Post on 04-Dec-2014
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BIOGÁS NO CONTEXTO DO PLANEJAMENTO ENERGÉTICO NACIONAL
Empresa de Pesquisa EnergéticaUma Empresa do Ministério de Minas e Energia
Ministério de Minas e Energia
GOVERNO FEDERAL
Superintendência de Estudos Econômico-Energéticos
POTENCIAL, ECONOMICIDADE E MERCADO DE MÉDIO E LONGO
PRAZO
Rio de Janeiro, junho de 2014
Biogás no Planejamento Energético NacionalEstudos de Bioenergia Residual
Portfólio de Portfólio de ações custo ações custo efetivas de efetivas de bioenergia bioenergia
para o Brasilpara o Brasil
PRÓXIMO PASSO
Biogás no Planejamento Energético NacionalBioenergia na Matriz Brasileira
Fonte: BEN 2013 Fonte: PDE 2022
Matriz Energética 201226,6% de participação de
bioenergia na oferta primária de energia
Matriz Energética 202226,5% de participação de
bioenergia na oferta primária de energia
Participação da bioenergia permanece praticamente constante
apesar do crescimento de mais de 60%
Somente a biomassa de cana apresenta potencial?
Quais outros tipos de biomassa poderiam entrar na matriz?
Tem relevância?Há biomassa potencial que possa
substituir a lenha?São competitivos?
120Mtep120
Mtep75
Mtep75
Mtep
Biogás no Planejamento Energético NacionalContexto para Análises de Bioenergia
Motivadores da Bioenergia no Brasil O Brasil sempre foi e continuará uma potência de biomassa
• Agropecuária• Cana-de-açúcar• Florestas• Resíduos Urbanos
Cadeia Industrial de Bioenergia Estruturada• Experiência nacional da indústria para a bioenergia• Experiência em desenvolvimento de negócios de bioenergia
Políticas de resíduos regulamentadas recentemente• Além de grande produtor de biomassa residual políticas de resíduos regulamentadas
recentemente obrigam o aproveitamento dos resíduos quando viável técnica e economicamente (PNSB e PNRS)
• Isso tem como consequência a realização de necessárias análises de viabilidade técnica e econômica do aproveitamento energético de resíduos
Potência na biotecnologia• Além de grande produtor de biomassa residual políticas de resíduos regulamentadas
recentemente obrigam o aproveitamento dos resíduos quando viável técnica e economicamente (PNSB e PNRS)
Biogás no Planejamento Energético NacionalOferta de Biomassas no Brasil
Possibilidades de Biomassas mais Adequadas Biomassa Dedicada ( Culturas Energéticas, óleos vegetais)
• Necessita de novas áreas de plantio
• Competição com a produção de alimentos
Biomassa Residual (Lixo, Esgoto, Resíduos Agrícolas, pecuários, agroindustrial, resíduos vegetais oleaginosos )• Necessitam de tratamento
• Já apresentam custos de tratamento ou destinação
• Não necessitam de área exclusiva de plantio
• Grande produção no Brasil
• Diversas políticas regulamentadoras
Biogás no Planejamento Energético NacionalOferta de Bioenergias a partir da Biomassa Residual
Possibilidades de Energéticos mais Adequados Biocombustíveis líquidos
• Diversas possibilidades de energéticos (etanol de 1ª e 2ª geração, biodiesel, bioquerosene, butanol, etc) e diversas possibilidades de rotas de conversão (fermentação, esterificação, hidrólise, gasificação, pirólise, etc)
• Usos como combustíveis veiculares na maioria dos casos
• Em geral apresentam a vantagem de serem “drop-in”
Biocombustíveis gasosos• Possibilidades mais limitadas de energéticos (biogás, biometano, gás de síntese) e de rotas de
conversão (digestão anaeróbica e gasificação)
• Em geral como substitutos do gás natural (necessidade de tratamento) ou de combustíveis líquidos (necessidade de adequação tecnológica) em diversos usos (combustíveis veiculares, geração elétrica, combustíveis térmicos, etc)
Biocombustíveis sólidos • Possibilidades mais limitadas de energéticos (biomassa crua, densificada ou processada) e
diversas rotas de conversão/densificação (peletização, briquetagem, torrefação, pirólise, etc)
