2

BIOENERGIA:

Cenários, Necessidades e Perspectivas

Foco Setor Sucroenergético

Aspecto Tecnológico

III WORKSHOP DO INFOSUCRO

Paulo Augusto Soarespaulo.soares2@dedini.com.br

Instituto de Economia / IE-UFRJ26 de Novembro de 2010

33

CONCEBER E DESENVOLVER

SOLUÇÕES

DEFINIR / ESPECIFICAR /

DETALHAR SOLUÇÕES

EXECUTAR

SOLUÇÕES

COMISSIONAR E GARANTIR

SOLUÇÕES

-TECNOLOGIA-ENGENHARIA DE PROCESSO

-ENGENHARIA BÁSICA-ENGENHARIA EQUIPAMENTOS-ENGENHARIA DE DETALHE

-FABRICAR-INSTALAR-MONTAR

-POSTA EM MARCHA-DESEMPENHO-ASSISTÊNCIA TÉCNICA

O SETOR SUCROENERGÉTICO BRASILEIRO DOMINA TODOS OS ESTÁGIOS DA TECNOLOGIA AGRICOLA E INDUSTRIAL DESDE A: PESQUISA, ENGENHARIA, PRODUÇÃO, OPERAÇÃO E COMERCIALIZAÇÂO.

4

• Desenvolvimento básico em parceria(escala laboratório);

• “Scale up” de laboratório para escala piloto;

• “Scale up” piloto para plantas demonstração/industriais;

• Transferência e absorção de tecnologias externas;

• Plantas de demonstração (semi-industriais);

• Engenharia de processo e básica;

• Engenharia de controle de processos;

• Engenharia de detalhamento;

• Estudos de Viabilidade;

• Partidas de Plantas;

• Assistência técnica.

5

• Projetos Completos (Green Field);

• Projetos Chave na Mão (Turn Key);

• Engenharia, Fabricação, Suprimentos e Construção (EPC);

• Fabricação de Equipamentos;

• Peças de Reposição;

• Assistência Pós – Venda;

• Desenvolvimento.

6

Projeto, fabricação e montagem de acordo com as necessidades do cliente

Padrões ISO e GMP – Boas Práticas de Engenharia para todos os clientes

7

Os atualizados princípios e valores da EMPRESA são as ferramentas que

possibilitam a implementação de práticas sustentáveis em todas as atividades

de nosso negócio, baseados em padrões internacionais como a ISO14000

(Norma Ambiental) e SA8000 (Responsabilidade Social).

Os principais pilares destas ações são:

Programa de apoio social;

Projetos de redução do consumo de água / energia / insumos;

Redução de efluentes: objetivo é “zero efluentes”;

Tecnologia atualizada em nossos produtos;

Mente aberta para tecnologias inovadoras e sustentáveis;

Visão de longo prazo nos negócios.

88

PASSADO: A tecnologia Brasileira atendeu com capacitação e competitividade às

necessidades das atividades agrícolas e industriais do setor sucroalcooleiro,

atingindo um nível de liderança tecnológica mundial, inclusive com a exportação de

produtos, bens e serviços para diversos países.

FUTURO (Médio a Longo Prazo): Para atender às demandas dos cenários

futuros, considerando que os biocombustíveis deverão ser utilizados em altas

proporções em substituição aos fósseis, teremos de investir em tecnologia e

engenharia, na qualidade e capacitação de pessoal e na ampliação / diversificação /

otimização do atual parque agroindustrial do setor sucroenergético.

PRESENTE E FUTURO PRÓXIMO: A industria nacional tem todas as

condições para atender às demandas do mercado interno, adotando altos níveis de

sustentabilidade sócio-ambiental e econômica na nova atividade sucroenergética.

Ao mesmo tempo, podemos assumir compromissos internacionais, garantindo o

abastecimento de programas de combustíveis renováveis de outros países sem

interferir com a geração de alimentos ou causar desmatamentos no nosso país.

