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GEANFRANCHESCO AURI ZIMMERMANN
FERRAMENTA DE ANÁLISE DE VIABILIDADE
ECONÔMICA E FINANCEIRA PARA CONDOMÍNIOS DE
AGROENERGIA, COM BASE NO PROJETO “CONDOMÍNIO
DE AGROENERGIA PARA AGRICULTURA FAMILIAR DA
SANGA AJURICABA”.
FOZ DO IGUAÇU-PR
2016
GEANFRANCHESCO AURI ZIMMERMANN
FERRAMENTA DE ANÁLISE DE VIABILIDADE ECONÔMICA E FINANCEIRA
PARA CONDOMÍNIOS DE AGROENERGIA, COM BASE NO PROJETO
“CONDOMÍNIO DE AGROENERGIA PARA AGRICULTURA FAMILIAR DA
SANGA AJURICABA”.
Dissertação apresentada à Universidade
Estadual do Centro-Oeste, como parte das
exigências do Programa de Pós-Graduação em
Bioenergia, área de concentração em
Biocombustíveis, para a obtenção do título de
Mestre.
Prof. Dr. Waldir Nagel Schirmer - Orientador
Prof. Dr. Paulo Rogério Pinto Rodrigues – Coorientador
FOZ DO IGUAÇU-PR
2016
GEANFRANCHESCO AURI ZIMMERMANN
FERRAMENTA DE ANÁLISE DE VIABILIDADE ECONÔMICA E FINANCEIRA
PARA CONDOMÍNIOS DE AGROENERGIA, COM BASE NO PROJETO
“CONDOMÍNIO DE AGROENERGIA PARA AGRICULTURA FAMILIAR DA
SANGA AJURICABA”.
Dissertação apresentada à Universidade
Estadual do Centro-Oeste, como parte das
exigências do Programa de Pós-Graduação em
Bioenergia, área de concentração em
biocombustíveis, para a obtenção do título de
Mestre.
Aprovada em ___ de _____________ de ____
Prof.º Dr. Gabriel de Magalhães Miranda – Depto. de Engenharia Florestal - UNICENTRO
Prof.º Dr. Marcelo Real Prado – Depto. de Química e Biologia - UTFPR – Ctba.
Prof. Dr. Waldir Nagel Schirmer - Orientador
Prof. Dr. Paulo Rogério Pinto Rodrigues - Coorientador
FOZ DO IGUAÇU-PR
2016
Dedicatória
Agradecimentos
SUMÁRIO
LISTA DE FIGURAS ................................................................................................................ i
LISTA DE TABELAS .............................................................................................................. ii
LISTA DE QUADROS ............................................................................................................ iii
LISTA DE EQUAÇÕES ......................................................................................................... iv
RESUMO ................................................................................................................................... v
ABSTRACT ............................................................................................................................. vi
1. INTRODUÇÃO ................................................................................................................... 1
2. OBJETIVOS ........................................................................................................................ 4
2.1. OBJETIVO GERAL: ........................................................................................................... 4
2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS: ............................................................................................. 4
3. REVISÃO DA LITERATURA .......................................................................................... 5
3.1. CENÁRIO DA MATRIZ ENERGÉTICA BRASILEIRA .................................................. 5
3.2. CENÁRIO DA PRODUÇÃO AGROPECUÁRIA NACIONAL E O BIOGÁS COMO
FONTE DE ENERGIA RENOVÁVEL ..................................................................................... 7
3.2.1. Produção Agropecuária Nacional ......................................................................... 7
3.2.2. Origem do biogás ................................................................................................... 10
3.2.3. Geração e composição do biogás .......................................................................... 11
3.2.4. Potencial energético do biogás .............................................................................. 12
3.2.5. Biodigestores ........................................................................................................... 14
3.2.5.1. Biodigestor Indiano .......................................................................................... 15
3.2.5.2. Biodigestor Chinês ........................................................................................... 16
3.2.5.3. Biodigestor Canadense ..................................................................................... 17
3.3. CENÁRIO POLÍTICO PARA AÇÕES DE REDUÇÃO DE GEE, E FATORES
ECONÔMICOS E FINANCEIROS QUE VISAM A VIABILIZAÇÃO DE PROJETOS DE
REDUÇÃO DE GEE. ............................................................................................................... 18
3.3.1. Análise de investimentos ....................................................................................... 22
3.3.1.1. Capital de Giro ................................................................................................. 22
3.3.1.2. Depreciação ...................................................................................................... 23
3.3.1.3. Demonstração de Resultado do Exercício (DRE) ............................................ 23
3.3.1.4. Fluxo de Caixa .................................................................................................. 25
3.3.1.5. Produção, Oferta e Demanda ............................................................................ 26
3.3.1.6. Inflação, Deflação e Taxa de Juros ................................................................... 27
3.3.1.7. Valor do Dinheiro no Tempo: Valor Presente (VP) e Valor Futuro (VF) ........ 27
3.3.1.8. Custo de Capital e Taxa mínima de Atratividade (TMA) ................................ 27
3.3.1.9. Riscos e Retorno ............................................................................................... 28
3.3.1.10. Externalidades ................................................................................................ 28
4. METODOLOGIA ............................................................................................................... 29
4.1. PREMISSAS PARA A UTILIZAÇÃO DA FERRAMENTA DE SIMULAÇÃO DE
VIABILIDADE. ....................................................................................................................... 31
4.2. METODOLOGIA PARA OS CÁLCULOS DE PRODUÇÃO DE
DEJETOS/BIOFERTIZANTE, PRODUÇÃO DE BIOGÁS, DIMENSIONAMENTO DE
BIODIGESTORES E ESTERQUEIRAS ................................................................................. 33
4.2.1. Estimativa do volume de produção de dejetos/biofertilizante suínos ............... 34
4.2.2. Estimativa do volume de produção de dejetos/biofertilizante bovinos ............. 35
4.2.3. Dimensionamento dos biodigestores e das esterqueiras/lagoas secundárias. ... 35
4.2.4. Metodologia para estimar o volume da produção de biogás suíno e bovino. .. 38
4.3. METODOLOGIA E TÉCNICAS DE ANÁLISE DE VIABILIDADE DE PROJETOS:
MODELOS DETERMINÍSTICOS .......................................................................................... 41
4.3.1. Análise de tempo do capital Investido .................................................................. 41
4.3.1.1. Pay-back Simples e Pay-back Descontado ....................................................... 42
4.3.1.1.1. Fórmulas dos pay-back’s simples e descontado ...................................... 42
4.3.1.1.2. Critérios de avaliação nos Métodos: Pay-back Simples e Descontado ... 43
4.3.2. Análise de Valores do Capital Investido .............................................................. 43
4.3.2.1. Valor Presente Líquido ..................................................................................... 44
4.3.2.2. Critério de decisão do método VPL ................................................................. 44
4.3.2.3. Valor Anual Equivalente .................................................................................. 45
4.3.2.4. Índice Custo-Benefício ..................................................................................... 46
4.3.3. Análise de Taxas do Capital Investido ................................................................. 46
4.3.3.1. Taxa Interna de Retorno ................................................................................... 47
5. RESULTADOS E DISCUSSÃO ....................................................................................... 49
5.1 APRESENTAÇÃO E INSERÇÃO DE DADOS NO SIMULADOR ............................... 49
6. CONCLUSÕES ................................................................................................................... 62
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................................. 63
i
LISTA DE FIGURAS
Figura 1: Processo simplificado de digestão anaeróbia – formação do biogás. ...................... 11
Figura 2: Esquema de biodigestor de fluxo contínuo. ............................................................. 15
Figura 3: Modelo de biodigestor indiano. ............................................................................... 16
Figura 4: Modelo de biodigestor chinês. ................................................................................. 17
Figura 5: Modelo de biodigestor canadense. ........................................................................... 18
Figura 6: Modelo de balanço dos materiais. ........................................................................... 21
Figura 7: Capital de giro: principais contas. ........................................................................... 23
Figura 8: Fluxo de caixa. ......................................................................................................... 26
Figura 9: Formulário de cadastro de produtor e plantel animal. ............................................. 32
Figura 10: Mapa condomínio Ajuricaba. ................................................................................ 33
Figura 11: Esquema do biodigestor feito em caixas de fibra de vidro. ................................... 36
Figura 12: Biodigestor já instalado no condomínio Ajuricaba, adaptação atualizada do
modelo indiano, criada pela empresa BIOKÖHLER. .............................................................. 37
Figura 13: Esterqueira + biodigestor. ...................................................................................... 38
Figura 14: Simulador: Planilha de apresentação. .................................................................... 50
Figura 15: Simulador: Planilha cadastro de dados. ................................................................. 51
Figura 16: Simulador: Aba Cadastro de produtores e plantel animal. .................................... 52
Figura 17: Simulador: Cadastro de plantel - estimativa de produção de dejetos; biodigestores;
modelos de biodigestores. ........................................................................................................ 53
Figura 18: Simulador: Cadastro de plantel: estimativa vol. esterqueiras; volume de biogás;
biofertilizante; potencial de produção de energia por produtor. ............................................... 54
Figura 19: Simulador: Planilha de investimentos. .................................................................. 54
Figura 20: Esquema técnico secador de grãos. ....................................................................... 56
Figura 21: Simulador: Aba “Aplicações do biogás e Receitas”. ............................................. 57
Figura 22: Simulador: Planilha depreciação. .......................................................................... 58
Figura 23: Simulador: Planilha de financiamento. .................................................................. 58
Figura 24: Simulador: Planilha de viabilidade. ....................................................................... 59
Figura 25: Parcela do relatório de viabilidade econômica gerado pelo simulador. ................ 60
ii
LISTA DE TABELAS
Tabela 1: Produção de energia primária no Brasil, dos anos de 2009 a 2013. .......................... 5
Tabela 2: Participação, variação absoluta e variação relativa do efetivo de suínos, segundo as
grandes regiões e unidades da federação - período 2012-2013. ................................................. 8
Tabela 3: Comparação entre o biogás e outros combustíveis.................................................. 14
iii
LISTA DE QUADROS
Quadro 1: Principais meios de utilização/conversão do biogás. ............................................. 13
Quadro 2: Demonstrativo de resultados. ................................................................................. 24
Quadro 3: Critérios de avaliação de investimento - pay-back's simples e descontado. .......... 43
Quadro 4: Critério de decisão no método VPL. ...................................................................... 45
Quadro 5: Relação entre a TMA e TIR. .................................................................................. 48
iv
LISTA DE EQUAÇÕES
Equação 1: Produção de dejetos por categoria de criação. ..................................................... 34
Equação 2: Produção média diária de dejetos suínos. ............................................................. 34
Equação 3: Produção média diária de dejetos bovinos. .......................................................... 35
Equação 4: Volume do biodigestor. ........................................................................................ 36
Equação 5: Volume da esterqueira. ......................................................................................... 37
Equação 6: Quantidade de biogás produzido/dia por suínos. ................................................. 39
Equação 7: Quantidade de biogás produzido/dia por bovinos. ............................................... 40
Equação 8: Fórmula do pay-back simples. ............................................................................. 42
Equação 9: Fórmula do pay-back descontado. ........................................................................ 43
Equação 10: Fórmula do VPL. ................................................................................................ 44
Equação 11: Fórmula do VAE. ............................................................................................... 45
Equação 12: Fórmula do índice B/C. ...................................................................................... 46
Equação 13: Fórmula da TIR. ................................................................................................. 47
v
RESUMO
ZIMMERMANN, Geanfranchesco Auri. Ferramenta de análise de viabilidade econômica e
financeira para condomínios de agroenergia, com base no projeto “condomínio de
agroenergia para agricultura familiar da sanga Ajuricaba”. 2016. Dissertação (Mestrado
em Bioenergia) Universidade Estadual do Centro Oeste, UNICENTRO. Guarapuava -PR. 2016.
O presente trabalho apresenta uma ferramenta de simulação que demonstra cenários
diversificados para a aplicação do uso do biogás para projetos de geração de energia, a fim de
demonstrar a viabilidade da cadeia da produção e utilização do biogás como fonte de energia.
A ferramenta tem como sua base de dados o projeto “Condomínio de Agroenergia para
Agricultura Familiar da Sanga Ajuricaba”, implantado pela Itaipu Binacional, Fundação Parque
Tecnológico Itaipu e demais parceiros, na cidade de Marechal Cândido Rondon no estado do
Paraná. O projeto Ajuricaba previu a implantação de um sistema de tratamento sanitário
mediante a biodigestão dos efluentes da pecuária de 33 pequenos produtores rurais. O biogás
produzido por este tratamento percorre através de um bio-gasoduto até uma pequena central
termelétrica para a produção de energia elétrica e também para um secador de grãos
comunitário. Para demonstrar a viabilidade do projeto Ajuricaba, foi criada uma ferramenta de
simulação que apresenta dados financeiros e econômicos, levando-se em conta os custos do
investimento, os fluxos de caixa, e realizando assim, a aplicação destes dados em indicadores
econômicos que apresentem a viabilidade do projeto. Para este fim, utilizou-se as tipologias de
pesquisa: aplicada, quantitativa, exploratória, descritiva, bibliográfica e documental. Para a
análise desse estudo foram utilizadas metodologias de análise financeira como: Payback, TIR,
TMA/TIR, VPL, VPLa. Os resultados obtidos com a utilização desta ferramenta podem servir
na criação de módulos de aulas em cursos relacionados às energias renováveis, também na
formulação de políticas e diretrizes públicas, a fim de subsidiar linhas de pesquisa e
desenvolvimento para o aperfeiçoamento de tecnologias do biogás, estudos econômicos do
biogás, além de propostas de linhas de crédito para pequenos produtores que venham buscar
informações para implantar em suas propriedades projetos de tratamento sanitário,
aproveitamento da biomassa residual e cogeração de energia, tendo em vista a economia de
custos gerada no processo, bem como os ganhos ambientais.
Palavras-Chave: Viabilidade Econômica, Biogás, Agricultura Familiar e Sustentabilidade.
vi
ABSTRACT
ZIMMERMANN, Geanfranchesco Auri. Tool for analyzing economic and financial viability
for condominiums of agrienergy, based on the project "condo for family agriculture
Sanga Ajuricaba". 2016. Dissertation (Master in Bioenergy) – Universidade Estadual do
Centro Oeste, UNICENTRO. Guarapuava -PR. 2016.
