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Prof. Dr. Marcos R. Monteiro
Contexto Macroeconômico dos Biocombustíveis
MAI/2014
Disciplina: Combustíveis e BiocombustíveisPrograma de Pós-Graduação em Bioenergia UFPR - Palotina
SUMÁRIO:
• Cenário Energético Mundial
• Evolução e Projeções no Brasil
• Brasil e os Biocombustíveis: etanol, biodiesel e bioquerosene
• Garantia da Qualidade de Produto
• Avaliações das Não Conformidades
• PD&I no Setor
• Perspectivas e Desafios
Cadeia Produtiva
• AVANÇO DA ECONOMIA
• CRESCIMENTO DAS DEMANDAS
• PREÇOS ELEVADOS
• ASPECTOS AMBIENTAIS
• INSTABILIDADE GEOPOLÍTICASE CONFLITOS EM PAÍSES FORNECEDORES
• GRANDE DEPENDÊNCIA DAS FONTES NÃO RENOVÁVEIS
• ESGOTAMENTO DAS FONTES FÓSSEIS
CENÁRIO ENERGÉTICO MUNDIAL
Oportunidades para viabilização de novas fontes de energia
MATRIZ ENERGÉTICA MUNDIAL
Fonte: IEA, 2012
O Brasil está onde o mundo gostaria de estar...
Fonte: MME, BEN, 2013
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Evolução e Projeções no Brasil
Consumo de Petróleo no Mundo - por Região
Fonte: ANP, Anuário Est. Bras. Petróleo, 2013
Total: + 1,01%
(-1,52%)
(+1,99%)
(-2,27%)
(+4,53%)(+4,89%)
(+3,57%)
Consumo de Petróleo no Mundo - País
Fonte: ANP, Anuário Est. Bras. Petróleo, 2013
PREÇOS MÉDIOS NO MERCADO INTERNACIONALTipo Brent’ e WTI
Fonte: ANP, Anuário Est. Bras. Petróleo, 2013
Reserva Provada de Petróleo no Brasil - 2012
Fonte: ANP, Anuário Est. Bras. Petróleo, 2013
DISTRIBUIÇÃO DAS RESERVAS PROVADAS DE PETRÓLEO NO BRASIL
Fonte: ANP, Anuário Est. Bras. Petróleo, 2013
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EVOLUÇÃO DA PRODUÇÃO DE DERIVADOS DE PETRÓLEO
Fonte: ANP, Anuário Est. Bras. Petróleo, 2013
PARTICIPAÇÃO DAS REFINARIAS NO REFINO DE PETRÓLEO – 2012
Fonte: ANP, Anuário Est. Bras. Petróleo, 2013
Resultado superavitário no comércio internacional de petróleo ederivados;
A exportação líquida de petróleo foi de 37,6 mil m3/dia;
O volume de importação de derivados, apesar de ter sido maior queo de exportação, resultou em uma importação líquida 27,2% menorque em 2011;
O consumo aparente também foi 3,9% menor que o do ano anterior.
