa o rendimento agrícola. 74 | ANUÁRIO 2013/2014

Com efeito, a produtividade agrícola do canavial colhido no Centro-Sul do País na safra 2011/2012 atingiu o menor valor registrado nos últimos 20 anos (cerca de 69 toneladas de cana-de-açúcar por hectare). Esse cenário exigiu investimentos maciços na renovação do canavial e, de lá para cá, o rendimento agrícola tem aumentado progressivamente. Em 2012, por exemplo, esses investimentos somaram mais de US$ 4 bilhões e a taxa de plantio alcançou 20,5% da área total cultivada, aumento significativo em relação à média histórica de 18% e comparado ao índice registrado na safra passada (15,5%). Portanto, parte do aumento da oferta de cana-de-açúcar na atual safra se deve à busca pela redução da capacidade ociosa das empresas. Em linhas gerais, quanto maior a capacidade ociosa, maior a parcela dos gastos fixos sobre o custo unitário de produção. Apenas como exemplo, os gastos com arrendamento de terra independem da produção de cana por hectare. Assim, quanto menor o rendimento agrícola, maior o peso do arrendamento nos custos unitários de produção.

Adicionalmente, muitas unidades produtoras construídas nos últimos 4 anos ainda não tinham preenchido a capacidade de moagem projetada e, por conseguinte, ampliaram a área plantada com cana-de -açúcar para concluir o cronograma planejado. Para essas empresas, o aumento da oferta de cana não está diretamente vinculado às condições de mercado. Nesta safra, o crescimento estimado para a área de canade-açúcar disponível para colheita é de 6,5%, impulsionado, em grande parte, por essas unidades que começaram a operar nos últimos anos. Além disso, este ano São Pedro também contribuiu para o aumento da produtividade. O clima favoreceu o crescimento da cana na maior parte da região produtora e, apesar do impacto severo da geada em áreas do Mato Grosso do Sul, Paraná e sul de São Paulo, o rendimento agrícola registrado até o início de setembro foi de 83,7 toneladas de cana por hectare, 10,3% superior às 75,9 toneladas por hectare registradas em igual período do ano anterior. A expectativa é que esse índice continue superior a 80 toneladas de cana-de -açúcar por hectare ao final da safra 2013/2014.

Como nada é perfeito, o clima mais chuvoso no primeiro terço da safra, apesar de ter contribuído para o ganho de biomassa da lavoura, derrubou a qualidade da matéria -prima colhida, mensurada em kg de Açúcares Totais Recuperáveis (ATR) por tonelada de cana. Estima-se que a quantidade de ATR no atual ciclo 2013/2014 alcance 134,00 kg, queda de 1,16% quando comparado ao resultado da safra passada. Esse recuo no teor de açúcares se deve a uma conjunção de eventos: ao clima chuvoso em maio e junho; à geada que acometeu parte da região produtora; ao avanço da colheita de cana crua, sem uso de fogo, com aumento no nível de impurezas vegetais da área colhida; e ao ligeiro aumento na infestação de pragas e doenças em algumas áreas. Em relação à geada, ocorre que esta intempérie climática exigiu o corte imediato das áreas afetadas, levando, por exemplo, à colheita antecipada de regiões com variedades de cana-de-açúcar de cortes tardios, ainda que estas não apresentassem concentração ótima de ATR. Porém, seu impacto foi restrito sobre o resultado global da safra: ocasionou a perda estimada de 6 milhões de toneladas, reduzindo a disponibilidade de matéria-prima, mas não a moagem esperada para a região Centro-Sul. Esclarecidos os fatores que promoveram esse aparente contrassenso de expansão da oferta em um cenário econômico não favorável, o leitor poderia questionar se esta situação não remete ao início de uma recuperação sustentada do setor sucroenergético para os próximos anos. Certamente não no curto prazo. Este crescimento paradoxal da indústria canavieira não representa

uma tendência para os anos subsequentes, pois, no momento, não existem indicações de novos investimentos para ampliação da capacidade de produção por meio da introdução de novas usinas.

galinha”: um período de aumento de produção muito curto e sem sustentação. Esse novo ciclo passa pela solução de problemas associados à política de formação de preços da gasolina no mercado doméstico, a falta de um planejamento estratégico de longo prazo para a matriz energética brasileira, o reconhecimento dos benefícios ambientais e sociais do etanol e a ampliação dos investimentos e incentivos à inovação tecnológica visando redução nos custos de produção, entre outros.

Os investimentos observados recentemente representam esforço enorme do setor sucroenergético para reduzir a capacidade ociosa de produção, reverter a tendência de aumento de custos e otimizar a produção e comercialização das plantas existentes. Além dos investimentos na renovação e expansão dos canaviais, nos últimos 5 anos foram inAssim, apesar do crescente auvestidos quase US$ 4,5 bilhões na mento da frota de veículos flex e do mecanização da colheita da cana. consumo de combustíveis no mercaIsto, sem contar os projetos para do brasileiro, do maior

uso do etanol combustível mundo afora e das boas perspectivas para o País como principal supridor mundial de açúcar, ainda estamos longe de vislumbrar um cenário adequado para investimentos de longo prazo.

melhoria e ampliação de ferrovias, terminas e infraestrutura portuária e o próprio etanolduto, investimento estimado em US$ 3,5 bilhões até 2017.

É óbvio que as medidas adotadas nessa safra, como a disponibilização de novas linhas de financiamento para a estocagem de etanol e a desoneração do PIS/COFINS sobre a venda do biocombustível, conferiram algum folego ao setor. O mesmo pode ser dito da volta da mistura obrigatória de 25% de etanol anidro na gasolina. São medidas importantes, porém pontuais e insuficientes para reativar um programa sustentado na expansão.

Muito pouco ou quase nada tem sido investido na construção de novas unidades produtoras. Com isso, a capacidade nominal instalada, que já começa a operar próxima de seu Pode-se dizer que o aumento da limite, deve restringir qualquer crescimento significativo e perene para produção da atual safra representa apenas um movimento calcado em os próximos anos. uma convergência de condições esDesta forma, caso não seja res- pecíficas, sem qualquer indicação tabelecido um novo ciclo de invesde reversão da tendência de redução timentos em capacidade de produ- na taxa de crescimento da oferta de ção, presenciaremos “um voo de cana no País. ANUÁRIO 2013/2014 | 75

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Pellets de madeira:

Normatização – A união disciplinada faz a força vencedora!

Rodrigo Rasga Mestre em Agroenergia pela FGV/EESP (rodrigorasga@columbia.com.br) Laercio Couto Membro do Board da World Bioenergy Association (lcouto@renabio.org.br)

substituição da queima de combus- manecer nesse nível no futuro. tíveis fósseis e no eficiente sequesAlém da madeira, é possível se tro de carbono da atmosfera. produzir pellets energéticos a partir Acreditando-se que as biomas- de várias outras biomassas, como a sas deverão ser tratadas como uma cana-de-açúcar, o bambu, a casca do commodity e negociadas pela quanarroz, a parte aérea da mandioca, as tidade de energia a ser entregue, gramíneas, tipo capim elefante, etc. é necessário que se pense em um preço internacional, que balizará os Observando-se apenas as mafuturos negócios. Assim, o ainda pe- deiras, estudos demonstraram que queno mercado brasileiro de pellets se consome mais energia para a proenergéticos, que vem praticando dução de pellets de folhosas (eucapreços muito díspares e acima dalipto) do que se utilizando coníferas A procura por novas fontes de queles comercializados na Europa e (pinus), principalmente por aprenos Estados Unidos, não deverá perenergia está cada vez mais em sentar menos lignina e mais síevidência, devido, principallica em sua composição, de onde mente, ao crescimento da pose conclui que os extrativos atupulação mundial, onde as previam como um lubrificante. Assões apontam para 15 bilhões de sim, o processo de pelletização habitantes até 2050, e, também, com eucalipto requer a adição de à elevação progressiva do nível ligantes naturais, como o amido de vida nos países emergentes. de milho ou batata, melado, óleo Dentro deste ambiente e podenvegetal, entre outros, a fim de do se enquadrar como um comreduzir o atrito nas extrusoras e, bustível limpo e renovável, os pellets de madeira apresentam- Figura 1. Pellets de Leucaena leucocephala produzi- consequentemente, aumentar a vida útil das matrizes. se como uma opção viável na dos na PelletBraz, Porto Feliz, São Paulo Brasil reúne condições geográficas, agrícolas e econômicas propícias para desenvolver e se beneficiar das tecnologias para uso de biomassas para fins energéticos, onde os pellets de madeira, se enquadram. A maior opção do lado da oferta, no curto prazo, será a dos resíduos florestais e os das indústrias madeireiras, deixando para um segundo momento a adoção de florestas dedicadas.

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Mesmo com esta constatação técnica, além de conter um teor de cloro, entre outros, superior ao permitido na Europa e nos Estados Unidos, deve-se considerar a utilização dos pellets de eucalipto, pois são esperados avanços nas pesquisas que desenvolverão tecnologias que neutralizem os efeitos negativos desta biomassa no processo industrial. Esta ressalva é de suma importância, uma vez que a área plantada no Brasil de florestas de pinus vem se reduzindo lentamente, enquanto que a de eucalipto aponta na direção oposta. Assim, acredita-se que os pellets de eucalipto serão os mais comercializados no Brasil, nos anos vindouros. Com tantas variáveis envolvidas e somando-se algumas desigualdades quanto ao tratamento fiscal da biomassa entre muitos dos Estados brasileiros, além da inexistência de barreiras de capital e tecnológica na produção de pellets energéticos, haverá um sério risco de uma falta de uniformização dos pellets que serão produzidos e oferecidos ao mercado, que poderá trazer uma desordem indesejável e que resultará em uma desconfiança quanto à utilização desta opção de combustível. Pode-se estar matando ou, na melhor hipótese, retardando o crescimento e a consolidação do mercado brasileiro de pellets de madeira. Requer-se sua regulamentação e fiscalização, com o intuito de normatizar e padronizar as principais características e propriedades desse combustível, como em alguns países da Europa e nos Estados Unidos, principalmente, promovendo-se as adaptações necessárias para as condições das biomassas produzidas no Brasil. Não existe ainda no Brasil uma legislação específica sobre a produção e comercialização de pellets de madeira, onde a Agência Nacional do Petróleo (ANP) foi designada para

A qualidade dos pellets não pode normatizar e fiscalizar o mercado de ser definida sem a referência tecnobiomassas, de uma forma geral. lógica do sistema de aquecimento Aspectos e padrões de qualidade a ser utilizado, porque depende de – Pequeno histórico várias características. A durabilidaForam pesquisados os padrões de dos pellets de madeira e a quane normas dos principais países que tidade de finos presentes são menos já atuavam nesse mercado em 2000, importantes quando do seu uso em como a Áustria, a Suécia, a Alema- grandes queimadores, ao passo que, nha, a Itália, o Reino Unido e os Es- para empregá-los em alguns fornos menores, os pellets devem ser extretados Unidos. mamente duráveis de modo que não Estudando-se o histórico da produzam muito pó (finos) no silo normatização nos países onde o de armazenamento e não causem mercado de pellets de madeira já problemas técnicos nas unidades de está consolidado, observou-se que alimentação e de combustão. as normas de qualidade na AlemaObservou-se que as normas nha (DIN 51731) são muito rigoroaustríaca e alemã não mencionavam sas quanto à concentração de certos a quantidade de finos, enquanto elementos químicos e estabelecem que, na Suécia e nos Estados Univalores máximos para essas emisdos, esta característica não deveria sões. Os pellets foram divididos em ser superior a 1,5% e 0,5%, respecticlasses por diâmetro e, em 2002, foi vamente. As normas não definiam a criado um selo de qualidade para as durabilidade ou a estabilidade mecâindústrias, o DIN Plus, que estabele- nica, apesar da importância desses cia padrões de conformidade de todo atributos, principalmente durante o processo produtivo, bem como de o transporte em navios e no carretransporte e armazenamento. Para gamento pneumático nos armazéns, receber este selo, a indústria era por ser alta a tensão mecânica nos obrigada a aceitar vistorias periódi- pellets, e caso a qualidade seja baixa, cas e apresentar as análises realiza- poderá ser produzida uma grande das dos seus produtos. Proibia, ain- quantidade de finos. Devido às dida, qualquer aditivo ou substância ferentes exigências entre pequenas artificial, como plásticos, adesivos, e grandes unidades de combustão, tintas ou preservantes de madeira. tornava-se recomendável a definiO rigor para se obter esta certifi- ção da percentagem máxima de ficação era tão alto que, para alguns nos, para diferentes grupos de conespecialistas, foi criada apenas para sumidores (MALISIUS et al, 2000). inibir a importação de pellets de ouA maioria das normas proibia a tros países (Pellets DE MADEIRA). utilização de aditivos para facilitar As características químicas e a aderência na produção dos pellets. físicas são critérios básicos para se Apenas a Suécia permitia tais aditiavaliar a qualidade dos biocombus- vos, desde que declarados o tipo e a tíveis. O primeiro grupo inclui crité- quantidade utilizados. Em 1995, o rios como a concentração de certos Pellets Fuels Institute (PFI) dos Eselementos químicos (N, S, Cl, As, Cd, tados Unidos estabeleceu normas Cr, Pb, Cu, Hg, Ni, Zn, entre outros), nacionais para os pellets de madeira os teores de umidade e de cinzas, e destinados ao consumo, que mais o poder calorífico. As características pareciam recomendações informais físicas descrevem os parâmetros vide responsabilidade dos fabricantes, suais e o tipo de processamento da e determinou a certificação da qualidade desse combustível. biomassa (pelletização). ANUÁRIO 2013/2014 | 79

Foram definidas duas classes para os pellets de madeira: uma com qualidade superior (premium) e outra considerada padrão. A única diferença está no teor-limite de cinzas inorgânicas, e os fabricantes norte -americanos são orientados a mencionar nas embalagens a que classe pertencem os seus produtos.

nacionais com o mesmo propósito passaram a trabalhar conjuntamente, desde meados de 2000, na elaboração de uma norma-padrão europeia para combustíveis à base de biomassa, abrangendo o teor das cinzas, a durabilidade e a resistência mecânica dos pellets de madeira, além de padronizar os métodos mais adequados para os testes a serem Norma europeia EN14961- 2 aplicados a essa categoria de come a certificação ENplus bustíveis.

EN14961 pelo European Pellet Council (EPC), que trata da biomassa para energia, contendo seis partes. A primeira, EN14961-1, apresenta, de forma geral, o sistema de classificação para biomassas sólidas e os procedimentos para comercialização. A EN14961-2 é específica para pellets de madeira sem destino industrial. Na sequência, a EN149613 aborda os briquetes de madeira, a EN14961-4 para o cavaco de maO Comitê Europeu de NormaApós vários anos de trabalho, deira, a EN14961-5 para a lenha e, tização (CEN) e alguns institutos foi aprovada em 2011 a norma finalmente, a EN14961-6 refere-se 80 | ANUÁRIO 2013/2014

aos pellets de biomassa de origem serão aplicados por meio de nume- quisa e desenvolvimento tecnológinão florestal (WIP Renewable Ener- ração de identificação apropriada, co em energia a partir de biomassa. gies, 2009). chamada de PellCert. No período de 18 a 20 de seMais especificamente, a tembro deste ano, ocorreu em Lages Finalizando, sugere-se que o EN14961-2 divide os pellets de ma- Brasil, através da ANP, se candi- – SC o evento “Florestal & Biomassa deira em três classes de qualidade, date, também, como já o fizeram – 2013”, com a participação de imsendo a ENplus-A1 considerada Japão, Canadá e Estados Unidos, a portantes estudiosos e especialispremium, a ENplus-A2 uma classe ser observador do EPC, a fim de que tas na utilização de biomassa para intermediária, e a EN-B menos res- adote rapidamente os padrões e a geração de energia, os quais, na tritiva na maioria das características normas para os pellets de madeira sua maioria, apontaram, também, a dos pellets de madeira. da EN14961-2, evitando que uma necessidade da formação de uma asPode-se observar que os parâ- concorrência desorganizada possa sociação para representar os atores metros densidade a granel e o teor trazer incertezas aos consumidores este crescente mercado. de finos, já foram incluídos, além do quanto à qualidade do produto e Não se pode deixar de observar comportamento da fusão das cin- seus potenciais riscos, em um mer- que ainda 85% da demanda energézas, embora sendo um aspecto vo- cado pequeno e ainda em formação. tica mundial estão relacionados ao luntário. A adesão à EN14961 tem Depois, deverá buscar ter voz ativa petróleo, carvão mineral e gás natusido gradativa entre os países euro- internacionalmente, para que certas ral, o que direciona fortemente, tanrestrições quanto à concentração de to as decisões de se utilizar ou não peus desde a sua aprovação. alguns elementos químicos, como a A ideia é ainda mais abrangendo Cloro, possam aleijar o Brasil de fontes alternativas limpas e renote, pois, com a liderança da Europe- exportar pellets de eucaliptos, por váveis, quanto a velocidade de suas adoções, independentemente das an Biomass Association (AEBIOM), exemplo. questões ambientais e dos aspectos pretende-se criar e implementar um A escala de produção é uma va- de sustentabilidade. sistema de certificação uniforme e ambicioso, chamado ENplus, que será aplicado tanto nas transações dentro da Europa, como para importações, sendo válido para os mercados de calor e de energia, e trazendo uma simplificação para a industrialização dos pellets, além de aumentar a confiança dos consumidores e dos fabricantes de equipamentos para este setor.

riável que pode condenar ao insucesso pequenas plantas produtoras de pellets. Tudo leva a crer que a insistência na produção e comercialização de pequenos volumes somente faz sentido em mercados de nicho e com obrigatório fracionamento das vendas.

