V Workshop sobre Tecnologias em Agroind أ؛strias de ... V Workshop sobre Tecnologias em Agroind أ؛strias

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  • V Workshop sobre Tecnologias em V Workshop sobre Tecnologias em

    AgroindAgroind úústrias de Tuberosas Tropicaisstrias de Tuberosas Tropicais

    Aspectos Econômicos e EstratAspectos Econômicos e Estrat éégicos de gicos de ““ produprodu ççãoão”” de energia no Brasil de energia no Brasil

    Botucatu, 10 de maio de 2007

    Dr. Dr. ThiagoThiago RomanelliRomanelli CoordenadorCoordenador de Stewardshipde Stewardship

    Bayer CropScienceBayer CropScience

  • Fonte: Hall (1992)

    CRESCIMENTO POPULACIONAL E EVOLUCRESCIMENTO POPULACIONAL E EVOLU ÇÇÃO DO ÃO DO USO DE COMBUSTUSO DE COMBUSTÍÍVEIS FVEIS FÓÓSSEISSSEIS

  • Giampietro et al. (2005)

  • Cleveland (1999)

  • ENERGIA PRIMENERGIA PRIMÁÁRIA, PIB E MUDANRIA, PIB E MUDAN ÇÇAS NA INTENSIDADE AS NA INTENSIDADE ENERGENERGÉÉTICA (1981TICA (1981--1991) (%/ano)1991) (%/ano)

    E

    E∆ PIB

    (PIB)∆ I

    I∆

    Sul da Ásia 6.5 5.2 + 1.3

    Leste da Ásia 7.7 6.6 + 1.1

    América Latina 2.9 1.8 + 1.1

    África 4.1 2.7 + 1.4

    OCDE 1.4 3.7 – 2.3

    Energy in Developing Countries - A Sectorial Analysis, OECD/IEA, Paris (1994)

    Países em desenvolvimento ainda não saturaram o consu mo de fatores de produção, pois não atingiram os patamares dos desenvolvidos ⇒⇒⇒⇒ consumo de energia cresce mais que o PIB

  • LEIS DA TERMODINÂMICALEIS DA TERMODINÂMICA

    1ª lei - Princípio da Conservação de Energia A energia total existente sob diversas formas é invariável

    2ª lei - Lei da Entropia Irreversibilidade dos processos naturais

    Entropia ⇒⇒⇒⇒

    • índice de desordem de um sistema associado a degradação de energia • retrata energia indisponível

  • LEIS DA TERMODINÂMICALEIS DA TERMODINÂMICA

    Lei da Entropia

    Não serve unica e exclusivamente para conteúdo de energia, também aplica-se aos materiais

  • AnAn áálise de energialise de energia

    Estabelecimento dos fluxos de energia, identificand o

    sua demanda total, a eficiência energética refletid a

    pelo ganho líquido de energia e pela relação entre

    energia produzida pela energia empregada.

  • Porque?

    • Forma adequada para avaliar o nível de

    desenvolvimento da agricultura, analisando-se

    os fluxos de energia associados a esta atividade

    • Avaliar grau de sustentabilidade

    Pimentel (1980)

    AnAn áálise de energialise de energia

  • http://eroei.com/the_chain/eroei.html

    EROI

  • λ é o fator de qualidade para o i-ésimo combustível no tempo t Eo e Ec são os equivalentes caloríficos de entrada e saída de energia, respectivamente.

    http://eroei.com/the_chain/eroei.html

    EROI

  • Silva et al. (1987)

    BalanBalan çço energo energ éético da cultura do feijão para diferentes tipos tico da cultura do feijão para diferentes tipos de trade tra çção, Estado de São Paulo, 1981/82.ão, Estado de São Paulo, 1981/82.

    Item Tração animal Tração

    mecanizada-animal Tração mecanizada

    kcal/ha % kcal/ha % kcal/ha %

    Mão-de-obra 72.786,0 12,4 60.186,0 3,5 48.972,0 2,2

    Alimentação Animal 176.680,0 30,0 54.880,0 3,2 - -

    Semente 112.389,5 19,1 149.786,5 8,6 158.053,0 7,2

    Formulado (04-14-08) 219.225,0 37,2 298.146,0 17,2 333.222,0 15,3

    Defensivos - - 227.106,0 13,1 496.702,8 22,8

    Combustível e

    lubrificantes - - 915.135,0 52,9 1.115.490,0 51,2

    Depreciação máquinas

    e equipamentos 7.617,7 1,3 25.446,8 1,5 28.952,7 1,3

    Total Energia Injetada 588.698,2 100,0 1.730.696,3 100,0 2.181.392,5 100,0

    Energia Produzida 2.426.400,0 3.033.000,0 3.235.200,0

    Balanço Energético 1.837.701,8 3,12 1.302.303,7 0,75 1.053.807,5 0,48

  • BalanBalan çço energo energ éético da cultura do milho para diferentes tipos tico da cultura do milho para diferentes tipos de trade tra çção, Estado de São Paulo, 1981/82.ão, Estado de São Paulo, 1981/82.

