Tendências, diretrizes e desafios governamentais em pesquisa, desenvolvimento e inovação no setor...

SUMARIO/SUMMARY

1. A situação // The situation

2. A Estratégia Nacional de CT&I e Pol’iticasIndustrial // ST&I National Strategy and Industrial Policy

3. Caraterísticas do Setor de Energia BrasileiroEnergy Sector at Glance

4. PD&I em Energia // Energy R&D

Ministro

Secretaria Executiva

SEPED SETEC SEPIN SECIS

CCTConselho Nacional

de CT&I

FINEPFinanciadora de

Estudos eProjetos

CNENComissão

Nacional deEnergia Nuclear

INB, NUCLEPCDTN, IEN, IPEN

IRD, CRCN

AEBAgênciaEspacialBrasileira

INPEagências de

fomento

CNPqCons. Nac. de

DesenvolvimentoCientífico eTecnológico

CGEECentro de

Gestão e EstudosEstratégicos

15 Unidades de Pesquisa eInstitutos Tecnológicos

MINISTÉRIO da CIÊNCIA TECNOLOGIA e INOVAÇAO

SEPED Políticas e Programas de

Pesquisa e Desenvolvimento

� Mudanças climáticas� Meio ambiente� Biodiversidade� Biotecnologia�Mar e Antartida etc.

Grandes Temas Científicos

SECIS Ciência e Tecnologia para

Inclusão Social

Popularização da Ciência eProgramas p/ Inclusão Social

SEPIN Política de Informática

Tecnologias de Informaçao e Comunicação; Software; Microeletrônica

� Nanotecnologia� Energia

� Incubadoras� Parques Tecnológicos Lei de CT&I

� RecursosMinerais

SETECDesenvolvimento

Tecnológicoe

Inovação

Inovação, Competitividade eGrandes Temas Tecnológicos

MINISTÉRIO da CIÊNCIA TECNOLOGIA e INOVAÇAO

COORDENAÇÃO GERAL DE TECNOLOGIAS SETORIAISIdentificação, proposição e implementação de políticas públicas

• Elaboração de Agendas Setoriais de PD&I

• Operação de Fundos Setoriais afins

• Representação do MCT em Fóruns, GT’s... • Promoção de Parcerias

• Cooperação Internacional

• Formação de Redes de P,D&I

RENOVÁVEIS NÃO RENOVÁVEIS

Biocombustíveis

Biomassa Carvão Mineral

Hidrogênio Petróleo e Gás

Solar

Eólica Nuclear

Hídrica & Oceânica

Áreas de Atuação

Energia Recursos Minerais

Geociências e Tecnologia Mineral

Rochas Ornamentais

Gemas e Jóias

Agro minerais

Minerais estratégicos (terras raras + Si

+ etc)

Minerais IndustriaisENERGIA ELÉTRICA

Geração Tramissão

Distribuição Operação

Eficiência Energética Veículos Elétricos

• Alavancamento de Fundos internacionais

FORMULAÇÃO DE POLÍTICAS DE CT&I

Estratégia Nacional de

Desenvolvimento

Científico Tecnológico e

Inovação

ENCTI 2011-2014

Plano de Ciência

Tecnologia e Inovação

PACTI 2011-2014

Político

Estratégico

Operacional

Físico

Política

Industrial

Política de

Educação

Política

Econômica

Política

Ambiental

Política

EnergéticaMCTI

9.1 BIONERGIA E BIOCOMBUSTÍVEIS

9.1.1 P,D&I EM BIODIESEL9.1.2 PD&I EM ETANOL9.1.3 PD&I EM AGROENERGIA9.1.4 PD&I EM PROCESSOS AVANÇADOS DE CONVERSÃO DE BIOMASSA E

BIOREFINARIAS

9.2 ENERGIAS RENOVÁVEIS E HIDROGÊNIO

9.2.1 PD&I EM ENERGIA SOLAR9.2.2 PD&I EM ENERGIA EÓLICA9.2.3 PD&I EM HIDROELETRICIDADE E ENERGIAS OCEÂNICAS9.2.4 PD&I EM HIDROGÊNIO