ESTE É O NOSSO DESAFIO: CAPACITAR COM QUALIDADE

QUALIDADE = CONHECIMENTO + SEGURANÇA INSTITUCIONAL

99

Arabia Saudita¹ - Fóssil

• 264 bilhões de barris óleo

21% das reservas

mundiais

USA¹ - Fóssil

• 238 bilhões ton. carvão

29% das reservas

mundiais

Russia¹ - Fóssil

• 43 trilhões Nm³ gás natural

23% das reservas

mundiais

Brasil² - Renovável

• 355 milhões de ha. terra arável

25% das reservas

mundiais

Sources: 1 - BP – Statistical Review of Energy 2009 2 – UNICA/Brenco 2007

10

A VISÃO ENERGÉTICA DA CANA-DE-AÇÚCAR

2,54 x 106 kJ

2,50 x 106 kJ

2,14 x 106 kJ

7,18 x 106 kJ

1 T CANA LIMPA ≅ 1,2 T CANA INTEGRAL

AÇÚCARES

153 KG

BAGAÇO(50% UMIDADE)

276 KG

PALHIÇO (*)

(15% UMIDADE)

165 KG

NO CAMPO

7,18 x 106 kJ

1,2 BARRIS PETRÓLEO

1 BARRIL DE PETRÓLEO5,79 x 106 kJ

~=

CANA

DE

AÇÚCAR

É PURA

ENERGIA

ENERGIA LIMPA E RENOVÁVEL1/3 DO

BAGAÇO

1/3 DO

PALHIÇOENERGIA LIMPA E RENOVÁVEL

1/3 DO

CALDO DE

CANA

AÇÚCAR: O ALIMENTO (KCAL) MAIS BARATO DO MUNDO

BIOETANOL: ENERGIA LIMPA E RENOVÁVEL

(*) PALHIÇO = PONTAS, FOLHAS E PALHAS.

755.000 b/d

755.000 b/d

755.000 b/d

SAFRA 2010/11*

ENERGIA EQUIVALENTE - BARRIS ÓLEO/DIA

2.265.000 b/dTOTAL

*FONTE: DATAGRO, 4ª ESTIMATIVA, 22/04/2010 = 667 MM TCS

11

Anual Energy Outlook 2010 – U.S. Energy Information Administration –

DOE/EIA 0383 – April 2010

IMPONDERÁVEIS:

•Políticas Protecionistas;

•Políticas de Segurança;

•Variações Climáticas;

•Avanço Tecnológico.

12

20.000

30.000

40.000

50.000

60.000

70.000

80.000

90.000

100.000

110.000

120.000

130.000

140.000

150.000

160.000

2005 2007 2009 2011 2013 2015 2017 2019 2021 2023 2025

Pro

du

ção

BR

asile

ira

de

Eta

no

l -M

ilhõ

es

litro

s /

safr

a

ANO

ESTIMATIVA DO MERCADO POTENCIAL DO ETANOL

Real Otimista Base Pessimista MAPA2010 UNICA2007 PDE2009

13

25,00

27,00

29,00

31,00

33,00

35,00

37,00

39,00

41,00

43,00

45,00

2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020 2022

Pro

du

ção

Bra

sile

ira

-m

ilhõ

es

ton

ela

das

Ano

ESTIMATIVA DA PRODUÇÃO BRASILEIRA DE AÇÚCAR

Otimista Conservador

14

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020 2022

Po

ten

cia

Inst

alad

a D

isp

on

ibili

zad

a -

MW

ANO

POTENCIAL ESTIMADO DE BIOELETRICIDADE PARA REDE

15

Aumento Percentual esperado da demanda nos próximos 10 anos:

Bioetanol: 130% ( de 27 para 65 bilhões de litros)

Bioaçúcar: 32% ( de 31 para 41 milhões de toneladas)

Bioeletricidade: 900% (de 1.100 para 11.000 MW) - Função da

expansão / modernização do parque

industrial e das políticas públicas.