• Uso em geral como combustíveis térmicos (em substituição a fósseis) com alguima necessidade de adequação tecnológica e para geração de eletricidade
Biogás no Planejamento Energético NacionalO que e os porquês de priorizar
Critérios de Decisão da Análise de Potencial A biomassa residual apresenta grande produção
• O Brasil é grande produtor agropecuário e com grande população urbana (consequente grande produção de resíduos urbanos) isso leva a uma grande produção de biomassa residual que não necessita de área de plantio nova e que precisa ser tratada
Necessidade de atendimento às políticas de resíduos regulamentadas recentemente• O atendimento das políticas de resíduos cria diversas oportunidades para a biomassa residual
Os energéticos derivados da bioenergia devem ser flexíveis e “drop-in”• Os energéticos de biomassa devem ser de aplicáveis aos sistemas e infraestruturas já existentes
ou apresentar pequeno grau de modificação em relação aos mesmos As tecnologias de conversão devem apresentar tecnologia já dominada e
comercialmente viável• A utilização de tecnologias já comerciais ajuda a alavancar o uso da bioenergia
Análises alinhadas às ações já em andamento• Diversos programas de bioenergia em andamento: Estratégico 14 da ANEEL, programa de
Itaipu de biogás, Programa Paulista de Biogás, Política de Gás Natural renovável no Rio de Janeiro, entre outros.
PONTOS FORTES PONTOS FRACOS
AMEAÇASOPORTUNIDADES
Biogás no Planejamento Energético NacionalAnálise SWOT da Bioenergia Residual
Todos esses pontos devem ser avaliados de
maneira integrada, através da metodologia
de Avaliação de Impacto, para uma melhor decisão
sobre alternativas de incentivo
Biogás no Planejamento Energético NacionalContexto do Setor de Resíduos X Contexto do Setor Energético
Consumo de Energia
Produção de Resíduos
Destinação final
Produção de Energia
Transmissão e Distribuição de Energia
Recursos Energéticos
Coleta de ResíduosTransporte
Transbordo/Triagem
Aproveitamento Energético de
Resíduos
Oferta Descentralizada de
Energia
Biogás no Planejamento Energético NacionalProcesso de Avaliação
Biogás no Planejamento Energético NacionalAnálises de Potencial - ano base 2012
Tipos de Resíduos AnalisadosResíduos Sólidos Urbanos
Fonte: IBGE
QUANTIDADEQUANTIDADE COMPOSIÇÃOCOMPOSIÇÃO
67 milhões de toneladas
56% Matéria orgânica36% Recicláveis
8% Outros
POTENCIAL ENERGÉTICO
1.350 mil tep – 4,3 milhões de m³/diaConcentrado em áreas de grande população
Biogás no Planejamento Energético NacionalAnálises de Potencial - ano base 2012
Tipos de Resíduos Analisados Resíduos Agrícolas
Legenda
Limite_UF
Energia Primária Disponível
GJ
0,000000 - 125000,000000
125000,000001 - 350000,000000
350000,000001 - 650000,000000
650000,000001 - 1000000,000000
1000000,000001 - 1750000,000000
1750000,000001 - 2500000,000000
2500000,000001 - 4000000,000000
4000000,000001 - 6000000,000000
6000000,000001 - 9000000,000000
9000000,000001 - 30630871,126152
DISPONIBILIDADEDISPONIBILIDADE QUANTIDADEQUANTIDADE
40% da biomassa, 60% da biomassa
fica no campo
120 milhões de toneladas em
base seca
POTENCIAL ENERGÉTICO
15.500 mil tep – 47,8 milhões de m³/diaMais de 80% do potencial está nos resíduos de milho e soja as duas maiores culturas de grãos
PCIPCI
Fator de metanização médio de 150
m³/t
Biogás no Planejamento Energético NacionalAnálises de Potencial - ano base 2012
Tipos de Resíduos AnalisadosResíduos da Pecuária
Legenda
Limite_UF
Potencial de Biogás Pecuário
GJ
0,000000 - 43407,101635
43407,101636 - 97545,777355
97545,777356 - 173287,378215
173287,378216 - 286759,126784
286759,126785 - 445165,598427
445165,598428 - 652845,133622
652845,133623 - 970793,103653
970793,103654 - 1486808,795972
1486808,795973 - 2476443,456950
2476443,456951 - 4012577,724252
QUANTIDADEQUANTIDADE
320 milhões de toneladas
POTENCIAL ENERGÉTICO
11.100 mil tep – 35,4 milhões de m³/dia62,5% do potencial está nos resíduos de aves. Só
foram considerados rebanhos confinados.
