Avalia§£o emerg©tica do ciclo de vida da produ§£o de biodiesel de soja no Brasil

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Semana do Meio Ambiente – SEMEIA 2007 Campinas, SP. Avaliação emergética do ciclo de vida da produção de biodiesel de soja no Brasil. Otávio Cavalett Enrique Ortega (Orientador) Laboratório de Engenharia Ecológica e Informática Aplicada Departamento de Engenharia de Alimentos -FEA. - PowerPoint PPT Presentation

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  • Avaliao emergtica do ciclo de vida da produo de biodiesel de soja no BrasilOtvio CavalettEnrique Ortega (Orientador)Laboratrio de Engenharia Ecolgica e Informtica AplicadaDepartamento de Engenharia de Alimentos -FEASemana do Meio Ambiente SEMEIA 2007Campinas, SP

  • Motivo de orgulho para uns e de preocupao para outros, os dados sobre a produo de soja no Brasil nos ltimos anos so impressionantes.

    A rea plantada para a safra 2005/2006 equivale soma dos os outros quatro principais gros produzidos no pas: arroz, feijo, milho e trigo. O total da rea plantada com estes quatro gros, indispensveis na mesa do brasileiro, reduziu-se entre 1991 e 2005, enquanto a rea destinada soja mais do que triplicou. Expanso da soja

  • Os trs principais produtos complexo soja gro, farelo e leo - representaram, em 2005, 8% das exportaes do pas, ou cerca de 9,5 bilhes de dlares.

    Corresponderam a cerca de um tero de toda a soja comercializada no mercado internacional.

    Esta expanso vem ocorrendo principalmente em uma rea quase contnua da Amrica do Sul, abrangendo os pases do Mercosul Argentina, Brasil, Paraguai e Uruguai - e a Bolvia.Complexo soja

  • Source: USDA, 2005Produo mundial de soja

  • 100,045,0Total100,056,4Total2,91,3Outros2,01,1Outros2,00,9Bolvia0,90,5Uruguai2,00,9Paraguai1,20,7Canad7,33,3ndia4,32,4Paraguai8,73,9USA14,28,0Argentina33,114,9Brasil34,619,5Brasil43,819,7Argentina42,924,2USA%TotalQuantddePas%TotalQuantddePasSoja Torta (Mt)Soja Gro (Mt)Source: USDA, 2005Principais exportadores de soja

  • A substituio de combustveis fsseis por renovveis deve reduzir os impactos ambientais resultantes da queima do petrleo.

    Este o seu principal apelo!

    Os benefcios sociais, no caso do Brasil, vo depender da escala e do modo de produo da biomassa a ser produzida para fins energticos.Biocombustveis

  • No af de equilibrar as contas externas, o governo brasileiro comeou a financiar plantas de biodiesel em um ritmo afoito. Primeiro pensando em agricultura familiar no Nordeste, usando mamona ... Os uso de leo de palmeira surgiu como uma boa opo. ...Depois a coisa mudou!

    Atendeu-se a apelo dos produtores de soja e deu-se incio a um novo ciclo de expanso da soja no Brasil, viabilizado com recursos pblicos, sem levar em conta seus custos sociais, ambientais, e mesmo econmicos.Biodiesel

  • Eroso do soloPerda de fertilidade do soloPoluio da agua por pesticidas e fertilizantesIntoxicao de pessoas e animaisReduo da biodiversidadeModificaes no clima regionalUso de trabalho esclavoExpulso de pequenos agricultores de suas terrasDestuio de grandeas areas de cerrado e agora floresta amazonica (16% de toda floresta amazonica ja desapareceu e a cada dia 7000 ha de floresta so perdidos)

    Soja no Brasil: externalidades

  • SoybeanproductionSoyMacro escopo

  • Anlise de Fluxo de Massa: Massa indireta degradada no processo - (Ecological back-pack Hinterberger and Schiller, 1998)Diagnstico Emergtico: Contibuies diretas e indiretas em energia solar equivalente - (Odum, 1983; 1996)Analise Energetica: Energia comercial usada - (Slesser, 1974 Herendeen, 1998)Anlise Exergetica: Eficiencia termodinmica do processo - (Szargut and Morris, 1998)Metodologias usadas

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  • Farelo de soja leo de soja BiodieselCiclo de vida do biodiesel

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    Soybean crushingproceess

    Soy meal

    Soy oil

    Refining soy oil process

    Biodiesel process

    Train transport

    Ocean freigter transport

    Soybean production

    Truck transport

    Truck transport

    Refined soy oil

    Soy meal delivered to feed industry in Europe

    Market

    Biodiesel

  • EntradaCombustvelguaAoEletricidadeFertilizantePesticidasTrabalhoServios..

    SadaProduto principalCO2Efluentes industriaisSoloResduos..

