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Etanol - Pesquisa e Desenvolvimento
no Setor Sucroalcooleiro
Alfred Szwarc
Curitiba, 17 de agosto de 2011
6º Congresso Internacional de Bioenergia
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Maior organização representativa do setor de açúcar, etanol e
bioeletricidade do Brasil
Mais de 142 associadas, que respondem por cerca de 60% da cana-de-
açúcar, açúcar e etanol produzidos no Brasil
Atuação nas áreas de legislação, meio-ambiente, estatísticas,
tecnologia, comércio exterior, responsabilidade corporativa,
sustentabilidade e comunicação
Escritórios em 5 localidades: São Paulo (sede), Ribeirão Preto, Brasília,
Washington e Bruxelas
SOBRE A UNICA
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Esquema de Produção
CanaTransporte,
Limpeza & MoagemTratamento
do caldo
Fermentação
Produção de açúcar
Destilação
Desidratação
Etanolhidratado
Etanolanidro
Geração de calore energia elétrica
Bagaço
Melaço
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Principais Áreas de Interesse de PD & I
Agrícola
• Cana• Mecanização• Resíduos• Pestes
Industrial
• Processos• Produtos• Perdas• Energia
Mercado
• Aplicações• Tecnologias• Logística
Sustentabilidade
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Pesquisa, Desenvolvimento & Inovação
Evolução tecnológica:– Incremental: evolução
contínua aperfeiçoamento
– Ruptura: redefinição do mercado
– Mista: combinação das duas
Tecnologia existente: curva de aprendizado maturidade
Nova tecnologia: fatores internos e externos X risco
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202020102000
Fonte: ANP e UNICA. Elaboração UNICA. Nota: ciclo Otto refere-se a soma do volume consumido com etanol e gasolina no país; não se considera o consumo de GNV.
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Convencional
Convencional + novas
tecnologias
1 hectare
1 hectare
Caldo + Melaço
Caldo + Melaço +Bagaço + Palha
7.000 litros etanol ou mais…
12.500 litros etanol ou mais……+ bioHC + biobutanol + etc.
Etanol de 1a e 2a geração
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Da Usina para a Biorefinaria
Bagaço
Cana-de-açúcar
Destilaria de etanol
Usina de açúcarTanques de etanol
Etanol de celulose
Palha de cana
BioHC
Biobutanol
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+
Cana-de-açúcar
Soja
Ou Amendoim, Milho, Girasol, Algodão, Babaçu, Pinhão Manso....etc
Etanol Anidro+Óleos Vegetais ouGordura Animal = Biodiesel
Biodiesel
transesterificaçãoEster Etílico
(B5 – B100)
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Diesel de Cana: Alternativa Promissora
Cana Levedura modificada
Diesel de cana ou QAV
1 hectare = 4200 litrosPonto de névoa: - 50°CN° de Cetano: 58,6Teor S: ~ zeroLubricidade: 330 m (HFRR)Energia: equivalente Diesel
Nos EUA autorizado o uso de 35% em mistura com diesel mineral.
No Brasil: testes com 10% de mistura no B5 -9% MP sem aumento de NOx;Potencia, torque, consumo e demais parâmetros mantidos.
“Drop In”
Redução ~ 90% de CO2
Fonte: Amyris e MBB
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Produto Laboratorio Planta piloto Planta de demonstração
Mercado
Etanol 1ª geração e Biodiesel
Etanol 2ª geração
BioHC (Diesel, QAV e substâncias de 2ª geração
Butanol 2ª geração
Evolução Tecnológica
Vantagens dos produtos de 2ª geração: não dependem de culturas usadas na alimentação; podem ajudar na solução de problemas de lixo urbano; tem alta eficiência energética; tem boa performance na mitigação de GEE e poluentes regulamentados.
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A Corrida Tecnológica
• Empresas de Petróleo: Petrobrás, Shell, BP, Chevron, Total, ConocoPhilips, Neste Oil, Statoil etc.
• Montadoras: GM, Ford, VW, Mercedes Benz, BMW etc.