FATOR DE METANIZAÇÃO
FATOR DE METANIZAÇÃO
Fator de metanização médio de 50 m³ de CH4/t
Biogás no Planejamento Energético NacionalAnálises de Potencial - ano base 2012
Tipos de Resíduos AnalisadosResíduos da Sucroalcooleiros
QUANTIDADEQUANTIDADE
350 milhões de m³ de vinhaça e 115
milhões de toneladas de palhiço
POTENCIAL ENERGÉTICO
4.350 mil tep – 13,8 milhões de m³/dia62,5% do potencial está nos resíduos de aves. Só
foram considerados rebanhos confinados.
FATOR DE METANIZAÇÃO
FATOR DE METANIZAÇÃO
Fator de metanização médio de 4 m³ de CH4/m³ e
de 150 m³/t
Biogás no Planejamento Energético NacionalAnálises de Potencial - ano base 2012
Biogás no Planejamento Energético NacionalAlternativas Tecnológicas
Cadeias do Biogás
Biogás
ELETRICIDADE
CALOR
BIOMETANO
Biogás no Planejamento Energético NacionalAnálises de Potencial - ano base 2012
Legenda
limite_uf
Potencial Econômico de Biogás
mil m³
0,000000
0,000001 - 10672,560000
10672,560001 - 21345,120000
21345,120001 - 28460,160000
28460,160001 - 39132,720000
39132,720001 - 49805,280000
49805,280001 - 64035,360000
64035,360001 - 85380,480000
85380,480001 - 120955,680000
120955,680001 - 188548,560000
Potencial Econômico
26282628
232232
Biogás no Planejamento Energético NacionalModelos de Negócios e Competitividade
Condicionantes Disponibilização dos Resíduos Propriedade e disponibilização da Biomassa
• A questão da propriedade da biomassa e disponibilização é fundamental para o desenvolvimento do potencial.
Logística• A cadeia logística, com respectivo custo, também é de fundamental importância para qualquer
empreendimento de bioenergia. No caso dos resíduos agrícolas foi considerada uma distância máxima de 50km.
Biofertilizantes Rural
• Para os empreendimentos rurais é natural a consideração do tratamento do composto para utilização como biofertilizante.
Urbano• A consideração do uso do biofertilizante a partir da biodigestão de RSU não é tão óbvia, pois os
resíduos são mais heterogêneos, necessitam de maior tratamento e maior custo logisticopara a disponibilização dos mesmos em zonas rurais.
• É necessário que esse composto quando não utilizados seja destinado a aterros.
Biogás no Planejamento Energético NacionalModelos de Negócios e Competitividade
CondicionantesFinanciamento Condições da linha de renováveis do BNDES
• 16 anos, 4,5% de juros ao ano e 90% de financiamento Necessário para remoção da barreira de capital
• Financiamento atrativo, além da evidente remoção da barreira de capital, torna-se importante principalmente para o biogás urbano uma vez que a opção padrão para os RSU é o aterro que tem somente 40% do investimento no início.