    Contabilizar entradas e sadas

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  • Source: Ulgiati et al. 2006Ciclo de vida do biodiesel

    A abordagem multi-mtodo

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    Soy meal delivered to feed industry in Europe

    Market

    Biodiesel

  • Requer:4,5 kg material abitico5,8 t de gua0,13 kg fertilizante3,4 m2 superfcie cultivada0,12 kg petrleo equivalenteLibera:387 g CO27 g NOx1 g VOC3 g CO0,23 kg soloEnergia Output/Input = 4,45Produzir 1 kg de soja

  • Requer:4,2 kg material abitico5,3 t de gua 0,14 kg fertilizante0,29 kg leo equivalente3,07 m2 superfcie cultivadaLibera:909 g CO216 g NOx2 g VOC6 g CO0,21 kg solo0,78 kg efluentesEnergia Output/Input = 2,92Produzir 1 kg de leo de soja

  • Requer:5,9 kg material abitico5,8 t de gua0,13 kg fertilizante0,21 kg leo equivalente3,41 m2 superfcie coltivadaLibera:668 g CO211 g NOx2 g VOC5 g CO 0,23 kg solo0,86 kg efluentesEnergia Output/Input = 1,72Produzir 1 kg de farelo de soja

  • Processo de produo de metil ster (biodiesel) a partir de leos vegetaisProduo de biodiesel

  • Requer:3,8 kg material abitico4,4 t de agua0,10 kg fertilizante0,34 kg leo equivalente2,55 m2 superfcie cultivadaLibera:1071 g CO218 g NOx3 g VOC7 g CO 0,17 kg solo0,57 kg efluentes

    Energia Output/Input = 2,30Produzir 1 litro de biodiesel

  • Fases do CV do biodiesel

  • Produzir um litro de biodiesel demanda de forma direta:0,43 kg de solo, 0,20 kg de fertilizantes, 0,004 kg de pesticidas, 8652 kg de gua, 0,095 kg de diesel,0,062 kWh de eletricidade.

    Considerando-se ainda a demanda de materiais de forma indireta calculada a partir da analise de intensidade de materiais, produzir 1L de biodiesel requer que sejam utilizados em alguma parte do globo (escala global):7,12 kg de material abitico, 8662 kg de gua, 0,55 kg de ar e 0,45 kg de material bitico. Demanda de materiais

  • O custo energtico de produo de soja de 3,72 MJ kg-1. enquanto que para o biodiesel este valor foi mais de quatro vezes maior 12,6 MJ kg-1.

    Produzir um litro de biodiesel requer uma quantidade de inputs que so equivalentes a energia contida em 0,29 kg de petrleo enquanto que para a soja este valor de apenas 0,09 kg.

    O rendimento liquido de energia para a produo de biodiesel foi de 19,9 MJ L-1 (14066 MJ ha-1 ano-1) e para a produo de soja foi de 18,9 MJ L-1 (55372 MJ ha-1 ano-1). Demanda de energia

  • A relao de energia da produo de biodiesel foi de 2,65, ou seja, 1,65 de energia liquida. Para fins de comparao, o petrleo tem um retorno de 10 a 15 joule por joule investido e a energia elica tem um retorno de aproximadamente 8 joule por joule investido.

    A relao de energia do biodiesel de 2,65 fornece uma relao de energia bruta/liquida de 0,62.

    Isso significa que necessrio produzir 1,6 litros de biodiesel para cada litro de biodiesel entregue para o consumidor se o processo de produo for independente de combustveis fosseis.

    Considerado um cenrio de produo sem combustveis fsseis a demanda de recursos por litro de biodiesel produzido dever ser 60% maior do que o valor atual.Relao de energia

  • A Lei 11095 de 13 de janeiro de 2005 prev uma mistura de 2% de biodiesel no diesel (diesel B2) fornecido pelas distribuidoras a partir de 2008 e mistura de 5% (diesel B5) a partir de 2013.

    O diesel B2 pode ser traduzido com uma demanda de 777 milhes da litros de biodiesel.

    Se este biodiesel for produzido a partir de leo de soja, a demanda de rea cultivada ser de mais 1,1 milhes de hectares de soja, isto , aumento de 5,3% na rea cultivada de soja em 2006 e equivalente a 42,4% da rea desmatada por ano no Brasil.

    A relao de energia bruta/liquida de 0,62 necessria para fazer a produo de biodiesel independente de combustveis fosseis amplifica a demanda de terra em 60%, ou seja 2,86 milhes de hectares que correspondem a um aumento de 13,7% na rea cultivada com soja em 2006.Cenrio futuro - rea

  • A demanda direta de gua de 10419 kg de gua por litro de biodiesel.

    Usando as mesmas suposies que para demanda de reas de cultivo, o diesel B2 demandar um adicional de 6,7 bilhes de metros cbicos de gua por ano (mais 33,6 m3 por pessoa e ano no Brasil).

    No caso do diesel B5 16,8 bilhes de metros cbicos de gua (adicional de 84 m3 por pessoa por ano). Cenrio futuro - gua

  • Com o diesel B2, o cultivo de soja ir demandar 434 milhes de kg a mais de fertilizantes qumicos por ano e em 2013 com o diesel B5 sero 1085 milhes de kg a mais de fertilizantes qumicos por ano.

    Alem disso, ser necessrio tambm mais 8,8 milhes de kg de pesticidas em 2008 para o diesel B2 e em 2013 mais 22 milhes de kg de pesticidas para o diesel B5.

    Lembrando-se inda que todos estes nmeros devem ser acrescidos em 60% para fazer a produo independente de combustveis fosseis.Cenrio futuro agro-qumicos