Dependência Externa de Petróleo e seus Derivados - 2012
Fonte: ANP, Anuário Est. Bras. Petróleo, 2013
PARTICIPAÇÃO DOS PRINCIPAIS DERIVADOS DE PETRÓLEO IMPORTADOS – 2012
Fonte: ANP, Anuário Est. Bras. Petróleo, 2013
Fonte: Plano Estratégico Petrobras 2030
Fonte: Plano Estratégico Petrobras 2030
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Fonte: Plano Estratégico Petrobras 2030
Fonte: Plano Estratégico Petrobras 2030
Consumo no Brasil
Fonte: MME, BEN, 2013
Oferta por Fonte no Brasil
Fonte: MME, BEN, 2013
Consumo por Fonte no Brasil
Consumo Final de Energia por Fonte : 2012
Fonte: MME, BEN, 2013
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Setores de Consumo no Brasil : 2012
Fonte: MME, BEN, 2013
Como variou o uso de energia em 2012
Fonte: MME, BEN, 2013
Consumo por Setor no Brasil
No Transporte
Fonte: MME, BEN, 2013
Matriz Energética Veicular Brasileira (2006-2020)
Etanol Gasolina BiodieselÓleo diesel
ÓLEO DIESEL
51 para 41%
GASOLINA A
26 para 24%
GNV
3 para 4%
ÁLCOOL
13 para 19%
BIODIESEL
0 para 5%
OUTROS
7%
Fonte: José S.G. Azevedo, 2007Fonte: José S.G. Azevedo, 2007
NOVAS FONTES DE ENERGIA
BIOMASSA
ETANOLBIODIESEL
BIOQUEROSENEBIOGÁS
ENERGIA DE RESÍDUO AGRONEGÓCIO
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BRASIL E OS BIOCOMBUSTÍVEIS
A evolução dos biocombustíveis no Brasil
Fonte: ANP, Biocombustíveis, 2013
Biocombustíveis Integram a Política Energética Nacional
Lei 9.478/97
Objetivos estabelecidos:
incrementar a participação dos BIOCOMBUSTÍVEISna matriz energética nacional
proteger o meio ambiente
Proteger a segurança energética com menor dependência externa
Proteger os interesses do consumidor através da regulação efiscalização do órgão regulador
promover a livre concorrência
Fonte: MME, Ricardo Gomide, 2006
Matriz Energética Brasileira
Matriz Energética Brasileira
gás natural
10,1%
carvão mineral
5,6%
urânio
1,5%
petróleo e
derivados
38,7%outras fontes
renováveis
4,0%
eletricidade
14,7%
biomassa
25,4%
Fonte: BNE, 2011
Consumo por Setor
Fonte: Balanço Energético Nacional, 2013
Matriz Energética Veicular Brasileira
Fonte: CNI/ANFAVEA, 2012
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Frota de Veículos no Brasil - 2010
Fonte: CNI, 2012
Distribuição de Frota de Veículos no Brasil
Fonte: ANFAVEA 2013
Para conhecimento
Fonte: Braz. Aut. Ind. Yearbook, ANFAVEA, 2013
Para conhecimento
Fonte: Petrobras 2014
Fonte: ANFAVEA, 2012
Produção de Veículos por Segmento
O MERCADO MUNDIAL CONSUMIU 84,1 MILHÕES DE VEÍCULOS EM 2012
O BRASIL É O QUINTO MAIOR MERCADO DE AUTOMÓVEIS NO MUNDO
Fonte: OICA, 2013
0 5.000.000 10.000.000 15.000.000 20.000.000 25.000.000
China
USA
Japan
Germany
South Korea
India
Brazil
Mexico
Thailand
Canada
Russia
Spain
France
UK
carros de passageiros veículos comerciais
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Evolução do Licenciamento
Licenciamentos de veículos leves:
87,9% - flex-fuel6,0% - gasolina6,1% - diesel
FEV13/FEV14 10%
Fonte: MME, Bol. Men. Comb. Ren. Março/2014
FEV14/JAN14 18%
Perspectivas do Mercado Brasileiro -2020
Fonte: CNI/ANFAVEA, 2013
Etanol
Gasolina
Biodiesel
Óleo diesel
Tipo A
Tipo C
base da gasolina (comum e premium)comercializada no país
uso direto em motores (100%)
Tipo A
Tipo B
base do diesel (S50, S500 e S1800)comercializada no país
uso direto em motores – adição de biodiesel
Biodiesel
alquil ésteres de ácidos graxos de cadeia longa, derivados de óleos vegetais
ou de gorduras animaisB 100
Fonte: ANP, 2013
Mercado Brasileiro dos Combustíveis -2013
Óleo diesel46,85%
Gasolina33,19%
GNV1,50%
Etanol hidratado8,66%
Querosenes5,79%
Óleo combustíveis
4,00%
Volume de Venda - 2013
2013 vs 2012: +5,17%
Matriz Energética Veicular
Mistura biodiesel/diesel B5 – 5% de biodiesel
95% óleo diesel
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Mercado de Agroenergia: Fatores críticos
• GARANTIA DE OFERTA CONSTANTE, ESTÁVEL E DE BOA QUALIDADE;
• RELAÇÃO DE PREÇOS FAVORÁVEIS;
• ASPECTOS DE TRANSPORTE, LOGÍSTICA E ARMAZENAMENTO;
• HARMONIA ENTRE O MERCADO ALIMENTÍCIO EENERGÉTICO;
• POLÍTICA DE SUBSÍDIOS E TARIFAS DE IMPORTAÇÃODE PAÍSES CONSUMIDORES;
• INTRODUÇÃO DO RISCO AGRÍCOLA NO MERCADO ENERGÉTICO.
