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Caminhos e possibilidades da biomassa no Brasil Prof. José Goldemberg 10 de junho de 2008 Salvador.

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Apresentação em tema: "Caminhos e possibilidades da biomassa no Brasil Prof. José Goldemberg 10 de junho de 2008 Salvador."— Transcrição da apresentação:

1 Caminhos e possibilidades da biomassa no Brasil Prof. José Goldemberg 10 de junho de 2008 Salvador

2 USOS DO ETANOL COMO SUBSTITUTO DA GASOLINA Gasohol sob forma de % etanol anidro 99.6 Gay-Lussac (GL) e 0,4% água (a mixture called gasohol) or Etanol puro sob a forma de etanol hidratada a 95.5 Gay-Lussac

3 Fluxograma do Processo de Produção de Açúcar e Etanol Cristalização e Centrifugação Evaporação Açúcar Fermentação Destilação Etanol Vinhaça Preparo da cana Extração do caldo Tratament o do caldo Bagaço Vapor Eletricidade Cana-de- açúcar

4 4 Programa Brasileiro do Álcool Segundo maior programa de uso comercial de etanol (18 bilhões de litros em 2007). Iniciado em 1975, pelo Governo Federal com o objetivo de reduzir importação de petróleo. Utilizado inicialmente para aumentar a octanagem da gasolina, em substituição ao MTBE. 1,3 milhões de carros utilizam etanol (hidratado) no Brasil. 2,6 milhões de veículos flex-fuel bicombustível (podem utilizar etanol e gasolina em qualquer proporção) toda gasolina tem de 20 a 26% em volume de etanol (anidro) A partir de 2004 o etanol é competitivo com a gasolina. Balanço energético altamente positivo (10:1) 3 bilhões de litros exportados em 2007.

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6 6 Destilaria Padrão de Grande Porte 1.Cana moída: 2 milhões de toneladas / ano Produção 200 milhões de litros de etanol / ano (1 milhão de litros por dia durante 6 meses – Abril a Novembro) 2.Custo: US$ 150 milhões 3.Área plantada ha: em um raio de 10 km. EXPANSÃO 147 projetos –86 em execução (até 2015) –61 planejados DESTILARIAS (unidades) CANA MOIDA (milhões de toneladas) TAMANHO MÉDIO (milhões de toneladas) BRASIL ,3 SÃO PAULO (62% do total)1,8 NORDESTE74530,7

7 Floresta Amazônica Cultura de cana-de-açúcar Pantanal Mata Atlântica Cultura de cana-de-açúcar Culturas de Cana-de-Açúcar

8 8 EFEITOS DO USO DO ETANOL NA QUALIDADE DO AR Concentração de poluentes na região metropolitana de São Paulo Chumbo: caiu de 1,4 ug/m 3 em 1977 a menos de 0,10 ug/m 3 em Enxofre: caiu de 50 ug/m 3 em 1984 a 15 ug/m 3 em Materia particulada: caiu de 90 ug/m 3 em 1986 a 50 ug/m 3 em 2003.

9 Energia contida na cana-de-açúcar

10 10 Balanço energético do etanol produzido a partir de diferentes matérias-primas Fontes: (Macedo et alii, 2004; UK DTI, 2003 and USDA, 1995) Fração de Energia produzida / consumida Cana-de-açúcar BeterrabaMilho MadeiraPalha de trigo

11 Características da cogeração com bagaço Pressão das caldeirasEletricidade produzida bar20 kwh/ton cana A partir de 2000Até 80 bar120 kwh/ton cana Presente80 kwh/ton cana Futuro300 kwh/ton cana

12 Potencial de cogeração do bagaço Safra 2015 /2016 Capacidade instalada (MW) Excedente para a rede (MW) Nota: com caldeiras de 65 bars

13 13 A Competitividade Econômica entre Etanol e Gasolina Produção acumulada (milhões de metros cúbicos) Preço pago aos produtores US$ / m 3 (dólares de 2004) EtanolPreço da gasolina em RotterdamPreço da gasolina no Brasil

14 Custo em Euros / 1000 litros Estados Unidos (milho) Alemanha (trigo) Alemanha (beterraba) Brasil (cana) Prédios0,390,82 0,21 Equipamento3,405,30 1,15 Mão-de-obra2,831,40 0,52 Seguro, taxas e outros custos0,611,02 0,48 Matéria-prima20,9327,7535,109,80 Outros custos operacionais11,3118,6815,932,32 Custo Total de Produção39,4754,9759,5714,48 Venda de sub-produtos6,716,807,20 Subsídios do Governo7,93 Custo Líquido de Produção24,8348,1752,3714,48 Comparação dos Custos de Produção de Etanol no Brasil, Estados Unidos e Alemanha

15 Produtividade da Produção de Etanol ,77% por ano em 29 anos Ano Litros por hectare

16 16 Produtividade de cana de açúcar e etanol (Rodrigues, Unicamp 2005).

