Mauricio T. TolmasquimPresidente

Empresa de Pesquisa Energética - EPE

Civilização da Biomassa

Matriz Energética

2

indústria

agropecuária

setorenergéticoresidênciastransporte

38%

4%

9%11%27%

uso não-energético, 7%

serviços

4%

ENERGIANO BRASIL

Quem usa

Fonte: Balanço Energético Nacional. EPE, 2005

3

Biomassa3,9%

Importação8,3%

Derivados de Petróleo2,8%

Carvão1,6%

Gás Natural4,1%

Nuclear2,2%

Hidráulica77,1%

(*)

(*) principalmente geração a partir da cogeração com bagaço de cana

Fonte: Balanço Energético Nacional. EPE, 2006

ENERGIANO BRASIL

Fontes de produção de eletricidade

4

ENERGIANO BRASIL

Fonte: Balanço Energético Nacional. EPE, 2006

2,7%

38,6%13,7%

14,9%6,4% 9,4%

1,2%

13,2%

Petróleo

Cana

Hidráulica

UrânioCarvão Gás

Natural

Outras Renováveis

NO MUNDOPetróleo 34,4%Carvão 24,4%Gás natural 21,2%Urânio 6,5%Comb renováveis 10,8%Hidráulica 2,2%Outras renováveis 0,5%Fonte: Key World Statistics. IEA, 2004

Lenha

Fontes primárias

5

44,5

13,3

6,0

55,5

86,7

94,0

0% 20% 40% 60% 80% 100%

Brasil (2005)

Mundo (2003)

Países daOCDE (2003)

RenováveisNão-renováveis

Fonte: Balanço Energético Nacional. EPE, 2006

ENERGIANO BRASIL

Peso das fontes renováveis

6

Emissões Totais de Gases de Efeito Estufa

2,372,36

1,57

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

Mundo OECD Brasil

ton

. CO

2 /

tep

tep: tonelada equivalente de petróleo

Fonte: Balanço Energético Nacional. EPE, 2006

ENERGIANO BRASIL

7

O Brasil pode continuar com umamatriz energética “limpa”

ENERGIANO BRASIL

ENERGIA HIDRÁULICA

BIOMASSA

8

ENERGIA NO BRASIL2000 2030

PETRÓLEO E DERIVADOS

30%

GÁS NATURAL16%

URÂNIO (U3O8) E DERIVADOS

3%

HIDRÁULICA E ELETRICIDADE

13%

LENHA E CARVÃO VEGETAL

6%

DERIVADOS DA CANA-DE-AÇÚCAR

18%

OUTRAS FONTES PRIM.

RENOVÁVEIS7%

CARVÃO MINERAL E DERIVADOS

7%

PETRÓLEO E DERIVADOS

46%

GÁS NATURAL5%

URÂNIO (U3O8) E DERIVADOS

1%

HIDRÁULICA E ELETRICIDADE

16%

LENHA E CARVÃO VEGETAL

12%

DERIVADOS DA CANA-DE-AÇÚCAR

11%

OUTRAS FONTES PRIM. RENOVÁVEIS

2%

CARVÃO MINERAL E DERIVADOS

7%

Energia da Biomassa

10

A agroenergia é uma oportunidade para fixar o homem à terra, produzir combustível limpo e gerar emprego e renda ao homem do campo

Bioenergia

Na queima de combustíveis derivados de petróleo, o CO2 liberado vai para para a atmosfera e contribui para o efeito estufa

Na queima de combustíveis de biomassa, o CO2liberado é parte daquele que foi capturado da atmosfera no processo de fotossíntese

Petróleo Biocombustível

CO2

Extração

Processamento

Emissão de CO2

Consumo

CO2

Consumo

Processamento

Extraçãodo óleo

Cultivo de oleaginosas(Captura de CO2 )

Sementes deoleaginosas

Emissão de CO2

Reprodução a partir de apresentação da EMBRAPA, 2006

11

Seto

rA

groi

ndus

tria

l

terra

recursosfinanceiros

tecnologia

gerenciamentoUSINA DEÁLCOOL

FÁBRICA DEÓLEO

VEGETAL

USINA DEBIODIESEL

bioetanolvinhaçabioeletricidade

biodieselglicerina

óleofarelo

cana de açúcar

biodiesel

grãos

álcool + águaálcool anidro

óleo vegetal

A tecnologia para a integração agro-industrial está disponível

Integração agro-industrial com o setor energético

12

Conversão Termoquímica

Combustão Direta

Pirólise Gaseificação

Gás

Conversão Bioquímica

Fermentação Destilação Hidrólise

Digestão Anaeróbica

Conversão Físico-química

Compressão / Extração

ENERGIA ELÉTRICA COMBUSTÍVEIS CALOR

Trasesterificação Motor a gás

Biogás

Refino e Tratamento

Carvão

Turbina a Vapor

Turbina a gás, Motor a gás e

Ciclo Combinado

Metanol, Hidrogênio,

Gás de Síntese

Célula Combustível

Vapor Óleo

Diese e Gasolina

Etanol Bio-diesel

Óleo Vegetal

BIOMASSA

Rotas tecnológicas para produção de biocombustíveis líquidos

Fonte: adaptado de LARKIN et al. (2004)