Foram identificadas poucas entidades, não governamentais e sem fins lucrativos, que propõem congregar os produtores de pellets no Brasil. Destacaram-se a Associação Brasileira de Produtores de Pellets de MaFonte: CEBIO – Associação para a promoção da deira (ABPPM), fundada em 2008, que a partir de dezemBioenergia bro de 2010, passou a se chamar Associação Brasileira das IndúsCom a certificação ENplus, os trias de Pellets (ABIPEL), a Associação laboratórios, que no passado apenas Brasileira das Indústrias de Biomassa analisavam a qualidade dos pellets e Energia Renovável (ABIB), criada de madeira na produção, poderão em abril de 2009, e a mais antiga das verificar, também, a adequação das três, fundada em 18/02/2002, que etapas do transporte e do armazena- é a Rede Nacional de Biomassa para mento, até a entrega ao consumidor Energia (RENABIO), tendo como obfinal. Os conceitos da rastreabilidade jetivo principal a promoção e o gee da transparência dentro da cadeia renciamento de programas de pes-

Políticas governamentais ou públicas de estímulo à utilização de energias limpas e renováveis, principalmente de subsídios fiscais para a compra dos equipamentos que queimam pellets e a redução ou isenção do ICMS na sua comercialização, são imprescindíveis para a consolidação dos pellets de biomassa como uma opção confiável de combustível. Vêse, também, que um maior impulso ao crescimento desse mercado está intrinsecamente relacionado à possível adesão às metas ambientais de redução de emissões de CO2 em todo o planeta, principalmente através da União Europeia. Após tudo que foi exposto, sugere-se a admissão a uma entidade já existente ou a criação de uma nova, que goze da respeitabilidade necessária para congregar a maioria dos importantes produtores de pellets de madeira e de outras formas de processamento das biomassas no Brasil, para se ouvir uma única voz representativa. Afinal, a união disciplinada faz a força vencedora! ANUÁRIO 2013/2014 | 81

TRANSFORMANDO BIOMASSA

EM PÉLETES COMBUSTÍVEIS UMA OPÇÃO INTELIGENTE Em combinação com outros tipos de fontes de energia renovável como eólica e hidráulica, a biomassa desempenha um importante papel na redução da emissão de gases de efeito estufa. A peletização transforma biomassa sólida em um combustível granelizado com um significativo conjunto de vantagens: • Substancial incremento no poder calorífico por volume (aproximadamente 4 vezes maior se comparado, por exemplo, com chips de madeira úmidos) • Redução apreciável nos custos de transporte • Simplificação na armazenagem, no transporte e no manuseio • Redução da atividade biológica, garantindo armazenagem segura e sem perdas • Resulta combustível homogêneo e manejável de boa comercialização Péletes de madeira podem ser produzidos a partir de serragem, maravalha, resíduos forestais, sendo que, ultimamente, há um uso crescente de madeira redonda oriunda de florestas plantadas para fins energéticos. Outras biomassas como palha e resíduos vegetais também podem ser economicamente utilizados para produção de péletes combustíveis. 82 | ANUÁRIO 2013/2014

CONSUMO CRESCENTE Tanto o apelo ecológico quanto questões de segurança e economia estão fazendo com que o consumo de péletes de biomassa experimente um aumento considerável de consumo. No consumo industrial a Europa apresenta-se como o grande mercado, principalmente em plantas termoelétricas. Para atender requerimentos legais, termoelétricas de vários países europeus estão, ou estarão, misturando péletes de madeira ao carvão usualmente utilizado como combustível. Para tanto, já foi desenvolvida a infraestrutura necessária, tanto de logística quanto de manejo, bem como a tecnologia de combustão para essa mistura. Na Europa também no consumo doméstico o uso de péletes de biomassa é crescente, fazendo daquele continente o grande mercado para os próximos anos. No Brasil o consumo de péletes de biomassa dá seus primeiros passos. Pioneiros estão produzindo para o mercado local que, pouco a pouco, se forma e se estrutura. Os usos iniciais estão ocorrendo em pequenas caldeiras comerciais, mas já começam os projetos para indústrias de maior porte. Neste caso, as características de homogeneidade e consistência de propriedades são um grande atrativo se comparado, por exemplo, ao uso de chips úmidos. E ainda há o benefício da maior densidade energética que viabiliza suprimento a maiores distâncias. No Brasil ainda há que se estabelecer um mercado mais regrado e consistente, mas as perspectivas são de todo favoráveis.

A TECNOLOGIA DO PROCESSO A tecnologia de peletização de biomassa já está, em grande medida, consolidada. Tudo inicia com a preparação da matéria prima, que deve ser inicialmente seca e depois moída. A secagem pode tanto ser feita por meio de secadores rotativos quanto por secadores de esteira. A escolha do tipo de secador depende, primordialmente, da fonte térmica disponível. Os secadores rotativos são usados onde a fonte é a própria queima da matéria prima (ou seus rejeitos), enquanto que os de esteiras são utilizados quando há calor residual disponível como, por exemplo, vapor de baixa pressão residual em plantas que geram sua própria eletricidade. Além disso, diferentes matérias primas podem impor algum tipo de restrição que pode privilegiar um ou outro tipo de secador. A moagem visa reduzir a granulometria do material para melhorar as suas propriedades para peletização. O objetivo é aumentar a superfície específica para que o material possa ter seus aglomerantes naturais ativados no condicionamento. Desde o ponto de vista energético, a moagem é limitada ao mínimo necessário, mas há aplicações em termoelétricas que exigem uma granulometria mais fina para que, quando os péletes são moídos para uso nas caldeiras, resulte um produto fino o suficiente para uso nos queimadores que estas caldeiras normalmente utilizam.

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Após a moagem o produto é inicialmente condicionado por meio de Figura 1 aquecimento com vapor. Esse processo tanto aquece quanto umedece levemente o material, ativando os aglomerantes naturais (lignina). É uma etapa importante do processo pois facilita a peletização. Na peletização o material previamente condicionado é comprimido mecanicamente em orifícios de matrizes, conformando-se em pequenos cilindros (com diâmetros de 6 a 10 mm). Esse processo demanda elevada aplicação de energia mecânica o que faz com que peletizadoras de biomassa devam ser de construção robusta para absorver os esforços a que são submetidas. E este aspecto é muito relevante, pois a utilização de peletizadoras dimensionadas para outros fins na peletização de biomassa, invariavelmente será problemática. Após a peletização, o produto dever ser resfriado, uma vez que sua temperatura ao sair da peletizadora é muito elevada para o manejo posterior, além de conter um pequeno excedente de umidade. O resfriamento é feito, via de regra, em secadores verticais de contra fluxo, onde ar ambiente é feito passar pelo produto. Nesse processo o calor e parte da umidade dos péletes são transferidos para o ar de resfriamento e, como resultado, os péletes ficam algo próximo a 5°C acima da temperatura ambiente e perdem a umidade aplicada no condicionamento. Na sequência, os péletes passam por uma peneira para retirada dos finos eventualmente presentes, sendo estes finos reconduzidos para o processo de peletização. Na figura 1 estão representados fluxogramas esquemáticos das três principais variantes de plantas de peletização no que diz respeito ao tipo de biomassa: para toras de madeira, para serragem e resíduos de madeira e para palha e outros resíduos agrícolas. 84 | ANUÁRIO 2013/2014

MUITAS HISTÓRIAS DE SUCESSO Ainda que a peletização de biomassa seja incipiente no Brasil, ela já é largamente praticada em várias partes do mundo, com mais ênfase na Europa e na América do Norte. As plantas se apresentam em diversos tamanhos, desde produções pequenas de 1 ou 2 ton/h até plantas gigantes produzindo acima de 1.000.000 de ton/ano. Como qualquer indústria, o fator de escala sempre é favorável e há uma tendência de plantas de grande capacidade (acima de 200.000 ton/ano) quando o objetivo é exportação para os grandes centros consumidores na Europa. Plantas menores focam mais os usuários locais e tem boa competitividade para substituição de combustíveis fósseis. O mundo já consome mais de 15.000.000 de toneladas/ano de péletes e é esperado crescimento anual superior a 15 %. Com essa perspectiva, podemos esperar que também no Brasil venhamos a ver um bom número de plantas de produção de péletes sendo implantadas nos próximos anos. A Andritz é lider global neste setor, com mais de 350 plantas fornecidas e instaladas, com reconhecida experiência e comprovada tecnologia. Para plantas de grande capacidade a empresa oferece, em conjunto com outras empresas do Grupo Andritz, projetos Turn-Key ou em regime EPC, contemplando equipamentos para o pátio de madeira, picadores, peneiras, secadores, moagem, peletização, armazenagem e despacho. Para plantas de menor porte, a Andritz fornece desde máquinas individuais até linhas completas de processo, atendendo a qualquer requerimento do mercado. Para qualquer caso, a Andritz oferece abrangente serviço de pós-venda incluindo manutenção, suporte, peças de reposição e peças de desgaste.

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Biomassa florestal

e energia renovável na

Amazônia

Patricia Amorim, Ecio Rodrigues, Moisés Lobão Professores do Curso de Engenharia Florestal CCBN-UFAC

o Brasil, as necessidades sociais como a redução da pobreza, o baixo acesso aos serviços públicos básicos como escolas e hospitais, e as lacunas de infraestrutura (como estradas, telecomunicações, água, energia, saneamento) tendem a se concentrar em determinadas regiões.

oferta de energia elétrica.

De acordo com relatórios publicados pela International Energy Agency (IEA, 2012) os combustíveis fósseis mantêm-se predominantes e a sua procura continua a crescer, obrigando à existência de infraestruturas com elevado teor de carbono, entretanto os investimenDado o tamanho e heterogeneidade do Brasil, aqui tos em energias limpas devem ser duplicados até 2020. mais do que em qualquer outro lugar, a política segue O desenvolvimento econômico acelerado do Brasil um modelo igual para todos, fato este que não pode na última década teve como consequência o aumento gerar o crescimento regional equilibrado. Isto requer no consumo energético, tanto de combustíveis fósseis uma abordagem diferenciada para cada região do país, quanto renováveis. Por ser um país rico em volume híportanto, a política de desenvolvimento regional, que levam em conta as necessidades e recursos locais, passa drico, a principal energia primária renovável consumida a ser uma ferramenta possível para alcançar esse obje- no país é a hidráulica, entretanto questões ambientais (legislação e regime hídrico) têm dificultado à implantivo. tação de novas unidades de geração, neste sentido, para O crescimento do consumo no país, em especial acompanhar o ritmo de crescimento imposto, a bioante o surgimento da chamada nova classe média, massa apresenta-se como um valioso recurso energépermitiu o aquetico e tem descimento da propertado o intedução industrial. resse dos países Não obstante, a desenvolvidos e economia como em desenvolvium todo se vê mento (Moreiamarrada por ra, 2012). uma série de garEm 2012 o galos relacionasetor de enerdos à infraestrugia elétrica tura, dos quais se passou por um destacam a defimomento deciente logística de transporte de Figura 1. Comparativo dos anos de 2011 e 2012 da participação dos renováveis na Matriz licado, quando cargas e de pes- Energética Mundial e Brasileira. Fonte: EPE, Agência Internacional de Energia; BEN 2013 apesar do ausoas, e a limitada (ano base 2012). mento de 1.835 86 | ANUÁRIO 2013/2014

MW na potência instalada do parque hidrelétrico, a oferta de energia hidráulica reduziu-se em 1,9% devido às condições hidrológicas observadas especialmente na segunda metade do ano. A menor oferta hídrica explica o recuo da participação de renováveis na matriz energética brasileira, de 88,9 % em 2011 para 84,5 % em 2012 (OECD, 2013; BEN, 2013) embora a participação de fontes de energia renováveis mantem-se entre as mais elevadas do mundo, com pequena redução devido à menor oferta de energia hidráulica e de etanol (42,4 %) (Figura 1). Em 2012, a biomassa lignocelulósica (cana de açúcar, lenha e carvão vegetal) representou 24 % da matriz energética brasileira. Foram gerados em 2012 um total de 592,8 TWh de energia, sendo 6,8 % representados pela biomassa (Figura 2).

oferta a taxas de 5% de crescimento do PIB. Significa dizer que há uma demanda elevada e permanente para a geração de energia elétrica por todos meios possíveis. Sendo assim, o país irá pagar (um bom preço, por sinal) por toda a energia elétrica produzida nos próximos 20 anos – seja essa energia gerada por novas hidrelétricas, por termoelétricas à diesel, por parques eólicos, por painéis fotovoltaicos para captação de energia solar. Enfim, seja ou não essa energia oriunda de fontes renováveis, o país irá pagar por ela. Esse quadro no mercado de produção de energia, ao mesmo tempo em que pode ser vantajoso, também pode ser uma grave ameaça para uma região como a Amazônia. Se por um lado, as tarifas regionais de energia elétrica são as mais caras do país, por outro, constata-se uma perigosa e contumaz ausência de prioridade

Figura 2. Fontes Renováveis e não renováveis e a matriz energética brasileira em 2012. 1 Inclui gás de coqueria. 2 Inclui importação. 3 Inclui lenha, bagaço de cana, lixívia e outras recuperações. Fonte: BEN, 2013.

Com as pressões ambientalistas a cerca da emissão de gases de efeito estufa e a crescente necessidade de reduzir o uso de combustíveis fósseis bem como a dependência dos países exportadores de petróleo, atualmente, a maioria dos países, desenvolvidos ou não, está promovendo ações para que as energias alternativas renováveis tenham participação significativa em suas matrizes energéticas.

para o setor elétrico. Enquanto a construção de hidrelétricas – comprovadamente a fonte de energia com menor impacto ambiental é a mais adequada aos padrões de sustentabilidade – encontra grandes resistências (vide o caso de Belo Monte), outras possibilidades de geração energética não possuem escala suficiente para abastecer a demanda das cidades e das populações amazônicas.

