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Perspectivas de incremento do
desempenho da cadeia produtiva do
etanol de cana-de-açúcar
Luiz A. Horta Nogueira
UNIFEI, Itajubá
III Workshop INFOSUCRO
sobre Economia do Bioetanol e Indústria Sucroenergética
Instituto de Economia, UFRJ, novembro de 2010
Perspectivas de incremento do desempenho da cadeia produtiva do etanol de cana-de-açúcar
L.A. Horta Nogueira, INFOSUCRO, 2010 2
Objetivo
explorar o impacto de novas tecnologias sobre o
desempenho energético e ambiental da produção de
etanol de cana-de-açúcar
Roteiro:
1. Uso de biocombustíveis na lavoura e no transporte
de cana.
2. Incremento da escala das usinas de açúcar e etanol
3. Adoção de modais mais eficientes para o transporte
do etanol
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1. Uso de biocombustíveis na lavoura e no
transporte de cana
O consumo de diesel nas atividades agrícolas e no transporte da cana corresponde a aproximadamente 40% do custo energético dessa matéria prima.
operações
agrícolas e
colheita
15%
transporte
17%
fertilizantes
26%
Outros
41%
3%5%
2%
12%
17%
3%
calcário
herbicida e pesticidas
mudas
equipamentos agrícolas
produtos químicos e lubrificantes
prédios e equipamentos
Balanço energético da produção de
etanol de cana-de-açúcar
(Macedo e Leal, 2005)
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1. Uso de biocombustíveis na lavoura e no
transporte de cana
Durante as primeiras fases do Proálcool foram estudadas alternativas para substituir o diesel, basicamente por duas rotas tecnológicas e com resultados limitados:
aditivação do etanol com melhoradores da cetanagem e da lubricidade visando sua utilização puro ou em misturas com diesel em motores do ciclo Diesel;
conversão dos motores diesel para uso de etanol hidratado (“ottolização”), reduzindo sua taxa de compressão e incorporando sistemas de ignição por centelha.
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Mais recentemente:
foram desenvolvidos motores capazes de utilizar etanol hidratado em ciclos Diesel de alto desempenho,
o biodiesel vem sendo extensamente adotado e desde janeiro de 2010, todo o diesel veicular comercializado no Brasil possui 5% de biodiesel.
1. Uso de biocombustíveis na lavoura e no
transporte de cana
Motor Diesel com injeção eletrônica
para etanol hidratado aditivado
(270 CV)
(Scania, 2008)
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Para estimar os consumos e as emissões associadas ao biodiesel foram adotados os resultados de um estudo considerando diferentes matérias (Nogueira, 2008). Para o etanol foram adotados os valores de Seabra e Macedo, 2008.
Propriedades e parâmetros adotados para o diesel e os biocombustíveis puros
Combustível
Poder calorífico inferior
(MJ/kg)
Densidade
(kg/L)
Consumo de energia fóssil
(MJ/L)
Fator de emissão de GEE
(kg CO2/L)
diesel convencional 42,3 0,84 41,22 2,489
biodiesel metílico de soja 39,5 0,92 11,16 1,019
biodiesel metílico de sebo 37,5 0,92 5,50 0,469
biodiesel metílico de palma 39,8 0,92 10,53 0,796
biodiesel etílico de palma 39,8 0,92 7,40 0,250
biodiesel etílico de sebo 37,5 0,92 2,25 0,135
etanol hidratado 26,4 0,79 2,71 0,257
1. Uso de biocombustíveis na lavoura e no
transporte de cana
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Foram estudados cinco cenários de uso de combustíveis, utilizando dados de consumo representativos para as unidades produtoras no Centro-Sul (Seabra, 2008).
Combustível Consumo
(L/ha)
Cenário de referência, diesel convencional 230
Cenário 1: B5 atual (85% biodiesel metílico de soja e 15% de sebo) 227
Cenário 2: B5 melhorado (85% biodiesel metílico de palma e 15% de sebo) 225
Cenário 3: B100 otimizado (85% biodiesel etílico de palma e 15% de sebo) 225
Cenário 4: E100 (etanol hidratado aditivado) 392
1. Uso de biocombustíveis na lavoura e no
transporte de cana
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Levando em conta os diferentes rendimentos e densidades energéticas , foi possível estimar para cada cenário a relação energia produzida/energia fóssil e as emissões de GEE.
1. Uso de biocombustíveis na lavoura e no
transporte de cana
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2. Incremento da escala das usinas de
açúcar e etanol
Induzido pelo fator de escala nos custos dos bens de capital, a expansão da produção canavieira tem se associado ao aumento da moagem anual das usinas.
Considerando as duas últimas safras na região Centro-Sul, a capacidade média de moagem cresceu 9,5%. Assim, interessa conhecer o efeito desse aumento sobre os custos energéticos no transporte de cana, que correspondem à 17,5% do consumo energético na etapa agrícola.
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Para avaliar o impacto da capacidade de moagem e portanto da distância de transporte da matéria prima, se adotou como variável o adensamento médio, que relaciona a área cultivada com cana e a área correspondente ao raio médio de transporte da cana.
2
transp
ref
2
R3.π.
AC 0,01.
e transportde médio raio pelo totalÁrea
canaviaisemÁreaAM
2. Incremento da escala das usinas de
açúcar e etanol
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O incremento da distância de transporte da matéria prima com a escala da planta pode ser parcialmente atenuado com um maior adensamento. Como referência para a figura abaixo, se considerou uma usina moendo 2,27 Mtc/ano, R=23 km, com um consumo de 36,8 MJ/tc (Seabra, 2008).
2. Incremento da escala das usinas de
açúcar e etanol
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A expansão da produção tem estimulado investimentos na cadeia logística do etanol, com impacto em seus indicadores energéticos.
Dutos existentes e em projeto
para o transporte de etanol no
Centro-Sul brasileiro
(Scandiffio, 2009)
3. Adoção de modais mais eficientes para
o transporte do etanol
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A partir da modelagem do desempenho de diferentes modais foi possível estimar o consumo energético e a emissão de GEE associados ao transporte de 1 m3 de etanol por 1000 km.
3. Adoção de modais mais eficientes para
o transporte do etanol
Emissão de GEE no transporte de etanol
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4. Conclusões
As novas tecnologias veiculares, permitindo o uso de biocombustíveis em tratores e caminhões utilizados na lavoura e no transporte da cana, bem como a adoção de modais mais eficientes para a movimentação do etanol permitem manter a trajetória de ganhos de produtividade, melhorando índices energéticos e ambientais da agroindústria do etanol de cana-de-açúcar.
O crescimento da escala de produção das usinas deve ser considerado do ponto de vista energético, eventualmente compensando os maiores volumes de matéria prima processada com um maior adensamento dos canaviais no
entorno da usinas.
Esse trabalho foi realizado com o apoio do CTBE e CGEE, 2010.
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Muito obrigado.
L. A. Horta Nogueira
Universidade Federal de Itajubá
Minas Gerais, Brasil
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