This paper presents a simulation tool that shows diverse scenarios for the application of
the use of biogas for power generation projects in order to demonstrate the viability of the chain
of production and use of biogas as an energy source. The tool has as its database project "Agro-
energy Condominium for Family Farming of Sanga Ajuricaba", implemented by Itaipu
Binacional, Itaipu Technological Park Foundation and other partners in the city of Rondon in
the state of Paraná. The Ajuricaba project included the implementation of a sanitary treatment
system by digestion of livestock effluents of 33 small farmers. The biogas produced by this
treatment runs through a bio-gas pipeline to a small thermoelectric plant for the production of
electricity and also for a dryer Community grains. To demonstrate the viability of Ajuricaba
project, a simulation tool has been created that presents financial and economic data, taking
into account investment costs, cash flows, and doing so, the application of these data on
economic indicators showing the project feasibility. To this end, we used research types:
applied, quantitative, exploratory, descriptive, bibliographical and documentary. For the
analysis of this study were used methods of financial analysis as: Payback, IRR, TMA / IRR,
NPV, ANPV. The results obtained from the use of this tool can serve in the creation of classes
of modules in courses related to renewable energy, also in the formulation of public policies
and guidelines in order to subsidize research and development guidelines for the improvement
of biogas technologies, studies economic biogas, as well as proposals for lines of credit to small
producers who may seek information to deploy on their properties health treatment projects,
use of residual biomass and cogeneration, with a view to cost savings generated in the process,
and environmental gains.
Key Words: Economic Viability, Biogas, Family Agriculture and Sustainable.
1
1. INTRODUÇÃO
Segundo Zimmermann, Zimmermann e Gobbo (2011), o estado do Paraná possui dois
grandes e valiosos patrimônios naturais, que são: solos férteis, base para um rico complexo
agropecuário e agroindustrial, e água abundante, garantida por dois rios de extrema
importância, como o Rio Paraná e o Rio Iguaçu, além do aquífero Guarani.
Essas condições edafoclimáticas favorecem a produção agrícola, no cultivo de soja e
milho, que são transformados em ração utilizada como insumo na suinocultura, avicultura e
bovinocultura de leite. Entretanto, em função dessas atividades na região, há uma exploração
intensiva dos recursos naturais que acaba por cobrar um preço alto ao meio ambiente, através
da contaminação do solo por agrotóxicos e contaminação da água por resíduos de efluente da
produção animal (dejeto + urina + água de lavagem + pêlos). Estes resíduos (dejetos animal),
constitui matriz de grande potencial energético. (ZIMMERMANN; ZIMMERMANN;
GOBBO, 2011).
Conforme Brasil (2004), o governo federal oferece um apoio legal a fim de estimular a
geração de energia por meio de microgeradores, por meio do Decreto de Lei 5.163/04, que
regulamenta a comercialização de energia elétrica, o processo de outorga de concessões e de
autorizações de geração de energia elétrica, e dá outras providências, facilitando assim a
instituição do programa de Geração de Energia Distribuída (GD) no país. O programa GD
fomenta a produção de energia por meio da biomassa residual do setor produtivo do
agronegócio, oferecendo uma alternativa de receita a partir da redução do consumo das
atividades e a compensação de energia pelas distribuidoras (ZIMMERMANN;
ZIMMERMANN; GOBBO, 2011). Lindemeyer (2008) ressalta que o fator energético é de
extrema importância para a incrementar uma sociedade em desenvolvimento e, neste contexto,
as fontes alternativas de energias como eólica, solar, biomassa, pequenas centrais hidroelétricas,
podem contribuir para a instalação de um modelo energético que venha a contribuir com as
premissas do desenvolvimento sustentável, visando atender as necessidades do presente, não
comprometendo as fontes de recursos naturais para as futuras gerações.
A sustentabilidade é um conceito sistêmico que está relacionada a três pilares:
ambiental; econômico; e social. Segundo Fialho et al. (2007), a sustentabilidade pode ser
expressa como capacidade de reproduzir. Para isso, deve-se associar o crescimento econômico
aos cuidados com o meio ambiente de maneiras que as próximas gerações possam desfrutar
desses recursos também.
2
De acordo com Moreira (2006), a economia ambiental procura juntar o mercado com o
meio ambiente, de forma a atribuir custos sobre os recursos naturais, sendo o meio ambiente
um ser limitado, visando poupar os recursos para as gerações futuras. Além disso, Moura
(2003), diz que os recursos naturais devem ser usados de maneiras sustentáveis, ou seja, com
economia.
Nesse contexto, a ITAIPU Binacional, em parceria com outras empresas dos setores
público e privado, implantaram na cidade de Marechal Cândido Rondon o projeto “Condomínio
de Agroenergia para Agricultura Familiar Sanga Ajuricaba”, com o objetivo de proporcionar
condições de tratamento dos dejetos a partir da biodigestão anaeróbia para pequenos produtores
rurais. No ano de 2010, os pequenos produtores rurais já representavam cerca de 85% da
estrutura agrária do Brasil, segundo o Instituto Nacional de Colonização e Reforma Agrária
(INCRA, 2010). Esses pequenos produtores rurais participantes da agricultura familiar, têm
como modelo para viabilizar o projeto Ajuricaba, a organização por meio do critério de
vizinhança, na forma de condomínio.
O projeto do condomínio de agroenergia Ajuricaba visa uma alternativa econômica e
tecnicamente viável para dar sustentabilidade à pecuária, através do saneamento desses resíduos
pelo sistema de biodigestão. Um dos seus objetivos é delimitar e aplicar as perspectivas
energéticas, ambientais e socioeconômicas do tratamento e da utilização da biomassa residual
resultante das atividades agropecuárias, com o intuito de melhorar a qualidade de seu
reservatório e ainda produzir energia, uma solução relativamente simples, que ainda produz
ganhos ambientais e econômicos.
Em se tratando de um projeto pioneiro no Brasil, o estudo da viabilidade econômica e
financeira do condomínio Ajuricaba é de suma importância na comprovação da possibilidade
de participação do pequeno produtor no processo de geração de energia, para dar suporte a uma
política nacional de biogás, para mitigar os impactos ambientais e biológicos sobre o meio
ambiente, e para a inclusão social no processo de geração de energia da agricultura familiar
através da geração distribuída, além de possibilitar, através de políticas nacionais, linhas de
investimento que ajudem os pequenos produtores a captarem recursos financeiros para este tipo
de empreendimento.
Diante do exposto, o presente trabalho propõe uma ferramenta modelo (simulador), que
demonstre a viabilidade econômica e financeira de projetos similares ao caso condomínio
Ajuricaba, apresentando cenários diversos de investimento. A criação de uma ferramenta que
demonstre a viabilização de novos projetos é de extrema importância, pois poderá demonstrar
que o pequeno produtor tem possibilidades de participar do processo de produção e
3
comercialização de energia.
4
2. OBJETIVOS
2.1. OBJETIVO GERAL:
O objetivo deste trabalho consistiu no levantamento dos dados de custo de investimento
do projeto Ajuricaba, e no estudo de metodologias de produção de biogás a partir de dejetos
bovinos e suínos, de modo a gerar uma ferramenta com modelos de análise de investimentos
visando o estudo da viabilidade financeira e econômica para projetos similares ao condomínio
Ajuricaba, a fim de garantir o melhor investimento e retorno para o pequeno produtor rural.
2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS:
a) Identificar e levantar os dados de produção animal, com a finalidade de quantificar
de maneira eficaz a produção dos insumos da produção animal;
b) Identificar e levantar os custos de investimentos do projeto Ajuricaba, com a intuito
de especificá-los e garantir os melhores resultados no simulador proposto no
“objetivo específico D”
c) Identificar e aplicar as metodologias de cálculo de produção de dejetos e biogás, e
dos indicadores de análises econômicas e financeira;
d) Criar uma ferramenta modelo (simulador) de análise econômica e financeira, que
simule as melhores aplicabilidades do biogás gerado pelo processo da biodigestão.
5
3. REVISÃO DA LITERATURA
3.1. CENÁRIO DA MATRIZ ENERGÉTICA BRASILEIRA
Segundo a Empresa de Pesquisa Energética (EPE) (2014), no Brasil cerca de 20,7% de
energia provêm de fontes não-renováveis, ou seja, combustíveis fósseis. Este percentual não é
maior porque grande parte da produção de energia é provida pela geração hidráulica, que até o
ano de 2014 correspondia a 64,9% da produção interna. Esses 20,7% de fontes não-renováveis,
além de serem fontes finitas de energia, ao serem utilizadas emitem gás carbônico (CO2), o qual
contribui significativamente para o efeito estufa. A preocupação com as alterações climáticas e
com o crescente o aumento dos preços dos combustíveis fósseis, assim como a segurança da
matriz energética, faz com que muitos países, além do Brasil, adotem novas fontes alternativas
de energias em sua matriz energética, a fim de garantir o suprimento energético e reduzir
impactos ao meio ambiente.
A matriz energética brasileira é predominantemente de origem hidrelétrica, fato este que
coloca o Brasil em uma posição de destaque no contexto mundial no uso de fontes renováveis
para produção de energia. Em contraposição à grande dificuldade do mundo em buscar novas
fontes de energias renováveis, a matriz energética brasileira experimentou um aumento de 1,6%
na participação da energia por fontes renováveis ao longo de 2013 (EPE, 2014), como
demonstra a evolução da produção de energia conforme a Tabela 1.
Tabela 1: Produção de energia primária no Brasil, dos anos de 2009 a 2013.
Fonte: EPE (2014).
FONTES 2009 2010 2011 2012 2013 SOURCES
NÃO RENOVÁVEL 128.098 133.201 139.207 139.230 138.404
NON-RENEWABLE
ENERGY
PETRÓLEO 100.918 106.559 108.976 107.258 104.762 PETROLEUM
GÁS NATURAL 20.983 22.771 23.888 25.574 27.969 NATURAL GAS
CARVÃO VAPOR 1.913 2.104 2.134 2.517 3.298 STEAM COAL
CARVÃO METALÚRGICO 167 0 0 0 0 METALLURGICAL COAL
URÂNIO (U3O8) 4.117 1.767 4.209 3.881 2.375 URANIUM - U 3 O 8
RENOVÁVEL 112.468 119.997 117.322 117.893 119.852 RENEWABLE ENERGY
ENERGIA HIDRÁULICA 33.625 34.683 36.837 35.719 33.625 HYDRAULIC
LENHA 24.609 25.997 25.997 25.683 24.580 FIREWOOD
PRODUTOS DA CANA-DE-
AÇUCAR 44.775 49 43.270 45.117 49.306
SUGAR CANE
PRODUCTS
OUTRAS RENOVÁVEIS 9.459 10.464 11.219 11.374 12.340 OTHERS
TOTAL 240.567 253.198 256.529 257.123 258.256 TOTAL
6
Ainda segundo Tabela 1, em relação à matriz energética nacional, podemos notar que
houve uma redução de oferta de energia por fontes renováveis em relação à hidráulica e a lenha
nos períodos de 2012 e 2013, mas em contrapartida teve-se um aumento de 1,63% na produção
de energia renovável no país. Isto se deu pela melhoria na safra de cana-de-açúcar, com um
crescimento de 8,50% nesse mesmo período, e as outras fontes renováveis de energia
apresentaram um crescimento de 7,83% nesse mesmo período.
A fonte de energia eólica totalizou geração de 6.579 gigawatts-hora (GWh) em 2013,
número 30,3% maior em comparação ao ano anterior. Ainda no ano de 2013, a potência
instalada para a geração de energia eólica no país expandiu 16,5%, segundo o Banco de
Informações de Geração (BIG), da Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL); assim, o
parque eólico nacional teve um acréscimo de 313 Megawatts (MW), alcançando um total de
2.207 MW no final de 2013, conforme os dados do EPE (2014).
A energia fotovoltaica (FV) é uma fonte alternativa, também com um cenário muito
promissor de expansão da oferta de energia e com menor impacto ambiental.
Conforme o Ministério do Meio Ambiente (MMA, 2002), o Brasil, em função da sua
localização e a sua vasta extensão territorial, recebe uma quantidade de energia solar
equivalente a 1.013 MWh a cada ano, ou seja, esta energia corresponde a cerca de 50 mil vezes
o seu consumo anual. Entretanto, o Brasil possui poucos equipamentos de captação de energia
solar, que hoje poderiam estar contribuindo para mitigar: a pressão dos reservatórios das
hidrelétricas; a queima dos combustíveis fósseis; desmatamentos para produção de lenha; e as
construções de usinas atômicas. Segundo Pereira et. al. (2006), a utilização da energia solar visa
buscar vários benefícios a longo prazo, pois ela tende a viabilizar o desenvolvimento de regiões
remotas do país, onde os custos de implantação de uma rede convencional são altos regulando,
assim, a oferta de energia nas estações de baixo nível de pluviometria. Por conseguinte,
diminuiria a dependência do uso dos combustíveis fósseis, auxiliando na redução de emissões
de poluentes. Pereira et. al. (2006) ressaltam ainda que o aproveitamento da energia solar
envolve desde pequenos sistemas isolados, ou seja, os autônomos, até as grandes centrais
concentradas, como os parques fotovoltaicos. Todavia, essa fonte ainda possui um pequeno
percentual de participação na matriz energética do país, sendo mais utilizada como fonte solar
térmica, para o aquecimento de água.
Outra fonte de energia que temos no Brasil, porém ainda pouco valorizada, até mesmo
por quem a produz, é o biogás, produzido a partir da decomposição da biomassa residual animal
e vegetal, além do biogás proveniente de aterros sanitários. No Brasil e na América Latina, o
7
biogás constitui-se um produto com alto potencial energético, capaz de mover e fortalecer os
trabalhos de nossas principais atividades de produção (Bley Jr., 2015).
Conforme Staiss e Pereira (2001), a biomassa é definida como a massa total de matéria
orgânica que se concentra num ambiente substancial, fazendo parte dela as plantas e os animais,
incluindo seus resíduos. Voivontas, Assimacopoulos e Koukios (2001) complementam que a
biomassa pode ser encontrada na natureza em diversas formas. As formas mais conhecidas são
a lenha e os resíduos gerados pelas culturas agrícolas, criação animal, agroindústrias e resíduos
sólidos municipais.