De 2011 para 2012 houve um aumento de 3,1 % no A despeito da oposição de um movimento ambienconsumo de energia no Brasil. A produção industrial, tal que consegue arregimentar muitos aliados, inclusive o transporte de cargas e a mobilidade das pessoas resno interior das universidades e institutos de pesquisas ponderam por 66 % do consumo de energia do país, o (o que é um grande contra censo), a hidrelétrica ainda consumo em residências respondeu por apenas 9,4 %. é uma saída para as localidades cujos rios apresentam O consumo residencial aumentou em 2,1 %, de diferenças altimétricas satisfatórias para a geração de 23,3 Mtep para 25,4 Mtep, houve uma redução no con- energia. Mas, nos casos em que as hidrelétricas não são sumo da lenha e um aumento do consumo de gás natu- possíveis, a saída é bem menos evidente. ral (devido à oferta) e eletricidade (devido ao aumento Na região norte do país, dentre as possíveis fontes da renda e facilidades de crédito) (BEN, 2013). de energia renovável, algumas mais representativas que No caso específico da geração de energia elétrica outras e com maior potencial, podemos citar: a cana de não há capacidade instalada para a geração de energia açúcar (de 30 a 120 kWh/t cana), biogás a partir da criaelétrica, de forma a garantir-se uma ampliação anual da ção de suínos (de 20.000 a 300.000 m³ metano/mês), ANUÁRIO 2013/2014 | 87

resíduos da silvicultura (até 20 MW) e resíduos agrícolas (200 kW) (Coelho et al., 2008). No Acre, por exemplo, onde não existe a força das águas, onde o vento não sopra na intensidade exigida pelos cata ventos, e o sol, por mais calor que faça, não aparece durante todo o ano e na abundância demandada pelos painéis que captam energia solar, resta uma opção: a produção de energia elétrica por meio de biomassa florestal. Na verdade, qualquer biomassa – seja de origem agrícola, como é o caso da palha de arroz e do bagaço de cana de açúcar, produzidos em pequena quantidade no âmbito do estado, seja de origem florestal, como o pó de serra, a lasca de madeira e o ouriço de castanha do Brasil, produzidos em grande quantidade – pode mover caldeiras e gerar energia elétrica na escala desejada. Na região norte, a geração de energia elétrica com biomassa florestal é uma oportunidade única para melhorar a dinâmica da frágil economia local. Mas, para que essa oportunidade seja aproveitada, ela precisa ser priorizada. Reforçam essa tese três constatações: o fato de que 86% do território do Acre possui cobertura florestal nativa; a quantidade de solos precariamente aproveitada pela produção pecuária; e, o mais importante, a característica sustentável da produção de energia elétrica por biomassa florestal, decorrente do balanço zero em relação ao carbono depositado na atmosfera. A ideia é produzir energia elétrica mediante a queima de biomassa florestal em caldeiras. Incluem-se no rol de matérias primas ou subprodutos denominados de biomassa florestal o pó de serra e as aparas de madeira que derivam em grande quantidade do processo de industrialização da madeira. Esses materiais, até bem pouco tempo, eram queimados a céu aberto – procedimento que, por sinal, levava as empresas a serem invariavelmente autuadas pelos órgãos de fiscalização ambiental. De acordo com dados do Ministério de Desenvolvimento Indústria e Comércio do Figura 3 - Principais produtos do Estado do Acre exportados para outros países Brasil, a madeira e seus derivados repre- no ano de 2009 (Acre, 2011). sentaram em 2009 mais de 60% do total prima será descartada sob a forma de biomassa floresde produtos do Estado do Acre exportados 3 tal que poderá ser utilizada para geração de energia. para outros países (figura 3), totalizando 120.566 m de madeira em tora, 685.240 m3 de lenha (figura 4), Portanto, o descarte dos materiais que são consiconsiderando que o rendimento da conversão da tora derados “resíduos da produção florestal” que poderiam de madeira para produtos madeireiros é menor que representar um transtorno para as empresas do ramo 50%, pode-se inferir que mais da metade dessa matéria do processamento da madeira poderão servir como fon88 | ANUÁRIO 2013/2014

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te de matéria prima para a produção de energia elétrica e nos ramais, nem a produção vendida diretamente aos bolivianos pelos rios e igarapés. no Estado do Acre. O termo biomassa florestal inclui também outros subprodutos madeireiros que atualmente são desaproveitados. Os resíduos de exploração, galhos das árvores exploradas, por exemplo, que podem possuir mais metros cúbicos de madeira que a própria tora levada para a indústria, são abandonadas nas unidades de produção, o que significa desperdício e baixa produtividade.

Não há dúvida, portanto, de que a oferta do produto, energia elétrica, irá movimentar o setor florestal na região pelos próximos 20 anos – em face, sobretudo, da significativa participação dessa receita na composição do fluxo de caixa das empresas. Desde o início dos tempos o homem queima biomassa para produzir calor, para aquecimento e cocção de alimentos e, quando aprendeu a semear e colher, tornou essa fonte de energia além de limpa também renovável, passando a plantar árvores para se abastecer de lenha, madeira e fibras.

Além da madeira, há ainda mais um importante produto florestal que pode ser empregado na queima de biomassa em caldeiras: o ouriço da castanha do brasil. A atividade de coleta das amêndoas deixa no interior da floresta uma quantidade expressiva de ouriços que Uma floresta plantada desempenha o mesmo papel possuem alto poder calorífico, ou seja, são bons para de um reservatório, enquanto fonte de combustível, produzir calor. entretanto agrega inúmeros benefícios: é uma fonte de A produção de castanha do Brasil, em 2011, 4,4% recurso renovável, auxilia no sequestro e fixação de carsuperior à de 2010, apresenta-se como resultado da bono, não tem limite de armazenamento (se a madeira grande procura pelo produto, principalmente por em- não é cortada a floresta continua a crescer), possui múlpresas ligadas ao comércio exterior, conforme dados do tiplos usos, gera empregos ao longo de toda a vida e não Ministério de Desenvolvimento Indústria e Comércio requer grandes obras de infraestrutura (como gasodudo Brasil, a castanha do Brasil representou cerca de 12% tos, portos e ferrovias). do total de produtos do Estado do Acre exportados para Se fossem usados apenas 10% dos 40 milhões de outros países no ano de 2009 (figura 4), representando hectares de suas pastagens degradadas (Bolfe, 2010), o 10.313 toneladas de castanha. Brasil poderia construir nos próximos oito anos um reservatório florestal suficiente para sustentar 16 GW de energia firme (18% da carga projetada para 2020), atraindo investimentos anuais da ordem de 10 bilhões de reais (70% nas usinas e 30% na silvicultura) e criando 20 mil postos de trabalho por ano (40% na produção de energia e 60% graças ao efeito da renda gerada) (Castello Branco, 2013). REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ACRE, Governo do Estado. Acre em números 2009/2010. Secretaria de Estado de Planejamento e Desenvolvimento Econômico Sustentável – SEPLANDS / Gerência de Estudos e Pesquisas Aplicadas a Gestão – GEPAG, Rio Branco, 2011. BEN – Balanço Energético Nacional 2013. Brasil: Empresa de Pesquisa Energética. Ano base 2012: Relatório Síntese. Rio de Janeiro: EPE, 2013, 55 p.: 18 il. BOLFE, E. L. Monitoramento geoespacial de áreas degradadas. In: 3ª Semana de Geotemática. Anais... Universidade Federal de Santa Maria – UFSM, Santa Maria: 170 p, 2010. Disponível em: http://200.132.36.199/3smgeo/ videos/14/Bolfe.pdf.

Figura 4 - Principais produtos extrativistas produzidos no Estado do Acre no ano de 2009 (Acre, 2011).

Dados publicados pelo IBGE (2013) o principal estado produtor foi o Amazonas (14.661 toneladas), seguido de perto pelo Acre (14.035 toneladas) e, em maior distância, pelo Pará (7.192 toneladas). Os 20 maiores produtores no ranking dos municípios - sete do Amazonas, sete do Acre, quatro do Pará e dois de Rondônia – respondem por 74,3% da produção nacional. Embora esses números contradigam a realidade, pois as estatísticas oficiais, não são contabilizadas nem a castanha consumida pelas famílias no interior da floresta 90 | ANUÁRIO 2013/2014

CASTELLO BRANCO, M. A. In: RODRIGUES, E. Biomassa florestal e produção de energia elétrica. Comentário. Painel Florestal, 2013. COELHO, S. T.; MONTEIRO, M. B.; KARNIOL, M. R.; GHILARDI, A. Atlas de Bioenergia do Brasil – São Paulo. Projeto Fortalecimento Institucional do CENBIO, Convênio 007/2005 – MME. 54 p. il. 2008.

IBGE – Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística – 2011. Produção da Extração Vegetal e da Silvicultura (PEVS 2011): produtos madeireiros de florestas plantadas, com R$ 13,0 bi, lideram valor da produção florestal brasileira (R$ 18,1 bi). Disponível em: http://saladeimprensa.ibge.gov.br/noticias?view=noticia&id=1&busca=1&idnoticia=2281. IEA – International Energy Agency. Energy Technology Perspectives 2012. Pathways to a Clean Energy System. Disponível em 16 de julho de 2013 em: http://www.iea.org. MOREIRA, A. C. O. Caracterização de Bambusa vulgaris Schard. ex J.C. Wendl. var. vulgaris, e dos resíduos de caldeira no processo de conversão térmica de energia. Brasília: Universidade de Brasília. Faculdade de Tecnologia. Dissertação de Mestrado em Ciências Florestais, 61p., 2012. OECD (2013), OECD Territorial Reviews: Brazil 2013, OECD Publishing. Disponível em: http://dx.doi.org/10.1787/9789264123229-en.

PRODUÇÃO DE ENERGIA DE BIOMASSA QUESTÕES SISTÊMICAS *ᶱ

Paulo Pereira Martins Junior 1,2, Renato Pereira Claus2, - Gustavo Curiel3 Universidade Federal de Ouro Preto, Escola de Minas, Departamento de Geologia. Fundação Centro Tecnológico de Minas Gerais 3 Universidade Federal de Itajubá * Grupos de Pesquisa registrados no CNPq: ‘Geociências Agrárias e Ambientais (GAA)’ e ‘Soluções Integradas de Geoecologia, Energia, Economia e Gestão (SI3EG)’. ᶱ Série ‘Contribuições à criação do ente público voltado para estudos e normatização do uso da energia BioErg em Minas Gerais’. 1

Introdução à Questões Centrais da Produção de tais das bacias hidrográficas, dos biomas e da circulação Biomassa para Energia hídrica. Esse estudo apresenta múltiplos aspectos que devem ser considerados na prática da produção de biomassa para energia e que em seu todo em nada difere da produção de biomassa para alimentos. Existem alguns aspectos da biomassa para energia que produzem efeitos específicos sobre o meio ambiente como é o caso da produção residual de vinhoto. Todavia, existem questões gerais que devem ser contempladas no processo de gestão geo-ambiental, gestão da produção e da economicidade. Por certo, sem se realizar um efetivo esforço para integrar o pensamento econômico com o pensamento ecológico, sempre se tratará o meio ambiente como uma externalidade o que se tem demonstrado uma prática insalubre para o futuro da humanidade. Pode-se enumerar algumas dessas questões que devem ser visualizadas em qualquer modelo de gestão:

5) Não existem modelos genéricos e específicos de monitoramento das atividades agrícolas e de seus impactos sobre o território, ainda que existam boas exigências de proteção florestal. 6) Não existe disponível modelo de índices de sustentabilidade geoambientais e econômicos da produção como forma de permitir aos produtores a auto-organização no contexto das propriedades rurais e das bacias em que estejam situados e 7) Não existe ainda disponível, embora estabelecido e já parcialmente desenvolvido, modelos de certificações da qualidade geo-ambiental e econômica da produção com princípios, critérios e indicadores (Martins Jr et al., 2012, inédito).

A Questão da Biomassa para Energia e o Geoam1) As soluções para os campos agrícolas em função biente da qualidade geoambiental do território são fatores Efetivamente os sete itens acima constituem asfundamentais de sucesso da gestão, mas não são únicos pectos lógicos sobre o tema, em uma visão de contexto. e nem suficientes (Rodrigues et al., 2006), A partir desses devem-se incluir os temas de “Ordena2) A legislação florestal, ainda que votada ante um mento do Território” sob os seguintes aspectos: acordo nacional é, todavia, limitada por não considerar (1) espaços privados de uso da terra em propriedaefetivamente ‘a continuidade floral de todos os ecossistedes rurais, mas e/ou fisionomias do bioma’ dentro de cada bacia hidrográfica, de modo que o bioma não tenha interrup(2) espaços legalmente reservados para não uso, ções sobre toda a área efetiva de ocorrência do mesmo, (3) relações espaciais que possam comprometer as 3) A circulação hídrica não tem sido considerada, condições ambientais a jusante, especialmente com o reconhecimento efetivo de onde (4) relações de conservação da circulação hídrica a estão as zonas de recarga e as áreas precisas de recarga montante, localmente e a jusante, dos aquíferos, (5) geo-estabilidade dos terrenos tanto dos pontos 4) Não existe nacionalmente a noção de ‘licenciade vista das demandas agrícolas quanto das restrições mento de projetos agrícolas’ não somente para as grangeotécnicas só parcialmente atendidas nas cartas de apdes produções intensivas como também para a agricultidão de solos, tura familiar, todas possivelmente impactantes, e neste caso a agroclimatologia embora necessária não é sufi(6) integração dos métodos de certificações agrícociente e nem mesmo o acréscimo das carta de aptidão las produzidos na EMBRAPA Meio Ambiente de Jaguade solos não são ainda suficientes já que com ambos riúna (Rodrigues et al., 2009) e das certificações da quaesses sistemas não se abarca com os aspectos ambien- lidade geo-ambientais e econômicas da produção nos ANUÁRIO 2013/2014 | 91

âmbitos das propriedades rurais e das bacias (Martins, Esses assuntos são parte do aspecto de boas prátiJr et al., 2012, inédito), cas em engenharia rural com vistas ao controle da logística de produção, embora o assunto seja amplo inde(7) tecnologia de aproveitamento e uso da água pendentemente da produção de biomassa para energia sem comprometer Veredas e outros corpos d’água como em si mesma. as áreas de inundação permanentes (várzeas) e aquelas de inundações periódicas, amplamente impactadas Produção de Biomassa para Energia e Dependêndesde ações programadas sob auspício do Governo em cia Hídrica décadas anteriores, A produção de biomassa depende de água para ir(8) Estradas nacionais, estaduais e vias vicinais de rigação, embora que com alguns tipos de cultivares terra batida. seja possível o plantio direto. A dependência por água é questão central na manutenção da circulação hídriO tema das estradas vicinais é conecto à questão da ca em áreas agrícolas, com manutenção da infiltração produção agrícola de biomassa para alimentos e enercomo fator essencial, e para evitar o escoamento supergia, em virtude de envolver todo o tema de transporte e ficial excessivo imediato pós-chuvas, com a virtude de logística com fortes implicações geoambientais embora se favorecer a infiltração nas áreas sensíveis zonas de seja um tema que tem em si uma característica própria. recarga de aquíferos subterrâneos. O Substrato Geológico Produção de Biomassa para Energia e Correta Questões sérias com implicações diretas sobre o Ocupação das Áreas das Bacias substrato geológico de rochas, solos e formações superUm princípio já se reconhece internacionalmente ficiais são as alterações físicas, químicas e bióticas dos que não deve haver competição de uso das terras entre mesmos derivadas de obras de engenharia e dos usos produção de biomassa para energia e alimentação. Tal da terra em agricultura, silvicultura e pastoreio. Todas fato deve ser considerado no DUOT cujos diversos cenáessas atividades podem afetar profundamente os asrios cartográficos permitirão optar por diferentes glepectos de recarga de aquíferos. As vias são, portanto bas de terras para a produção de biomassa para energia. um dos fatores que podem ameaçar a estabilidade da Essas opções devem se calcar em vários aspectos, tais recarga sobre amplas situações em várias bacias hidrocomo: (1) absoluto respeito às leis florestais (2) comgráficas no País. Necessita-se de: plementarmente reestruturar as conexões florais entre (1) correção técnica das estradas oficiais, nacionais maciços florestais e florestas de galerias sobre todo o e estaduais e das estradas vicinais, no sentido de recom- território de cada bacia (3) reorganizar as florestas de por ambientes hídricos, quando comprometidos pela galerias onde faltem (4) corrigir os efeitos de borda dos maciços existentes e (5) conforme o caso se necessário erosão induzida por essas obras de engenharia, cercar maciços florestais, mesmo que não estejam em (2) necessita-se reconsiderar obras de vias sobre área de exsudação. zonas de recarga com todas as precauções necessárias para não impedir a infiltração da água nessas zonas e Produção de Biomassa para Energia e Conservação do Bioma áreas localizadas, (3) há que se elaborar modelos de construção e gestão para as estradas vicinais de terra batida com a finalidade de evitar a erosão em sulcos e acelerada (Fig 2a – 2h), para a qual se chama a atenção para a instalação das pequenas barragens concebidas por Barros (2011) bem como aplicação de técnicas consagradas para controlar o escoamento superficial.