Uso da Terra para Biocombustíveis
Disponível para Expansão99.8 mi Ha
(11.7%)
Pastagens172.3 mi Ha
(20.2%)
Terras não cultivadas
502.2 mi Ha (59%)
Culturas Anuais e Permanentes
70.3 mi Ha (8.3%)
Cana-de-Açucar para Etanol
4.2 mi Ha (0.5%)
Oleaginosas p/ Biodiesel
2.2 mi Ha (0.3%)
Perspectivas do Mercado Mundial
Fonte: World Energy Council, 2010
ETANOL
EXPERIÊNCIA BRASILEIRA
Primeiros testes utilizando etanolem misturas com gasolina - 1925
Efetiva incorporação à matriz Energética brasileira – Pró-álcool/1975
Implementação de tecnologias e avançosgerenciais tornam o álcool competitivo
Tecnologia flex fuel - 2003
ETANOL NO BRASIL
Energia (MW)
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MATÉRIAS-PRIMAS:
• sacarinas:cana de açúcar, sorgo sacarino, beterraba, etc
• amiláceas:mandioca, batata-doce, milho e outros grãos
• celulósicas:madeira, capins, resíduos agrícolas, etc
PRODUÇÃO DE ETANOL
0 1 2 3 4 5 6 7 8
T rig o
M ilh o (E U A )
B e te rra b a
C a n a -d e -A ç ú c a r (B ra s il)
TRIGO
MILHO
BETERRABA
BRASILCANA-DE-
AÇÚCAR 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Vantagem Competitiva Brasileira Balanço Energético na Produção de Etanol
FONTE: ANP/MAPA,2010Boletim Mensal Combustíveis – MME, no. 7, 2014CNI, Fórum Nacional Sucroenergético, 2012
Produção Safra 2013/2014: 27,7 bilhões de litros:
16,0 anidro11,7 anidro
Abril-Fev: + 18% (ano anterior)
REGIÃO NORTE/NORDESTE USINAS CADASTRADAS ANP:ETANOL 68
91% da produção de etanol
9% da produção de etanol
REGIÃO CENTRO-SUL USINAS CADASTRADAS ANP:ETANOL 314
Etanol - Localização das Unidades Industriais - 2014
Fonte: ANP, Boletim do Etanol, no. 1/2014
NÚMERO DE PLANTAS E CAPACIDADE DE PRODUÇÃO
Uso da Terra pela Indústria Sucroalcooleira
FONTE: UNICA, 2013
TAXA DE CRESCIMENTO DO SETOR
FONTE: CNI, Fórum Nacional Sucroenergético, 2012
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Produção e Consumo no Brasil
FONTE: MME, Bol. Mens. Comb. Ren., mar/2014
Paridade de Preços do Etanol Hidratado
FONTE: MME, Bol. Mens. Comb. Ren., mar/2014
Preços do açúcar e petróleo x etanol
FONTE: MME, Bol. Mens. Comb. Ren., mar/2014
Perspectivas
convencional
novas tecnologias
1 hectare
Caldo + Melaço +Bagaço+ Palha
Caldo + melaço + 7.000 litros
+ 12.500 litros
Fonte: SWARC, A., UNICA, 2012
Perspectivas: etanol de 2ª geração
FONTE: Santos, F.A., Química Nova, 35(5), 2012
18,7 22,9 27,1 31,3 35,0 38,7 42,5 46,2 49,7 53,2
4,24,2
4,13,9
4,96,1
6,67,1
7,78,3
1,11,1
1,72,4
2,42,4
2,42,4
2,42,4
25,629,2
33,537,6
42,347,3
51,555,7
59,863,9
0
10
20
30
40
50
60
70
2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017
Bilh
õe
s d
e L
itro
s
Outros Usos
Exportação
Combustível
Fonte: MME - PDE 2008/2017
5,2
Etanol no Brasil: Evolução eExpectativa de Crescimento
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Fonte: UNICA, Szwarc, A., 2012
Meta 2020/2021
• 120 novas unidades:3,5 M t/ano – moagem
• R$ 160 bilhões investimento:R$ 110 bi área industrialR$ 46 bi área agrícola