9.3 TRANSMISSÃO, DISTRIBUIÇÃO E USO FINAL DA ENERGIA

9.3.1 PD&I EM TRANSMISSÃO DE ENERGIA ELÉTRICA9.3.2 PD&I EM DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA9.3.3 PD&I EM PLANEJAMENTO E OPERAÇÃO DO SISTEMA ELÉTRICO9.3.4 PD&I EM EFICIÊNCIA ENERGÉTICA9.3.5 PD&I EM VEÍCULOS ELÉTRICOS E ACUMULADORES

ESTRUTURAÇÃO DA PD&I EM ENERGIA E RECURSOS

MINERAIS PACTI 2011-2015

9.4 PETRÓLEO, GÁS NATURAL E CARVÃO MINERAL

9.4.1 PD&I EM EXPLORAÇÃO E PRODUÇÃO DE PETRÓLEO E GÁS NATURAL9.4.2 PD&I EM TRANSPORTE E REFINO DE PETRÓLEO E GÁS NATURAL9.4.3 PD&I EXPLORAÇÃO E PRODUÇÃO DE PETRÓLEO E GÁS PRÉ-SAL9.4.4 PD&I EM PRODUÇÃO E USO LIMPO DO CARVÃO MINERAL9.4.5 PD& I EM GERAÇÃO TERMELÉTRICA

9.5 GEOLOGIA, MINERAÇÃO E TRANSFORMAÇÃO MINERAL

9.5.1 PD&I EM GEOLOGIA E MINERAÇÃO9.5.2 PD&I EM TRANSFORMAÇÃO MINERAL9.5.3 PD&I EM MINERAIS ESTRATÉGICOS9.5.4 PD&I EM RECURSOS MINERAIS DO MAR9.5.5 PD&I EM CADEIAS PRODUTIVAS DE MINERAIS NÃO-METÁLICOS

ESTRUTURAÇÃO DA PD&I EM ENERGIA E RECURSOS

MINERAIS PACTI 2011-2015

SINCRONISMO POLÍTICA CT&I X POLÍTICA ENERGÉTICAE PLANEJAMENTO ENERGÉTICO

PNE

PDE

2012 2015 20302020 2025

Ciencia e Tecnologia

Tecnologia e Inovaçao

RH e Infraestrutura

PACEnergia

Inovação, RH e Infraestrutura

2035

PO

LÍT

ICA

D

E C

T&

I

ENERGIA ELÉTRICA

ALGUMAS ESTRATÉGIAS PARA A QUESTÃO DE SMART GRIDS NO MCTI (pelo lado da Energia)

a) Missóes Técnicas (Alemanha / Reino Unido)

b) Estudo Aneel/Abradee/Aptel Smart Grid

Parai

ba

Borbore

ma

Sergi

pe

Minas

Gerais

Nova

Friburgo

ALGUMAS ESTRATÉGIAS PARA A QUESTÃO DE SMART GRIDS NO MCTI (pelo lado da Energia)

c) Estudo CGEE sobre Smart Grids (junho/2012)- visão do MCTI (e de pesquisa) sobre Smart Grids- mobilização de atores de pesquisa, governamentais e empresas

d) Plano Brasil Maior de TIC (Smart Grid)

e) Início de montagem de laboratórios/cursos- UFCE - 2011- UnB - 2012- Mestrado Profissional na UnB (??) – 2012- Curso com Reino Unido - 2012

Smart Grids

Laboratório de Ultra Alta Tensão (LabUAT) e Reforma do Laboratório Corona

• Apoio: MME, ELETROBRAS, MCT• Recursos aportados:

o ELETROBRAS: R$ 41,15 milhõeso MCT/CT-ENERG/FINEP: R$ 18,5 milhões o CEPEL: R$ 5,9 milhões

• Objetivo: Prover no País infraestrutura laboratorial para pesquisas experimental em configurações de LTsde classe até 1200 kV CA e 800 kV CC

• Importância: Apoio às atividades de pesquisa aplicada do CEPEL, para vencer os desafios tecnológicos do desenvolvimento de novas concepções de linhas de transmissão de alta capacidade, para a condução de grandes blocos de energia, como aqueles envolvidos nos aproveitamentos hidroelétricos da região amazônica.

Laboratório de Ultra Alta Tensão (LabUAT) e Reforma do Laboratório Corona

Laboratório de Ultra Alta Tensão (LabUAT) e Reforma do Laboratório Corona

• Projeto com dimensões suficientes para ensaios elétricos em configurações de LTs de classe até 1.200 kV CA e 800 kV CC.