Custos de tratamento das biomassas Taxa de tratamento do lixo e custos de tratamento de resíduos da pecuária
• A taxa de tratamento dos resíduos deve ser considerada como receita para os empreendimentos. O mesmo ocorre com os resíduos da pecuária.
Valoração dos recicláveis• Para o caso específico dos resíduos urbanos a valoração dos materiais recicláveis ou da energia
conservada através da reciclagem pode ser uma fontes de receita no empreendimento em um determinado modelo de negócio.
Biogás no Planejamento Energético NacionalAnálises de Potencial
Premissas para as análises econômicasFINANCEIRASFINANCEIRAS
TMA – 10%Juros – 4,5%
Financiamento – 16 anosEquity – 10%
RURAISRURAIS
Biomassa Agrícola – R$/t 125Biomassa Pecuária – R$/t -50
URBANOSURBANOS
Taxa de Tratamento de RSU - R$/t – 50Energia Conservada – R$/MWh 113
Biodigestão elétrica – 1MW, 35% de eficiência, FC de 90%, investimento de
MR$ 16 Redução da TUST e TUSD – 50%
Biodigestão elétrica – 1MW, 35% de eficiência, FC de 90%, investimento de
MR$ 45Redução TUSD e TUST – 100%
Biodigestão para biometano – 190m³/h de bio-CH4, 70% de eficiência de
purificação, investimento de MR$ 16
Biodigestão para biometano – 190m³/h de bio-CH4, 70% de eficiência de
purificação, investimento de MR$ 45
GERAÇÃO DE ELETRICIDADE
PRODUÇÃO DE BIOMETANO
Investimentos alemães 15% dos utilizados
(http://web-resol.org/cartilhas/giz_-
_guia_pratico_do_biogas_final.pdf)Foi considerada uma sensibilidade
de 50%
Investimentos alemães 15% dos utilizados
(http://web-resol.org/cartilhas/giz_-
_guia_pratico_do_biogas_final.pdf)Foi considerada uma sensibilidade
de 50%
Biogás no Planejamento Energético NacionalModelos de Negócios e Competitividade
Rural – biogás para geração elétrica
ELETRICIDADE X TARIFA MÉDIA
R$/MWh
Biogás no Planejamento Energético NacionalModelos de Negócios e Competitividade
Rural – biogás para produção de biometano
BIOMETANO X DIESEL
BIOMETANO X GNV
R$/l e R$/m³
R$/m³
Biogás no Planejamento Energético NacionalModelos de Negócios e Competitividade
Urbano – biogás para geração elétrica
ELETRICIDADE X TARIFA MÉDIA
R$/MWh
Biogás no Planejamento Energético NacionalModelos de Negócios e Competitividade
Urbano – biogás para produção de biometano
BIOMETANO X DIESEL
BIOMETANO X GNV
R$/l e R$/m³
R$/m³
Biogás no Planejamento Energético NacionalModelos de Negócios e Competitividade
Principais Modelos de Negócios
Garante fluxo de caixa, diminui aversão ao risco e facilita financiamentos• Na eletricidade em geral são entendidos somente através dos leilões centralizados (PPA). Mas
podem ser realizados através de contratos bilaterais e mesmo em esquemas de autoprodução ou compensação de energia.
• Para o biometano a principal modalidade e a injeção na rede de gás natural, para isso é preciso competitividade e acesso à rede. Outra opção que deve ser considerada é a utilização como combustível veicular em frotas, principalmente no caso urbano, além dos esquemas de autoconsumo.
Compra Garantida
Esses arranjos devem buscar a redução dos custos para prefeituras e ajudar no cumprimento da PNRS• O melhor arranjo é o de uso de biometano na frota de coleta de lixo. Com condições de
financiamento como as do Fundo Clima e com o desenvolvimento de projetos (e consequente redução dos custos) haverá redução de gastos com tratamento de lixo nas cidades.
• Para a eletricidade a compensação seria o melhor arranjo.