13

Principais orientações de desenvolvimento tecnológico no mundo para produção de biocombustíveis

rota celulósica para produção de etanol

produção de biomassa com maiores teores de celulose

recuperação de resíduos celulósicos(agrícolas e agroindustriais: folhas, colmos, palhas, cascas e etc.)

produção de hidrocarbonetos e produtos químicos a partir da biomassa

A integração dos setores agrícola, biotecnológico e industrial permiteformular uma estratégia sustentável de desenvolvimento energético

hidrólise

biorefinaria

biotecnologia

tecnologia agrícola

14

Condições naturais egeográficas favoráveis

grande quantidade de terraagricultável

características adequadasdo solo

condições climáticasprivilegiadas (sol, chuva e etc.)

Tecnologia desenvolvida

etanol

biodiesel

cogeração a partir do bagaço

outros usos

Custo de produçãorelativamente baixo

País/Região Custo de produção do etanol (US$/litro)

Brasil 0.22-0.28

Estados Unidos 0.30-0.35

União Européia 0.45-0.55

Fontes: Henniges, O.;Zeddies, J.: Fuel Ethanol Production in theUSA and Germany – a cost comparison,F.O. Lichts World Ethanol and Biofuels Report, vol 1, nº 11, 11/02/2003.

O Brasil tem um grande potencial para a bioenergia

15

CANA Bagaço

Palha

Açúcar

Vinhaça

Papel & celuloseRação

Etanol

CogeraçãoEletricidadeVapor

Fertilizante

Biodigestão

Ração

Biogás (aquecedores)

Metano (veículos)

CogeraçãoEletricidade

Vapor

Etanol Veículos

Veículos

Alimentos

A cana e seus derivados fornecem combustível e eletricidade mais limpos

16

Fonte renovável de energia

Produção em larga escala

Baixos índices de emissões

Geração de emprego e renda, especialmente na área rural

Alta produtividade e alto conteúdo energéticovapor, etanol, energia elétricaoutros subprodutos de interesse

Baixo consumo de energia no processo de produção de energia1 unidade de cana 8 unidades de energia final(em comparação com o índice do milho 1:1,3)

Introdução do etanol no mercado consumidor aproveita infra-

estrutura existentepode ser usado puro ou misturado à gasolinaCusto de produção no campo (sem impostos): R$ 0,65/litro (US$ 0.28/litro)

Combustível Empregos

Etanol 2.190

Gasolina 600

Gasolina especial 100

O aproveitamento energético da biomassa de cana

17

1 ton cana1.718 x 103 kcal

1 barril de petróleo1.386 x 103 kcal

153 kg açúcares e álcool 608 x 103 kcal

276 kg bagaço (50% umidade) 598 x 103 kcal

165 kg palha (15% umidade) 512 x 103 kcal

1 ton cana de açúcar = 1,2 barril de petróleo

Conteúdo energético da biomassa da cana

0

200

400

600

800

1.000

1.200

1.400

1.600

1.800

1996/97 1997/98 1998/99 1999/00 2000/01 2001/02 2002/03 2003/04 2004/05

CanaPetróleo

Safra

103 bpe/d

Em 2010, a produção brasileira de canapoderá ser equivalente a 2 milhõesde bpd

18Fonte: Licht, F. O. apud Olivério, J. (Dedini), 2005

País 109 litros (%)

Brasil 15.3 36.3

32.9

9.0

5.9

5.0

2.4

0.9

0.7

6.9

100.0

Estados Unidos 13.9

China 3.8

União Européia 2.5

Índia 2.1

Rússia 1.0

África do Sul 0.4

Arábia Saudita 0.3

Outros 2.9

TOTAL 42.2

Uso 109 litros %

Bebidas 5.0 11.9

23.8

64.3

100.0

Industrial 10.0

Combustível 27.0

TOTAL 42.0

Produção Consumo (*)

(*) estimado

O etanol brasileiro tem escala mundial

19

Fontes: IBGE; UNICA

mais etanol com menos cana

30

40

50

60

70

80

1977

1978

1979

1980

1981

1982

1983

1984

1985

1986

1987

1988

1989

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

ton cana / ha

m3 etanol / ton cana (para etanol)