MERCADO PROMISSOR E EM EXPANSÃO

16

FLUXO DO PRODUTO

FLUXO DO VAPOR VIVO (acionamento)

FLUXO VAPOR DE ESCAPE

GERAÇÃO DE

ELETRICIDADE(TURBOGERADOR)

CANA

RECEPÇÃO/

LIMPEZA/

PREPARO

EXTRAÇÃO

BAGAÇO EXCEDENTE

B

A

G

A

Ç

O

CALDOPROCESSO

AÇÚCARAÇÚCAR

MELAÇO

GERAÇÃO DE

VAPOR

(CALDEIRA)

Diagrama Típico do Processo até 1976

Incinerado

nas caldeiras

17

FLUXO DO PRODUTO

FLUXO DO VAPOR VIVO (acionamento)

FLUXO VAPOR DE ESCAPE

GERAÇÃO DE

ELETRICIDADE(TURBOGERADOR)

CANARECEPÇÃO/

LIMPEZA/

PREPARO

EXTRAÇÃO

BAGAÇO EXCEDENTE

B

A

G

A

Ç

O

CALDO PROCESSO

AÇÚCARAÇÚCAR

MELAÇO

GERAÇÃO DE

VAPOR

(CALDEIRA)

PROCESSO

ETANOL

Diagrama Típico do Processo até 2003

Incinerado

nas caldeiras

ETANOL

ELETRICIDADE

Uso PróprioZERO MWh

EXCEDENTE

Usina Auto-suficiente em energia

VINHAÇA

18

FLUXO DO PRODUTO

FLUXO DO VAPOR VIVO (acionamento)

FLUXO VAPOR DE ESCAPE

GERAÇÃO DE

ELETRICIDADE(TURBOGERADOR)

CANA

RECEPÇÃO/

LIMPEZA/

PREPARO

EXTRAÇÃO

BAGAÇO EXCEDENTE

B

A

G

A

Ç

O

CALDO PROCESSO

ETANOL

ALCOOL

GERAÇÃO DE

VAPOR

(CALDEIRA)

Diagrama Típico do Processo Destilaria Autônoma

Incinerado

nas caldeiras

ELETRICIDADE

Uso PróprioZERO MWh

EXCEDENTE

Auto-suficiente em energia

VINHAÇA

19

CALDO

C

A

L

D

O

B

A

G

A

Ç

O

BAGAÇO EXCEDENTE

BIOELETRICIDADE

CANA RECEPÇÃO/

PREPAROEXTRAÇÃO

FLUXO PRODUÇÃO

FLUXO VAPOR ALTA PRESSÃO

VAPOR BAIXA PRESSÃO (P/ USO TÉRMICO)

GERAÇÃO DE

ELETRICIDADE(TURBOGERADOR)

GERAÇÃO DE

VAPOR

(Alta Pressão)

BIOETANOL

VINHAÇA

AÇÚCAR

MELAÇO

PROCESSO

AÇÚCAR

PROCESSO

BIOETANOL

50,7 MW

EXCEDENTE

19

(*) REFERÊNCIA: 12.000 TCD ≅ 2 MM TCS

Diagrama Típico do Processo após 2003 até atual

Geração de energia para venda

20

CALDO

C

A

L

D

OB

A

G

A

Ç

O

BIOELETRICIDADE

CANA RECEPÇÃO/

PREPAROEXTRAÇÃO

FLUXO PRODUÇÃO

FLUXO VAPOR ALTA PRESSÃO

VAPOR BAIXA PRESSÃO (P/ USO TÉRMICO)

GERAÇÃO DE

ELETRICIDADE(TURBOGERADOR)

GERAÇÃO DE

VAPOR

(Alta Pressão)