• Atende requisitos para pesquisa de tecnologias de transmissão em UAT no Brasil.o CA: 750 kV trifásico; 1.500 kV e 2.250 kV monofásico.o CC: 800 kV bipolo e 1.600 kV uma polaridade

ConversãoCTMSP

EnriquecimentoINB

ReconversãoINB

PastilhasINB

Elemento CombustívelINB

GeraçãoETN

Ciclo do Combustível Nuclear Elétrico (escala industrial)

MineraçãoINB

Conversão U3O8 em UF6CTMSP – Aramar – SP

(Inauguração – fev 2012)

RENOVÁVEIS

• Pesquisas em pequenos e médios e partes/ peças/ sistemas para aerogeradores.• sistemas para conexão de redes, previsão de

ventos prazo em eventos extremos• formação de recursos humanos e capacitação

laboratorial •Editais de subvenção econômica em aerogeradores

Problema• Estamos tentando remontar os centros de pesquisaem energia eólica (pesquisadores foram contratadospelo setor produtivo)

• Em parceria com a Abeeólica estamos montandouma rede de pesquisa

20

Energia Eólica

Energia Solar

Cilíndrico-parabólico Torre Solar (Receptor Central)

CLFR (Compact Linear Fresnel Reflector) Disco Solar

Cilíndrico-parabólico

Solar Two

EUA - 1997

Heliostato

Torre Solar

SANDIA - EUAPlataforma Solar de

Almería - Espanha

Disco Solar

CLFR (Compact Linear Fresnel Reflector)

Armazenamento Térmico

• Localidades avaliadas

Estudo Cepel

• Avaliação da irradiação direta normal

21182042 2006 1994 1993 1984

18781826

1783

1657

1300

1500

1700

1900

2100

2300

2500

2700

2900

Barra(BA)

Petrolina(PE)

Cabrobó(PE)

Monteiro(PB)

BomJesus da

Lapa(BA)

Juazeiro(BA)

SãoGonçalo

(PB)

PauloAfonso

(BA)

JoãoPessoa

(PB)

CampinaGrande

(PB)

Localidade

Irra

dia

ção

dir

eta

no

rmal

(kW

h/m

2 /an

ual

)

Irradiação

Sul da Espanha

Irradiação

Deserto Mojave (EUA)

Estudo Cepel

Plataforma de Energia Solar Heliotérmica� Centro experimental de tecnologias em energia solar no

semi-árido nordestino

� Fase 1: Planta piloto de geração heliotérmica

� Implantação: Cepel, UFPE, CHESF, MCTI, MME

� Características:• Campo Solar: cilíndricos parabólicos;• Potência elétrica bruta de pico estimada:

nominal 1,0 MWe;• Sem armazenamento térmico;• Ciclo térmico: Rankine;• Com conexão à rede.• Implantação: 36 meses• Investimento fase 1: R$ 23 milhões

Fase 2 e Fase 3 em definição

Local: Araripe - Pernambuco

Fase 1: Bicombustível solar + gás

Implantação: IFET,..

Financiamento: MCTI (US$ 100 K) + parceiros

Características:• Equipamentos para a Indústria de Gesso utilizando sistema bi-combustível utilizando sistema solar cilindro parabólico e gás natural

Centro de Tecnologia do Araripe

BIOMASSA

Fonte: Atlas Aneel

CONVERSÃO DE BIOMASSA

�Orçamento no período: ~ R$ 96 milhões (R$ 40 milhões doMCTI)

�Principais atividades realizadas:

• Implantação de Unidade Piloto de Gaseificação deBiomassa como primeira fase de projeto de Plataforma deDesenvolvimento de Gaseificação da Biomassa paradesenvolver conhecimentos científicos e tecnológicos degaseificação de biomassa, em parceria com IPT, BNDES,ESALQ, CTBE, CTC, e empresas privadas (em fase inicialde execução);

• Implantação de Rede Nacional de Combustão, rede depesquisa para fomentar a formação de recursos humanose o desenvolvimento científico e tecnológico nastecnologias associadas a combustão, gaseificação,pirólise, detonação, explosão e para a produção deprodutos e co-produtos a partir dessas tecnologias (emexecução há 6 anos)