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A produção de biomassa pode ser um agente de conservação em áreas já desmatadas desde que se obedeçam as caracterizações acima citadas e que se utilizem das boas práticas para campos agrícolas e entre essas: (1) conservação de solos dos pontos de vista da estrutura física, qualidade química e condições bióticas (2) implantação de obras de engenharia que evitem

quaisquer processos de deterioração física com forte apoio da cartografia geotécnica para decisão sobre áreas sensíveis e soluções de engenharia (3) perseguir soluções que evitem até mesmo a perda universal de solos, comum nos processos naturais, mas que sob rígido controle poder-se-á manter os solos e os nutrientes nos espaços agrícolas em uso (4) aplicação de técnicas de reciclagem de nutrientes (5) prática de rigorosos critérios de aplicação de insumos fosforados de modo a evitar a perda desse bem raro (6) rigoroso controle do uso das plantas agrícolas como modo de contribuir para a infiltração e evitar o escoamento superficial excessivo durante e pós-chuvas.

senvolvimento de novos produtos energéticos derivados de resíduos de plantas (4) produção de novas variedades de plantas de modo a aumentar a oleosidade das mesmas (5) reaproveitamento energético de resíduos (6) uso de outras plantas não consagradas para a produção de energia. Novos nichos de produção de energia em relação com a qualidade geoambiental

Tais nichos são necessários de serem definidos no escopo de uso das terras no sentido de se obter acesso a terras de menor produtividade com a finalidade de produzir com menos produtividade (Curiel e Martins Jr., 2009, 2013; Quadro 1), para progressivamente se reProdução de Biomassa e Boas Práticas Geológicas cuperar terras até se obter resultados com novos solos e Agrícolas altamente reconstituídos. As práticas geológicas implicam em várias medidas O Quadro 1 aponta para a complexidade de quesprévias e mesmo pôsteres, quando a bacia já for amplatões da produção de energia de biomassa e essas mesmente usada. Como tal os vários mapeamentos – pemas questões são extensíveis a produção por centrais dológico, de aptidão de solos, geotécnicos clássicos, de hidroelétrica e com características mais especiais para agroclimatologia e mapas de elevação digital do terreno produção eólica de energia. permitirão, se articulados, favorecer o DUOT agrícola na forma de projetos de licenciamento agrícola, de mitiNesse sentido o programa de produção de minhogação e de cenários mercadológicos ano a ano. Esse tipo cas desenvolvido na EMBRAPA pode ser a solução para de procedimento não existe no Brasil e não é tampouco reconstituição de solos produtivos e, enquanto tal, a utilizado em outras nações, mas é um método cujos con- produção em curso com variedades menos exigentes de ceitos são de alta qualificação para o controle da segu- cana pode ao mesmo tempo fornecer condições de ecorança do substrato e o favorecimento de decisões sobre nomicidade a essas terras. Trata-se de um método eco‘o que plantar’, ‘onde plantar’ e ‘como plantar’ (Martins lógico econômico cuja característica se dá “Com a utiliJr 2006) no âmbito dos cenários naturais e dos cenários zação de minhocas na transformação de resíduos orgânicos, mercadológicos, nacional e internacional. Produção de Energia e 2ª, 3ª e n-ésima Gerações – Importância Geo -ambiental A i n d a em relação com os temas de territorialidade estão os temas de produção de 2ª e 3ª gerações de energia de biomassa que consistem em: (1) aproveitamento de resíduos para captação de gás (2) aproveitamento de resíduos para produção de adubos orgânicos (3) de-

Figura 2 – Fontes de energia direta e indiretamente ligadas à geodinâmica externa; as questões de produção de 2ª e 3ª gerações, em geral com soluções bioquímicas têm importância relativa para a segurança da qualidade geo-ambiental. As estratégias de alta eficiência logística atuam sobre a poupança de energia e permite diminuir a emissão de CO2; o conceito central da produção é o de energia distribuída que permite maior segurança estratégica de uso do território ante vicissitudes naturais e antrópicas e maior impacto sobre o IDH, via produção de empregos e empreendedorismo nas várias micro-regiões (org. Martins Jr., 2013). ANUÁRIO 2013/2014 | 93

disponibilizados com técnica e de forma controlada, conse- Necessidade de Integração Conceitual Economia gue-se a aceleração do processo de formação do húmus...” Ecologia - Energia (fim de citação, www-01). Posteriormente a Adam Smith o economista David Ricardo aprimorou o estudo das vantagens absolutas Modelos de gestão e fomento à produção de enerdesenvolvendo a teoria denominada “Teoria das Vangia mais limpa de modo distribuído tagens Comparativas” que segundo Vasconcelos: “SugeFica claro que a gestão e o fomento da agricultura re que cada País deva especializar-se na produção daquela dependem de conhecimentos rigorosos sobre as bacias mercadoria em que é relativamente mais eficiente (ou que tenha um custo relativamente menor). O Brasil devido a hidrográficas e os campos agricultáveis, em uso ou não, seu vasto território, abundante em recursos naturais, se e as condições sistêmicas de sustentação ambiental. destaca no cenário mundial como País de grandes vanEsse limite, entre o que deve ser a bacia, o bioma na tagens comparativas. No âmbito da produção de fontes mesma e o uso da terra, que necessariamente compro- limpas de energias as alternativas não são diferentes. mete o bioma e eventualmente a circulação hídrica também, precisa ser conhecido caso a caso. Para determinar Necessidade de Integração Conceitual Economia esses limites e as condições de irreversibilidade necessi- Ecologia - Energia ta-se ainda desenvolver estudos geoecológicos e econôCom a crescente demanda por energia devido a vámicos de modos integrados, cujos alguns aspectos são rios fatores entre eles: - aumento populacional, necesanunciados na (Figura 2). sidades das famílias por bem estar, novas indústrias,

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novas tecnologias de produção, cujo modelo atual de menos o próprio conceito de Economia. Essas ações geração e transmissão de energia vem demonstrando estão em curso e devem ser aprofundadas por pesquinão poder mais arcar com essas crescentes demandas. sadores em todos esses campos de conhecimentos. Para minimizar tais problemas a matriz energética deve ser ampliada, utilizando-se a produção de energia via biomassa, eólica, fotovoltaica, termo solar, pe- Referências quenas e mine centrais hidrelétricas a fio d’água. Os estudos e projetos de Ordenamento Territorial e os Barros, L.C. 2011. Demonstração da Conservação de Solos e Água na Microbacia do Paiol. Sete Lagoas: Desenhos de Uso Optimal do Território DUOT com os EMBRAPA. (acesso em 19/07/2011) Curiel, G., Martins Jr., P.P. 2009. Tecnologia de Gestão Ambiental para Produção de Biomassa. Ouro Preto (UFOP) e Belo Horizonte (CETEC, Memória Técnica). quais se pode identificar os potenciais energéticos de Territorial Bolsa de IC / CNPq. Relatório Final. 18p. (maerteyn@gmail.com). cada região, de cada unidade produtora ou possível proCuriel, G., Martins Jr., P.P. 2013. Tecnologia de Gestão Ambiental Territorial para Produção de Energia de dutora de insumos energéticos. Após aqueles com tais Biomassa. Itajubá: AGRENER / 2013. 8p. identificações e realizando-se uma analogia com a Teo- Martins Jr., P.P. 1998. Fundamentos Conceituais para o Desenvolvimento e a Prática das Geociências Agrária das Vantagens Comparativas, dever-se-á intensificar rias e Ambientais. A Terra em Revista. No. 4. outubro. p.:10-15. a produção de energia de fontes alternativas conforme Martins Jr. P.P., Campos, O.M., Vasconcelos, V.V., Jano, D. Zoneamento Ecológico-Econômico e Desenho de Uso apresentem vantagens relativas em relação com regiões Optimal de Territórios de Bacias Hidrográficas. Revista ECEN - Economia & Energia. ISSN 1518-2932. Ano adjacentes, utilizando-se os aspectos de potencial dos XIV. No 76. Janeiro-Março de 2010. p.: 3-26. (acesso em 26 / 06 / 2013) http://ecen.com/eee76/eee76p/ ventos, insolação, hidráulico, terra para cultivo de olea- zoneamento.htm . ginosas e cana-de-açúcar, etc. como características para Vasconcellos, M.A.S.de. 2006. Economia: micro e macro: teoria e exercicios, glossário com os 300 principais conceitos econômicos. 4ª Ed. São Paulo: Atlas. XVIII, 441 p. ISBN 9788522443215 (broch.). www-01. determinar o tipo de equipamentos e usinas para gera- http://www.sjhumus.com.br/?gclid=CNLp7ZPp_7cCFehr7AodsDIAVA. (acesso em 25 / 06/ 2013). ção energética adequada a cada região. Barros, L.C. 2011. Demonstração da Conservação de Solos e Água na Microbacia do Paiol. Sete Lagoas: EMQuadro 1 – Equações lógicas estabelecidas para o Desenho de Uso Optimal do Território DUOT que mostram a amplitude de questões envolvidas no processo da produção de biomassa para energia e alimentos.

BRAPA. (acesso em 19/07/2011) http://www.google.com.br/search?client=firefox-a&rls=org.mozilla%3Apt-BR%3Aofficial&channel=s&hl=pt-BR&source=hp&biw=1280&bih=830&q=Barros%2C+L.C.+Demonstra%C3%A7%C3%A3o+da+Conserva%C3%A7%C3%A3o+de+Solos+e+%C3%81gua+na+Microbacia+do+Paiol.+Sete+Lagoas%3A+EMBRAPA.+&meta=&btnG=Pesquisa+Google . Curiel, G., Martins Jr., P.P. 2009. Tecnologia de Gestão Ambiental Territorial para Produção de Biomassa. Ouro Preto (UFOP) e Belo Horizonte (CETEC, Memória Técnica). Bolsa de IC / CNPq. Relatório Final. 18p.

Conclusões Esse texto aponta para estudos que se desenvolvem e com os quais se pretende inovar no campo da produção de energia em nosso País, integrando-se Ecologia / Energia / Economia. Com a evolução desses estudos e pesquisas percebe-se o quanto uma ciência se aproxima e completa a outra. A teoria econômica habitual em seu próprio campo demonstra essa proximidade e necessidade de integração, com temas como: ‘demanda, utilidade, oferta, custo de oportunidade, externalidade, escassez, utilidade, bens substitutos’, e não 96 | ANUÁRIO 2013/2014

(maerteyn@gmail.com) Curiel, G., Martins Jr., P.P. 2013. Tecnologia de Gestão Ambiental Territorial para Produção de Energia de Biomassa. Itajubá: AGRENER / 2013. 8p. Martins Jr., P.P. 1998. Fundamentos Conceituais para o Desenvolvimento e a Prática das Geociências Agrárias e Ambientais. A Terra em Revista. No. 4. outubro. p.:10-15 Martins Jr. P.P., Campos, O.M., Vasconcelos, V.V., Jano, D. Zoneamento Ecológico-Econômico e Desenho de Uso Optimal de Territórios de Bacias Hidrográficas. Revista ECEN - Economia & Energia. ISSN 15182932. Ano XIV. No 76. Janeiro-Março de 2010. p.: 3-26. (acesso em 26 / 06 / 2013) http://ecen.com/eee76/ eee76p/zoneamento.htm Vasconcellos, M.A.S.de. 2006. Economia: micro e macro: teoria e exercicios, glossário com os 300 principais conceitos econômicos. 4ª Ed. São Paulo: Atlas. XVIII, 441 p. ISBN 9788522443215 (broch.). www-01. http://www.sjhumus.com.br/?gclid=CNLp7ZPp_7cCFehr7AodsDIAVA. (acesso em 25 / 06/ 2013).

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TyRex inova colheita de tocos de eucaliptos para a produção de biomassa no Brasil

Laercio Couto - Membro do Board da World Bioenergy Association Rodrigo Rasga - CEO da Columbia - Bioenergia Evandro Carrera - Negócios Florestais do Grupo Columbia Toru Sato - Consultor Sênior da Caterpillar Eduardo Borin - Empresa Operflora

capacidade de brotação dos tocos remanescentes das árvores de eucalipto, após a colheita florestal induziu os silvicultores a utilizarem os sistemas de talhadia simples e composta, no manejo dos povoamentos desse gênero no Brasil. Durante muito tempo, o sistema silvicultural adotado no nosso País, para o manejo e condução das plantações de eucaliptos, foi o de talhadia, com o primeiro corte aos sete anos de idade e dois cortes subsequentes, da primeira e segunda brotação dos tocos, num ciclo total de vinte e um anos, quando, então, os plantios eram reformados.

sive permitissem o aproveitamento dos tocos e suas raízes de maior dimensão, para atender consumidores ávidos por esta energia limpa e renovável.

baseassem em matéria-prima originária da parte aérea das árvores de eucaliptos em uma plantação florestal. É importante observar que o TyRex funciona, também, para pinus, seringueira, teça, acácia, enUm estudo dessa técnica, em nível de Mestrado, foi iniciado na tre outras espécies florestais. ESALQ em Piracicaba, sob a orienEste trabalho pioneiro, desentação do Professor Fernando Seixas, volvido pela associação das três emda área de colheita florestal, traba- presas acima mencionadas, irá prolho este realizado pelo estudante de mover um avanço no setor florestal pós-graduação, Vinicius Casselli. brasileiro devendo, portanto, ser coEm nível comercial, a Columbia piado pelos competidores existentes – Serviços Florestais, conhecida no no mercado doméstico e provavelmercado como OperFlora, uma em- mente, em outros países. presa do Grupo Columbia, com sede em Porto Feliz, São Paulo, vem desenvolvendo juntamente com a Caterpillar, a PESA, e a Vermeer, um conjunto de pinças hidráulicas, gruas e picadores que permitem o arranquio dos tocos de eucaliptos, e o seu processamento em cavacos para energia, separando-os das partículas do solo que acompanham as raízes e deixando a superfície da área Figura 1. Pinça extratora de tocos TyRex em condições adequadas para o es- desenvolvida pela OperFlora - Caterpillar tabelecimento de novas plantações. – PESA.