BIOETANOL

VINHAÇA

AÇÚCAR

MELAÇO

PROCESSO

AÇÚCAR

PROCESSO

BIOETANOL

EXCEDENTE

20

(*) REFERÊNCIA: 12.000 TCD ≅ 2 MM TCS

Diagrama Típico do Processo em Futuro Próximo

BIODIGESTOR

BIOGÁS

100% palha: 112,1 MW

50% palha: 83,9 MW

PALHATECNOLOGIA EM

DESENVOLVIMENTO

Venda

PA

LH

A

21

(=) (-)

OBJETIVO:

MÁXIMAENERGIA

EXCEDENTE

MÁXIMA

UTILIZAÇÃO DA

ENERGIA

DISPONÍVEL NA

CANA/USINA

MÍNIMO

CONSUMO DE

ENERGIA NOS

PROCESSOS

INTERNOSDA USINA

MÁXIMAPRODUÇÃO DE ENERGIA EXCEDENTE

22

FORMAS DE OTIMIZAÇÃO

Máxima produção de bioetanol;

Máxima produção de bioeletricidade;

Produção balanceada bioaçúcar e bioetanol (50% / 50%);

Produção flexível bioaçúcar e bioetanol (70%/30% e vice versa);

Integrada com biodiesel de 1ª ou 2ª geração;

Minimização do consumo de água externa;

Redução do volume de vinhaça;

Produção de fertilizante organo-mineral aditivado ou não;

Redução de emissões de gases com efeito estufa – GEE.

PARA ATENDER ÀS NECESSIDADES DO CLIENTE

23

A

REVOLUÇÃO

DOS “6Bios”

24

25

Indicadores Unid. Início ProálcoolAtual

Tradicional

USD – 2008

COMERCIAL

USD – 2010

COMERCIAL

Capacidade Moagem – 6x78” TCD 5.500 12.000 14.000 15.000 (1)

Eficiência extração –6x78”-6 ternos % 93 96 97 (1) 98 (2)

Tempo de fermentação horas 16 a 24 6 a 8 6 a 8 8 a 12

Teor etanol no fermentado ºGL 6 a 7 7 a 9 9 a 11 12 a 16

Eficiência da Fermentação % 75 a 81 87 a 89 90 92 (3)

Eficiência na Destilação % 98 99 99,7 99,7

Conversão total etanol let/tc 66 85 86 87

Consumo total de Vapor usina* Kg/tc 600 400 380 320 (4)

Consumo vapor etanol combus. Kg/litr. 3,4 2,0 1,6 1,6 (5)

Consumo vapor desidrat. etanol Kg/litr. 4.5 2,7 2,0 1,8 (6)

Caldeira – Pressão operação bar 20 67 100 120 (7)

Caldeira – Temperatura vapor saturado superaquecido superaquecido superaquecido

Caldeira – eficiência PCI % 66 80 86 89 (7)

Sobra de bagaço % Até 8 Até 30 Até 45 Até 78

Vinhaça produzida ** Lv/let 15 11 8 Nulo (8)

Biogás da vinhaça Nm3/l nulo nulo 0,1 0,1

Fertilizante - BIOFON kg/tc nulo nulo nulo 50 a 60 (8)

Energia elétrica para venda kWh/tc nulo 55 75 90

Produção de biodiesel integra. Não Após 2006 Sim (9) Sim (9)

Captação água mananciais la/tc 2500 1800 1000 Exporta290(10)

Uso energético do palhiço nulo nulo nulo Iniciando (11)

29

Planta de

Biodiesel

Flex: rotas

metílica e

etílica

Matéria

Prima: Sebo

e óleos

vegetais

1ª Planta

Integrada no

mundo.

Partida em

novembro de

2006 Vila do Bugres / MT

Planta de Biodiesel

integrada a Usina

35

Como a USD contribuirá para a mitigação ou

redução das emissões de gases com efeito estufa?

36

O Etanol proporciona benefícios ambientais desde o momento em que a cana brota no campo, absorvendo a

maior parte do gás carbônico gerado em sua produção e consumoOs dados abaixo são relativos à emissão de CO2 para cada mil litros de etanol anidro produzido e consumido:

CICLO DE VIDA COMPLETO DO ETANOL

(1) Gás de Efeito Estufa.