Segundo Cortez, Lora e Gómez (2008), são os resíduos animais que representam uma
grande parcela da biomassa residual gerada, destacando principalmente os rebanhos de suínos
e bovinos, e os países que detém a maior oportunidade para o seu aproveitamento são o Brasil
e a China.
3.2. CENÁRIO DA PRODUÇÃO AGROPECUÁRIA NACIONAL E O BIOGÁS COMO
FONTE DE ENERGIA RENOVÁVEL
3.2.1. Produção Agropecuária Nacional
Segundo o Instituto de Tecnologia Aplicada à Inovação (ITAI, 2009), a produção
suinícola vem se destacando no cenário agroindustrial brasileiro. Este fato resulta dos altos
investimentos em avanços tecnológicos, e no aumento da escala de produção do segmento. No
âmbito social, podemos dizer que a exploração coordenada desta atividade do agronegócio tem
um grande potencial na geração empregos e renda, tanto para o pequeno produtor rural quanto
para o setor agroindustrial.
De acordo com dados do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE, 2013), o
Departamento de Agricultura dos Estados Unidos (United States Department of Agriculture -
USDA) classifica o Brasil na quarta posição em termos de número de animais, com um efetivo
36,744 milhões de cabeças de suínos em 31 de dezembro de 2013, ficando atrás da China, União
Europeia e Estados Unidos. A atividade encontra-se amplamente difundida em todo o território
brasileiro, sendo na região sul a maior concentração de suínos, responsável por 48,80% da
produção nacional. Em continuidade, é apresentada a região sudeste com 18,8%; a nordeste,
8
com 15,1%; a centro-oeste com 13,9% e, por último, a norte, com 3,4%. Apesar disso, os
estados da região sul detinham as maiores participações estaduais, sendo o Rio Grande do Sul
com 17,2%, Santa Catarina com 17,1% e Paraná com 14,5%.
No comparativo entre os anos de 2012 e 2013, houve a constatação de reduções na
produção de suínos na Região Sul, cerca de -6,8%, como apresentado na Tabela 2.
Tabela 2: Participação, variação absoluta e variação relativa do efetivo de suínos, segundo as grandes regiões e
unidades da federação - período 2012-2013.
Fonte: Adaptado de (IBGE, 2013).
Angonese et al. (2006) complementam que a expansão das atividades na produção de
suínos no Brasil e os avanços tecnológicos nos sistemas de produção, têm resultado no
acréscimo na geração de dejetos os quais, por sua vez, acabam sendo descartados em rios e
mananciais. Isso acontece em decorrência da adoção de sistemas de criação em confinamento.
De acordo com Jachetti (2005), o descarte contínuo de efluentes não tratados oriundos
da pecuária acaba provocando a estabilização de matéria orgânica nos leitos de rios, propiciando
condições favoráveis à anaerobiose no meio.
Outro sistema de produção que também apresenta um alto nível de produção de dejeto
animal é a criação de gado. Segundo o IBGE (2013), a bovinocultura, seja ela leiteira ou de
corte, apresenta um grande crescimento tanto economicamente como em expansão territorial,
reflexo do crescimento dos negócios pecuários. Neste contexto, o Brasil é tido como o segundo
maior criador de gado do mundo, com aproximadamente 212,8 milhões de cabeças de animais.
Conforme os dados do Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento do Brasil (MAPA,
2010), o gado de corte que é criado no Brasil tem como objetivo final o abate para exportação,
pois tem boa visibilidade no mercado mundial. Estima-se que até o fim do ano de 2020 a
Participação (%) 2013Variação Absoluta
2013/2012 (cabeças)
Variação Relativa
2013/2012 (%)
Brasil 100 (-) 2.052.309 (-) 5,3
Norte 3,4 (-) 227.349 (-) 15,3
Nordeste 15,1 (-) 298.623 (-) 5,1
Centro-Oeste 13,9 (-) 1.836 0
Sudeste 18,8 (-) 226.369 (-) 3,2
Sul 48,8 (-) 1.298.132 (-) 6,8
Paraná 14,5 (-) 196.320 (-) 3,6
Santa Catarina 17,1 (-) 1.209.386 (-) 16,2
Rio Grande do Sul 17,2 107.574 1,7
Efetivo de SuínosGrandes Regiões e Unidades da
Federação
9
produção nacional supra 42,7% de todo o mercado mundial.
O gado leiteiro tem um bom mercado e produziu no país, em 2013, cerca de 34,255
bilhões de litros de leite. O valor da produção foi de R$ 32,418 bilhões, obtendo assim, um
aumento expressivo na ordem de 21,0% em relação ao obtido em 2012 (IBGE, 2013).
Entretanto, o desenvolvimento da bovinocultura traz consigo também a grande produção de
dejetos e, muitas vezes, por falta de disposição e de tratamento adequado, têm se transformado
em um enorme passivo ambiental, provocando vários problemas para o produtor, a comunidade
e também ao meio ambiente (MIRANDA et al., 2006; HESS, 1979).
Segundo Garcia-Vaquero (1981), quando a produção bovina é explorada no sistema
de pastejo ou extensivo, as fezes geradas ficam esparramadas no solo e sofrem um processo de
decomposição natural por completo, sem gerar maiores problemas de poluição. Contudo, isto
acontece devido à pequena concentração de animais por área de pastagem. Entretanto, à medida
que o animal é criado no regime de confinamento, mesmo que em um curto espaço de tempo,
como é o caso na ordenha, os dejetos gerados por estes animais acabam ficando concentrados
e necessitam ser tratados.
É fato dizer, que a pecuária contribui significativamente para as emissões de gases de
efeito estufa (GEE), como o metano (CH4), dióxido de carbono (CO2), óxido nitroso (N2O). O
aumento da concentração desses gases pode trazer consequências drásticas para o planeta, entre
eles o aquecimento global e a destruição da camada de ozônio na estratosfera (PRIMAVESI,
2007).
Segundo a definição de Branco e Murguel (2007), denomina-se efeito-estufa a elevação
da temperatura média do planeta, produzido pela condensação na atmosfera de gases que
possuem a propriedade de inibir a emissão de calor pela Terra. O principal deles, pela
quantidade, é o gás carbônico, produzido em toda queima de combustíveis. Branco e Murguel
(2007) ressaltam ainda que a queima do petróleo, do carvão mineral ou do gás natural gera CO2,
da mesma maneira que a queima do álcool, papel ou da lenha. De modo geral, todos os
combustíveis de origem orgânica podem, da mesma forma, provocar o efeito estufa. A diferença
dos combustíveis provenientes da biomassa, em relação aos combustíveis fósseis, é que eles
sobretudo, são renováveis. Isso significa que o CO2 proveniente da queima da lenha pode ser
reabsorvido pela mata em crescimento, através do processo da fotossíntese.
Segundo Oliveira (2004), os impactos gerados da extensa produção da pecuária sobre
os recursos ambientais, essencialmente sobre o solo e a água, são imensuráveis, na medida em
que as práticas produtivas tradicionais têm desprezado a adoção de medidas de preservação e
conservação ambiental que a atividade necessita.
10
Diesel, Miranda e Perdomo (2002) destacam que há uma preocupação com a poluição
produzida pelo manejo inadequado dos dejetos da produção pecuária, que cresce
ininterruptamente. Oliveira (2004) salienta que o desafio para mitigar a poluição dos dejetos da
produção pecuária, se baseia na definição de um arranjo que seja capaz de compatibilizar o
grande crescimento das atividades da cadeia de produção da pecuária com o uso racional dos
recursos naturais e a preservação da qualidade ambiental em locais onde haja maior
concentração da produção de suínos e bovinos.
Boe (2006) ressalta, ainda, que a adoção de um sistema de tratamento de resíduos
orgânicos através da digestão anaeróbia possibilita vários benefícios ambientais, redução da
poluição, reutilização dos resíduos como fertilizantes, além do produto gerado por este
processo, com um alto potencial energético, o biogás.
Desta maneira, a produção de biogás a partir do tratamento dos resíduos agropecuários
é vantajosa, tanto para o meio ambiente quanto para a economia, pois o biogás pode ser utilizado
como fonte combustível, reduzindo assim as emissões oriundas do armazenamento inadequado
dos dejetos da produção pecuária.
3.2.2. Origem do biogás
Segundo Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR, 2010), a formação do
biogás decorre de um processo biológico; a matéria orgânica, quando decomposta em meio
anaeróbio (ausência de oxigênio), produz uma mistura de gases denominado de biogás. Esse
processo ocorre naturalmente na natureza, principalmente em pântanos, fundos de lagos,
esterqueiras e no rúmen de animais ruminantes. Por intermédio de diversos microrganismos, a
matéria orgânica é decomposta e convertida em biogás quase por completo.
Conforme Silveira (1981), o biogás teve a sua descoberta em meados do século XVIII
pelo físico italiano Alessandro Giuseppe Antonio Anastasio Volta, e que começou a ser gerado
em larga escala em biodigestores espalhados pela China e Índia com a finalidade de atender as
necessidades energéticas das zonas rurais.
11
3.2.3. Geração e composição do biogás
Segundo Bley Jr. (2015), o biogás é constituído, em média por 59% de gás metano
(CH4), 40% de gás carbônico (CO2) e 1% de gases-traço, incluso entre eles o gás sulfídrico
(H2S).
O processo de formação do biogás se divide em várias etapas como apresentado na
Figura 1.
Figura 1: Processo simplificado de digestão anaeróbia – formação do biogás. Fonte: Adaptado de (FNR, 2010).
12
Segundo Wandrey e Aivasidis (1983), o estágio inicial para a produção de biogás é a
hidrólise, onde os compostos orgânicos complexos, são decompostos em substâncias menos
complexas como aminoácidos, açúcares e ácidos graxos. É nessa etapa que ocorre a ação das
bactérias hidrolíticas, onde as enzimas liberadas decompõem o material por meio de reações
bioquímicas.
Através de bactérias fermentativas, denominadas acidogênicas, são formados os
compostos intermediários, que posteriormente são decompostos em ácidos graxos de cadeia
curta. Anexamente, também existe a formação de pequenas quantidades de ácido lático e
álcoois. Contudo, os compostos gerados nesse estágio dependem da concentração do hidrogênio
intermediário.
Já na fase da acetogênese, os compostos são convertidos por bactérias acetogênicas em
precursores do biogás. Nessa fase, a pressão parcial do hidrogênio se torna decisiva, pois uma
concentração elevada de hidrogênio impediria a conversão dos compostos intermediários da
acidogênese, podendo, assim, causar o acúmulo de ácidos orgânicos que inibem a
metanogênese. No decorrer da formação do CH4, as arqueas consomem H2 e CO2, garantindo
o meio adequado para as bactérias acetogênicas.
Bauer et. al. (2008) e Lebuhn, Bauer e Gronauer (2008) dizem que, no estágio final da
produção do biogás (metanogênese), as arqueas metanogênicas estritamente anaeróbias
convertem o ácido acético, o H2 e o CO2 em CH4. Assim, os metanógenos hidrogenotróficos
geram CH4 a partir de H2 e CO2, e os metanógenos acetoclásticos a partir da redução de ácido
acético.
Segundo Oechsner e Lemmer (2009), as quatro fases da decomposição anaeróbia
ocorrem simultaneamente em um único processo. Entretanto, já que as bactérias dispõem de
exigências diferentes quanto ao seu habitat, como temperatura e pH, deve ser estabelecido um
meio termo em relação à tecnologia do processo.
3.2.4. Potencial energético do biogás
De acordo com Coelho et. al. (2006), o metano representa o principal composto do
biogás; uma vez lançado na atmosfera, apresenta potencial de aquecimento global (global
warming potential – GWP) 21 vezes superior ao CO2, no que se refere a efeito estufa. Portanto,
13
além do seu potencial energético, o aproveitamento do biogás está atrelado à redução da
emissão de gases de efeito estufa (GEE).
Coelho et. al. (2006) complementam ainda, que existem várias maneiras de utilização
do biogás como fonte de combustível, como por exemplo os motores à explosão interna,
aquecimento de caldeiras e fornos e, em turbinas à gás ou em microturbinas. Todavia, para que
se possa utilizar o biogás nessas condições, se faz necessária a determinação da vazão,
composição química e poder calorífico do biogás gerado, sendo estes os critérios que
estabelecem o potencial de geração de energia. Esses critérios também permitem avaliar os
processos de pré-tratamento do biogás, como a remoção de H2S, CO2 e da umidade, com o
objetivo de aumentar o poder calorífico do biogás.
Santos (2000) destaca que o biogás é um combustível que apresenta semelhança
energética ao gás natural, e demostra no Quadro 1 as possíveis aplicações para o uso do biogás.
Biogás
Rede de Gás Introdução na Rede Pública
Introdução na Rede Privada
Motor
Cogeração
Energia Mecânica
Transportes
Combustão Direta
Aquecimento de Ambientes
Aquecimento de Águas
Produção de Vapor
Secagem
Produção de Frio
Turbinas a Gás
Células de Combustível
Quadro 1: Principais meios de utilização/conversão do biogás.
Fonte: Adaptado de (SANTOS, 2000).
De acordo com Barrera (1993), o metano é o principal componente do biogás, ele é um gás
incolor, inodoro e com alto teor de combustão, sua equivalência energética é demonstrada pela
Tabela 3.
14
Tabela 3: Comparação entre o biogás e outros combustíveis.
COMBUSTÍVEIS 1 m³ DE BIOGÁS EQUIVALE À:
Gasolina 0,613 litros
Querosene 0,579 litros
Óleo Diesel 0,553 litros
Gás de Cozinha (GLP) 0,454 litros
Lenha 1,536 Kg
Álcool hidratado 0,790 litros
Eletricidade 1,428 kW Fonte: Barrera (1993).
3.2.5. Biodigestores
Segundo o Centro de Gestão de Estudos Estratégicos (CGEE, 2008), o processo de
geração do biogás recebe o nome de biodigestão, mas é no biodigestor que este processo pode
ser manipulado e os produtos dessa reação capturados para utilização.
Sganzerla (1983) ressalta que, normalmente, os biodigestores são constituídos de duas
partes: o tanque digestor, onde é alocada a biomassa, e o gasômetro, onde fica armazenado o
biogás produzido. Complementa ainda, que há dois tipos de sistema de biodigestão: o sistema
de fluxo continuo e o sistema de fluxo intermitente, sendo o sistema de fluxo continuo o mais
utilizado, por se adaptar à maioria das biomassas, pois recebe cargas periódicas e descarrega o
biofertilizante automaticamente. Já o sistema de fluxo intermitente, vem a ser específico para
biomassas que têm sua decomposição lenta. Uma característica deste processo, é que o mesmo
recebe uma carga total de biomassa, sendo ela retida no biodigestor até o final do processo,
onde então é esvaziado e recarregado novamente.