Como resultado da adoção deste sistema, empregado pela maioria das empresas florestais no Brasil, é possível encontrar ainda hoje, extensas áreas de reflorestamentos com árvores de eucalipto, onde a presença de tocos na área dificulta sobremaneira o preparo da mesma para um novo plantio. A necessidade de se mecanizar algumas operações de plantio levou a maioria dessas Esta inovação tecnológica na empresas a plantarem nas entreliárea florestal está permitindo uma nhas dos plantios originais, resulredução no custo das operações de tando em um número ainda maior implantação, manutenção e colheide tocos por hectare. ta florestal dos novos povoamentos A busca de uma solução para estabelecidos em áreas trabalhadas este problema passou, inicialmen- por esse equipamento, denominate, por equipamentos que tinham do TyRex. Trouxe, também, para o como objetivo a destruição mecâ- mercado de biomassa ou de cavacos nica dos tocos, como por exemplo, de eucaliptos, uma quantidade cono desenvolvido pela Denis Cimaf, do siderável dessa matéria-prima, que, Canadá, que se encontra operando além de não ser aproveitada, prejucom sucesso no Brasil. No entanto, dicava e encarecia as operações floa crescente demanda por biomassa restais que eram realizadas na área. para energia em nosso País, estimu- O baixo custo dessa biomassa viabilou pesquisadores e empresários a liza uma série de projetos que não buscarem novas soluções, que inclu- poderiam ser implantados, caso se 98 | Anuário 2012/2013

Várias empresas florestais de grande porte já demonstraram o interesse em ter a OperFlora como

Figura 2. Arranquio dos tocos com equipamento desenvolvido pelo consórcio Caterpillar – OperFlora – PESA.

ver um aumento crescente do uso de áreas com residuais de plantações de eucaliptos, onde o grande problema era a erradicação dos tocos, e que hoje, se tornou uma operação autossustentável. Isso estimulará a renovação das velhas plantações de eucaliptos permitindo que clones mais produtivos sejam plantados, reduzindo, consequentemente, a área de terra necessária para se obter a mesma produção volumétrica. Essa operação devera ter início em São Paulo, estendendo-se para Minas Gerais, Espírito Santo, Bahia, Mato Figura 3. Cavaqueamento utilizando pica- Grosso, e demais Estados do Brasil. dor florestal Vermeer no campo. É interessante observar que uma inovação vai se somando a outra e acaba promovendo uma sinergia bastante desejada no setor florestal brasileiro. O plantio de novos clones em espaçamentos mais adensados, para redução da rotação, proporciona uma economia na necessidade de terras para reflorestamento, principalmente no Estado de São Paulo, onde o preço da terra tem crescido consideravelmente nos Figura 4. Peneira para remover as partí- últimos anos. A remoção dos tocos culas de solo dos cavacos dos tocos. em áreas de plantios antigos permite a obtenção de 30 a 50 toneladas de biomassa por hectare, ao mesmo tempo que disponibiliza a área para plantios em espaçamentos de 3 m x 1 m a 3 m x 1,5 m, que serão colhidos com 3 a 5 anos de idade. Sem a extração dos tocos, a mudança de espaçamentos, na reforma de povoamentos de eucaliptos, sempre foi um grande problema, reduzindo Figura 5. Área já destocada e pronta para a possibilidade de mecanização das ser preparada para o novo plantio de eu- operações de plantio, e manutenção calipto. florestal, e contribuindo para a elevação do custo da reforma florestal. Essa operação de destoca e Empresas do setor de celulose aproveitamento dos tocos, para pro- e papel, como International Paper, dução de biomassa para energia, re- Suzano Papel e Celulose, Fibria, Grupo presenta uma inovação no setor flo- Orsa, do setor de chapas de madeira, restal brasileiro e vai facilitar extra- como a Duratex, e do setor de enerordinariamente o preparo das áreas gia e carvão vegetal, como a Aperam para a renovação das plantações de Bioenergia, estão acompanhando eucaliptos no Brasil. Várias empre- atentamente os testes que estão sas já estão interessadas nesta nova sendo realizados no Estado de São tecnologia e a OperFlora sai na fren- Paulo. te, juntamente com a Caterpillar, a Assim como no setor petrolífePESA e a Vermeer. ro, quando a imaginação e a criatiA redução do custo da implanta- vidade dos engenheiros da Petrobras ção florestal dessas áreas irá promo- conseguiram detectar e extrair o parceira na remoção dos tocos de eucaliptos de suas áreas, o que lhes permitirá uma redução substancial no custo da implantação das novas plantações com novos clones de eucaliptos.

Figura 6. Plantio de eucalipto no espaçamento 3 m x 1 m na Duratex Florestal em Lençóis Paulista, São Paulo.

petróleo do Pré-sal, estamos adentrando, neste momento, a era do Pré-toco, quando os engenheiros da OperFlora, Caterpillar e PESA estão viabilizando a busca e a colheita de uma biomassa que estaria praticamente imobilizada ao longo do tempo, em face da grande resistência ao apodrecimento dos tocos do eucalipto. Quanto maior a idade dos tocos, maior a produção de biomassa, bastando para isso se observar a diferença no tamanho dos mesmos ao final da primeira, segunda e terceira rotações. O baixo custo da biomassa de tocos poderá viabilizar projetos de substituição de combustíveis fósseis por cavacos de madeira provenientes desses tocos, que antes não poderiam ser implementados com cavacos provenientes das fontes tradicionais, como dos troncos das e da parte aérea das árvores, gerados nas colheitas florestais. Por outro lado, a possibilidade de extração dos tocos de eucaliptos e de outras espécies florestais remove dos proprietários rurais o receio de ter as suas áreas cheias de tocos, após as consecutivas colheitas florestais, dificultando as operações de plantio, manutenção e colheita florestal ao longo do tempo.

Figura 7. Toco de eucalipto de segunda rotação em plantações da Duratex Florestal em Lençóis Paulista, São Paulo. ANUÁRIO 2013/2014 | 99

POTENCIAL DE GERAÇÃO DE ENERGIA

a partir de resíduos da colheita florestal e da produção de carvão vegetal Ana Flávia Neves Mendes Castro, Angélica de Cássia Oliveira Carneiro, Renato Vinícius Oliveira Castro e Rosimeire Cavalcante dos Santos

A utilização da biomassa para a geração de energia é um tema que tem apresentado muita relevância principalmente por se tratar de um combustível renovável, perante às perspectivas de esgotamento das reservas mundiais de combustíveis fósseis e das pressões da sociedade por soluções ambientais para o problema das emissões de gases poluentes e das mudanças climáticas, como por suas características de produção descentralizada e próxima aos locais de demanda de carga, geradora de oportunidade de trabalho e renda no campo, dentre outros (MULLER et al., 2005). Dentre as fontes de biomassa utilizadas, a biomassa florestal apresenta grande destaque e pode ser diferenciada em três principais grupos: o material advindo da colheita florestal (ou resíduo da colheita), os resíduos gerados devido ao processamento da madeira e a madeira oriunda de florestas energéticas (SOUZA et al., 2012). O resíduo da colheita florestal é caracterizado pela presença de galhos, folhas, cascas e parte da madeira que não é aproveitada, como as ponteiras e os tocos que permanecem após o corte (CORTEZ et al., 2008; PINCELLI, 2011; SOUZA et al., 2012). No caso da produção de carvão vegetal, os resíduos sólidos gerados durante a transformação da madeira são os atiços e os finos.

é perdida durante a movimentação das toras. Não se sabe corretamente qual a quantidade de casca que se transforma em resíduo, nem em qual etapa do processo esse resíduo é gerado, pois ainda não existem estudos que realizaram essa quantificação. Atualmente, no Brasil, os resíduos da colheita florestal são deixados no campo, onde ocorre a ciclagem dos nutrientes. Entretanto, é importante ressaltar que o resíduo florestal apresenta um grande potencial para a geração de energia térmica, elétrica ou ambas (co-geração) através de sua combustão direta ou incineração, além da produção de briquetes ou pellets para posterior combustão (WIECHETECK, 2009), o que nos mostra que o resíduo florestal pode deixar de ser tratado apenas como uma resíduo e pode se tornar uma matéria prima no processo de geração de energia, melhorando a renda dos produtores.

Por se tratar de um assunto muito importante e de grande visibilidade, vem sendo desenvolvido um estudo que avalia o potencial de aproveitamento dos resíduos da colheita florestal e da carbonização para a geração de energia elétrica, em uma parceria entre a Universidade Nas florestas de Federal de Viçosa, Eucalyptus destinadas à produção de carvão no Laboratório de vegetal não é comum Painéis e Energia da realizar o descascaMadeira – LAPEM, mento da madeira, seja com a ArcelorMittal no campo ou no pátio, Florestas e Cemig. sendo a casca também Figura 1 – Etapas para quantificação de resíduos florestais e resíduos gerados Esse trabalho avautilizada como matéria após a conversão da madeira em carvão vegetal. liou um povoamenprima do processo de to de Eucalyptus carbonização. Entreurophylla x Eucalyptanto, sabe-se que essa fração da biomassa de Eucalyp- tus grandis, com espaçamento inicial de 3,0 x 2,5m, aos tus se desprende da madeira com muita facilidade, e 80 meses, implantado no município de Martinho Camacaba se tornando um resíduo, uma vez que uma parte pos – MG. 100 | Anuário 2012/2013

Anuรกrio 2012/2013 | 101

Foi determinado o estoque de biomassa total acima do solo para o povoamento avaliado, que foi de 145,99 t.ha-1, sendo que 6,34 t.ha-1 dessa biomassa são deixados no campo como resíduo, considerando as folhas, os galhos e a ponteira (madeira com diâmetro inferior a 3 cm), o que representa 4,34% da biomassa estimada por hectare. Já a estimativa da biomassa potencial para ser enfornada para a carbonização foi de 136,89 t.ha-1, considerando-se que toda a madeira e toda a casca podem ser utilizadas. A perda de casca total foi de 25,7% (2,75 t.ha1 ) e a etapa em que ocorreu a maior perda de casca foi a de maior movimentação das toras, ou seja, na etapa que compreende o corte, derrubada, exCom base nos resultados verificou que os resíduos tração, empilhamento e secagem das toras nas margens do talhão. Estima-se que aproximadamente 74% da cas- apresentam potencial para geração de energia, entretanto, é preciso ainda realizar análise econômica para ca é enfornada para a conversão em carvão vegetal. Observou-se um alto rendimento gravimétrico em determinar a viabilidade dessa atividade, identificar os carvão vegetal (37,9%), apresentando produção de bio- possíveis gargalos e propor soluções para que a utilizamassa de 53,29 t.ha-1 de carvão vegetal, 7,21 t.ha-1 de ção desses resíduos seja viável. atiços e 12,61 t.ha-1 de finos. Algumas propriedades dos resíduos foram determinadas para avaliar o potencial desse material para a geração de energia elétrica. Na Tabela 2 e na Figura 1 Referências Bibliográficas estão apresentados alguns desses resultados. Tabela 2 - Valores médios, observados para densidade básica, poder calorífico superior e análise química imediata da madeira, da casca, dos galhos e das folhas. Componentes da árvore

CORTEZ, L. A. B.; LORA, E. E. S.; GÓMEZ, E. O. Biomassa para energia. Campinas, SP: Editora da UNICAMP, 2008. MULLER, M. D.; COUTO, L.; NEVES, J. C. L. Produção de biomassa e balanço nutricional de plantações de eucalipto clonal em diferentes densidades de plan-

Densidade Básica (kg.m-3)

PCS (kcal.kg-1)

Madeira

517,8

4588

Casca

330,6

4400

Galho

4688

Florestais) – Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz”, Piracicaba, 2011.

Folha

5082

PROTÁSIO, T. P.; BUFALINO, L.; TONOLI, G. H. D.; COUTO, A. M.; TRUGILHO,

tio no município de Itamarandiba – MG. Biomassa & Energia, v. 2, n. 2, p. 91101, 2005. PINCELLI, A. L. P. S. M. Características dos resíduos da colheita de madeira de eucalipto e pinus, submetidos ao tratamento térmico, com foco na aplicação energética. 2011, 125 f. Tese (Doutorado em Recursos

P. F.; GUIMARÃES JUNIOR, M. Relação entre o poder calorífico superior e os componentes elementares e minerais da biomassa vegetal. Pesquisa Florestal Brasileira, v. 31, n. 66, p. 113-122, 2011. RAMOS e PAULA, L. E.; TRUGILHO, P. F.; NAPOLI, A.; BIANCHI, M. L. Characterization of residues from plant biomass for use in energy generation. Cerne, v. 17, n. 2, p. 237-246, 2011. SOUZA, M. M., SILVA, D. A., ROCHADELLI, R., SANTOS, R. C. Estimativa de poder calorífico e caracterização para uso energético de resíduo da colheita e do processamento de Pinus taeda. Floresta, v. 42, n. 2, p. 325 - 334, 2012. VALE, A. T.; GENTIL, L.V. Produção e uso energético de biomassa e resíduos a agroflorestais. In: OLIVEIRA, J. T. S.; FIEDLER, N. C.; NOGUEIRA, M. (Ed.). Tecnologias aplicadas ao setor madeireiro III. Jerônimo Monteiro – ES: 2008. p. 196-246. WIECHETECK, M. Aproveitamento de resíduos e subprodutos flo-

Figura 1 - Densidade a granel e poder calorífico superior do carvão vegetal, atiço e finos de carvão. 102 | ANUÁRIO 2013/2014

restais, alternativas tecnológicas e propostas de políticas ao uso de resíduos florestais para fins energéticos. Boletim técnico, Curitiba, 40 p. 2009.

ANUÁRIO 2013/2014 | 103

NÚCLEO FAZ 20 ANOS DE HISTÓRIA E DESENVOLVE SUA 23º TECNOLOGIA SUSTENTÁVEL PATENTEADA Amanda Gonçalves - Engenheira Ambiental pela UNIT, especialista em Educação Ambiental pelo SENAC e especializando-se em Engenharia de Saneamento Básico e Ambiental pelo INBEC.

O Núcleo Tecno-Ambiental Railton Faz tem a mis- Feira Catarinense, como segundo melhor invento, em são de promover a conscientização em torno da pre- 2005, pelo RAITEC. servação ambiental incentivando a criação de inventos Em 2009, ganhou o Prêmio MÉRITO EXPORTAque contribuam com o desenvolvimento e crescimento ÇÃO promovido pela Revista da madeira em Curitiba industrial. Fundado em 1993, pelo diretor-presidente Paraná. No mesmo ano inventou o sistema de circuito José Railton Souza de Lima - empresário sergipano, inventor, engenheiro mecânico e técnico industrial. Den- térmico fechado transformando-se em giro mecânico, tre muitas invenções, em 1995 desenvolveu a caixa de que dentre muitas vantagens elimina problemas como hidrômetro, implantada pela DESO, CASAL, SAAE, SE- desperdício de vapor e manutenção. DAE- RJ, SAEm 2010, BESP-SP; Apao sistema para relho anestéa geração de sico de seguenergia elérança pessoal, trica com routilizado para tação de 25 a a proteção 75 rpm; sistepessoal conma voluntário tra assaltos para geração e agressões de energia físicas – gam e c â nica; nhando desforno para taque no filme carbonização A Lenda do de resíduos, Zorro; o TAKE como também CAR “carro o processo para transde produção porte” de pede briquetes quenas cargas, de carvão, ou utilizado pela Figura1: Sistema de Tratamento de Efluentes Sanitário seja, indúsGurgel. Em tria para pro1997, a câmecessamento de resíduos sólidos urbanos. Em 2010 foi ra utilizada nos caixas eletrônicos de agências bancáhomenageado com o certificado COPAM pelo funcionarias. Em 2001, a máquina continua para secagem, utilimento e carbonização de resíduos sólidos urbanos. Em zada na secagem e queimagem de blocos cerâmicos com sistema de produção continua. Estufa fixa ou móvel uti- 2011, ganhou o prêmio GREENBEST por essa tecnolizada no processo de imunização e retirada da umidade logia que visa produzir energia limpa utilizando o lixo da madeira para exportação, 2005; No mesmo ano pa- urbano como matriz energética, além de solucionar um tenteou APLIMAX – Aplicador de inseticidas no estado dos mais graves problemas ambientais do planeta, que de liquefação e o recuperador alternativo fixo ou móvel é o acúmulo do lixo em aterros e lixões. Apresentou a de gases voláteis - RAITEC. Em 2007, criou o sistema presente tecnologia em forma de artigo científico, na para fabricação de briquetes, utilizado para prensagem XXXI ENEGEP, em BH. Atualmente, possui 23 patentes de biomassa, sendo instalada em empresas nacionais e registradas no Instituto Nacional de Propriedade Intemultinacionais e o sistema de sinalizador de freio com lectual. Desenvolvendo sua 23º tecnologia voltada para sensores de movimentos. Suas mais recentes inovações o tratamento dos efluentes domésticos, substituindo o tecnológicas são no desenvolvimento de equipamentos convencional sistema de esgotamento sanitário, conna área ambiental. Baseado nisso, ganhou o prêmio na forme figura 1.

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São Paulo Um Estado que se Renova Milton Flávio Marques Lautenschlager Subsecretário de Energias Renováveis Secretaria de Estado de Energia

s ações e propostas que visam o atendimento da demanda por energia, mantendo a vantagem comparativa de se ter uma matriz energética ambientalmente menos impactante, devem analisar a disponibilidade de recursos e as perspectivas da utilização de fontes energéticas renováveis que permitam a implementação de tecnologias adequadas ao desenvolvimento sustentável.

das economias regionais em todos os níveis de qualificação e vocações locais.