• geração de empregos:350 mil diretos 700 mil indiretos
FONTE: CNI, Fórum Nacional Sucroenergético, 2012
O uso de etanol combustível no Mundo:
PRINCIPAIS PRODUTORES
Fonte: Berg, C., METI, 2012
Vantagens AmbientaisPRINCIPAIS CONSUMIDORES
FONTE: MME, Bol. Mens. Comb. Ren., mar/2014
Biocombustíveis: Números do Setor em 2011 e 2012
FONTE: MME, Bol. Mens. Comb. Ren., mar/2014
Biocombustíveis: Variação dos custos de matérias-primas
FONTE: MME, Bol. Mens. Comb. Ren., mar/2014
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Vantagens Ambientais
• 1 m3 de etanol anidro evita a emissão de 2,86 ton de CO2
• 1 m3 de etanol hidratado evita a emissão de 2,16 ton de CO2
EPA (Environmental Protection Agency - EUA) reconheceu o etanol de cana como “biocombustível avançado” – fev 2010
Fonte: Tetti, L, 2002; Macedo, I., 2005; Dornelles, R.G., MME, 2012
De 1970 a 2010 - evitou-se a emissão de 960 mi de ton CO2
Vantagens Econômicas
De 1970 a 2010:
• economia de 1,5 bilhões de bep ou 2 anos da produção atual brasileira
( ~2.110 mil barris/dia)
• US$ 50 bilhões na economia de petróleo
Fonte: Dornelles, R.G., MME, 2012
Resolução ANP nº 7 (09/02/2011)
ESPECIFICAÇÃO DE PRODUTO
BIODIESEL
BIODIESEL: ésteres monoalquílicos de ácidos graxos derivados de óleos vegetais e gorduras animais para uso em motores ciclo diesel
Reação de transesterificação:
triglicerídeosÉster
alquílicoGlicerol
Dendê/Palma (Elaeis guineensis / Elaeis oleifera) Abacate (Persea americana) Algodão (Gossypium hirsutum) Amendoim (Arachis hypogaea) Colza/canola (Brassica campestris, Brassica napus) Andiroba (Carapa guianensis) Soja (Glycine max) Babaçu (Orbignya martiana e Orbignya oleifera) Coco (Cocos nucifera) Girassol (Helianthus annus) Gergelim, Sésamo (Sesamun indicum) Pinhão-Manso (Jatropha curcas) Linhaça (Linun usitatissimum) Macaúba (Acrocomia sclerocarpa e Acrocomia intumescens) Buriti (Mauritia flexuosa e Mauritia vinifera) Nabo forrageiro (Raphanus sativus) Pequi (Caryocar brasiliense, Caryocar nuciferum e Caryocar villosum)
Oleaginosas para Produção de Biodiesel
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Diversidade das matérias-primas no Brasil
NORDESTE
Soja / Mamona/ Palma / Algodão/“Babaçu”
SUDESTE
Soja / Mamona/Pinhão Manso/ Algodão /Girassol
NORTE
Palma / Soja
CENTRO-OESTE
Soja / Mamona/ Algodão /Girassol
SUL
Soja / Amendoim / Girassol/ Algodão
Fonte: Maria Antoniêta A. de Souza, ANP, 2007
Cadeia AgrícolaPlantação Esmagamento
Grão Óleo
Subprodutos MercadoÁlcool
BIODIESEL
Glicerina
Torta
Distribuidor Revendedor
Refinaria
B5
Casca:
Produção de fertilizante,
etcPolpa: Ração
B5
Consumidor
COMERCIALIZAÇÃO DIRETA NÃO É
PERMITIDA
Consumidor
B100
Produtor de Biodiesel
B100
Cadeia de Produção do Biodiesel
Fonte: ANP, Rosângela Araujo, 2005
Cadeia de Comercialização - Óleo Diesel Automotivo
Fonte: Petrobras 2014
Fonte: Quintella, C.M., Química Nova, 2009
Cadeia Produtiva do Biodiesel
Por que produzir biodiesel?