• Tecnologias de conversão: Iogen, Poet, Amyris, Abengoa, Sekab, Borregard, Verenium, Coskata, LS9, Virent, BlueFire, Alico, Range Fuels, DuPont, Catchlight Energy, Choren, Iowa State U./Ames Lab., Dedini, CTC, Oxiteno, MCT, UFRJ, UNICAMP, USCAR, FAPESP (BIOEN), IPT, CTBE, Embrapa etc.
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Mercado de Veículos FLEX13 fabricantes e cerca de 90 modelos
Fonte: ANFAVEA
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Tecnologia Estágio
Motor diesel com etanol + aditivo (convencional ou híbrido) Comercial
Motor diesel com sistema duplo de alimentação (diesel e etanol)
Pré-comercial (taxas de substituição de diesel 30 a 90%)
Motor diesel com uso de diesel de cana (convencional ou híbrido)
Pré-comercial (taxas de substituição de diesel 10% a 30%)
Motor Otto (convencional ou híbrido) Pré-comercial (100% de substituição)
Alternativas para o Etanol em Veículos/Motores Diesel
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Ônibus a Etanol: Transporte Sustentável
60 ônibus no MSP em 2011
Euro 5 / EEV
Redução: > 99% SOx e CO; > 90% MP e HC e ~ 65% para NOx
Emissão evitada de CO2 para 1000 ônibus ao longo de 10 anos de operação: ~ 1,8 milhões t; equivale à absorção de 12,8 milhões árvores nativas por 20 anos.
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Iveco Trakker Diesel-etanol; taxa média de substituição de diesel: 40%; motor 9 litros, 360 CV e capacidade 63 t.
Caminhões a etanol
Scania E95 + aditivo
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Ônibus hibrido elétrico-etanol da Itaipu Binacional; 13 m, motor-gerador Mitsubishi/WEG, 5 baterias de sódio com capacidade 100 kWh, autonomia 250 km e Vmax: 65 km/h. Plug-in.
Ônibus Híbridos
Ônibus híbrido elétrico-etanol Scania; redução de emissões e 25% no consumo.
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Uso na Agricultura
Alternativas:Biodiesel, Etanol+aditivo, sistemas diesel-etanol, Diesel de cana, misturas
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Uso Industrial e Comercial
Alternativas:Etanol, Etanol+aditivo, sistemas diesel-etanol, Biodiesel, Diesel de cana, misturas
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Uso na Aviação
Ipanema 100% etanol – motor a pistão
Alternativas: Etanol, bio-querosene de aviação, butanol, misturas
Aviação regional - turboprop
Aviação regional/longo curso - jato
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Posto de Biocombustíveis
Reformador a bordo
Reformador
H2
Etanol/Butanol
Dedicados, Flex & Híbridos
Flex & Gasool
Gasool Diesel de cana & Biodiesel
Diesel Veiculos
Celula Comb.
Uma Imagem do Futuro?
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Uso Industrial e Comercial
Vaporizador de etanol
1 kg GLP = 1.8 l etanol hidratado
Briquete de bagaço
Turbinas gás natural-etanol p/ geração termoelétrica – testes em Juiz de Fora42 MW
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Bioplásticos
Source: Braskem, Johnson & Johnson, The Coca-Cola Company, Tetra-Pak, and “The Graduate” (1967)
A cana é fonte de matérias primas para a produção de bioplásticos.
PHB é feito a partir de açúcar biodegradável.
Polietileno, polipropileno, PET e PVC mitigação de GEE e recicláveis.
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Etanol e Células de Combustível
Reformador
H2
Ele
ctri
cid
ade
Logística
Produção & logística de hidrogênio complexos e caros
H 2
ETANOLCélula de
Combustível
Conversão direta
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açúcar açúcar & etanol
açúcar, etanol, biodiesel, biogas,
bio HC & bioplasticos
açúcar, etanol, biodiesel, bioHC,
biogas, bioplasticos, etanol 2ª geração, bioQAV biobutanol
e...
Evolução Constante
Passado & Presente Futuro
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Inovação tecnológica é fundamental para:
Competitividade
Sustentabilidade
Abertura de novos mercados e crescimento
Perenidade do setor
Conclusões
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