Dados do Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente (PNUMA) e da Organização Internacional do Trabalho (OIT) apontam que poderão ser gerados no mundo ao menos 20 milhões de empregos diretos e indiretos na área de energia renovável nos próximos anos, principalmente nos Estes e outros direcionamentos institucionais, segmentos da biomassa, energia solar e biocomigualmente importantes, permitiram a efetivação bustíveis. de um Plano Estadual de Energia que estabelece diretrizes, programas e ações que visam assegurar o No ranking da renovabilidade energética, São suprimento energético do estado de São Paulo, es- Paulo mostra o acerto de suas decisões estruturantruturando condições propícias para o crescimento tes na infraestrutura, na economia e no empreeneconômico, através do incentivo às fontes renová- dedorismo. Se os grandes potenciais hidroelétricos veis. já foram feitos, se o nosso setor sucroenergético já O papel das energias renováveis na Oferta In- responde por mais de 50% da produção de etanol terna de Energia varia em função da realidade de do país e a modernidade tecnológica do nosso secada país, estado ou localidade. No mundo os in- tor agroindustrial é de primeiro mundo, os atuais sumos energéticos mais utilizados são o Petróleo 55,5% de energias renováveis na oferta interna de e seus Derivados, Carvão Mineral e o Gás Natural, ficando as energias renováveis com uma parcela de energia, não são considerados como meta e sim somente 12,5%. No Brasil, conhecido internacio- como um início de mais uma revolução energética nalmente pela utilização do seu potencial hídrico a ser seguida pelos demais estados da federação. para a geração de eletricidade e pela produção de A meta estabelecida pelo Plano Paulista de biocombustíveis, este número atinge uma particiEnergia para São Paulo em 2020 é que a renovabipação de 45,5%. lidade da matriz energética atinja 69%, com destaOs diversos setores relacionados à geração que para os produtos da cana de açúcar. Impossível, de energia de forma renovável são caracterizados como sendo intensivos geradores de empregos com diriam alguns, já que a Constituição do Brasil prebaixo índice de emissões per capita, criação de no- vê que o assunto energia é de competência federal. vas profissões e respectivas especialidades, aumen- Ocorre que esta palavra (impossível) não existe to da renda média das famílias e pelo incremento para o povo paulista. 106 | ANUÁRIO 2013/2014

ANUÁRIO 2013/2014 | 107

Vejamos alguns números representativos de rias no estado de São Paulo, 53% tem origem nos produtos da cana de açúcar e da madeira. O aumenSão Paulo: to ou a introdução de novas culturas no estado de . Representa somente 3% do território nacional; São Paulo para produção de biomassa energética e/ou biocombustíveis poderá utilizar áreas pouco aproveitadas ou, até mesmo, influenciar em uma . Possui 22% da população brasileira; troca de atividade agroindustrial gerando: mais em. Responde por 33% do Produto Interno Bruto naciopregos, mais renda, mais desenvolvimento social nal; e mais cidadania.Este Plano Paulista de Energia, realizado com a participação de mais de 70 insti. Sua renda per capita é 50% maior que a brasileira; tuições, representa uma base sólida com diretrizes nas mais diversas áreas de atuação, mas com prio. Possui infraestrutura de transporte, comunicação e ridade para: a consolidação de um mercado que dê energética; segurança para o investimento privado; uma vigo. Polos tecnológicos, de pesquisa e de ensino de ponta. rosa análise tributária que permita uma melhor arrecadação com simplificações no processo, difeDa riqueza gerada pelas atividades agropecuá- rimentos ou até mesmo desonerações, eliminação de gargalos nos acordos de isenções nas câmaras fazendárias e acumulo de créditos tributários; atividades de pesquisa e desenvolvimento, envolvendo instituições públicas e privadas trabalhando juntas e de forma complementar; e linhas de financiamento que permitam a superação deste momento econômico mundial com respeito às características setoriais e regionais. O Plano é estadual, mas as ações envolvem todos os níveis de Governo que devem trabalhar de forma harmoniosa e com o objetivo de melhorar a vida do povo brasileiro. Por isso, São Paulo mais uma vez assume seu papel indutor e de vanguarda. 108 | ANUÁRIO 2013/2014

Mercado de Biomassa Samir Fagundes Especialista de Cana e Biomassa da New Hollad.

diversas fontes de biomassa que irão influenciar os modelos econômicos aplicados a cada um dos projetos. Neste caso, as duas principais fontes em estudo são a palha e o bagaço da cana, existindo rotas de produção de que preconizam o uso de uma ou outra biomassa ou ainda a combinação das duas.

pação ambiental. A New Holland está à frente da agricultura sustentável, como líder em energia limpa. A marca tem projetos que dão atenção à biomassa, à geração de energia a partir de colheitas energéticas e ao aproveitamento de resíduos agropecuários, além da monitorização das emissões de carbono e o trator 2 Portanto, vemos que há mais de alimentado a hidrogênio NH ™ (um 30 anos o Brasil cresce em função de conceito inovador de autossuficiênuma matriz renovável. Hoje, ela re- cia energética). presenta cerca de 45% do total e os Com o pensamento no futuro, impactos econômicos e ambientais damos um passo à frente no que diretamente ligados ao seu uso em diz respeito à sustentabilidade do detrimento ao de fontes não renová- agronegócio com o selo ‘Clean Enerveis é incalculável. Não resta dúvida gy Leader’. Isto é visível nos nossos que o peso das fontes renováveis em investimentos em pesquisas na área nossa matriz energética continuará de bioenergia florestal e da palha da crescendo nos próximos anos apoia- cana, oferta de motores adequados do cada vez mais em uma agricultu- para adição de biodiesel e preocupara sustentável. ção em estarmos inseridos no proMarca está na vanguarda da grama Agricultura de Baixo CarboAs melhores rotas de produção agricultura sustentável desde no. e a combinação entre qual a melhor 2006 A New Holland se encontra biomassa para cada um dos usos e Os investimentos da New perfeitamente alinhada com a sua para diferentes ambientes de pro- Holland não estão apenas na área de estratégia em Clean Energy. A mardução são os grandes desafios no novos produtos. A marca se dedica ca está na vanguarda da agricultura momento. Não se pode dizer que também ao fortalecimento de uma sustentável desde 2006, com um inuma biomassa é melhor do que ou- agricultura sustentável através de cansável empenho em oferecer aos tra para determinado fim sem saber adaptações, estratégias de mitiga- agricultores soluções de redução do aonde e em que condições ela será ção, desenvolvimento de eficiências impacto ambiental e que, simultaneusada. O conceito de que “cada caso energéticas e novas fontes de ener- amente, sejam capazes de aumentar é um caso” é uma realidade nesses gia. Esse trabalho se dá com o selo a produtividade e a sustentabilidade processos e o desenvolvimento dos Clean Energy, visando a melhoria da do setor. projetos requer profundos estudos biodiversidade, a redução da deserNo Brasil, a New Holland realiza técnicos e análises de viabilidade tificação, a gestão de terras e o comdois projetos inéditos para a produeconômica. bate à alteração climática. ção de energia sustentável: um, deevolução no uso de fontes renováveis no país vem ocorrendo há alguns anos. Em um aspecto mais amplo, pode-se dizer que ela iniciou em 1975. Naquele ano, tivemos dois grandes acontecimentos: a criação do Pró-Álcool e o início da construção da Usina Hidrelétrica de Itaipu. Hoje, a grande bola da vez é a biomassa, seja ela uma matéria prima residual ou plantada. Várias são as fontes de biomassa em estudo: bagaço e palha da cana, sistemas florestais de curta rotação, capins, sorgo celulósico, cana energia (cana biomassa) e outros resíduos (palha de arroz e milho e talos de algodão). Também são vários os possíveis usos a serem dados a essas biomassas: cogeração, Etanol 2G, biocombustíveis e bioquímicos, pellets e briquetes, a citar alguns.

O Etanol 2G é um bom exemEstes são alguns dos pilares da plo, pois o desenvolvimento dessa estratégia Clean Energy da New tecnologia já está em estágio avan- Holland, o qual tem como objetivo çado e possui diferentes rotas para desenvolver produtos com preocu-

senvolvido em parceria com o Centro de Tecnologia Canavieira (CTC), utiliza a palha da cana gerada na colheita mecanizada para produção ANUÁRIO 2013/2014 | 109

de energia; o outro é da área florestal, com uma máquina projetada para diversas culturas, entre elas o eucalipto, utilizada na geração de bioenergia. Além disso, está inserida no Programa Agricultura de Baixo Carbono (ABC), que utiliza técnicas sustentáveis que contribuem para a redução de gases que promovem o efeito estufa e conserva os recursos naturais. Tratores de alta potência são indicados para o segmento sucroenergético A introdução de tratores de alta performance com potência superior a 200cv tornou-se uma realidade no setor, principalmente com o advento de soluções de plantio e colheita mecanizados, que demandam grande capacidade de tração das plantadeiras e dos transbordos. Para atender a esta demanda, a New Holland disponibiliza no mercado os tratores da linha T7 e T8 com potência de até 389cv, todos eles produzidos no Brasil. Por serem produzidas no país, as máquinas têm condições comerciais facilitadas pelo Finame (linha de crédito do BNDES – Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico e Social) e disponibilidade de financiamento pelo Banco CNH Capital. Maior capacidade operacional, mais velocidade nas operações de campo, compatibilidade com implementos de maior capacidade, menor consumo de combustível e diminuição nos índices de emissões (motores eletrônicos) são as principais vantagens da utilização desta gama de tratores. Por serem fabricados no Brasil, os tratores T7 e T8 garantem maior confiabilidade nas operações em condições tropicais e de alta demanda de disponibilidade. O uso 110 | ANUÁRIO 2013/2014

durante a safra, principalmente quando se observa que no cultivo da cana há divisão bem clara entre as atividades de pré-colheita, colheita e pós-colheita. Pensando nisso, a New Holland lança um kit canavieiro. Por ser instalado na fábrica como item opcional para as famílias de tratores T7 e T8, o kit canavieiro é bastante confiável e desenvolvido dentro do projeto original do trator. Além disso, ele oferece em um único pacote as soluções de eixo com bitola de três metros e freio pneumático, garantindo mais facilidade na operação. Possui ainda extensores nos eixos dianteiros e eixos passantes nas rodas traseiras que garantem maior versatilidade do trator. durante uma única safra ultrapassa, A utilização da bitola de três muitas vezes, três mil horas anuais metros em operação de transbordo de operação. nos espaçamentos convencionais A necessidade de mecaniza- de 1,5 metro evita o pisoteio das ção da produção agrícola vem au- soqueiras, com menor dano à lavoumentando com o passar dos anos. ra e por consequência aumento de Para a produção de cana-de-açúcar, produtividade. Os tratores de alta esta necessidade é mais acentuada, potência são fundamentais nas opeprincipalmente devido à grande ex- rações de preparo de solo e plantio, tensão da área plantada com esta as quais ocorrem em momentos discultura, que hoje é de aproximadatintos aos da atividade de colheita, mente 9 milhões de hectares. Outra particularidade neste aumento da portanto, viabilizar e otimizar o uso demanda por soluções mecanizadas dos tratores para diferentes operaé o fato de que boa parte dos ma- ções é uma versatilidade desejada. nejos empregados na cultura eram Somente o kit canavieiro dos atividades que, no passado, depentratores T7 e T8 permite esta flexidiam de grande quantidade de mão de obra, que com o passar dos anos bilidade, pois a mudança da bitola ficou cada vez mais cara e, principal- é facilmente realizada pelo eixo traseiro passante e dos extensores nas mente, escassa. rodas dianteiras. Por ser um projeto Kit canavieiro para a linha T7 e que nasceu junto com os tratores, T8 são soluções com garantia de fábriÉ fundamental que um trator ca e que conferem grande robustez e possa realizar diversas operações confiabilidade.

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REFLEXOS DAS EMISSÕES DOS GASES DA COMBUSTÃO DA BIOMASSA LENHOSA NA SAÚDE HUMANA:

UMA REFLEXÃO

Luiz Carlos Couto Prof. Ph.D. na UFVJM Diretor Científico da RENABIO.

egmentos empresariais ligados ao energético e em particular de energia elétrica, vêm paulatinamente voltando as suas atenções para os produtos conexos das atividades florestais, pelo que eles representam como recursos bioenergéticos. Isso se deve de um lado à sua disponibilidade relativamente elevada e do outro, o seu potencial econômico consideravelmente competitivo com outras fontes de energia alternativas principalmente aquelas de origem fósseis. O Brasil apresenta um grande potencial de desenvolvimento e para tal o aumento da oferta de energia elétrica constitui sem dúvida a alavanca e o suporte para assegurar níveis de expansão do nosso parque industrial. Em decorrência, as oportunidades de investimentos na área energética são prioritárias. Estudos desenvolvidos principalmente na Europa demonstraram que a energia elétrica gerada a partir da biomassa florestal pode-se tornar economicamente mais viável, principalmente se ela se encontra integrada às diferentes cadeias produtivas do setor industrial florestal. Quando se refere à geração de energia não tem como dissociá-la dos processos de combustão seja ela de combustíveis fósseis ou de biomassa florestal. Em ambos os casos a combustão traz como consequência os efeitos de suas respectivas emissões gasosas tanto no meio ambiente quanto para a saúde das coletividades. Na medida em que a

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participação da biomassa florestal vem se consolidando como fonte alternativa e promissora de energia principalmente para os processos de co-reação de energia (calor e eletricidade), ela tem ainda que vencer muitos desafios. Um deles em particular que tem suscitado um interesse globalizado está relacionado com as conseqüências dos efeitos das emissões gasosas decorrentes desse processo de transformação da biomassa lenhosa na saúde coletiva das populações concernentes e como também não poderia estar excluído, é os seus impactos na atmosfera (gases com efeito de estufa). A composição química dos poluentes emitidos pela combustão da biomassa florestal varia em função das espécies lenhosas utilizadas, assim, as suas conseqüências e efeitos sanitários estarão associados em parte à respectiva composição química da biomassa utilizada. No caso, por exemplo, dos biodejetos industriais, esses pela combustão emitem mais óxidos de enxofre e de nitrogênio do que as matérias primas de origem florestal, o que leva a crer que a conversão energética da biomassa lenhosa seria mais adequada em termos ambientais. Ela poderia igualmente oferecer um melhor rendimento energético como também oferecer uma menor taxa de emissão de poluentes com maior nível de toxidez. Todavia, essas conquistas tem que estarem associadas à processos tecnológicos e condições de combustão apropriadas.