(2) Considerando 50% colheita mecânica e 50%

colheita manual.

Bioeletricidade: O

uso do bagaço para

geração de bioeletricidade e

bioenergia excedente para

fornecer à rede evita as emissões na atmosfera.

Emissão evitada: 225 kg CO2

4)

Cultivo e Colheita(2): Tratores,

Colheitadeiras e insumos agrícolas

emitem gás carbônico (CO2). A

colheita manual precisa da queima da

palha de cana, que também gera emissões.

Emissão total: 2.961 kg CO2

1)Crescimento:

A cana é uma

“esponja” natural que

absorve grandes volumes

de CO2 enquanto cresce.Absorção:

7.650 kg CO2

2)

Motor dos Automóveis:

A queima do etanol gera

1.520 kg de CO2.

6)

Transporte:

O etanol é transportado

para os postos de

combustíveis em caminhões

movidos a óleo diesel.Emissão: 50 kg CO2

5)

Processamento:

Tanto a fermentação

quanto a queima do bagaço

para a geração de energia

para uso nos processos internos emitem CO2.

Emissão: 3.604 kg CO2

3)

Considerando um ciclo completo,a redução direta de emissões de CO2 pelo

uso de etanol substituindo a gasolina é de 2,02 kg CO2/litro et.

( 2,28 – 0,26) =

= 89%

Créditos de Carbono – redução direta de GEE1 pela captura/redução/ evitação da emissão de CO2 numa Usina Tradicional

Fonte: WebsiteÚNICA; Professor Isaias Macedo,

UNICAMP; Joaquim Seabra, Tese Doutorado

UNICAMP 2008.

BALANÇO FINAL

Emissões geradas:

Emissões reabsorvidas + evitadas:

Emissões geradas(-) reabsorvidas/evitadas

Emissões com uso equivalente de Gasolina:

8.135 kg CO2

7.875 kg CO2

260 kg CO2

2.280 kg CO2

(7.650 + 225):

(8.135 – 7.875):

(2.961 + 3.604 + 50 +

1.520):

Mitigação

GEE

37

O PRIMEIRO E ÚNICO BICARBONATO DE SÓDIO

“VERDE” DO MUNDO

Capacidade Instalada: 50.000 t/safra

Posta em marcha: março/2004

Proprietário da Planta e do

Processo: Raudi Indústria e

Comércio

Destilaria Coligada: Coopcana –

São Carlos do Ivaí – PR– Brasil

Fabricante da Planta/Fornecedor:

Dedini

(*) Fonte: Valor Econômico, 27/ago/07

PLANTA DE PRODUÇÃO DE BICARBONATO DE SÓDIO – NaHCO3

INTEGRADA A UMA USINA DE BIOETANOL

UTILIZA O CO2, GERADO NA FERMENTAÇÃO COMO MATÉRIA PRIMA PARA

PRODUZIR NaHCO3

METODOLOGIA DE CRÉDITOS DE CARBONO APROVADA PELA ONU (*)

CRÉDITOS DE CARBONO VENDIDOS SOB CONTRATO AO ABN AMRO LONDON(*)

38

Tecnologia Descrição Mitigação % Status

Tradicional Única –Macedo/Seabra 2008 89 Comercial

USD USD 2008 - integrada biodiesel 112 Comercial

USD Plus USD 2010+ 50% palhiço 132 Iniciando

USD Plus 2 USD 2010 + 100% palhiço 188 Fut. próximo

USD Plus 3 USD +captura CO2 fermentação 220 Potencial

USD Plus 4 USD+CO2 fermentação + ciclo combinado 241 Potencial

Percentuais de Mitigação de Gases com Efeito Estufa em relação Gasolina

39

Lastreada no PassadoVivendo o Presente

Construindo o Futuro

40

VISÃO DA DEDINI:

Futuro Sustentável.

Obrigado pela sua atenção!