Weiland e Rieger (2001) complementam que nas usinas de biogás onde se utilizavam a
técnica de fluxo contínuo a biomassa é bombeada várias vezes ao dia, sendo ela constituída de
um tanque de reserva ou de um tanque de carga para o biodigestor, como destaca a Figura 2.
15
Figura 2: Esquema de biodigestor de fluxo contínuo.
Fonte: Adaptado de FNR (2010).
A técnica de fluxo contínuo se caracteriza por uma produção de gás uniforme e uma
utilização eficiente do espaço do biodigestor, pois o biodigestor se encontra sempre cheio,
sendo esvaziado apenas para reparos.
É evidente que existem vários projetos e modelos de biodigestores para o sistema de
produção de biogás, mas existem três tipos de biodigestores que são os mais difundidos: o
indiano, chinês e canadense.
3.2.5.1. Biodigestor Indiano
De acordo com Nishimura (2009), o modelo indiano apresenta uma característica
específica por possuir uma campânula flutuante como gasômetro, o que o torna um biodigestor
de pressão constante, e uma parede central, dividindo o reservatório de fermentação em duas
câmaras. Em um dos lados é conectado o tubo de entrada dos efluente e na outra metade é
conectado o tubo de saída da matéria orgânica já decomposta, como demostrado na Figura 3.
16
Figura 3: Modelo de biodigestor indiano.
Fonte: Adaptado de Nishimura (2009).
A principal função da divisão interna do biodigestor em duas câmaras é possibilitar a
circulação do substrato em fermentação no interior do biodigestor. Assim, conforme o substrato
entra no biodigestor vai para o fundo da primeira câmara, com a progressão da matéria, fica
menos denso, até cair para a outra metade da câmara (NISHIMURA, 2009).
3.2.5.2. Biodigestor Chinês
Segundo Cortez, Lora e Gómez (2008), o modelo de biodigestor chinês não apresenta
partes móveis como a campânula do modelo Indiano, sendo ele uma única peça, composta
apenas por uma câmara. Portanto, é construído abaixo do nível do solo, normalmente em
alvenaria ou concreto. Este tipo de biodigestor trabalha em elevadas pressões e, por ser
construído em alvenaria ou concreto, deve-se tomar alguns cuidados durante a execução da
obra, a fim de evitar trincas e rachaduras para que o gás não escape.
17
Esse modelo de biodigestor trabalha de modo semelhante ao sistema de uma prensa
hidráulica. Com o acréscimo da geração de biogás, há o aumento da pressão interior da câmara,
que por sua vez força o deslocamento do substrato interno da câmara para a caixa de saída,
como apresentado na Figura 4.
Figura 4: Modelo de biodigestor chinês. Fonte: Ortolani, Benincasa e Lucas Junior (1991).
3.2.5.3. Biodigestor Canadense
Segundo Nishimura (2009), o modelo de biodigestor canadense se difere do modelo
chinês e indiano, por possuir uma base retangular construída em alvenaria ou geomembrana,
onde são depositados os dejetos; o seu gasômetro é feito em manta flexível de Policloreto de
Vinila (PVC), que é fixada sobre uma valeta coberta por uma lâmina d’água que circunda a
base, como demostrado na Figura 5. O autor complementa ainda que este biodigestor é mais
utilizado em regiões quentes onde a temperatura ambiente ajuda a manter a temperatura interna
do biodigestor em níveis adequados para o processo de digestão anaeróbia.
18
Figura 5: Modelo de biodigestor canadense.
Fonte: Adaptado de (NISHIMURA, 2009).
Segundo Lopes (2002), os biodigestores, por se tratarem de projetos que visam a
redução dos impactos ambientais, podem ser incluídos no chamado Mecanismo de
Desenvolvimento Limpo (MDL), que visa à redução de emissões de gases de efeito estufa
(GEE).
3.3. CENÁRIO POLÍTICO PARA AÇÕES DE REDUÇÃO DE GEE, E FATORES
ECONÔMICOS E FINANCEIROS QUE VISAM A VIABILIZAÇÃO DE PROJETOS DE
REDUÇÃO DE GEE.
Segundo Damasceno (2007), foi na COP-3, evento realizado na cidade de Quioto, Japão
em dezembro de 1997, que foi criado o “Protocolo de Quioto”, documento anexo à Convenção-
Quadro das Nações Unidas Sobre Mudanças Climáticas e que estabelece metas de redução das
emissões de GEE.
19
Segundo a United Nations Framework Convention On Climate Change (UNFCCC,
2015), os países que não possuem metas estabelecidas de redução de GEE, ou seja, os países
em desenvolvimento, são denominados de “Partes não-Anexo I”.
Neste contexto, os países pertencentes ao Anexo I do protocolo de Quioto, devem atingir
suas metas com ações nacionais. Contudo, caso algum país não consiga almejar a meta
estabelecida, foram estabelecidos três procedimentos de flexibilidade para contribuir para que
esse possa alcançar sua meta, criando desta forma o mercado de carbono. Esses procedimentos
são:
a) implementação conjunta, que prevê a colaboração entre os países do Anexo I,
possibilitando que os mesmos recebam unidades de emissão reduzidas quando
contribuem em projetos de outros países do Anexo I.
b) comércio de emissões, que permite aos países do Anexo I negociar entre si as quotas
de emissão. Assim, os países com maior percentual de emissões que suas cotas
podem adquirir créditos de carbono para cobrir seus excedentes.
c) Mecanismo de Desenvolvimento Limpo (MDL), criado a partir de uma proposta da
delegação brasileira que visava a criação de um fundo de desenvolvimento limpo,
previsto no artigo 12 do Protocolo de Quioto, sendo este o único meio que permite
a participação dos países emergentes. Sendo assim, com o MDL, os países que não
pertencem ao Anexo I poderiam se beneficiar de ajuda dos países do Anexo I na
criação de métodos que contribuam na redução de emissões de GEE. O MDL
proporciona aos países emergentes a participação em projetos de mitigação de GEE
e o desenvolvimento sustentável, os quais dão origem ao chamado “crédito de
carbono” (C&T BRASIL, 1999).
Um aspecto importante na decisão de construir um empreendimento para a produção de
biogás, como as usinas de biogás ou, como é o caso deste projeto, que visa o estudo de
viabilização de condomínios de agroenergia, é a questão sobre o capital e esforço de trabalho
empregados, onde devemos determinar se estes esforços são remunerados adequadamente. Ou
seja, a operação do empreendimento planejado é viável economicamente?
Segundo FNR (2010), os empreendimentos/plantas de produção de biogás
proporcionam várias fontes de receitas:
a) Venda de energia elétrica;
b) Venda de calor;
c) Vendas de gás;
20
d) Renda da eliminação de substratos de fermentação;
e) Venda de biofertilizantes; e
f) Créditos de carbono.
Massambani (1992) evidencia que o aquecimento global e suas implicações dificilmente
irão retroceder, e que é necessário pensar em um desenvolvimento sustentável da economia,
observando de forma igualitária os três pilares da sustentabilidade: social, ambiental e
econômico, para que o desenvolvimento atual não prejudique gerações futuras, fazendo-se
necessário, então, a reavaliar as medidas relacionadas às ações humanas que são os grandes
responsáveis pelas emissões de GEE.
Mattos e Mattos (2004) salientam que as políticas econômicas poderiam se tornar um
mecanismo eficaz para a conservação dos ecossistemas e manutenção dos recursos naturais,
uma vez que, na carência de incentivos econômicos, as políticas de proteção ambiental são
esquecidas. Isso acontece em virtude à tendência em olhar o meio ambiente como algo
infindável, que por consequência acaba incitando a exaustão e a degradação dos recursos
naturais.
Segundo Bley Jr. (2015), o biogás constitui e abriga uma cadeia de demandas e
suprimentos relativamente ampla, pois é o produto responsável pelas economias que se
compõem à volta do seu próprio eixo. A cadeia produtiva do biogás demanda, consome e gera
resultados econômicos. Contudo, como ela se encontra fragmentada nas zonas rurais, favorecer
a economia do biogás significa distribuir localmente os resultados alcançados por esta
economia.
Bley Jr. (2015) ainda complementa que a economia do biogás tem início na cadeia de
suprimentos, onde os serviços de planejamento, assessoria, consultoria e monitoramento são
realizados por técnicos capacitados; posteriormente, surgem as demandas essenciais para o
planejamento e construção de biodigestores e a logística de produção.
Existe uma associação entre as atividades econômicas e o meio ambiente que é descrita
pelo “modelo de balanço dos materiais” de Thomas e Callan (2010), conforme a Figura 6, que
apresenta as ligações existentes entre as decisões econômicas e o meio ambiente. É possível
identificar neste padrão dois fluxos: o “fluxo dos recursos”, onde são descritos os fluxos dos
recursos naturais para os trabalhos econômicos; e o “fluxo de resíduos”, onde é exposto o fluxo
dos subprodutos ou resíduos que vão da atividade econômica para o meio ambiente. Conforme
este plano, os problemas ambientais estão associados ao funcionamento do mercado de forma
21
direta, visto que as decisões tomadas dos agentes econômicos afetam diretamente a qualidade
e a quantidade dos recursos naturais.
Figura 6: Modelo de balanço dos materiais.
Fonte: Adaptado de (THOMAS E CALLAN, 2010).
Segundo o Ministério do Meio Ambiente (MMA, 2002), a análise de investimentos de
projetos tem como objetivo identificar os resultados das aplicações financeiras de capital, sendo
de suma importância para as ações de projetos que almejam a inserção no mercado de carbono.
No Brasil, recomenda-se utilizar como análise de investimentos os indicadores: Taxa Interna
de Retorno (TIR) e Valor Presente Líquido (VPL), conforme o documento que trata da Proposta
Revisada de Critérios e Indicadores de Elegibilidade para a Avaliação de Projetos Candidatos
ao MDL.
Entretanto, como o presente trabalho se propôs a construir um simulador de viabilização
econômica e financeira utilizaremos, além da TIR e do VPL, outros indicadores de análise de
investimento, como apresentado a seguir.
22
3.3.1. Análise de investimentos
Figueiredo e Caggiano (2008) explicam que a análise de investimentos é um retorno
futuro do capital investido no passado.
Casarotto e Kopittke (2000) complementam que a análise de investimentos permite a
racionalização da utilização dos recursos de capital. Ainda, devem ser feitas com métodos e
critérios que demostrem com bastante clareza os retornos sobre os investimentos (HOJI, 2001).
Samanez (2002) apresenta as cinco principais etapas do processo de avaliação de um
projeto de investimento:
a) Estimativa dos fluxos de caixa incrementais, depois de impostos, esperados para o
projeto;
b) Avaliação do risco do projeto e determinação da taxa de desconto (custo de
oportunidade de capital), para o desconto dos fluxos de caixa incrementais futuros
esperados;
c) Cálculo dos indicadores econômicos, especialmente o Valor Presente Líquido
(VPL);
d) Reconhecimento das limitações do modelo, estimativa, valoração e incorporação na
análise dos intangíveis associados ao projeto; e
e) Tomada de decisões.
3.3.1.1. Capital de Giro
Segundo Assaf Neto e Silva (2002), o capital de giro tem participação crucial no
funcionamento operacional das empresas, compondo normalmente mais da metade de seus
ativos totais investidos. Gitman (2005) complementa que o capital de giro é usado para medir
a liquidez geral de uma organização, de uma forma clara e precisa. Conforme Bourdeaux-Rêgo
et. al. (2009), o capital de giro líquido é o resultado da diferença entre os ativos circulantes e os
passivos circulantes. Os ativos circulantes normalmente são financiados com recursos de longo
prazo. Ele existe para equilibrar as contas de curto prazo, conforme a Figura 7.
23
Figura 7: Capital de giro: principais contas. Fonte: Bourdeaux-Rêgo et. al. (2009, p. 24).
3.3.1.2. Depreciação
A depreciação é um conceito contábil que analisa a perda dos bens no tempo, em
decorrência de uso e/ou obsolescência; além disso, a depreciação é uma despesa não
correspondida por saída de caixa (CASAROTTO e KOPITTKE, 2000).
De acordo com Samanez (2002), a depreciação é incluída indiretamente no fluxo de
caixa, como um benefício fiscal no cálculo dos impostos. Convém ressaltar ainda que apenas
os bens tangíveis estão sujeitos ao desgaste ou deterioração pelo uso ou pelo tempo, devem ser
depreciados.
3.3.1.3. Demonstração de Resultado do Exercício (DRE)
Segundo Costa et al. (2009), é no DRE onde se apresentam as informações de maneira
esquematizada referentes às operações da empresa bem como as receitas, custos, despesas e
lucros, são feitas em determinado período e tem o objetivo apresentar o resultado líquido do
exercício através de deduções.
O DRE é o ponto de partida para a projeção do fluxo de caixa e o lucro econômico do
projeto. “A apuração contábil do resultado confronta as receitas correspondentes às vendas dos
bens ou serviços produzidos com as despesas correspondentes, em um determinado período de
tempo” (BOURDEAUX-RÊGO et. al. 2009, p. 25).
24
No Quadro 2 é demonstrada a representação um modelo de um DRE.
DEMONSTRATIVO DE RESULTADOS
ITEM DESCRIÇÃO
(+) Receita operacional bruta Venda de bens ou serviços
(-) Impostos sobre vendas
(=) Receita operacional líquida
(-) Custos dos produtos ou serviços
vendidos
(-) Despesas operacionais
(=) Lucro antes de juros, impostos,
depreciação e amortizações
Geração operacional de caixa (também
denominado Ebtida - Earnings before interests,
taxes, depreciation and amortization)
(-) Depreciação Despesas contábil que não impacta o caixa,
apenas gerando benefício fiscal
(-) Juros Despesas financeiras
(=) Lucro antes do imposto de renda
(LAIR)
Lucro tributável
(-) Imposto de renda
(=) Lucro líquido
(+) Depreciação A depreciação retorna
(=) Fluxo de caixa operacional
(-) Investimento de capital Imobilizações, por exemplo
(-) Necessidade de capital de giro Reforço de caixa
(=) Lucro líquido aos acionistas Quadro 2: Demonstrativo de resultados. Fonte: Bourdeaux-Rêgo et. al. (2009, p. 26).