Resumidamente, as principais vias de conversão da biomassa lenhosa em bioenergia podem ser assim descritas: (1) Combustão direta: que é uma reação de oxidação que produz energia principalmente na forma de calor. Em se tratando dos produtos conexos das atividades florestais, a sua transformação em cavacos, pellets e briquetes constitui uma alternativa apropriada de agregação de valor. Além disso, permitirá que nessas condições essa biomassa apresente um menor teor de umidade, maior concentração de energia, menor taxa de emissão de poluentes e maiores facilidades de manuseio, transporte e armazenamento. O calor produzido nesse processo poderá ser utilizado inclusive em escala industrial para acionar turbina e gerar em consequência energia elétrica. As indústrias de celulose e papel utilizam esse processo para suprir parte de suas necessidades em energia elétrica a partir da combustão de seus produtos conexos e da própria lixívia do processo de cozimento; (2) A pirólise: que corresponde à decomposição da biomassa (ex :biomassa florestal) à alta temperatura (cerca de 700ºC) na ausência total de oxigênio gerando em consequência produtos primários: bio-óleos, bio-carbono e gás de síntese. Esse último pode ser utilizado em seguida para produzir calor e eletricidade (recuperação de energia) ou para ser utilizado como produto de base para

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a fabricação de carburantes e produ- sentam potencial cancerígeno considerável. De acordo com dados da tos químicos diversos e, Agência de Proteção Ambiental dos (3) A gaseificação: que trata se Estados Unidos da América (EPA), da conversão termoquímica da bio- indicam que as emissões médias de massa em um gás de síntese infla- partículas finas são menores para as mável denominado de “gasogênio”. A caldeiras a gás (0,0083 lb/106 BTU, gaseificação se realiza sob alta tem- seja, 3,57 nanogramas/joule) e que peratura (de 750 a 850ºC) com um essas são 40 vezes mais elevadas aporte de oxigênio infra-estequio- para os fogões alimentados com pelmétrico. O gás gerado nesse proces- lets de madeira, nos quais as emisso além de servir para a co-geração sões de matérias particulares (MP) de energia pode ser utilizado igual- são inversamente proporcionais à mente para a produção de carburan- carga de combustível e, até duas mil tes (combustível próprio para moto- vezes mais elevadas para as chamires à explosão) e produtos químicos. nés cuja emissão dos gases tem oriRessalta-se que os sistemas de gasei- gem na combustão da madeira. É de ficação da biomassa se encontram conhecimento que a biomassa é uma ainda em estágio experimental. As fonte de energia de relevante intecentrais denominadas centrais de resse para a consolidação de objetigaseificação a ciclo combinado com vos de política climática, visto que a gaseificação integrada (CCGI) ali- sua combustão é menos impactante mentada por biomassa fazem a sua em termos de gases causadores do entrada no mercado oferecendo de- efeito de estufa do que aquela oriunsempenhos técnicos e econômicos da dos combustíveis fósseis. Todapromissores. via, a combustão da biomassa florestal, principalmente, quando essa Relativo à natureza das emis- se dá em condições incontroláveis, sões oriundas da combustão da a emissão de “carbono negro” tambiomassa lenhosa e em particular bém dito de “fuligem”, produto esse aquelas geradas na combustão in- típico de combustão incompleta que completa (ex:dos incêndios flores- tem por característica a absorção tais, chaminés domésticas e fogões dos raios solares. Assim quando a à lenha etc.) a documentação cientí- fuligem se combina com outros profica pertinente é precisa e generosa. dutos químicos de curta duração de Elas podem conter o que se denomi- vida como, por exemplo, o ozônio na de matérias particulares (MP), (O3), o carbono negro pode contrialém de óxidos de enxofre (SOx), buir igualmente com o efeito de esóxidos de nitrogênio (NOx), dióxido tufa em um nível de intensidade tal de carbono (CO2), hidrocarbonetos que o próprio dióxido de carbono. aromáticos policíclicos (HAP), benEntretanto, para se estimar a zeno, aldeídos, monóxido de carbono (CO), formaldeído, dioxinas (po- incidência líquida do carbono negro liclorodibenzo-p-dioxinas ou PCDD) (fuligem) nas mudanças climáticas, é preciso levar em consideração o e radicais livres. fato de que seu efeito poderá ser A combustão da biomassa flo- contrabalançado por aquele dos prorestal tradicional (lenha) ainda tão dutos ou espécies químicas, que tem comum e intensa nos fogões e fornos a capacidade de refletirem a radiação domésticos nos países em desenvol- solar emitida simultaneamente. Envimento, emite uma variedade de tre essas espécies químicas merecem agentes poluidores e produtos de- destaque os compostos voláteis orcorrentes da combustão incompleta gânicos (COV), os radicais sulfatos (PCI), dentre os quais muitos apre- (SO4) e os radicais nitratos (NO3) es114 | ANUÁRIO 2013/2014

ses últimos, a propósito, são típicos da fotoquímica atmosférica. Dados demonstram que a quantidade e a composição química dos poluentes atmosféricos emitidos pela combustão da biomassa dependem também das características e das condições sob a qual ocorreu a combustão, ou seja, uma combustão completa (combustão com um aporte de oxigênio supra-estequiométrico), reduz de forma considerável a emissão de poluentes e muito provavelmente o seu nível ou potencial de toxidez. Nas caldeiras industriais, por exemplo, onde as condições de combustão são controladas (temperatura e taxa de ar ou de oxigênio disponível), podem-se reduzir as emissões de matérias particulares, sob a condição de que se processe a depuração dos gases da chaminé desde que se obedeça às normas de suas respectivas operações. Um avanço considerável que se conseguiu na relação qualidade de um combustível (ex; biomassa lenhosa) e menor impacto de emissões poluentes no processo de combustão, foi a oferta de um combustível mais homogêneo e com menor teor de umidade como os pellets, por exemplo, detentores dessas características, para a geração de energia nas caldeiras mais modernas. Nesse caso, o nível de redução de partículas nas chaminés pode atingir valores da ordem de 80% se comparados com as caldeiras mais antigas, alimentadas apenas com madeira (lenha). De acordo com as características físico-químicas da biomassa e as condições de sua própria combustão, a fumaça emitida conterá partículas de compostos orgânicos tais que os hidrocarbonetos e seus derivados, fuligem (carbono elementar e compostos orgânicos condensados) e ainda cinzas inorgânicas ricas em sais alcalinos35. A análise das partí-

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vorus design: 41 3233 4480

culas resultantes de uma combustão incompleta de uma caldeira alimentada com pellets produzidos a partir da madeira apresentou uma composição mais complexa. Em efeito, o teor em matérias orgânicas (baseadas em particular no carbono) da ordem de 85% e relativamente bem maiores do que aquelas resultantes de uma combustão completa com a mesma fonte de energia (pellets) na qual o teor de carbono não atingiu 1%. Ressalta-se ainda que as partículas elementares e inorgânicas constituem-se geralmente de potássio (K), de enxofre (S) e de cloro (Cl), salvo no caso da combustão da casca de espécies lenhosas, onde existe uma predominância do sódio (Na) e potássio. Assim, a quantidade de partículas inorgânicas ditas finas, depende da natureza dos elementos que entram na composição das cinzas e também durante a fase denominada de resfriamento dos gases da chaminé. Existem estudos que dão suporte que a combustão da madeira, notadamente sob a forma de cavacos ou de pellets, emite partículas ainda menores, contendo potássio e enxofre e, uma fração de partículas mais grosseira contendo cálcio. Finalmente, estudaram-se ao longo de anos e de forma exaustiva, as conseqüências sanitárias para comunidades expostas a emissões geradas pela combustão da madeira, por exemplo, ao ar livre. Um desses estudos faz menção aos efeitos das emissões oriundas de incêndios florestais, assim como também no caso das queimas de vegetal para preparo de solo e até mesmo, quando expostos á fumaça doméstica (residencial). Esses estudos demonstraram entre outros, que a combustão da biomassa aumenta de 3 a 4 vezes a concentração de partículas na atmosfera. No caso da combustão doméstica da madeira, as partículas geradas poderão atingir grandes distâncias a partir desse ponto de origem. No mais, 116 | ANUÁRIO 2013/2014

essa mesma carga poluente está entre as principais causas da degradação da qualidade do ar exterior, em particular, durante o período de inverno nos países com inverno prolongado e com temperaturas abaixo de 0ºC, que fazem uso da biomassa florestal para aquecimento doméstico. Outros estudos demonstraram também que a concentração de partículas no interior de residências cujo aquecimento se faz com a biomassa florestal é cerca de cinco vezes mais elevada quando comparadas com o gás e a eletricidade. Assim, não restam dúvidas da importância desses estudos que fazem referência á natureza das emanações, tipo de combustível, composição química dos mesmos e de suas emanações e igualmente, da repartição dimensional e concentração das partículas, pois eles são considerados os melhores indicadores de efeitos sanitários sobre os seres humanos. No caso da repartição dimensional das partículas constataram-se que aquelas com dimensões inferior a 2,5 micrômetros podem penetrar profundamente nos pulmões e por vezes até na própria circulação sanguínea. Sendo assim, as tecnologias desenvolvidas para os equipamentos utilizados para a combustão da biomassa vêm priorizando justamente aquelas que possam reduzir o percentual de partículas finas nos gases de exaustão das chaminés sejam elas industriais ou residenciais e dessa forma reduzindo igualmente as taxas de carbono negro (fuligem) e de compostos orgânicos. Ao agirem assim estarão oferecendo uma vantagem sanitária importante, pois, já se têm associado também, como consequência a essas exposições nocivas, taxas de mortalidades prematuras. No contexto geral e científico, muitos estudos são unânimes igualmente em afirmar que uma exposição às emissões da combustão da madeira seja ela ao ar livre ou em ambientes fechados (residências) e

a duração dessas, contribuem para o aumento de uma variedade de sintomas respiratórios bem como até mesmo da freqüência de atendimentos médicos e internações hospitalares para a população. Outros estudos demonstraram que a causa principal de alguns óbitos foram associadas à concentrações extremamente elevadas em partículas oriundas de fogos provocados ou acidentais em vegetações (matagais, arbustivas etc.). Outros demonstraram o efeito dessas emissões no agravamento das doenças já existentes. No entanto é preciso considerar que a composição química dessas partículas é diferente daquelas presentes nas emissões da combustão dos combustíveis fósseis o que faz pensar que as partículas oriundas da combustão da biomassa florestal poderiam ser menos tóxicas do que aquelas provenientes, por exemplo, do óleo combustível e do óleo diesel. Assim, acredita-se que ainda se esteja longe de um consenso entre os efeitos das emissões dos gases da combustão da biomassa lenhosa e aquela dos combustíveis fósseis sobre as populações. A resposta nesse caso dependerá, sobretudo de mais estudos e do monitoramento desses efeitos quer seja sobre o meio ambiente quanto nos seres humanos. Finalmente, para que isso seja alcançado é necessário que os processos tecnológicos continuem a dar o suporte devido principalmente para determinar os efeitos das condições de combustão (ex. combustão completa e incompleta) sobre as emissões diversas quer seja para os combustíveis fósseis e aqueles derivados da biomassa florestal. Com relação à esses últimos, já existem em alguns países da Europa onde se vem priorizando a construção de pequenas centrais de aquecimento urbanos, tendo como combustível os pellets.

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Colheita de tocos e raízes

RISCO OU LUCRO?

Vinícius Casselli Engenheiro Agrônomo pela Universidade de São Paulo - ESALQ Mestre em Recursos Florestais pela Universidade de São Paulo - ESALQ

crescente busca mundial por fontes alternativas e renováveis de energia tem levado um número significativo de países a promoverem inovações na composição das suas matrizes energéticas. Atualmente, a biomassa tem sido cada vez mais utilizada na geração de eletricidade, principalmente em sistemas de cogeração e também no suprimento de eletricidade em demandas isoladas da rede elétrica.

Em um plantio de eucaliptos, com idade de 07 anos e com crescimento médio em torno de 35m3 de madeira sem casa/ha. ano, possui em media 15% de raízes, 10% de casca, 8% de folhas e ramos, restando 67% do peso da biomassa total como tronco, com uma densidade básica em torno de 0,52 g/cm3. Tocos e raízes de coníferas podem representar quase 25% de biomassa do volume total das árvores.

O potencial e a importância do Brasil na produção de energia renovável, através da utilização da biomassa, são bastante expressivos. Sua queima libera dióxido de carbono na atmosfera, mas este composto é previamente absorvido pelas plantas em sua formação. A médio e longo prazo, a exaustão de fontes não renováveis e as pressões ambientais, farão com que tenhamos um maior aproveitamento energético da biomassa. Uma das principais vantagens, é que, embora de eficiência reduzida, seu aproveitamento pode ser feito diretamente, por intermédio na combustão em fornos e caldeiras.

Algumas operações comerciais estão efetivamente utilizando toda a biomassa da árvore sobre o solo. Pesquisas mais recentes estão focadas no estudo do potencial da utilização da biomassa de tocos como fonte alternativa de energia renovável. Desde que a demanda por fontes alternativas de energia começou a se intensificar, a reavaliação da utilização dos tocos começou a ser novamente vista como possível fonte de energia. Estima-se que, em toda a Europa, exista um potencial de fonte de biomassa de 9 milhões de m3 de cavacos de tocos por ano. A colheita de tocos pode parecer pouco viável e de custo elevado para obter a biomassa, porém estes procedimentos estão sendo adotados em terrenos de cultivos anteriores, onde a existência dos tocos e cepas inviabilizam novos plantios e ou impossibilitam o realinhamento de novas plantas. A presença de tocos de árvores antigas também dificulta a adoção do cultivo mínimo, impossibilitando assim o tráfego e a operação de máquinas e seus implementos. O rebaixamento de tocos é uma operação quase sempre utilizada, com o propósito de eliminar brotações e favorecer o tráfego de máquinas para que um novo plantio seja realizado entre as linhas de plantios anteriores. Esta operação de maior custo na implantação de um novo plantio vem sendo realizada com tratores de esteiras equipados com lâminas frontais com bordas de corte (Lâminas KG) ou com fresadoras montadas com tratores agrícolas, de esteiras ou carregadoras compactas (Skid Steer). Estes equipamentos rebaixam os tocos ao nível do solo, porém não eliminam as cepas e raízes.

A biomassa florestal coletada como parte integrante das operações de colheita florestal será a matéria prima de custo mais acessível para a produção de energia. Esse material é obtido pelo custo da produção. Como exemplo, o sistema Full Tree, onde as árvores abatidas são arrastadas para a beira da estrada e posteriormente processadas em toras ou cavacos, ocorre o acúmulo de ponteiras, galhadas e cascas bem próximo à beira da estrada. Neste caso, a biomassa está concentrada e já disposta na beira da estrada, facilitando seu processamento e sem custo de baldeio. A coleta de resíduos da colheita como uma operação em separado é geralmente de alto custo, embora hajam tecnologias para densificar a Biomassa, como enfardadoras. A extração de tocos é uma das formas mais caras de obtenção de biomassa residual, mas esta operação passa a ter vantagens sobre os demais resíduos, devido ao elevado poder calorífico, volume de material extraído e melhoria nos tratos culturas para um novo plantio. 118 | ANUÁRIO 2013/2014

Os métodos de extração dos tocos ainda estão em evolução, á prática mais utilizada hoje é com escavadoras sobre esteiras que são equipadas com ferramentas que removem e quebram os tocos, ou simplesmente removem os tocos com todo o sistema radicular. Estes implementos são montados na ponta da lança de escavadoras hidráulicas, sendo articulados pelo próprio cilindro da escavadora, ou como no caso de alguns fabricantes, como a Tervolan Konepaja Oy, com cilindros de abertura das mandíbulas montados nos próprios implementos.

Figura 1. 1) Destocador KHM-125 (Tervolan Konepaja Oy); Figura 2) Destocador Pallari KH-160 (Tervolan Konepaja Oy); Figura 3) Destocador 40SH4U (Nye Manufacturing Ltd) e Figura 4) Destocador tipo “Pé de Cabra”(fabricação nacional).

Figura 2. Escavadora Sunward SWE230LC, equipada com destocador tipo “Pé de Cabra”.

Em testes realizados, para mensurar o desempenho de uma escavadora com peso operacional de 20 toneladas, foi utilizado um destocador, tipo “Pé de Cabra. O teste estabeleceu a produtividade e custo operacional para extração de tocos, oriundos de um plantio de Eucalyptus Urograndis com 6,5 anos. O tempo médio de extração por toco foi de aproximadamente 13,5 segundos e o tempo total por toco, incluindo extração e a movimentação da escavadora foi de 22 segundos. Em geral, podemos estabelecer um rendimento de 180 tocos por hora de operação com escavadora e destocador. Este número tende a ser superior à medida que o operador aprimora suas habilidades assim agilizando todo o processo. O tempo de destoca no estudo, não mostrou variação com o DAB (diâmetro a altura da base), que variou de 12 a 27 cm. O peso médio dos tocos, limpos, livre de solo, foi de 30 kg. O peso dos tocos pode variar principalmente quando as condições do solo impedem a remoção completa do sistema radicular. Antes da derrubada das árvores para posterior extração dos tocos, foram realizadas medições da resistência do solo ao penetrômetro de impacto, nas profundidades de 0-5; 5-10; 10-15; 15-20; 20-25; 25-30; 30-35 e 3540cm. As medições foram realizadas na linha e na entre linha de plantio. Os pontos onde o penetrômetro foi utilizado foram marcados e as medições foram novamente realizadas após a extração dos tocos. O objetivo deste ensaio foi mensurar as alterações sofridas nas camadas do solo após a extração dos tocos. A operação de extração com o destocador e escavadora causou alterações na linha de plantio, como esperado, pois a remoção dos ANUÁRIO 2013/2014 | 119

tocos e raízes mobilizou todo o solo ao redor dos mesmos. Entre as linhas de plantio a alteração na resistência do solo foi menos alterada, pois o revolvimento do solo foi concentrado apenas na linha de plantio. Os gráficos mostram as alterações sofridas nas camadas até a profundidade de 40cm.