Arranjos com prefeituras
Biogás no Planejamento Energético NacionalModelos de Negócios e Competitividade
Principais Modelos de Negócios
A utilização ou venda do biofertilizante é um fator de aumento da rentabilidade dos projetos de biogás rural• A valorização do composto aumenta a competitividade em aproximadamente 20% para
plantas rurais.
Uso do biofertilizante
As plantas de vinhaça aproveitam a já estruturada cadeia de bioenergia do setor sucroalcooleiro• A integração energética do biogás/biometano na respectiva unidade aumentaria os fluxos
excedentes de energia• O uso do biometano na frota de caminhões tende a ser mais rentável.
Plantas de Vinhaça
A valorização da energia conservada através da reciclagem de materiais
Esquemas de valorização de recicláveis
Biogás no Planejamento Energético NacionalModelos de Negócios e Competitividade
Considerações – Pontos de desenvolvimento Adequação jurídico-regulatória
• Esquemas de compensação seriam mais interessantes com o “virtual net metering” (http://www.aneel.gov.br/aplicacoes/consulta_publica/detalhes_consulta.cfm?IdConsultaPublica=256)
• O biometano ainda precisa de regulamentação. A regulamentação do biometano mitiga riscos e facilita o desenvolvimento de projetos garantindo a uniformidade do biometano para as diversas realidades do Brasil.
Logística das biomassas• A resolução da logística da biomassa é fundamental. No caso urbano a correta coleta e logística de
recicláveis é fundamental. Para o caso rural a coleta de resíduos agrícolas, e decisão de localização das unidades são fatores primeiros na decisão.
Biofertilizante para as zonas rurais• Necessidade de especificação e padronização do biofertilizante para comercialização.
Coordenação dos agentes• Dada a grande diversidade de quantidade e níveis dos agentes envolvidos uma correta coordenação é
necessária. Diferentes barreiras impedem ainda a penetração: desconhecimento, custos de transação, objetivos conflitantes de diferentes agentes em diferentes fases da cadeia.
• A estruturação da indústria de equipamentos e serviços também é fator importante para um desenvolvimento ótimo deste potencial.
Esquemas de financiamento• Linhas com condições atrativas e de fácil acesso são condições essenciais para o desenvolvimento desse
potencial.
Biogás no Planejamento Energético NacionalOferta de Biometano no Longo Prazo
Biometano combustível e biometano equivalente para
geração de eletricidade
Biogás no Planejamento Energético NacionalConsiderações Finais
Considerações sobre o Aproveitamento Energético de Resíduos A eletricidade ainda apresenta baixa competitividade, apesar de ter nichos de
mercados específicos• A competitividade da eletricidade foi inferior contudo há nichos de viabilidade, dependendo das
características locais (disponibilidade e tipo de resíduos e tipo de consumidor)
O biometano para uso veicular é o que apresenta maior competitividade• Apesar da adequação de frotas o biometano para uso como combustível veicular é o modelo que apresenta
melhor remuneração do investimento
No setor rural o biofertilizante pode ser fator importante de aumento da competitividade• Dado que há grande demanda por fertilizante no meio rural é importante que sejam criadas condições para
o aproveitamento dos biofertilizantes produzidos no processo da biodigestão.
No setor urbano a valoração dos recicláveis e da energia conservada pelos recicláveis é fator fundamental no aumento da rentabilidade• A remuneração possível com a energia conservada pela destinação correta dos recicláveis é fator de grande
impacto na viabilidade dos projetos. É preciso que sejam estruturadas as cadeias logísticas e modelos de negócio que viabilizem estes fluxos.
Os benefícios do aproveitamento desse potencial são multidimensionais• O aproveitamento desse potencial apresenta benefícios diretos em diferentes dimensões: econômica
(aumento da competitividade e estruturação de uma nova cadeia industrial), ambiental (mitigando os impactos de má destinação de resíduos) social (renda e empregos)
OBRIGADOLuiz Gustavo Silva de Oliveira
luiz.oliveira@epe.gov.br
Empresa de Pesquisa EnergéticaUma Empresa do Ministério de Minas e Energia