    Silva et al. (1987)

    Item Tração animal Tração

    mecanizada-animal Tração mecanizada

    kcal/ha % kcal/ha % kcal/ha %

    Mão-de-obra 69.888,0 6,0 51.324,0 3,7 11.802,0 0,8

    Alimentação Animal 233.160,0 19,2 27.440,0 2,0 - -

    Semente 68.012,4 5,8 71.008,0 5,1 72.632,2 4,6

    Adubo cobertura (SA) 693.750,0 59,6 333.000,0 23,9 333.000,0 21,0

    Formulado (04-14-08) 105.228,0 9,0 192.918,0 13,8 236.763,0 14,9

    Combustível e

    lubrificantes - - 693.120,0 49,9 904.305,0 57,1

    Depreciação máquinas

    e equipamentos 4.505,75 0,4 21.757,9 1,6 25.416,6 1,6

    Total Energia Injetada 1.164.544,2 1.390.568,7 1.583.918,8

    Energia Produzida 7.364.400,0 9.747.000,0 10.830.000,0

    Balanço Energético 6.199.855,8 5,32 8.356.431,3 6,01 9.246.081,2 5,84

  • EFICIÊNCIA ENERGEFICIÊNCIA ENERGÉÉTICA E PRODUTIVIDADE TICA E PRODUTIVIDADE

    Serra et al. (1979)

  • Termodinâmica do Carvão

    • +… • Gases de Efeito Estufa • Impacto na paisagem • Contaminação de água • Remoção de pessoas • Extração usa petróleo

    EROI = 9����27

    1 BEP

    Swenson (2005)

  • Termodinâmica do Petróleo

    • Depende … • Pensilvânia? • Árábia Saudita? • Oceano?

    • + … • Impacto na paisagem • Gases de Efeito Estufa • Contaminação da água

    EROI = 10± Swenson (2005)

  • EROI = 4���� 12

    • + … • Exaustão da fonte • Jazidas com baixa

    concentração • Manter resíduos por 10000+

    anos

    … Como valorar 1,000+ anos de aterros?

    Termodinâmica da Energia Nuclear

    Swenson (2005)

  • EROI = 3

    Termodinâmica da Areia Betuminosa

    • +… • Gases de Efeito Estufa • Impacto na paisagem • Contaminação de água • Extração usa gás natural

    Swenson (2005)

  • EROI = -½

    Termodinâmica do Hidrogênio

    Swenson (2005)

  • + pode ser melhorada

    EROI = 10����30

    Termodinâmica da Energia PV

    Swenson (2005)

  • EROI = 40����120

    Termodinâmica da Energia PV – thin film

    Swenson (2005)

  • EROI = 80����240

    Termodinâmica da Energia Eólica

    Swenson (2005)

  • Thomas Edison (1847-1931)

    “I'd put my money on the sun and solar energy. What a source of power! I hope we don't have to wait 'til oil and coal run out before we tackle that.”

    • www.ThomasEdison.com

    E os materiais necessários para concentrar e distribuir

    a energia solar???

  • Como adiar o fim do petróleo?? Aumentar a eficiência de uso?

  • William Stanley Jevons 1835-1882

    Paradoxo de Jevons

    O Paradoxo de Jevons reza que melhorias

    tecnológicas melhoram a eficiência de uso da fonte

    de energia, porém o consumo total tende mais a

    crescer que diminuir.

    O Paradoxo de Jevons implica que a introdução de

    tecnologias energeticamente eficientes pode no total

    aumentar o consumo de energia.

    http://www.absoluteastronomy.com/encyclopedia/j/je/jevons_paradox.htm

    ↑↑↑↑ Eficiência →↑→↑→↑→↑ Carvão →→→→ ↑↑↑↑ Oferta →→→→ ↓↓↓↓ Preço →↑→↑→↑→↑ Uso

    Sinto muito!!!

  • O que é uma fonte de energia?

    Um meio que resulte na disponibilização de energia em qua ntidade maior do que a demandada pelo processo

    IssoIsso bastabasta ????

  • Najam e Cleveland (2003)

  • Najam e Cleveland (2003)

  • EcoEco ssistemassistema EcoEco nomianomia

    f(Material,Energia)

    Sistemas econômicos são sistemas termodinâmicos

    Economia e Termodinâmica

  • 321 aaa RLKQ =

    2 0

    1 03

    aa a

    LK

    Q R =

    Função Cobb-Douglas

    Q = output por tempo K = capital R = recursos naturais L = mão-de-obra a1,a2,a3 = parâmetros fixados

    Economia e Termodinâmica

  • “Exercícios com papel e caneta tem levado à aceitaçã o

    dos mesmos sem nenhuma preocupação com a relação

    deles para com os fatos ”

    Georgescu-Roegen (1979)

    Economia e Termodinâmica

  • “Na sua dimensão física a economia é um subsistema aberto ao

    ecossistema - este é finito, estático e fechado em termos materiais. A

    medida que o subsistema cresce ele incorpora uma proporção ainda

    maior do ecossistema total e deve atingir seu limite. Portanto o

    crescimento não é sustentável. O termo “crescimento sustentável”

    quando aplicado à economia é autocontraditório como prosa e

    equivocado como poesia”.

    Valuing the Earth: Economics, Ecology, Ethics Daly e Townsend (1993)

    Economia e Termodinâmica

  • EcoEco ssistemassistema

    EcoEco nomianomia

    Fluxos de material e energia

    Convergência de recursos

    Economia e Termodinâ