PD&I em Gaseificação e Combustão

Apoio à Rede Nacional de Combustão e Gaseificação (RNC) para realização de pesquisa e formação de recursos humanos em tecnologias de condicionamento e conversão de biomassa

www.redenacionaldecombustao.org

Projeto de câmara de combustão ciclônica para resíduos das indústrias madeireiras na UFPA (apoiado via RNC)

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Rede Nacional de Combustão e Gaseificação (RNC)

BIOGAS

BiofertilizantesLíquidos

BiofertilizantesSólido (Biochar)

Pirólise

Embrapa Pantanal – sistema de produção de biogás e biofertilizantes (líquidos e

sólido) por biodigestão da suinocultura

1ª FASE

INICIO DO PROGRAMA

NÃO HAVIA EMPRESAS, LABORATÓRIOS E RECURSOS HUMANOS EM BIODIESEL NO

PAIS

Lei 11.097/2005 – estabeleceupercentuais obrigatórios deadição de biodiesel ao diesel –atualmente está em 5% (limitesuperior desta Lei);

Investimento em P,D&I em toda aCadeia Produtiva do Biodiesel(Matéria Prima – Produção –Caracterização e Controle daQualidade – Armazenamento eCoprodutos + PROGRAMA DETESTES

DESAFIO

REDUZIR O CUSTO DE PRODUÇÃO E TORNOAR O

BIODIESEL MAIS COMPETITIVO

P,D&I EM NOVAS FONTES DEMATÉRIAS PRIMAS GRAXAS(BAIXO CUSTO / MAIORRENDIMENTO EM ÓLEO/HÁ)E NOVAS TECNOLOGIAS DEPRODUÇÃO

GARGALO: MP = 80% DO CUSTO DE PRODUÇÃO

PACTI 2007/2010 - Investimento da ordem de R$ 110 milhões para o Programa de Desenvolvimento Tecnológico do Biodiesel(RBTB)

2ª FASE

Ações MCT Desenvolvimento

Tecnológico do PNPB

BIODIESEL – EVOLUÇÃO NO PAÍS

Microalgas

EXISTEM ALGUNS PROJETOS APOIADOS

VIA EDITAL DE SUBVENÇÃO ECONÔMICA

P,D&I em tecnologias para obtenção de biocombustível por craqueamento,

hidrocraqueamento e pirólise para a produção

de hidrocarbonetos (BIOGASOLINA,

BIOQUEROSENE OU DIESEL RENOVÁVEL)

Novos Biocombustíveis

P,D&I em novas tecnologias de

obtenção de biodiesel utilizando catalisadores

heterogêneos em regime contínuo;

AÇÕES EM ANDAMENTO: INVESTIMENTO DE R$ 11 MILHÕES EM DOIS EDITAIS CNPQ E 1 ENCOMENDA FINEP

P,D&I na Otimização da Rota Etílica de

Produção de biodiesel

Rota Etílica

P,D&I em Tecnologias para Produção e Uso

de Biodieseis derivados de Óleos de

Microalgas

Processos Alternativos e

Novos Catalisadores

AÇÕES EM ANDAMENTO ATRAVÉS DE EDITAIS E ENCOMENDAS FINEP E

CNPQ

MATÉRIAS PRIMAS DE BAIXA QUALIDADE

AÇÕES EM ANDAMENTO:

INVESTIMENTO DE R$ 8 MILHÕES EM EDITAL CNPQ – CONTRATAÇÃO DE 13 PROJETOS DE

PESQUISA

BIODIESEL MAIS RENOVÁVEL

BIODIESEL

Apoio recente MCTI

Domínio atual das tecnologias

•Desenvolvimento de Variedades• Fitossanidade•Biotecnologia•Agronomia•Mecânica Agrícola e Industrial• Produção de Açúcar• Produção de Álcool• Produção de Energia•Veículos flex•Aviação agrícola a álcool•Redução de queimadas• P&D fortemente apoiado pelo setor privado

• EMBRAPA e RIDESA: novas variedades de cana, biotecnologia para o desenvolvimento de biomassa

• Fortalecimento e desenvolvimento da rede de pesquisa básica e aplicada ao Bioetanol e Hidrólise Enzimática