Segundo Weston e Brighan (2004), o DRE é uma demonstração que resume as receitas
e as despesas da companhia durante um determinado período contábil, geralmente um trimestre
ou um ano.
Conforme Leite (1997), as receitas são retornos financeiros de investimentos produzidos
por bens e serviços de modo a gerar compensação sobre os custos. Além disso, as receitas
também são acréscimos ao patrimônio líquido e resultam da venda de bens, produtos e/ou
serviços.
Duarte (2002) explica que os custos são os gastos referentes ao valor de produtos, bens
e serviços, ou seja, descrevem a formação de preço. Custos são os somatórios dos valores
aplicados na produção de um bem ou serviço. Leite (1994) complementa que existem dois tipos
de custos, o “fixo” e “variável”; os custos fixos não variam independentes do nível de produção,
enquanto que os custos variáveis dependem do nível de produção.
25
As despesas também são classificadas como fixas e variáveis. Conforme Iudícibus e
Marion (2000), despesa é todo consumo de um bem ou serviço para a obtenção da receita.
No que diz respeito ao custo e despesa, Leite (1997) explica que o custo ocorre quanto
se adquire um ativo, enquanto que a despesa seria o consumo desse ativo.
Lacombe (2004, p. 200) define que o “lucro é a diferença entre as receitas totais e
despesas totais de uma organização em determinado período fiscal”. Além disso, Sandroni
(1996) ressalta que lucro é o rendimento de um capital investido de uma empresa.
3.3.1.4. Fluxo de Caixa
Segundo Samanez (2002), o fluxo de caixa representa entradas e saídas de dinheiro ao
longo de um horizonte planejado; desse modo, é possível conhecer a rentabilidade e a
viabilidade econômica do projeto.
Iudícibus e Marion (2000) complementam que o fluxo de caixa auxilia no controle e na
previsão das movimentações financeiras em um determinado período, identificando sobras e
até faltas de caixa.
Conforme Samanez (2002), existem três tipos de fluxo de caixa:
a) Fluxo de caixa econômico, que realiza avaliação econômica e determina a
rentabilidade intrínseca, ou seja, sem incluir financiamento no projeto; além disso,
é composto pelos fluxos operacionais mais os fluxos de investimento.
b) Fluxo do financiamento efetivo, que demonstra o esquema financeiro que irá
financiar o projeto.
c) Fluxo econômico financeiro ou fluxo total, resultado da adição dos dois fluxos
anteriores, e ainda, realiza a avaliação da rentabilidade global do projeto.
O fluxo de caixa pode ser expresso da seguinte forma conforme a Figura 8:
26
Figura 8: Fluxo de caixa. Fonte: Gitman (2007, p. 87).
3.3.1.5. Produção, Oferta e Demanda
A produção “é o processo pelo qual uma firma transforma os fatores de produção
adquiridos em produtos ou serviços para a venda no mercado” (VASCONCELLOS, 2002, p.
118).
De acordo com Rosseti (2003), a oferta é determinada pelas várias quantidades que os
produtores estão dispostos a oferecer no mercado em função da variação de preços, em
determinado período de tempo.
De outro modo, a demanda é como os consumidores estão dispostos a adquirir, em
função dos preços em determinado período. Se a demanda for alta, significa que vai haver uma
elevada alta de preços nos produtos provocando uma inflação (ROSSETTI, 2003).
27
3.3.1.6. Inflação, Deflação e Taxa de Juros
Segundo Hoji (2001), inflação e deflação são fenômenos econômicos contrários entre
si, ou seja, quando ocorre o aumento generalizado de preços significa que houve uma inflação,
ao contrário disso, quando ocorre uma redução de preços significa que houve uma deflação.
Os juros podem ser entendidos como remuneração do capital de terceiros; também
descreve que a taxa de juros é determinada pelo mercado financeiro em função da oferta e
demanda (HOJI, 2001).
Ross, Westerfield e Jordan (2002) explicam que é preciso distinguir a taxa de juros entre
taxas reais, que são as taxas ajustadas à inflação, e taxa nominal, que são as taxas não ajustadas
à inflação.
3.3.1.7. Valor do Dinheiro no Tempo: Valor Presente (VP) e Valor Futuro (VF)
Segundo Weston e Brigham (2004, p. 209), o valor presente “é o valor hoje de um fluxo
ou de uma série futura de fluxos de caixa”, enquanto que o Valor futuro “é a quantia para a qual
um fluxo ou uma serie de fluxo de caixa se expandirá por um dado período de tempo quando
composta a determinada taxa de juros”. (WESTON; BRIGHAM, 2004, p. 203).
3.3.1.8. Custo de Capital e Taxa mínima de Atratividade (TMA)
Gitman (2005) explica o custo de capital é uma taxa de retorno que as empresas devem
conseguir nos projetos que investem para manter o valor de mercado de suas ações. Outrossim,
no entanto na visão de investidores, Ross, Westerfield e Jordan (2002, p.321), definem o custo
de capital como “Retorno que os investidores em ações da empresa exigem por seu
investimento”. O custo de capital ainda pode ser representado pela Taxa Mínima de
Atratividade (TMA), na análise de um investimento.
A TMA serve como critério para avaliar o quanto um investidor pretende ganhar com o
investimento, ou seja, é um retorno mínimo e de baixo risco exigido pelos investidores.
28
Segundo Juvenal Filho (2010), a TMA é a melhor taxa juros, apresentando baixo grau
de risco; dessa maneira, em uma tomada de decisão de investimento, se envolve duas questões:
investir no projeto, ou na TMA?
Casarotto e Kopittke (2000) acrescentam que taxa mínima de atratividade para as
pessoas físicas pode-se igualar à rentabilidade da poupança, que é baixa e de pouco risco.
3.3.1.9. Riscos e Retorno
De acordo com Ross, Westerfield e Jordan (2002), existem três tipos de riscos:
a) O primeiro são os riscos sistemáticos ou riscos de mercado, que apresentam eventos
de abrangência econômica ampla e afetam geralmente todos os ativos em
determinado nível, são eventos não antecipados;
b) O segundo são os riscos não sistemáticos ou riscos específicos, afetam apenas ativos
individuais ou pequenos grupos de ativos, são também eventos não antecipados; e
c) O terceiro é o risco total, que é a soma dos ativos sistemáticos e não sistemáticos,
que é medido pela variância ou mais comum pelo desvio padrão de suas taxas de
retorno.
“O retorno é o ganho ou a perda total sofrida por um investimento em certo período”.
(GITMAN, 2005, p. 184).
3.3.1.10. Externalidades
As externalidades são ações provocadas pela produção e o consumo, mas não são
levadas em conta, sendo desconsideradas do processo, podem ser positivas ou negativas.
Ação de um produtor ou consumidor que afeta outros produtores ou consumidores, mas
que não é considerada no preço de mercado (PINDYCK; RUBINFELD, 2005).
29
4. METODOLOGIA
Considerando que o presente trabalho consiste de uma análise de fatores econômicos,
em que a maioria dessas informações estão dispostas de forma numérica, foi utilizado o método
de pesquisa quantitativo buscando obter, assim, resultados favoráveis para subsidiar de maneira
mais adequada os objetivos apresentados.
Em relação ao propósito a ser atingido, foram utilizadas duas metodologias para a
pesquisa: exploratória e descritiva.
As pesquisas exploratórias, segundo Gil (2009), são desenvolvidas com o propósito de
oferecer uma visão geral de determinada ocorrência. Normalmente, este tipo de pesquisa é
aplicado quando o tema em questão é pouco explorado, tornando-se difícil a elaboração de
hipóteses claras. O presente estudo, por se tratar da criação de uma ferramenta que demonstre
a viabilidade de novos projetos como o caso Ajuricaba, necessitou de uma série de dados para
a formulação das análises na execução do trabalho. A pesquisa exploratória auxiliou de forma
significativa para a captação e compreensão dos dados. Hair Júnior et al. (2005) complementam
que a pesquisa exploratória, além de descobrir novas tecnologias, também visa revelar as
tecnologias que atendam de fato às necessidades levantadas.
Segundo Gil (2009), a pesquisa descritiva tem como objetivo primordial descrever
características de fenômenos, eventos, população ou estabelecimento de relações variáveis.
Ressalta ainda que as pesquisas descritivas “vão além da simples identificação da existência de
relações entre variáveis, pretendendo determinar a natureza dessa relação” (GIL 2009, p. 28).
A pesquisa descritiva foi utilizada neste trabalho para dar maior ênfase à dissertação,
demonstrando o processo de viabilidade do mesmo, identificando os fatores determinantes para
o sucesso do projeto.
Quanto aos procedimentos de coleta de dados, foram utilizados dois métodos: a pesquisa
bibliográfica e a pesquisa documental.
Segundo Vianna (2001), é a pesquisa bibliográfica que serve de ponto de partida para
os demais tipos de pesquisa, assim como a pesquisa exploratória. Convém ressaltar que a
pesquisa bibliográfica, no processo investigativo, ajuda a obter uma maior compreensão dos
conceitos, dos processos e da utilização na pesquisa (LIMA, 2008). Diante do exposto, pode-
se dizer que a pesquisa bibliográfica contribuiu de forma predominante no trabalho, sendo ela
a melhor maneira para a compreensão das análises financeiras e de investimento, também na
captação e manipulação de dados, auxiliando com as melhores práticas de análises.
30
De acordo com Gil (2009), a pesquisa documental é muito semelhante à pesquisa
bibliográfica. Entretanto, existe uma diferença. Na pesquisa bibliográfica utiliza-se
fundamentações de diversos autores sobre determinado assunto, enquanto a pesquisa
documental vale-se de materiais sem nenhum tratamento analítico, ou ainda, de materiais que
possam sofrer modificações quando necessário para o cumprimento dos objetivos da pesquisa.
Em virtude disso, utilizou-se da pesquisa documental, para incrementar mais as informações a
serem adquiridas nos documentos da entidade, possibilitando uma melhor compreensão para a
solução dos problemas apurados. Vianna (2001), diz que a pesquisa documental pode ser
dividida em duas partes: a direta, quando se faz uso de documentos de primeira mão,
documentos que ainda não tiveram nenhum tipo de alteração; ou indireta, quando se faz o uso
de documentos de segunda mão, documentos que sofreram alguma mudança, como planilhas
estatísticas e relatórios. Neste contexto, abordar-se-á os dois métodos de pesquisa, já que foram
utilizados documentos com alterações e documentos que ainda sofrem alterações constantes; o
projeto Ajuricaba, tratando-se de um projeto piloto no Brasil, sofre constantes atualizações, que
visam aprimorar essa tecnologia de saneamento dentro do território nacional. Para a pesquisa
documental indireta fez-se uso de documentos como orçamentos e levantamento de produção
animal. Os orçamentos do projeto Ajuricaba serviram para implantar os valores de base no
simulador de viabilidade econômica, a fim de analisar o custeio de implantação de projetos
(como o caso Ajuricaba), e o levantamento de produção de dejeto animal para determinar os
valores médios na produção de biogás e biofertilzante, auxiliando de forma significativa na
criação da ferramenta de viabilização.
Além da pesquisa documental indireta, utilizou-se também documentos que não
sofreram mudanças, como parâmetros do IPCC de 2006 para a determinação da produção de
dejetos de animais, além da quantidade de biogás e biofertilizante.
Os dados apurados através da utilização destas metodologias de pesquisa, serviram de
base para a criação do simulador. O simulador, é uma ferramenta simulação viabilidade
econômica e financeira para condomínios de agroenergia, desenvolvida neste trabalho. A
seguir, são apresentadas as metodologias que visam determinar: a produção de dejetos dos
animais (bovinos e suínos); quantidade de biogás; dimensionamento de biodigestores e
esterqueiras/lagoas secundárias; e para determinar a viabilidade de um projeto, foram abordadas
as metodologias que demonstrem os valores econômicos e financeiros.
Ressalta-se ainda, que o capítulo 5 deste trabalho, está dividido em duas partes, que
devem ser acompanhadas em paralelo:
31
a) A primeira parte, apresenta um tutorial de utilização da ferramenta de simulação de
viabilidade econômica para condomínios de agroenergia.
b) A segunda parte, compreende a ferramenta de simulação criada neste trabalho, em
formato de planilha eletrônica, na plataforma Microsoft Excel 2013.
4.1. PREMISSAS PARA A UTILIZAÇÃO DA FERRAMENTA DE SIMULAÇÃO DE
VIABILIDADE.
Para a utilização do simulador, é necessário um estudo prévio (de campo) para escolha
da região onde será realizado o estudo. Neste estudo prévio devemos identificar quantas
propriedades rurais existem na região de estudo, e em quantas destas propriedades existem
atividades de suinocultura e bovinocultura. De posse de tais dados, deve-se realizar o
levantamento do plantel de animais destes pequenos produtores rurais, para que possamos assim
quantificar a produção de dejetos/biofertilizante e biogás por produtor.
Os dados necessários ao levantamento do plantel animal devem conter:
a) Dados referentes ao produtor rural, como: nome do produtor rural; CPF; número da
propriedade para identificação; e preço pago pelo KW/h de energia.
b) Dados referentes ao plantel bovino, como: tipo do animal (vaca leiteira, bezerro ou
novilha, touros e bovino de corte); para cada tipo de animal deve-se quantificar o
número de animais e o seu peso médio, além do tempo de confinamento em horas/dia,
também o período de lactação das vacas leiteiras no ano.
c) Dados referentes ao plantel suíno, como: tipo do animal (terminação, matriz, leitão
creche e reprodutor); para cada tipo de animal deve-se quantificar o número de
animais e o seu peso médio, além do tempo de confinamento em dias/ano do animal
na propriedade, não se abstendo do período de vazio sanitário.
Para o levantamento destes dados é proposta a utilização de um formulário como
apresentado na Figura 9:
32
Figura 9: Formulário de cadastro de produtor e plantel animal.
Nota: Elaborado pelo autor.