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18 Desempenho das Usinas de Açúcar (ATR/ha) ATR % cana Produtividade de cana-de-açúcar (t/ha)

19 19 Eficiência das destilarias brasileiras

20 Eficiência Usinas atuais75% Usinas novas81% Usinas no estado da arte88% Estima-se que usinas no estado de arte custariam cerca de 20% mais do que as novas. Os principais ganhos possíveis podem ocorrer nas seguintes áreas: 1.Fermentação: atual de 85% podendo subir para 92% 2.Extração: atual de 97.5% podendo subir para 98.6% 3.Destilação e desidratação: atual de 99% podendo subir para 99.7% Eficiência das usinas de etanol

21 Indústria Química/Petroquímica Metalurgia Bens de capital Indústria Automobilística Indústria leve Bens de consumo Etanol Milhares de dólares por emprego gerado Empregos nos diversos setores industriais

22 Empregos por fonte de energia

23 23 Composição do bagaço de cana- de-açúcar

24 24 Reação de Fermentação C 6 H 12 O 6 2 C 2 H 5 OH + 2CO 2 AÇÚCAR ETANOL

25 25 Polímero da Celulose A celulose é encontrada em matérias-primas de biomassa na forma de lignocelulose ( moléculas de glicose). A lignina fornece estrutura e mobilidade aos vegetais aproveitando a rigidez da celulose. A lignina é formada pela remoção da água das moléculas de açúcar para criar estruturas aromáticas. Existem diversos possíveis monômeros de lignina, suas características dependem da natureza da fonte.

26 PROJEÇÕES ANUAIS DA DEMANDA DE ETANOL Tecnologia de 1ª geração Milho (US) a Cana de açúcar (Brasil) b União Européia [i] [i] Area usada milhões/ha Litros (bilhões) Galões (bilhões) Area milhões/ha Litros (bilhões) Galões (bilhões) Litros (bilhões) Galões (bilhões) c d / e Tecnologia de 2ª geração USBrasilUnião Européia Litros (bilhões) Galões (bilhões) ?? a.produtividade em 2006: 3,647 l/ha milho b.produtividade em 2006: 6,138 l/ha cana de açúcar c.18% da área total de milho no mundo. d.13% da área total de cana de açúcar no mundo; 47% da área de cana de açúcar no Brasil e.Produção atual da União Européia: 2 bilhões de litros/ano principalmente de beterraba

27 O uso do solo no Brasil Fonte: CTC, 2007 Área (milhões de hectares) % Soja217 Milho124 Cana de açúcar5.42 Outras culturas176 (total)6020 Pastagens23780 Agricultura + pastagens297100

28 TECNOLOGIAS DE 2ª GERAÇÃO Gaseificação da biomassa que permite obter combustíveis adequados para a geração eficiente de energia elétrica e/ou a síntese de combustíveis líquidos (biorefinarias). Hidrolise ácida e hidrólise enzimática ou processo combinado ácido/enzimático Variedades geneticamente modificadas de cana de açúcar que poderiam aumentar significativamente sua produtividade

29 ALCOOLQUIMICA 1.Processos de síntese de intermediários, monômeros e polímeros a partir de matérias-primas renováveis, derivadas de açúcares, etanol, biomassa, glicerol e outros intermediários e subprodutos da cadeia produtiva dos biocombustíveis. 1.1 Desenvolvimento de rotas de obtenção de eteno, propeno, buteno-1, hexeno- 1 e octeno-1 a partir de matérias-primas renováveis. 1.2Desenvolvimento de rotas de obtenção de ácido propiônico, isopropanol, n- butanol por via fermentativa de alto rendimento a partir de açúcares. 1.3Produção de ácido d-láctico, I-láctico e DI-láctico por fermentação de açúcares. 1.4Desenvolvimento de rotas químicas e ou bioquímicas de transformação de glicerol ou do ácido láctico em n-propanol e/ou isopropanol. 1.5Polimeração de lactídeo – homopolímeros e copolímeros. 1.6Identificação de substancias obtidas a partir de matérias-primas renováveis que tenham potencial para uso como comonômeros da polimerização do ácido láctico. 1.7Obtenção de óleo a partir da pirólise de materiais lignocelulósicos. 1.8Produção de gás de síntese a partir da gaseificação de materiais lignocelulósicos ou do seu óleo de pirólise. 1.9Produção de gás de síntese a partir da gaseificação de glicerol. 1.10Produção de propanol a partir de gás de síntese. 1.11Produção de biopolímeros em plantas, bactérias e em fungos. 1.12Catalisadores e cinética da hidroformilação do eteno para produção de n- propanol. 1.13Catalisadores e cinética da desidratação de alcoóis a olefinas.


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