(US$/m3)

1998

ConsumoConsumo acumuladoacumulado de de etanoletanol (10(1066 mm³³))C

usto

Cus

tod e

d e

rodu

rodu

çç ãoã o

100

1000

1 10 100 1000

500 1980

~ 90 US$/bbl ~ 30 US$/bbl

1998

Produtividade na produção do etanol

mais cana com menos terra Custo de produção (anidro)

Fonte: Coopersucar, 1998

20

< 2% da produção

3 to 5% da produção

5 to 10% da produção

61% da producão

Safra 2004 / 2005Produção de cana 381,4 milhões tProdução de etanol 15,2 milhões m3

Consumo doméstico de etanol 13,5 milhões m3

Exportações de etanol 2,4 milhões m3

Capacidade atual de produção 20,0 milhões m3

Fonte: MAPA, 2006

Perfil do setor sucroalcooleiro

O Brasil é o maior exportador mundial deaçúcar (38% do mercado) e de etanol (50,4%)

21

0

50.000

100.000

150.000

200.000

250.000

300.000

350.000

400.000

1977

1979

1981

1983

1985

1987

1989

1991

1993

1995

1997

1999

2001

2003

0

2.000

4.000

6.000

8.000

10.000

12.000

14.000

16.0001os

Passos Estagnação Redefinição FaseAtualConsolidação

cana

etanol

Pro

du

çaõ

de e

tan

ol(1

000 m

3)

Pro

du

ção

de c

an

a(1

000 t

on)

Produção nacional de cana e etanol

Fontes: IBGE; UNICA

22Fonte: MAPA, 2006

Produção de CanaAno 106 t2005 4312010 5702015 715

Área de expansão dacultura de cana

Usinas

Expansão da produção de cana

Fonte: UNICA, 2006

ETANOL 2010 2015

Produção 25,4 36,9Exportações 5,3 8,5Consumo 20,1 28,4

Fonte: AGE/MAPA, 2006

unidade: bilhões de litros

23

FonteSource: Nybot and Canaplan Projections

País/Região Oferta Demanda Balanço

BRASIL 26.0 21.5 4.5

Estados Unidos 24.0 24.5 - 0.5

União Européia 7.2 10.0 - 2.8

China 4.0 4.5 - 0.5

Outros 7.5 8.2 - 0.7

TOTAL 68.7 68.7

109 litros

68,7 bilhões de litros de etanol ~ 860 mil bpd

2010

Mercado mundial de etanol

24

Fonte: ANFAVEA, 2006

Ano Gasolina Etanol(E100)

FlexFuel

GNV TOTAL

2003 14.610 2.473 24 560 17.667

2004 15.134 2.232 189 740 18.295

2005 15.406 1.947 661 930 18.944

2006 15.311 1.561 1.539 1.130 19.541

2007 15.030 1.223 2.644 1.300 20.197

2008 14.736 946 3.776 1.530 20.988

2009 14.428 718 4.945 1.720 21.811

2010 14.098 531 6.182 1.880 22.6910%

20%

40%

60%

80%

100%

2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010

GNVFlex FuelEtanol (E100)Gasolina

83%

62%

27%

8%

14%

milhares de veículos

Em 2010, cerca de 30% da frota brasileira de veículos leves poderá estarmovida a combustíveis renováveis

Frota de veículos leves

25

0

10

20

30

40

50

60

70

1990 2000 2010 2020 2030

ProduçãoConsumo

Projeção da Produção e do Consumo de Etanol(bilhões de l/ano)

Fonte:EPE

26

0

50

100

150

200

250

300

350

400

2005 2010 2020 2030

Bagaço Palha

Oferta Total de Biomassa de Cana (milhões t/ano)

Fonte:EPE

27

Potencial técnico (TWh/ano)

Produção de cana

Tecnologia Aproveitamento da palha Atual 2015

não 8,1 14,2

sim 11,6 20,4

não 24,3 42,6

sim 34,9 61,0

não 46,4 81,3Ciclo de condensação e extração(tendência de médio prazo) sim 77,5 135,6

não 96,1 168,2

Sim 142,2 248,8

Gaseificação da biomassa e ciclo combinado(tendência de longo prazo)

Ciclo de contrapressão eficiente(tendência de curto prazo)

Ciclo de contrapressão(maioria das usinas hoje)