Após a realização do levantamento do plantel animal e da quantidade de produtores
rurais que têm interesse em participar de um projeto de agroenergia, é necessário realizar um
trabalho de georefenciamento para delimitar a área que constitui o novo condomínio de
agroenergia. Neste mesmo estudo já se faz necessário o delineamento prévio do gasoduto, para
quantificar sua extensão, e a escolha do terreno onde serão instalados a central termoelétrica, o
secador de grãos, e o posto de biometano.
Abaixo na Figura 10, é apresentado o mapa do condomínio de agroenergia Ajuricaba,
destacando as áreas dos produtores rurais participantes do empreendimento na cor amarela, o
delineamento da linha do gasoduto na cor laranja, o delineamento da microbacia na cor roxa
além da localidade da micro central termelétrica, representado neste mapa com uma casinha.
Na sequência deste trabalho, são apresentadas as metodologias utilizadas na ferramenta
de simulação.
Preço pago pelo kW/h de energia:
Tipo animalQuantidade de
animaisPeso médio
Tempo de confinamento em
horas/dia
Período de lactação em dias
para vacas / tempo do animal
na propriedade demais
bovinos
Vacas Leiteiras
Bezerros/Novilhas
Touros
Bovino de Corte
Tipo animalQuantidade de
animaisPeso médio
Tempo de confinamento do
animal na propriedade em
dias, (considerar vazio
sanitário)Terminação
Matriz
Leitão Creche
Reprodutor
Su
íno
sB
ov
ino
sNome do Produtor:
CPF:
N° da Propriedade:
Fomulário "Cadastro de produtor rural e levantamento de plantel animal".
33
Figura 10: Mapa condomínio Ajuricaba.
Nota: Elaborado pelo autor
4.2. METODOLOGIA PARA OS CÁLCULOS DE PRODUÇÃO DE
DEJETOS/BIOFERTIZANTE, PRODUÇÃO DE BIOGÁS, DIMENSIONAMENTO DE
BIODIGESTORES E ESTERQUEIRAS
A seguir são apresentadas as metodologias para estimar a produção de
dejetos/biofertilizante suíno e bovino, a produção de biogás, o dimensionamento volumétrico
dos biodigestores e esterqueiras, além de demostrar os modelos de biodigestores empregados
para a abordagem deste projeto.
34
4.2.1. Estimativa do volume de produção de dejetos/biofertilizante suínos
Segundo Diesel, Miranda e Perdomo (2002), a quantidade total de dejetos gerada por
um suíno pode variar de acordo com o seu crescimento, e complementa que cada suíno adulto
produz em média de 7 a 8 litros de dejetos/dia.
Segundo Marques e Silva (2014), a produção de dejetos por categoria animal é calculada
utilizando o peso médio do suíno e a produção específica de dejetos, como apresentado na
Equação 1:
Equação 1: Produção de dejetos por categoria de criação.
𝑃𝐷 𝑐𝑎𝑡 = 𝑃𝑀 ∗ 𝑃𝐸𝐷
Onde:
PDcat = Produção de dejetos por categoria [m³]
PM = Peso médio do suíno [kg]
PED = Produção específica de dejetos do animal vivo [m³.kg animal-1.dia-1]
Marques e Silva (2014, p. 03) complementam que:
O peso do animal a cada dia de alojamento é utilizado então para estimar a sua
produção total de dejetos. Para isto, considera-se como referência a norma ASAE
D384.1 (ASAE, 2003), onde a produção de dejetos situa-se na ordem de 0,084 kg/kg
suíno vivo e a densidade do dejeto de suíno é considerada 990,0kg/m3, podendo variar
conforme manejo na granja.
Já a produção média diária de dejetos pode ser obtida através da seguinte Equação 2:
Equação 2: Produção média diária de dejetos suínos.
𝑃𝐷𝐷 = 𝑁𝑐𝑎𝑏.𝑠𝑢í𝑛𝑜𝑠 ∗ 𝑃𝐷𝑐𝑎𝑡
Onde:
PDD = Produção média diária de dejetos
N cab.suínos = Número de animais
PDcat = Produção de dejetos por categoria
35
4.2.2. Estimativa do volume de produção de dejetos/biofertilizante bovinos
Segundo Morse et al. (1994), a produção de dejetos diária, o teor de umidade, de matéria
seca e a composição química variam de acordo com o ganho de peso do animal, idade, tipo de
alimentação consumida, quantidade de água ingerida, entre outros fatores.
Conforme a norma ASAE D384 (2005), a produção diária de dejetos frescos (incluindo
sólidos e líquidos) por animais de raças leiteiras, é na ordem de 8 a 11% de seu peso vivo, com
teor 10 a12% de matéria seca.
Contudo, para se estimar a produção média diária de dejetos bovinos/dia, deve se
considerar o tempo de confinamento do animal, como demonstrado na Equação 3:
Equação 3: Produção média diária de dejetos bovinos.
𝑃𝐷𝐷 = 𝑁𝑐𝑎𝑏.𝑏𝑜𝑣𝑖𝑛𝑜𝑠 ∗ 𝑃𝐷𝑐𝑎𝑡 ∗ 𝑇𝐶
Onde:
PDD = Produção média diária de dejetos
N cab.bovinos = Número de animais
PDcat = Produção de dejetos por categoria de peso
TC = Tempo de Confinamento
Ressalta-se, que as Equações 1, 2 e 3, que são utilizadas para determinar a produção de
dejetos, serão utilizadas na ferramenta de simulação para determinar a produção de
biofertilizante em cada propriedade rural.
4.2.3. Dimensionamento dos biodigestores e das esterqueiras/lagoas secundárias.
Conforme Santos, Lucas Júnior e Silva (2007), a utilização de biodigestores nos
sistemas de produção animal é vista como uma ferramenta importante, pois eles favorecem o
tratamento dos resíduos e restituem parte da energia que seria perdida neste processo, de volta
ao sistema produtivo, através da utilização do biogás como fonte alternativa de energia.
36
Para o cálculo do volume do biodigestor, são considerados o volume de dejeto total
(fezes, urina e água de limpeza) por cabeça animal, o total de animais na propriedade e, ainda,
o tempo de retenção hidráulica (30 dias), conforme (EMBRAPA, 2003).
Logo, temos a Equação 4:
Equação 4: Volume do biodigestor.
𝑉𝐵 =𝑃𝐷𝐷 ∗ 𝑄𝑡𝑑𝐴𝑛𝑖𝑚𝑎𝑙 ∗ 𝑇𝑅𝐻
1000
Onde:
VB: Volume do biodigestor, [m³]
PDD: Produção diária de dejeto produzido por animal, sendo ele bovino e/ou suíno
Qtd Animal: Quantidade total de animais na propriedade
TRH: Tempo de retenção hidráulica
Para este projeto utilizaremos dois modelos de biodigestores: um dos modelos será o
canadense, e o outro modelo de biodigestor é uma “adaptação atualizada” do modelo indiano,
criado e patenteado pela empresa Bioköhler; este modelo de biodigestor foi criado com caixas
d’água em fibra de vidro, como podemos observar nas Figuras 11 e 12:
Figura 11: Esquema do biodigestor feito em caixas de fibra de vidro.
Nota: Elaborado pelo autor
37
Figura 12: Biodigestor já instalado no condomínio Ajuricaba, adaptação atualizada do modelo
indiano, criada pela empresa BIOKÖHLER.
Fonte: ITAIPU BINACIONAL (2010).
Segundo Freitas (2008), a utilização de esterqueiras para armazenagem de dejetos é uma
alternativa de baixo custo para a tentativa de impedir que os dejetos lixiviem no solo.
Complementa ainda que as esterqueiras permitem a fermentação do esterco, diminuindo assim
o seu poder poluidor e possibilitando o aproveitamento do biofertilizante nas lavouras,
pastagens e pomares.
De acordo com Dartora, Perdomo e Tumelero (1998), os dejetos líquidos produzidos
podem ser armazenados em esterqueiras de alvenaria com estruturas de concreto ou em
depósitos revestidos com manta plástica com uma espessura de 0,5 mm. Ressaltam ainda que o
tempo mínimo de estocagem recomendado para esses sistemas é de 120 dias.
Tendo isto posto como base, podemos dizer que a equação para o dimensionamento
volumétrico das esterqueiras dar-se-á da seguinte forma:
Equação 5: Volume da esterqueira.
𝑉𝐸𝑠𝑡𝑞 =𝑃𝐷𝐷 ∗ 𝑄𝑡𝑑𝐴𝑛𝑖𝑚𝑎𝑙 ∗ 120 (𝑇𝑅𝐻)
1000
Onde:
VEstq: Volume da esterqueira em [m³]
38
PDD: Produção diária de dejeto produzido por animal, sendo ele bovino e/ou suíno
Qtd Animal: Quantidade total de animais na propriedade
TRH: Tempo de retenção hidráulica = 120 dias
A Figura 13 mostra um biodigestor e uma esterqueira revestida em PEAD:
Figura 13: Esterqueira + biodigestor.
Fonte: ITAIPU BINACIONAL (2010).
4.2.4. Metodologia para estimar o volume da produção de biogás suíno e bovino.
Para se estimar o potencial de geração de biogás produzido durante o processo de
biodigestão dos dejetos será utilizada uma adaptação das equações do Guidelines for National
Greenhouse Gas Inventories, Volume 4 – Agriculture, Forestry and Other Land Use (IPCC,
2006). Este guia apresenta três maneiras de se estimar a produção de metano a partir da
biomassa residual, os chamados Tiers.
a) O Tier - 01 é o método mais simples, necessita apenas dos dados referentes ao plantel
animal por categoria e temperaturas médias locais, combinados com os fatores de
emissão padrão do IPCC;
39
b) O Tier - 02 é o método mais aprofundado; neste método, são necessárias informações
mais detalhadas sobre as características dos animais e as práticas de manejo de dejetos,
utilizados para desenvolver fatores de emissão específicos para as condições da região
abordada;
c) O Tier - 03 é o método com maior grau de complexidade; é executado a partir de
modelagens visando o desenvolvimento de metodologias específicas para quantificar os
fatores de emissão.
Assim, a escolha da Tier a ser utilizada deve levar em consideração a disponibilidade
de dados sobre as características de produção animal de cada país. Sendo assim, iremos utilizar
para esta situação a Tier – 02, pois será necessário um estudo prévio do plantel de animal de
cada produtor, e também por ser a mais recomendada pelo IPCC para os estudos aprofundados.
Conforme Bulhões e Mussolin (2014), a Equação 6 serve para estimar a quantidade de
biogás gerado por suínos.
Equação 6: Quantidade de biogás produzido/dia por suínos.
𝑄𝐵𝑖𝑜𝑔á𝑠 = {[(𝑃𝑀
𝑃𝑀 − 𝐼𝑃𝐶𝐶) ∗ 𝑆𝑉𝑃𝑎𝑑𝑟ã𝑜] ∗ 𝑄𝑡𝑑𝐴𝑛𝑖𝑚𝑎𝑖𝑠} ∗ (
𝐹𝐶𝑀 ∗ 𝐵𝑂 ∗ 𝑈𝐹𝐵
%𝐶𝐻4)
Onde:
QBiogás= Quantidade de biogás gerado em [m³/dia];
PM = Peso médio dos animais da propriedade;
PM – IPCC = Peso padrão europeu (Western Europe), os suínos criados nas propriedades são
de raças de origem européia (Large White, Landrace e cruzamentos industriais entre as raças)
e pesos da América Latina;
SVPadrão = Sólidos voláteis de acordo com o padrão IPCC (dados europeus (Western Europe),
em função da origem das raças dos animais criados nas propriedades);
QtdAnimais = Quantidade de animais na propriedade;
FCM = Fator de conversão anual de CH4 para o biodigestor;
B0 = capacidade máxima de produção de metano por dejeto produzido para a categoria animal
t, m³ CH4.kg-1 de SV;
UFB = Fator de correção para ter em conta as incertezas do modelo;
% CH4 = percentual de metano no biogás.
40
Para estimar produção de biogás proveniente dos dejetos bovinos utilizaremos a mesma
equação, mas com uma pequena adaptação (considerando agora o tempo de confinamento do
animal), como demonstrado na seguinte Equação 7.
Equação 7: Quantidade de biogás produzido/dia por bovinos.
𝑄𝐵𝑖𝑜𝑔á𝑠 = {[(𝑃𝑀
𝑃𝑀 − 𝐼𝑃𝐶𝐶) ∗ 𝑆𝑉𝑃𝑎𝑑𝑟ã𝑜] ∗ (
𝑇𝐶
24) ∗ 𝑄𝑡𝑑𝐴𝑛𝑖𝑚𝑎𝑖𝑠} ∗ (
𝐹𝐶𝑀 ∗ 𝐵𝑂 ∗ 𝑈𝐹𝐵
%𝐶𝐻4)
Onde:
QBiogás= Quantidade de biogás gerado em [m³/dia];
PM = Peso médio dos animais da propriedade;
PM – IPCC = Peso padrão europeu (Western Europe) e pesos da América Latina;
SVPadrão = Sólidos Voláteis de acordo com o Padrão IPCC (Dados europeus (Western Europe),
em função da origem das raças dos animais criados nas propriedades);
TC = Tempo de Confinamento do animal na propriedade;
24 = Horas do dia;
QtdAnimais = Quantidade de animais na propriedade;
FCM = Fator de Conversão anual de CH4 para o biodigestor;
B0 = capacidade máxima de produção de metano por dejeto produzido para a categoria animal
t, m³ CH4.kg-1 de SV;
UFB = Fator de correção para ter em conta as incertezas do modelo;
% CH4 = percentual de metano no biogás.
Os sólidos voláteis constituem a matéria orgânica nos dejetos gerados e são compostos
de parcelas biodegradáveis e não-biodegradáveis. Caso não se obtenham as medições de sólidos
voláteis em campo, é possível obter uma estimativa deste parâmetro para a realidade da
América do Sul conforme os dados do documento Guidelines for National Greenhouse Gas
Inventories (IPCC, 2006).
A B0, ou capacidade máxima de produção de metano, varia de acordo com a espécie
animal e a alimentação. A maneira mais favorável para se conseguir os valores de B0 é
utilizando os dados específicos de cada país; entretanto, caso não se consigam obter estas
medições padronizadas destes parâmetros, também é possível obter uma estimativa a partir do
documento Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories (IPCC, 2006).