• Redução do uso de combustível fóssil • Renda extra aos produtores florestais • Melhora no preparo do solo para um novo plantio • Plantio de novas mudas no local de extração do toco, reduzindo gastos e impactos com subsolagem.

A operação de extração dos tocos deixa uma linha quase contínua de solo revolvido, similar a operação de subsolador, utilizada para o rompimento de camadas mais compactadas em alguns tipos de solo.

Figura 3. Linhas de tocos extraídos, com revolvimento do solo apenas nas linhas de plantio.

A demanda do potencial para a colheita de tocos e raízes é crescente, mas ainda existe a necessidade de melhor avaliação das consequências deste processo para o solo. O risco de erosão aumenta quando a superfície deste solo fica exposta, principalmente em relevos inclinados. Em países, onde a extração de tocos para produção de biomassa é mais utilizada, metodologias para este processo são adotadas, realizando a extração apenas em locais de baixo e médio risco ao solo. Os tipos de solos são categorizados pelo risco de danos a eles causados. Os solos com riscos médios necessitam de cuidados especiais quanto à época de colheita, que devem ser limitadas a períodos onde o solo está com pouca umidade e com melhores condições de suportar o trânsito das máquinas. Nos solos com altos riscos deve ser evitada a colheita de tocos, pois pode comprometer a sustentabilidade do ambiente florestal. Esta metodologia também é estabelecida quanto à fertilidade. Solos com altos riscos são os que podem ser afetados na remoção dos nutrientes provenientes da decomposição dos tocos e raízes, tendo assim, efeitos negativos na produtividade do local em médio e longo prazo. Solos de baixo risco são aqueles em que a produtividade se mostra inalterada. Em solo de risco médio, que sustentam a remoção dos tocos, mas com certa restrição, por exemplo; em locais onde são recolhidas as ponteiras e galhadas, os tocos devem permanecer neste local, ou quando optar pela extração dos tocos, deixar as ponteiras e galhadas, evitando uma fuga excessiva de nutrientes.

A colheita de tocos significa um manejo intensificado comparado com sistema convencional de colheiA extração de tocos e raízes já é uma realidade, e ta de toras ou da biomassa remanescente sobre o solo. Existem muitos benefícios na colheita de tocos, abaixo deve se intensificar com o aumento da necessidade por biomassa, e em áreas com plantios sucessivos que se alguns: tornam inviáveis devido ao acúmulo de tocos e cepas resultantes de colheitas anteriores. • Produção de biomassa 120 | ANUÁRIO 2013/2014

ANUÁRIO 2013/2014 | 121

EUCAPIM

COMO PRODUZIR BIOMASSA PARA ENERGIA A BAIXO CUSTO

Laercio Couto Sociedade Brasileira de Agrossilvicultura.

esde 1904, quando Edmundo Navarro de Andrade, introduziu o eucalipto para produção de energia para as locomotivas da Companhia Paulista de Estradas de Ferro, em Rio Claro, São Paulo, este gênero tem sido a principal opção para quem necessita de biomassa para a produção de carvão vegetal para a siderurgia ou de cavacos para energia.

para a co-geração de eletricidade em sua usina térmica instalada no município de São Desidério no Sudoeste da Bahia. Apesar de todos os esforços e recursos financeiros aplicados em tais projetos de pesquisa e desenvolvimento, o capim elefante não conseguiu ocupar o espaço que tentavam lhe reservar no cenário energético brasileiro, aqueles que realmente acreditavam na sua viabilidade técnica e econômica para a produção de biomassa para energia. Um dos maiores problemas enfrentados por aqueles que se dispuseram a utilizar o capim elefante em plantações comerciais e de grande escala, foi a impossibilidade de se propaga-lo por meio de sementes ao invés da propagação vegetativa como no caso do plantio da cana de açúcar. Existem tentativas no momento, por pesquisadores do IAC, para solucionarem este problema por meio de melhoramento genético e da criação de variedades de ciclo longo, propagadas por meio de sementes. No entanto, mesmo sendo resolvido o problema

Figura 1. Plantação de eucalipto para energia em Ribas do Rio da propagação do capim elefante, ainda permanecem Pardo, Mato Grosso do Sul.

No entanto, apesar do grande avanço da silvicultura com eucaliptos no Brasil, sempre houve por parte de pesquisadores da área, a busca de fontes alternativas de biomassa para energia tais como o bambu, a cana energética, o sorgo, e o mais propalado de todos, o capim elefante. Universidades e instituições de pesquisa como o IPT, CETEC e IAC bem como algumas Empresas principalmente em Minas Gerais, estudaram a viabilidade técnica e econômica da produção de carvão vegetal a partir do capim elefante na pelotização de minério de ferro com o apoio da Samarco que atua naquele estado e no Espírito Santo. Por outro lado, o capim elefante foi também eleito pela Sykue Geração de Energia Ltda, como a fonte principal para o fornecimento sustentável 122 | ANUÁRIO 2013/2014

dois outros que estão relacionados com a exigência nutricional do capim elefante que requerem terras de maior fertilidade e um índice adequado de precipitação pluviométrica para poder produzir a quantidade de biomassa por hectare que dele se espera. O outro seria o alto teor de umidade da biomassa do capim elefante por ocasião de sua colheita o que dificulta o seu armazenamento e a sua secagem para chegar a níveis de 30 a 40% desejáveis no caso de co-geracao de eletricidade. Desta maneira, esta sendo praticamente impossível ter uma planta para co-geração de eletricidade baseada no capim elefante como a sua fonte principal de matéria prima principalmente quando estão localizadas em regiões semi-áridas com solos marginais e precipitações pluviométricas anuais em torno de 600 a 1.000 mm. Para estas regiões, como por exemplo o município de

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São Desidério onde está situada a Sykue Bioenergya Ltda e onde devera ser implantada mais uma térmica de 150 MW, ha necessidade de se buscar outras alternativas para a obtenção da biomassa necessária para o sucesso do empreendimento. Estudos de viabilidade econômica do uso de biomassa para a co-geração de eletricidade tem demonstrado que a combinação ou o mixing da biomassa do eucalipto em curta rotação com a biomassa de gramíneas, pode representar a melhor solução para tal tipo de atividade no Brasil. Trata-se então de buscar um sistema de plantio em que o eucalipto seria consorciado com gra- Figura 3. Andropogon na época da seca no município de Pugmil míneas, de tal maneira que os dois componentes iriam no Estado do Tocantins. contribuir em determinadas épocas do ano, com a sua O andropogon tem sido chamado de praga do Cenbiomassa para o processo industrial. tro-Oeste brasileiro estando disseminado pelos estados do Mato Grosso do Sul, Mato Grosso, Goiás e Tocantins mas existe também na Bahia. Em estados com regimes de chuvas concentrados em determinada época do ano e com um período de seca em torno de 4 a 6 meses, o andropogon e a braquiaria podem ser colhidas na forma de fardos, na estação seca, prestando-se como excelente biomassa para co-geração de eletricidade. Na época das chuvas, a biomassa pode ser obtida do componente florestal que integra o sistema como por exemplo os eucaliptos. Para o sucesso do sistema EuCapim ou seja, Figura 2. Plantio consorciado de eucalipto com braquiaria em do plantio consorciado do eucalipto com a braquiaria Pugmil, Tocantins.

e o andropogon, é necessário se definir o espaçamento

No Brasil existem duas gramíneas que tem sido bastante estudadas e que existem em grande parte do território brasileiro e que são a Brachiaria brizantha e o Andropogon gayanus, ideais para constituírem um sistema silvipastoril com eucaliptos e outras espécies florestais como pinus, leucena, acácias, Sansão do Campo, algaroba e jurema preta para comporem um sistema de produção mista de biomassa. No Sudoeste da Bahia, próximo a Barreiras e Luis Eduardo Magalhães, tem sido possível observar o plantio de extensas áreas de terra com Brachiaria brizantha para a produção de sementes com o aproveitamento da biomassa que também é colhida e vendida para energia para as empresas processadoras de grãos na região. A receita adicional com a venda das sementes das gramíneas, contribuem para a redução do custo de implantação do sistema viabilizando o uso da biomassa na produção de energia elétrica nas regiões semi-áridas do País. 124 | ANUÁRIO 2013/2014

inicial de plantio para que seja possível a mecanização de todas as operações relacionadas com a implantação, manutenção e colheita de sementes e biomassa ao longo do ciclo do sistema silvipastoril.

Figura 4. Biomassa de gramínea sendo trasnportada para energia na região de Barreiras, Bahia.

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POTENCIAL DA MADEIRA PARA FINS ENERGÉTICOS Saulo P. S. Guerra - Professor Doutor UNESP – Faculdade de Ciências Agronômicas Giulia Lembo Caterina - Doutoranda NEMPA – Núcleo de Ensaio de Máquinas e Pneus Agroflorestais.

A área de florestas plantadas no Brasil em 2012 (ABRAF, 2013) foi de 6,66 milhões de hectares dos quais, 5,102 milhões de hectares são de Eucalyptus spp. Somente o estado de São Paulo tem 1,042 milhão de hectares. Da área plantada, 72% são destinados à produção de papel e celulose, 20% ao segmento de siderurgia e carvão vegetal, 7% ao segmento de painéis de madeira e em torno de 1% a produtores independentes. Em 2012, a atividade florestal registrou um supervávit de 5,5 bilhões de dólares. No mesmo ano, as exportações de produtos florestais caíram 6,2% comparado a 2011, totalizando 7,5 bilhões de dólares, enquanto as importações totalizaram 2,0 bilhões de dólares.

a ser explorada pelo setor agroflorestal de 360 milhões de hectares, condições edafoclimáticas favoráveis e crescente desenvolvimento tecnológico na silvicultura e na parte empresarial. Ademais, o setor oferecer uma multiplicidade de produtos madereiros e não madereiros proporcionando inumeros serviços sociais e ambientais. Dentre os mais diversos produtos florestais, os pellets de madeira tem se destacado no mercado de biomassa em âmbito internacional. Em 2001 a produção mundial de pellets de madeira foi de 2,0 milhões de toneladas, em 2010 a produção alcançou 15 milhões de toneladas. A União Europeia consumiu em 2010, 9,8 milhões de toneladas de pellets de madeira sendo quase 25% importada. A importação foi principalmente dos EUA, Canadá e Rússia, e dentre os exportadores emergentes destaca-se o Brasil. Mas a produção de pellets no Brasil em 2010 foi bastante inferior a mundial, atingindo apenas 47 mil toneladas. Além de pellets, o mercado de bioenergia está se tornando mais diversificado com a crescente utilização de briquetes e pellets de resíduos agroflorestais e de cavacos de madeira.

O investimento no setor florestal é a longo prazo e o Brasil exibe algumas barreiras políticas adotadas no planejamento e gestão. Comparado ao mercado internacional, as empresas brasileiras gastam mais com impostos e tributos federais, estaduais e municipais. Como exemplo, os EUA tem um custo médio de 20 dólares para transportar uma tonelada de celulose ao porto de exportação e no Brasil esse valor chega a 90 dólares. Contudo, o desenvolvimento florestal no Brasil ainda não A utilização de florestas planalcançou sua magnificência. O Brasil apresenta uma área legalmente apta tadas como fonte de bioenergia é 126 | ANUÁRIO 2013/2014

digno de atenção pelo potencial aproveitamento quase total da biomassa produzida. A madeira pode ser processada em diversas formas, “in natura”, em forma de produtos processados, ou líquida, além da possibilidade do aproveitamento dos resíduos da atividade florestal ou industrial. Atualmente, a biomassa florestal representa 15,8% da geração de energia elétrica no Brasil. A expansão de pesquisas com florestas energéticas é produto de seus inumeros benefícios. Utilizar a biomassa floresta como fonte energética providencia a diversificação do abastecimento energético e permite a diminuição da dependência dos combustíveis fósseis, causando uma pressão na diminuição dos preços, devido à diminuição da procura. Em relação às fontes de energia convencionais, bem como em relação a outras energias renováveis, os custos são relativamente mais baixos, há uma menor dependência em relação a variações climáticas de curto prazo, há a promoção de estruturas econômicas regionais e o fato de constituir uma fonte de rendimento para os agricultores. Conjuntamente, devido à sua interligação com outros ecossistemas e com o stoque de carbono, as florestas plantadas diminuem a emissão de gases de efeito estufa (GEE) pois emite-se menos

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CO2 para a atmosfera. Isso é explicado pois acredita-se que a emissão de CO2 para atmosfera pode ser neutralizado pelas quantidades que foram fixadas na fotossíntese. As florestas de Eucalyptus spp. convencionais geralmente apresentam uma produtividade média anual de 40,00 m³ por hectare a cada ano e, em 7 anos, 280 m³/ha. A densidade média está ao redor de 0,6 t/m³ com um poder calorífico inferior (PCI) de 2.800 kcal/kg a 45% de umidade Para geração de energia elétrica com base de biomassa florestal tem-se uma eficiência de conversão de aproximadamente 25%, sendo necessário, portanto, 3500 kcal para geração de 1 kWh. Sendo assim, uma área de corte anual de, aproximadamente 2500 hectares (área total de 17500 hectares) poderia ser suficiente para abastecer uma usina termoelétrica de 60 MW, suficiente para abastecer uma cidade com cerca de 150 mil habitantes.

Não há discussões quanto à importância de se conhecer as perspectivas técnicas e econômicas para o fomento ao plantio florestal destinado a usos energéticos (geração termoelétrica, cavacos, briquetes e carvão). Avaliar a produção de um vetor energético como uma atividade econômica contribuirá para o crescimento da economia do Estado do Estado de São Paulo, e do Brasil. Projetos de zoneamento florestal no Brasil com a proposta de apresentar regiões adequadas para o manejo florestal geralmente baseiam-se nas condições climáticas de cada região. Mas basear-se somente nas condições climáticas pode gerar resultados superficiais e não totalmente realistas. A capacidade de uso da terra considera as características meteorológicas da região, a intensidade e fatores limitantes de uso, características morfofisiológicas do solo e infraestrutura da área. Além de designar culturas mais adaptadas ao local, a capacidade de uso da terra é um subsídio para o planejamento de racionalizar o uso da terra e aperfeiçoar a produtividade local. O planejamento do usa da terra deve basear-se também nas leis do Código Florestal, as Áreas de Preservação Permanente (APPs) e as Reservas Legais devem ser preservados.

Caso seja adotado o plantio de um sistema florestal de curta rotação, sistema que permite maior adensamento das árvores e um ciclo de corte mais curto, gerando mais biomassa por hectare, seria necessário metade área total do sistema convencional, pois é possível atingir produtividades da ordem de 120 Portanto, a elaboração de um m3/ha a cada ano, em ciclos de corte zoneamento ambiental contendo de 24 meses. 128 | ANUÁRIO 2013/2014

fatores que poderiam influenciar o sucesso do plantio de eucalipto deveria ser utilizado como subsídios para o planejamento energético do país. Para tal, poderiam ser consideradas áreas de pastagens degradadas, áreas de plantio de cana-de -açúcar acima da declividade máxima para mecanização da cultura (>12%) e áreas que apresentem um balanço hídrico climatológico propício para a implantação de florestas plantadas em sistemas convencionais ou de curta rotação. De posse deste material, apresentado de forma clara e didática, o país teria uma forte ferramenta de gestão para direcionar políticas públicas para manter o país em posição de destaque mundial no que se refere a sua matriz energética.