• Tecnologias setoriais: pequenas usinas de álcool, uso da biomassa de cana, alcoolquímica, aviação a álcool, rotas termoquímicas;

• Criação do CTBE

• Desenvolvimento de novas fontes minerais e rotas tecnológicas para utilização como fertilizantes ou nutrientes para a Agroenergia;

Desafios

• Aumento da produção de etanol

• Domínio e mitigação das questões ambientais

• Aproveitamento da palha da cana de açúcar

• Aproveitamento do bagaço de cana

• Novos produtos derivados da cadeia produtiva da cana-de-açúcar

• Aumento da produção e da produtividade de biomassa – cana energia e transgênica

PACTI 2007/2010 -Investimento de

~R$ 220 milhões para P,D&I em toda a Cadeia Produtiva da

Cana-de-açúcar

Experiência acumulada na cadeia produtiva de açúcar e

etanol

O que falta ?

Apoio à Embrapa Agroenergia

ETANOL

Estratégia: Criar um laboratório

nacional atuante na ciência e

tecnologia do ciclo do bioetanol,

capaz de enfrentar os seus

gargalos tecnológicos.

Processos Termoquímicos

Fermentação

Variedades

Transgenia

Genômica

Cana energia

???????

Tecnologia de cana

Biotecnologia

Rede Bioetanol

Rede de pesquisa em hidrólise enzimática

Rede de gaseificação e combustão

Fomento à formação de recursos humanos e o desenvolvimento científico

e tecnológico em combustão, gaseificação, pirólise, detonação, explosão e para a produção de

produtos e co-produtos a partir dessas tecnologias

(em execução há 6 anos)

Etanol Lignocelulósico

Criação do CTBE – Centro Brasileiro de Tecnologia do

Biotanol

Investimento ~70 milhões

Plataforma de Desenvolvimento de

Gaseificação da BiomassaUnidade piloto para P,D e I em

gaseificação de biomassa da cana. Parceria com IPT, BNDES, ESALQ, CTBE, CTC, e empresas privadas.

R$ 95 milhões (R$ 40 milhões MCTI)

Planta piloto de escalonamento

Projeto de PD&I em combustão de palha de cana -

Centro de Tecnologia Canavieira (CTC) - VALOR

ETANOL

O CTBE integra o Centro Nacional de Pesquisa em Energia eMateriais (CNPEM), do MCTI em Campinas-SP

7900m2 de infraestrutura física – 80 pesquisadores permanentes,80 visitantes (estudantes, pós-doutorandos e pesquisadoresassociados) e 90 técnicos

Centro trabalhará (inicialmente) em quatro grandes programas depesquisas:

• Planta Piloto de Hidrólise Enzimática

• Mecanização de baixo impacto para o plantio direto decana-de-açúcar

• Sustentabilidade

• Pesquisa básica

Centro de Ciência e Tecnologia do Bioetanol – CTBE

43

HIDRÓLISE ENZIMÁTICA

Bagaço ou palha

Pré-tratamento

Hidrólise enzimática

GLICOSE

Fermentação Submersa

Destilação

Etanol

EnzimaResíduo sólido

(lignina)

Caldo de canaou melaço Levedura

Vinhaça

Etanol de caldo de cana

PentosesBiorefinaria

Resíduo sólido(lignina)

45

46

608 x 103 KCAL

598 x 103 KCAL

512 x 103 KCAL

1718 x 103 KCAL

1 T CANA

AÇÚCARES 153 KG

BAGAÇO(50% UMIDADE)

276 KG

PALHA (*)(15% UMIDADE)

165 KG

1 T-CAMPO1718 x 103 KCAL

1,2 BARRIS PETRÓLEO

1 BARRIL DE PETRÓLEO1386 x 103 KCAL

~=

HIDRÓLISE ENZIMÁTICA

Projeto MCT/CTC/GEF – Usina Morgiana –Geração de Energia Palha de Cana (inauguração junho/2011)

48

Fonte: Dedini

Exemplo de Integração de Tecnologias

Fonte: Dedini

Exemplo de Integração de Tecnologias

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Благодаря tack díky mulŃumesc takk bedankt

Image: Goeldi Museum - MCTI

Eduardo “SORIANO”

Energy R&D Coordinator

Ministry of ST&I

+ 55 61 2033-7922

esoriano@mct.gov.br