Já o fator de conversão de metano é estabelecido para um sistema específico de
41
gerenciamento de dejetos, em que representa o grau em que o B0 é encontrado. Os valores de
produção de CH4 para um sistema de gerenciamento específico pode ser afetado: pelas
condições anaeróbias presentes, pela temperatura do sistema, e pelo tempo de retenção da
matéria orgânica no sistema (EDWIGES, 2012).
4.3. METODOLOGIA E TÉCNICAS DE ANÁLISE DE VIABILIDADE DE PROJETOS:
MODELOS DETERMINÍSTICOS
A seguir são apresentados os métodos e técnicas para a tomada de decisão de um projeto.
Esses critérios são utilizados para identificar se o investimento é viável ou não, de modo a
estimar e prever situações no futuro. Desta forma, a maneira mais eficaz é simular o
investimento segundo algum modelo. Por conseguinte, confrontam-se os fluxos de caixa
gerados com o investimento realizado.
Bruni e Famá (2007) explicam que a primeira análise de um investimento consiste em
identificar em quanto tempo o capital investido vai retornar, podendo ser analisados através do
Payback simples e Payback descontado. Já a segunda análise, consiste nos valores gerados
pelos fluxos de caixa, que podem ser analisadas através do Valor Presente Líquido (VPL), Valor
Presente Líquido anualizado (VPLa) e Índice de Custo-Benefício (B/C). A terceira análise que
consiste em identificar a taxa de remuneração do capital investido através da Taxa Interna de
Retorno (TIR).
Esses modelos determinísticos, foram empregados dentro da ferramenta de simulação
de viabilidade, com o objetivo de apresentar os resultados econômicos e financeiros de um
“possível” projeto como o caso Ajuricaba.
4.3.1. Análise de tempo do capital Investido
Para analisar o tempo de retorno do capital investido, de um projeto como o caso
Ajuricaba, foram inseridas na ferramenta de simulação as técnicas de retorno do capital, pay-
back simples e pay-back descontado.
42
4.3.1.1. Pay-back Simples e Pay-back Descontado
É um método que tem por objetivo identificar o período de retorno do capital investido.
Weston e Brigham (2004, p.531) definem que “é o período de tempo necessário para que as
receitas líquidas de um investimento recuperem o custo do investimento”.
O Pay-back descontado é analisado da mesma forma que o Pay-back simples, no
entanto, a diferença é que o Pay-back descontado considera o custo de capital, que pode por
exemplo ser por uma TMA, que considera possíveis investimentos com grau de risco mais
reduzido.
4.3.1.1.1. Fórmulas dos pay-back’s simples e descontado
Muitas vezes, é preciso sabermos o tempo de recuperação de um investimento, ou
melhor, quantos anos decorrerão até que o valor presente dos fluxos de caixa previstos se iguale
ao montante inicial do capital investido.
Para esse fim, foram inseridos no simulador os cálculos do pay-back simples e
descontado conforme as equações abaixo:
Equação 8: Fórmula do pay-back simples.
𝑃𝑅 = ∑ 𝐹𝐶𝑡 = 𝐼0
𝑇
𝑡=0
Onde:
PR = Período de recuperação;
CFt = Fluxo de caixa total no ano t;
I0 = Fluxo de caixa do investimento inicial.
Conforme Samanez (2004), o método do pay-back descontado, consiste basicamente
em determinar o valor do tempo “T”, conforme a seguinte equação:
43
Equação 9: Fórmula do pay-back descontado.
𝐼 = ∑𝐹𝐶𝑡
(1 + 𝑘)𝑡
𝑇
𝑡=1
Onde:
I = representa o investimento;
FCt = o fluxo de caixa no período t;
K = custo do capital.
4.3.1.1.2. Critérios de avaliação nos Métodos: Pay-back Simples e Descontado
Para compreender melhor esse conceito, e sabendo que os métodos de pay-back simples
e descontado são independentes na análise, são apresentados a seguir os critérios de avaliação
de investimento no método Pay-back conforme o Quadro 3.
Critérios de avaliação de investimentos no método Pay-back
Se o Payback for menor que o prazo máximo de recuperação do capital investido, o
projeto deve ser aceito.
Se o Payback for igual ao prazo máximo de recuperação do capital investido, é
indiferente aceitar ou não o projeto.
Se o Payback for maior que o prazo máximo de recuperação do capital investido, o
projeto não deve ser aceito.
Quadro 3: Critérios de avaliação de investimento - pay-back's simples e descontado.
Fonte: Adaptado de (BRUNI e FAMÁ, 2007, p. 69).
4.3.2. Análise de Valores do Capital Investido
Neste tópico, foram apresentadas as técnicas empregadas no simulador de viabilidade,
referentes as análises de valores gerados pelos projetos de investimentos bem com Valor
Presente Líquido (VPL), e o Valor Anual Equivalente (VAE), ou Valor Presente Líquido
44
Anualizado (VPLa).
4.3.2.1. Valor Presente Líquido
“É um método de avaliação das propostas de investimentos de capital em que se
encontra o valor presente dos fluxos de caixa futuros líquidos, descontados ao custo de capital
da empresa ou à taxa de retorno exigida” (WESTON; BRIGHAM, 2004, p. 533).
Da mesma forma, Samanez (2004, p. 255), explica que o método VPL “tem como
finalidade valorar, em termos de VP, o impacto dos eventos futuros associados a um projeto ou
alternativa de investimento, ou seja, mede o valor dos fluxos de caixa gerados pelo projeto ao
longo de sua vida útil”.
A equação que determina o VPL é a seguinte:
Equação 10: Fórmula do VPL.
𝑉𝑃𝐿 = −1 + ∑𝐹𝐶𝑡
(1 + 𝐾)𝑡
𝑛
𝑡=1
Onde:
FCt = representa o fluxo de caixa no t-ésimo período;
I = é o investimento inicial;
K = é o custo do capital;
∑ = indica que deve ser realizada a soma da data 1 até a data “n” dos fluxos de caixas
descontados ao período inicial.
4.3.2.2. Critério de decisão do método VPL
Para compreender melhor esse método, Gitman (2005), explica que o VPL é usado para
tomada de decisões, bem como, aceitação ou rejeição do projeto. No Quadro 4 são apresentados
os critérios de decisão.
45
Critério de decisão no Método VPL
Condição Resultado
VPL > 0 Se o VPL for maior que $ 0, o projeto deverá ser aceito.
VPL < 0 Se o VPL for menor que $ 0, o projeto deverá ser rejeitado.
Quadro 4: Critério de decisão no método VPL.
Fonte: Adaptado de (GITMAN, 2005).
4.3.2.3. Valor Anual Equivalente
Valor anual equivalente ou valor presente líquido anualizado “converte o valor presente
líquido de projetos com durações diferentes em um montante anual equivalente (em termos de
VPL) que pode ser usado para selecionar o melhor projeto” (GITMAN, 2005, p. 378).
Além disso, o VAE “mostra qual é a quantia uniforme que deve ser investida a cada ano
(mês) durante a vida útil de modo que iguale o investimento inicial, ou seja, fornece informação
acerca da distribuição do investimento inicial do negócio” (SAMANEZ, 2002, p. 273).
Segundo Silva e Fontes (2005), para uma taxa de juros unitária, relativa ao mesmo
período que o adotado para o intervalo entre os fluxos de caixa, o VAE de um projeto pode ser
determinado através da seguinte Equação:
Equação 11: Fórmula do VAE.
𝑉𝐴𝐸 = 𝑉𝑃𝐿 . (𝑖(1 + 𝑖)𝑛
(1 + 𝑖)𝑛 − 1)
Onde:
n = período de estimativa dos fluxos de caixa do projeto;
i = taxa de juros.
Conforme Juvenal Filho (2010), quando o VAE for maior que “zero”, indica que o
projeto merece continuar sendo analisado.
46
4.3.2.4. Índice Custo-Benefício
Segundo Samanez (2004), o índice B/C é um indicador que possibilita alcançar a relação
existente entre o valor atual das receitas e o valor atual dos custos. O índice B/C pode ser obtido
pela divisão de ambos os valores atuais permitindo, assim, saber se deve ou não realizar o
investimento, bastando para isso observar se o índice é maior que 1, ou seja, o critério de decisão
é aceitar o projeto se B/C >1. Contudo, é um indicador que não deve ser utilizado isoladamente.
A fórmula para se obter o índice B/C é dada pela seguinte equação:
Equação 12: Fórmula do índice B/C.
𝐵
𝐶=
∑𝑏𝑡
(1 + 𝐾)𝑡
𝑛
𝑡=0
∑𝑐𝑡
(1 + 𝐾)𝑡
𝑛
𝑡=0
Onde:
B/C = índice custo-benefício;
bt = benefícios no período t;
ct = custos no período t;
n = horizonte de planejamento; e
K = custo do capital
4.3.3. Análise de Taxas do Capital Investido
Neste tópico, são demonstrados os métodos de análise de investimentos com base na
verificação da taxa de remuneração do capital investido, bem como Taxa Interna de Retorno
(TIR), e a relação entre a TMA / TIR.
47
4.3.3.1. Taxa Interna de Retorno
Segundo Braga (1995), A TIR é uma taxa de desconto que consiste em igualar o VPL
igual à zero. Da mesma forma Ross; Westerfild e Jordan (2002, p.223) definem como “a taxa
de desconto que faz com que o VPL de um investimento seja nulo”. A taxa de desconto é “a
taxa utilizada para calcular o valor presente de fluxos de caixa futuros” (ROSS; WESTERFILD;
JORDAN, 2002).
Considerando, por exemplo, um custo de capital ou uma TMA de 13,5% a.a., e sabendo
que a TIR é de 20,34%, isto significa que o investimento é atrativo, pois a TIR é maior que a
TMA, mantendo o VPL positivo e mantendo uma diferença de 6,84%. Essa diferença seria a
dimensão do risco.
A TIR pode ser calculada da seguinte forma:
Equação 13: Fórmula da TIR.
𝑉𝑃 = −𝐶 + ∑𝐹𝑡
(1 + 𝑖)𝑡
𝑁
𝑡=1
Onde:
VP = valor presente;
C = valor do investimento;
N = quantidade de períodos;
Ft = entrada de capital no período t;
i = taxa interna de retorno.
A relação entre a TIR e a TMA é classificada em três critérios para a tomada de decisão
em um investimento, como apresentado no Quadro 5:
48
Relação entre a Taxa Interna de Retorno e Taxa Mínima de Atratividade
SE: Resultado
TIR>TMA=VPL(+) Taxa interna de retorno maior do que a taxa mínima de
atratividade, significa que o investimento é economicamente
atrativo.
TIR=TMA=VPL(0) Taxa interna de retorno igual à taxa mínima de atratividade, o
investimento está economicamente numa situação de indiferença.
TIR<TMA=VPL(-)
Taxa interna de retorno menor do que a taxa mínima de
atratividade, o investimento não é economicamente atrativo, pois
seu retorno é superado pelo retorno de um investimento com o
mínimo de retorno.
Quadro 5: Relação entre a TMA e TIR.
Fonte: Adaptado de (JUVENAL FILHO, 2010).
49
5. RESULTADOS E DISCUSSÃO
Neste capítulo, é apresentado o tutorial de funcionamento da ferramenta de simulação
de viabilidade econômica e financeira para condomínios de agroenergia, desenvolvida neste
trabalho. No simulador, foram consideradas as metodologias para a determinação da produção
de dejetos dos animais (bovinos e suínos), afim de determinar o potencial de utilização e/ou
venda de biofertilizante; produção de biogás; dimensionamento de biodigestores e
esterqueiras/lagoas secundárias. Para determinar a viabilidade de um projeto similar ao
Ajuricaba, foram utilizados, como fonte de dados, os valores do investimento do Projeto
Ajuricaba.
5.1 APRESENTAÇÃO E INSERÇÃO DE DADOS NO SIMULADOR
O simulador de viabilidade econômica e financeira para condomínios de agroenergia é
uma planilha eletrônica, criada e desenvolvida em plataforma da Microsoft Excel 2013, no
formato *.xlxs. Nesta planilha eletrônica, constam dez abas que se encontram alinhadas em
ordem de preenchimento e visualização, para a melhor compreensão e manipulação da mesma.
Na Figura 14 é apresentada a primeira aba do simulador, ela é caracterizada apenas como uma
capa de apresentação da ferramenta de simulação.
50
Figura 14: Simulador: Planilha de apresentação.
Nota: Elaborado pelo autor
Após a aba “Apresentação”, inicia-se a inserção de dados clicando no botão “iniciar”
como apresentado acima; automaticamente, o simulador passará para a próxima aba “Passo 1 –
Cadastro de Dados”, como demonstra a Figura 15.
51
Figura 15: Simulador: Planilha cadastro de dados.
Nota: Elaborado pelo autor
Na aba “PASSO 1 – Cadastro de DADOS”, existem dois campos macro para
preenchimento de dados, o campo “Cadastro do projeto” e o campo “ Índices e Taxas”; o
preenchimento correto destes campos é de extrema importância para o funcionamento correto
do simulador.
No campo “Índices e Taxas”, constam os seguintes dados para preenchimento:
a) Preço do kW/h pago pelo produtor rural a companhia elétrica: neste campo insere-se a
média do preço pago do kW/h pelos produtores rurais, pois dependendo da atividade
que o produtor exerce na propriedade rural o preço do kW/h pode variar.
b) Preço do kW/h como forma de compensação, pela injeção de energia elétrica excedente
na rede. Este campo deve ser bem analisado pois, no ano de 2012, com a resolução 482
da ANEEL, a energia elétrica injetada na rede não pode mais ser remunerada podendo,
contudo, ser utilizada como forma de compensação em uma conta de energia elétrica
52
futura. No caso do projeto Ajuricaba, a compensação de energia vai para a conta de
energia da prefeitura de Marechal Cândido Rondon; assim, o valor abatido da conta da
prefeitura é repassado para a COOPERBIOGÁS, cooperativa criada no condomínio
para gerenciar o empreendimento.
c) Taxa Mínima de Atratividade: a TMA é uma taxa de referência de comparação para fins
de cálculos de viabilidade; para estipular a taxa da TMA, pode-se usar como exemplo:
a taxa acumulada de juros da poupança; a taxa SELIC; ou outras taxas que melhores
índices de prospecção de negócios.
d) Horizonte de planejamento: este campo serve para limitar os anos de estudo na análise
de viabilidade (o simulador é limitado a 20 anos). Ressalta-se, que é conveniente
preencher o campo com o valor máximo.
e) Taxa de juros ao ano para financiamento: esta taxa de financiamento poderá ser de um
banco ou financeira de sua preferência.
f) Tempo de funcionamento do gerador de energia no condomínio: neste campo indica-se
inserir o valor de 10 horas, tendo como uma base de operação o turno das 08:00 horas
da manhã às 18:00 horas.
g) Percentual (%) das lagoas secundárias ou esterqueiras revestidas em PEAD: neste
campo indica-se o percentual das esterqueiras que serão revestidas em lonas; o
percentual restante será calculado como esterqueira em solo compactado.
