Programa de Planejamento Energético COPPE/UFRJ Fontes Renováveis e Alternativas Energéticas – COG852 Profs. Maurício Cardoso Arouca 2o Período de 2005 Fermentação de Etanol

Etanol: Fermentação HISTÓRICO

Histórico 6.000 a. C.: bebidas alcoólicas (cerveja e vinho) são produzidas por sumérios e babilônios; 2.000 a.C.: panificação e bebidas fermentadas são utilizadas por egípcios e grego; 1875 d. C.: Pasteur mostra que a fermentação é causada por microrganismos; 1880-1910: surgimento da fermentação industrial (ácido láctico, etanol, vinagre); 1910-1940: síntese de glicerol, acetona e ácido cítrico;

Etanol Produção Existem essencialmente três processos de produção industrial de etanol: A) Hidratação Direta do Etileno; B) Hidratação Indireta do Etileno; C) Fermentação.

Etanol Fermentação Fermentação: processo mais antigo; Aplicação em escala verdadeiramente industrial em torno de 1930; Há 30 séculos os chineses destilavam o etanol a partir de licor fermentado de arroz; Fermentação é o processo industrial dominante (90% da produção mundial).

Etanol Fermentação Matérias-primas possíveis: Açúcares: melaço, cana de açúcar, beterraba; Amidos: milho, trigo, aveia, arroz, mandioca, batata doce, ervilha, feijão; Celuloses: madeira, resíduos industriais ou agrícolas.

Histórico Brasil - Recente 1975-1979 Etanol de melaço; destilarias anexas; introdução de misturas 1979-1985 Etanol do caldo de cana; destilarias autônomas; veículos E100; 1985-1989 Crise no setor; 1991 e 1999 Fim do controle governamental; 2003-hoje Veículos “Flex fuel”. Fonte: ETANOL COMBUSTÍVEL: uma oportunidade para o Brasil. Luís Cortez UNICAMP, 2005.

Etanol: Fermentação Contexto Atual

Produção Etanol (Mundo)

Marcos Legais - Brasil "Programa Nacional do Álcool - Proálcool“ instituído em pelo Decreto nº 76.593 de 14.11.1975; OBJETIVOS BÁSICOS: Expansão da produção de etanol; Redução das disparidades regionais de renda; Aumento da renda interna e melhoria na distribuição; Aproveitamento das principais matérias-primas e a implementação de destilarias de álcool etílico.

Marcos Legais - Brasil LEI nº 11593, de 04 de DEZEMBRO de 2003. (D.O.E. de 05.12.2003) Altera a Lei nº 6.374, de 01 de março de 1989 , que dispõe sobre a instituição do Imposto sobre Operações Relativas à Circulação de Mercadorias e sobre Prestação de Serviços de Transporte Interestadual e Intermunicipal e de Comunicação - ICMS. Aproveitamento das principais matérias-primas e a implementação de destilarias de álcool etílico.

Produção Etanol Fonte: ETANOL COMBUSTÍVEL: uma oportunidade para o Brasil. Luís Cortez UNICAMP, 2005.

Uso Final Etanol (Hoje) Misturas E22-E25 frota: 80% - vendas: 43% Veículos E100 frota: 15% - vendas: 2% Veículos “Flex Fuel” frota: 3% - vendas: 50% Produção de etanol no Brasil corresponde a cerca de 275 mil barris óleo/dia Responde por 37% do combustível Ciclo Otto. Fonte: ETANOL COMBUSTÍVEL: uma oportunidade para o Brasil. Luís Cortez UNICAMP, 2005.

Uso Final Etanol 12,5% Fonte: Balanço Energético Nacional, Ministério das Minas e Energia, 2004

Custos no Mundo Fonte: ETANOL COMBUSTÍVEL: uma oportunidade para o Brasil. Luís Cortez UNICAMP, 2005.

Custos Brasil Forte intervenção do governo no setor (1975 – 85). Contou com subsídios e políticas de promoção do uso do etanol; Intervenção eliminada durante a década de 90, e em 2000 o setor estava (no Centro-Sul) desregulamentado; Estima-se custo de US$ 0,18/litro de etanol hidratado (1$ = 2,5 R$). O custo de produção de gasolina, com óleo a US$ 25/barril, US$ 0,21/litro. A equivalência técnica = 0,75. Fonte: Estado da arte e tendências tecnológicas para energia. Secretaria Técnica do Fundo Setorial de Energia. JAN/2003

Custos Brasil ÁLCOOL - preços de faturamento, sem impostos (PIS/COFINS e ICMS). Fonte: Fonte: ESALQ /CEPEA - Estado de São Paulo

Etanol: Fermentação PERSPECTIVAS

Tópicos Importantes para Pesquisa Melhoramento Genético de Cana: mapeamento genético; tecnologias produção em larga escala; Produção de Cana: “agricultura de precisão”; sistemas de irrigação; plantio mecanizado, etc; Processamento Industrial: Automação com controles operacionais “inteligentes”. Produção de energia adicional nas usinas: co-geração para energia elétrica; hidrólise para produção de etanol; Ampliação dos Usos do Etanol. Reformadores de etanol. Motores “flexíveis” (FFV) para uso de misturas álcool/gasolina. Uso do etanol para bio-diesel. Fonte: Estado da arte e tendências tecnológicas para energia. Secretaria Técnica do Fundo Setorial de Energia. JAN/2003

Tópicos Importantes para Pesquisa Produção de etanol por hidrólise de lignocelulósicos; Rotas mais conhecidas hidrólise ácida e enzimática; EUA estão investindo significativamente neste tipo de tecnologia; Brasil também apresenta pesquisas nesta área; Biorefinarias “substituindo” refinarias de petróleo (alguns autores citam tal fato). Fonte: Estado da arte e tendências tecnológicas para energia. Secretaria Técnica do Fundo Setorial de Energia. JAN/2003

Aspectos Ambientais e Sociais Redução nas emissões de CO2 (quase 20% todo Brasil), aditivos à base de Pb, reduções em SOX e particulados, CO; O uso de fertilizantes minerais é menor que nas culturas de milho e soja; O uso de pesticidas e herbicidas é relativamente baixo, mesmo em função dos programas de controle biológico; Geração de empregos é um ponto forte (cerca de 1,5 milhões diretos e indiretos). Há fortes diferenças regionais. Fonte: Estado da arte e tendências tecnológicas para energia. Secretaria Técnica do Fundo Setorial de Energia. JAN/2003

Etanol: Fermentação CADEIA ENERGÉTICA

Distribuição: Brasil Fonte: CUNHA, Fernando. A Logística Atual de Transporte das Distribuidoras e a Infra-estrutura para Exportação de Álcool. Seminário BNDES, Ago./2003.

Distribuição: Brasil Maior parte do etanol produzido no Brasil é consumido no setor de transportes. A seguir algumas alternativas de distribuição; Fonte: CUNHA, Fernando. A Logística Atual de Transporte das Distribuidoras e a Infra-estrutura para Exportação de Álcool. Seminário BNDES, Ago./2003.

Consumo Final Mercado Brasileiro de Álcool: Produção, Exportação e Consumo entre 1996-2005 Fonte: (SECEX - Secretaria de Comércio Exterior)