Baseado em Tolmasquim et al , 2005

Potencial técnico para geração de energia elétrica a partir do bagaço da cana

8,1 TWh ~ 1.850 MW42,6 TWh ~ 9.750 MW61,0 TWh ~ 13.950 MW

135,6 TWh ~ 30.950 MW

28

0%

25%

50%

75%

100%

2010 2020 20300%

25%

50%

75%

100%

2010 2020 2030

Instalações de processamento de canaexistentes em 2005

Novas instalações de processamento de cana(início de operação após 2005)

Ciclos de baixa eficiência (situação atual, 2005)

Ciclos com condensação e extração Ciclo combinado integrado à gaseificadores

Ciclos com turbinas de contrapressão

Cenário de evolução da estrutura do processamento de cana, segundo as tecnologias de geração de eletricidade

Fonte:EPE

29

0

50

100

150

200

1 2 3 4Tecnologias para produção de energia elétrica

a partir da biomassa da cana

1. Ciclo de contrapressão (atual)

2. Ciclo de contrapressão eficientizado

3. Ciclo de condensação e extração

4. Gaseificação da biomassa e ciclo combinado

sem recuperação da palha

Com recuperação da palha

TWh/ano

Potencial de Produção de Eletricidade a partir daBiomassa da Cana (produção de cana de 400 milhões de t/ano)

30

Produtividade ÁreaPotencial

Produção Potencial

litros/ha 106 ha 109 litros

Soja 600 20 12,0área equivalente à área cultivada com soja em 2004 (com integração agro-pecuária: 10% da área ocupada com criação animal)

Girassol 1.000 4 4,0 safrinha em 20% da áreacultivada com soja

Mamona 600 4 2,4 zoneamento agrícola daregião Nordeste

Dendê 4.500 10 45,0 reflorestamento de 20% das áreas jádesmatadas da Amazônia

TOTAL 6.700 38 63,4

ObservaçõesCULTURA

Potencial da Produção de Óleos Vegetais(sem incorporação de novas áreas)

Potencial de produção de mais de 60 milhões de m³ por ano

Fonte: EMBRAPA/MAPA, 2005

31

Capacidade de produção de biodiesel (2007)

Fonte: MME e ANP , 2006

6

9

7

7

6

1

2

4

1 - 5

6 - 10

11 - 20

21 - 50

51 - 80

81 - 100

101 - 120

121 - 150

N.º de instalações segundo a capacidade de produção

(103 m³/ano)

Região Quant. Capacidade

Norte 2 48

Nordeste 9 249

Sudeste 18 719

Sul 9 477

Centro-Oeste

8 386

TOTAL 46 1.879

N.º de instalações segundo a região

(capacidade de produçãoem 103 m³/ano)

32

Lei n° 11.097/05Estabelece percentuais mínimos de mistura de biodiesel ao diesel e o monitoramento da inserção do novo combustível no mercado.

2005a

2007

Autorizativo

Mercado potencial840 milhões de

litros/ano

2%

2008a

2012

Obrigatório

Mercado firme1 bilhão de litros/ano

2%

2013em diante

Obrigatório

Mercado firme2,4 bilhões de

litros/ano

5%

33

Esgoto

Sebo Bovino

Gordura de Frango

Óleo de Soja Exportado

Outros Óleos

Óleo de Soja Exportado em Grãos

TI OBRIGATORIEDADE

TI OBRIGATORIEDADE + AUTO-PRODUÇÃO

PAC

TS OBRIGATORIEDADE

TS OBRIGATORIEDADE + AUTO-PRODUÇÃO

TI ESPERADOTS ESPERADO

0

2

4

6

8

10

12

14

2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016

ANOS

Bilh

ões

de L

itros

Borra de Ácidos Graxos Graxa Suína Óleo Usado Óleo de Dendê Óleo de Mamona

Estimativa de produção de biodiesel (bilhões de litros)

34

Projeção da Produção de Biodiesel(milhões l/ dia)

0

5

10

15

20

25

30

35

2010 2020 2030

35

H - Bio

Fonte: PETROBRAS, 2006

Hidroconversão catalítica da mistura de frações de diesel e óleo vegetal, em um reator de HDT, sob condições controladas de alta temperatura e pressão de hidrogênio

Resultado diesel de excelente qualidade: melhor ignição, menor densidade e mais baixo teor de enxofre

Implementação em cinco refinarias até 2008, permitindo produção de 425.000 m3/ano

36

-

200

400

600

800

1.000

1.200

1.400

2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030

ANOS

MW

GDL DA INCINERAÇÃO CCO

Resíduos sólidos urbanos – perspectivas de geração sem conservação

37

(800)

200

1.200

2.200

3.200

4.200

5.200

2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030

ANOS

MW

GDL DA INCINERAÇÃO CCO CONSERVAÇÃO

Resíduos sólidos urbanos – perspectivas de geração com conservação