Terminada a inserção de dados nesta aba, clica-se no botão “avançar”, dando
continuidade na aba “PASSO – 2 Cadastro de Produtores e Plantel Animal”, como apresentado
na Figura 16.
Figura 16: Simulador: Aba Cadastro de produtores e plantel animal.
Nota: Elaborado pelo autor
Nesta aba apresentada, deverão ser preenchidos os dados de nome do produtor e plantel
53
de bovinos e suínos e seus respectivos dados conforme levantamento realizado a campo,
utilizando o formulário proposto na Figura 9. Os campos que estão em cor “cinza” deverão ser
alterados conforme levantamento realizado; caso não se disponha de tais dados, pode-se utilizar
os valores médios do projeto Ajuricaba, já acrescentados nas células. Ressalta-se que a
quantidade máxima de produtores rurais para inclusão de dados neste simulador, é de 50
participantes.
Ainda nesta mesma aba, como apresentado na Figura 17, é possível visualizar a
estimativa da produção total de dejetos produzidos diária e anualmente; o dimensionamento do
volume dos biodigestores; e os modelos de biodigestores a serem utilizados por produtor,
levando em consideração o seu potencial de produção. Nestes quadros foram utilizadas as
Equações 1, 2 e 3 para determinar o potencial de dejetos suínos e bovinos; e a Equação 4 para
determinar o volume dos biodigestores. Já para determinar o modelo do biodigestor a ser
utilizado por produtor rural, é levada em consideração a quantidade de dejetos produzida
mensalmente pelo plantel animal sendo ele: suíno; bovino; ou suíno + bovino.
Figura 17: Simulador: Cadastro de plantel - estimativa de produção de dejetos; biodigestores; modelos de
biodigestores.
Nota: Elaborado pelo autor
Na Figura 18 é apresentado o dimensionamento do volume das esterqueiras; a
estimativa de produção do volume diário e anual de biogás; a estimativa do aproveitamento do
biofertilizante; e a estimativa de produção de energia elétrica por produtor. Nestes quadros
foram utilizadas a Equação 5 para determinar o volume das esterqueiras ou lagoas secundárias;
as Equações 6 e 7 que determinam o volume potencial de produção de biogás para suínos e
bovinos; as Equações 1, 2 e 3, além de determinarem a estimativa de produção de dejetos
(suínos + bovinos), foram utilizadas no simulador para determinar a produção do biofertilizante,
contudo neste quadro é levado em consideração um fator percentual de aproveitamento do
biofertilizante, que é inserido na aba “PASSO 1. Cadastro de dados” como demonstrado na
Figura 15.
54
Figura 18: Simulador: Cadastro de plantel: estimativa vol. esterqueiras; volume de biogás; biofertilizante;
potencial de produção de energia por produtor.
Nota: Elaborado pelo autor
Terminada a inserção dos dados na aba de cadastro de produtores e plantel, dá-se
andamento clicando no botão “Avançar” novamente; o simulador apresenta então a aba
“Planilha de Investimentos”.
Figura 19: Simulador: Planilha de investimentos.
Fonte: ER.GB (2010).
55
Nesta aba são apresentados todos os investimentos relativos ao estudo abordado. Nela,
já se torna possível visualizar o início do trabalho de simulação de viabilidade da ferramenta,
pois são determinados por exemplo: se será instalado ou não o secador de grãos no condomínio;
a quantidade de kits de conversão de combustível para o posto que será adquirido no projeto.
Os valores apresentados na Figura 19, são relativos aos orçamentos do projeto Ajuricaba.
O resultado que define a quantidade de biodigestores está vinculado às fórmulas do
Excel, já programadas no simulador, e seu preenchimento é automatizado, assim como as
demais células na cor “cinza”. Contudo, existem alguns campos em cor “cinza”, que cabem a
alteração de seus valores, caso empreendam um projeto como o Ajuricaba; estes campos são os
seguintes: Mão de obra direta; encargos e leis sociais; construções em alvenaria; e o projeto
completo do gasoduto. Estes valores podem variar significativamente de região para região.
Os campos referentes a “potência do grupo gerador”, e “quantidade de geradores” de
energia que serão instalados na Micro Central Termelétrica, também se encontram
automatizados na planilha, os dados referentes a produção de energia por modelo de grupo
gerador, podem ser consultados na aba “Fonte – Base de Cálculos”.
Os dados referentes ao secador de grãos utilizado foram os mesmos do condomínio
Ajuricaba, onde o projeto do secador foi desenvolvido pela EMATER/RS e pela ASCAR -
Associação Sulina de Crédito e Assistência Rural. O secador tem capacidade de secagem de
500 sacas/dia e consumo estimado de 9.000 m³ de biogás/mês na fornalha do secador. Este
secador de grãos é de modelo misto, utiliza-se de energia solar e energia através da queima de
biogás na fornalha, como pode-se observar no esquema técnico elaborado.
56
Figura 20: Esquema técnico secador de grãos.
Fonte: ER.GB (2010).
Para os fins dos cálculos de investimento, o mesmo secador de grãos conta com um silo
para armazenamento, com a capacidade equivalente para 500 sacas.
Preenchidos os campos em amarelo na aba de investimentos, pode-se clicar no botão
“Avançar”, passando-se então à aba “Aplicações do biogás e receitas”, como apresentado na
Figura 21.
57
Figura 21: Simulador: Aba “Aplicações do biogás e Receitas”.
Fonte: ER.GB (2010).
Nesta aba, “aplicações do biogás e receitas”, é onde realiza-se grande parte do trabalho
de simulação no simulador. As células que deverão ser preenchidas serão as de cores amarelas,
já as células em cinza não há necessidade de alterações. Quando o manipulador do simulador,
não utilizar alguma modalidade de aplicação de biogás, como por exemplo: a demanda de
biogás no secador de grãos, deve-se zerar o valor na célula em amarelo, e também zerar os
valores referente ao secador de grão na aba “Planilha de Investimentos”.
Novamente, terminada a manipulação dos dados nesta aba, dá-se prosseguimento
clicando no botão “Avançar”, passando à aba “Depreciação”, conforme Figura 22.
Na aba guia de depreciação dos bens e serviços constam todos os investimentos em
equipamentos e serviços no projeto; nela, pode-se depreciar ou não o bem. Ressalta-se que os
serviços não são de caráter depreciável, apenas são incluídos nessa guia para acompanhar os
investimentos totais do projeto; sendo assim, ao inserir um serviço neste campo, o manipulador
do simulador, deve marcar o campo com o seguinte dizer: “NÃO” na coluna “equipamento com
depreciação”. Rolando a guia para a direita, pode-se visualizar o quanto (em unidade monetária)
o bem está depreciando ao longo do tempo. Relembrando que a depreciação dos bens tem um
horizonte máximo de planejamento de 20 anos.
58
Figura 22: Simulador: Planilha depreciação.
Nota: Elaborado pelo autor
Após conferência e eventual inserção de dados na guia das depreciações, dá-se
sequência clicando no botão “Avançar”, passando-se à aba “PLAN. Financiamento”, como
apresentado na Figura 23.
Figura 23: Simulador: Planilha de financiamento.
Nota: Elaborado pelo autor
Na aba de financiamento existem apenas quatro campos para preenchimento, que estão
dispostos na cor amarela. Na célula do capital próprio (R$), caso o capital a ser investido não
venha de financiamento, digita-se o valor que será aplicado de capital próprio nesta célula de
cor amarela; o prazo em meses para financiamento é de no máximo 252 meses, relativo aos 20
anos máximos estipulados para esta ferramenta (o mesmo pode ser alterado para valores
inferiores). Na célula de carência (meses), deve-se atribuir o valor do prazo necessário da
carência mais adequado e, por último, é no campo “sistema de amortização utilizado”, onde
59
faz-se a escolha do sistema de amortização a ser utilizado no simulador: o sistema PRICE ou o
SAC. A diferença entre ambos é que as prestações iniciais no sistema SAC são bem maiores
que no sistema PRICE; entretanto, vão decrescendo até atingirem valores bem inferiores ao do
sistema PRICE.
Uma vez preenchidos estes 4 campos, chega-se à aba “Planilha de Viabilidade”, como
mostra a Figura 24.
Figura 24: Simulador: Planilha de viabilidade.
Nota: Elaborado pelo autor
Nesta aba, deve-se apenas alterar os valores da projeção de inflação (IPCA), contido nas
células de cor “amarela”. Pode-se visualizar também nessa guia: a projeção dos fluxos de caixas
anuais ao longo dos 20 anos e os indicadores de viabilidade econômica e financeira do projeto.
Nesta aba ainda é inserida toda a metodologia contida no Capítulo 4.3 deste trabalho, nela são
utilizadas: as Equações 8 e 9 que determinam os pay-backs; a Equação 10 que determina o VPL
e a Equação 11 que determina o VAE ou VPLa; a Equação 12 que determina o IBC; e a Equação
13 que determina a TIR. Já para determinar a relação entre a TMA/TIR, é apenas realizada uma
divisão entre elas.
Terminado a visualização e o estudo dos indicadores, chega-se na aba “Relatório”, como
60
apresentado na Figura 25.
Figura 25: Parcela do relatório de viabilidade econômica gerado pelo simulador.
Nota: Elaborado pelo autor
Nesta aba, são demonstrados, para formato de impressão, todos os dados relativos do
projeto a serem estudados, como: informações básicas da bovinocultura e suinocultura; a
estimativa na produção de dejetos e de biogás por categoria animal; os modelos e quantidades
dos biodigestores a serem empregados; a estimativa do volume total das esterqueiras de solo
compactado e revestidas em lona PEAD; o tamanho total do gasoduto; os valores totais de
investimento por categoria; os custos e despesas fixas anuais; as estimativas das receitas
operacionais e os custos evitados; e os indicadores de viabilidade econômica e financeira.
Concluídos estes procedimentos, caso haja necessidade de alterações de dados para os
cálculos de: produção de dejetos e biogás; preços do biofertilizante; preços e dimensionamento
do grupo gerador de energia; e custo dos modelos dos biodigestores empregados, pode-se clicar
na aba “Fonte - Base de cálculos” para a manipulação destes dados. Ressalta-se que os dados
para produção de dejetos e biogás devem ser avaliados através de metodologias como as
apresentadas neste trabalho, pois existem várias metodologias distintas para este quesito.
Os resultados gerados por esta ferramenta de simulação, após um estudo de campo e
inserção dos seus dados, apresentam resultados confiáveis para determinar se um projeto, como
61
o caso Ajuricaba, é viável ou não para a sua implantação, fator este, trivial para incrementar
dentro do país um mercado voltado às fontes de renováveis. Ainda, se um projeto for
diagnosticado viável e implantado, deve-se ressaltar os ganhos ambientais obtidos com: o
tratamento dos dejetos gerados pela produção agropecuária destes produtores participantes do
projeto; a redução das emissões de gases do efeito estufa, decorrente do tratamento do dejeto
animal gerado nessas propriedades; a redução da poluição das águas e do solo nas áreas
próximas a estes condomínios de agroenergia; a economia de energia com a utilização do biogás
no condomínio e, ainda; as novas oportunidades de mercado (“marketing verde”) por parte
destas propriedades a partir da implantação do projeto.
Analisando sob a ótica da sustentabilidade, a geração de energia proveniente do biogás
representa ganhos para a sociedade, com: a melhora da qualidade de vida dos produtores; a
geração de empregos tanto no sistema fabril de máquinas quanto no sistema de comercialização
e instalação dos sistemas de biodigestão; e para o meio ambiente, ganhos com a redução de
emissões de gases do efeito estufa; a redução de combustíveis fósseis no campo, com a
utilização de tratores movidos à biometano.
62
6. CONCLUSÕES
O presente trabalho propôs criar uma ferramenta de análise de viabilidade econômica e
financeira que simule as aplicabilidades do biogás em condomínios de agroenergia, como o
caso Ajuricaba, visando demonstrar de maneira eficiente o cenário econômico e financeiro para
este tipo de empreendimento.
Buscando concretizar os objetivos deste trabalho, foram utilizadas as ferramentas de
coleta de dados como fundamentação teórica e análise de documentos da entidade (Itaipu
Binacional) e de parceiros ao empreendimento, como: investimentos na instalação dos sistemas
de biodigestão; investimentos na Micro Central Termelétrica; investimentos no secador de
grãos e posto de biometano, investimentos na instalação do gasoduto; e dados referentes à
produção do plantel animal. Assim sendo, os objetivos foram alcançados, uma vez que foi
possível desenvolver a ferramenta de simulação que demonstra cenários diversos para análise
dos investimentos de projetos similares ao projeto Ajuricaba.
Através das metodologias aplicadas na criação desta ferramenta, é possível: prever o
grau de risco do investimento do projeto ao longo do seu horizonte de planejamento; prever a
quantidade de biogás gerado; prever a destinação deste biogás gerado; prever os principais
investimentos; e prever as receitas inicialmente estabelecidas. Pode-se, portanto, estruturar os
dados de uma melhor maneira para cada novo projeto, com base na realidade de cada local,
podendo-se reduzir os custos do investimento para novos projetos, através da melhor
aplicabilidade do biogás e seus subprodutos.
Os resultados apresentados desse estudo podem ser utilizados na criação de novos
condomínios de agroenergia; criação de módulos de aulas em cursos relacionados às energias
renováveis; formulação de políticas e diretrizes públicas, a fim de subsidiar linhas de pesquisa
e desenvolvimento para o aperfeiçoamento de tecnologias do biogás; estudos econômicos do
biogás, além de propostas de linhas de crédito para pequenos produtores que venham buscar
informações para implantar em suas propriedades projetos de tratamento sanitário,
aproveitamento da biomassa residual e cogeração de energia, tendo em vista a economia de
custos gerada no processo, bem como os ganhos ambientais.
63
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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