Fonte: Nappo M., ABIOVE, 2004
BiodieselBiodiesel
•• Protocolo de Kioto: “efeito estufa”Protocolo de Kioto: “efeito estufa”
•• Reduz as emissões de poluentes.Reduz as emissões de poluentes.
•• Não contém enxofre.Não contém enxofre.
PosicionamentoPosicionamento
Estratégico/Econômico
•• Busca de substitutos para os Busca de substitutos para os derivados de Petróleo.derivados de Petróleo.
•• AutoAuto--suficiência energética.suficiência energética.
•• Geração de emprego e rendaGeração de emprego e rendano campo.no campo.
PreocupaçãoPreocupação
Ambiental/Ecológica
“1 t de biodiesel evita de 2,5 t de CO 2”
BiodieselBiodiesel
•• Protocolo de Kioto: “efeito estufa”Protocolo de Kioto: “efeito estufa”
•• Reduz as emissões de poluentes.Reduz as emissões de poluentes.
•• Não contém enxofre.Não contém enxofre.
PosicionamentoPosicionamento
Estratégico/Econômico
PosicionamentoPosicionamento
Estratégico/Econômico
•• Busca de substitutos para os Busca de substitutos para os derivados de Petróleo.derivados de Petróleo.
•• AutoAuto--suficiência energética.suficiência energética.
•• Geração de emprego e rendaGeração de emprego e rendano campo.no campo.
PreocupaçãoPreocupação
Ambiental/Ecológica
PreocupaçãoPreocupação
Ambiental/Ecológica
“1 t de biodiesel evita de 2,5 t de CO 2”
Oportunidade para fixar o homem à terra, produzir combustível limpo e
gerar emprego e renda ao homem do campo
Efeito Estufa Fotossíntese
Petróleo Biocombustível(álcool e biodiesel)
Vantagens Ambientais
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Ciclo de vida do biodiesel
Emissões de CO2
Fonte: MME, BEN, 2013
Em 2012, o total de emissões antrópicas associadas à matriz energética brasileira atingiu 429,0 MtCO2
Produzindo e consumindo energia, cada brasileiro emite, em média, 4 vezes menos do que um europeu, 9 vezes menos do que um americano e 3 vezes menos do que emite um chinês.
Somando todo o biodieselconsumido no Brasil desde2008, as emissões evitadas deGEE já chegam a 21,8 milhõesde toneladas de CO2eq., oequivalente ao plantio de quase158 milhões de arvores em umaárea equivalente a 144 milcampos de futebol em 20 anos
Cada percentual a mais de biodiesel mandatório no Brasil e equivalente ao plantio de cerca de 7,2 milhões de árvores.
Emissões de CO2
5,2 7,3 10,4 20,7
Fonte: MAPA, Benefícios Ambientais da Produção e do Uso do Biodiesel, 2013
Fonte: MAPA, 2014
Emissões de GEE do diesel mineral padrão mundial e de diferentes porcentagens de biodiesel na mistura com o diesel (em gCO2e/MJ)
Emissões de gases do efeito estufa (GEE)
Emissões de gases do efeito estufa (GEE)
Estimativas apontam para emissõesna ordem de 23,1 a 25,8 gCO2e/MJ2
de biodiesel produzido e entregue nacidade de Paulínia/SP, frente asemissões do diesel fóssil europeu quetotalizam 83,8 gCO2e/MJ3.
Consumo e produção de biodiesel no mundo
Brasil continua como 2º maior consumidor
mundial de biodiesel
Fonte: MME, Boletim Mensal dos Combustíveis Renováveis , mar/2014
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Produção de biodiesel no mundo
FONTE: MME, Bol. Mens. Comb. Ren., mar/2014
Produção Nacional de biodiesel
FONTE: MME, Bol. Mens. Comb. Ren., mar/2014
O Selo Combustível Social
Biodiesel: Localização das Unidades Produtoras
FONTE: MME, Bol. Mens. Comb. Ren., mar/2014
Capacidade nominal e produção de biodiesel (mil m³/ano)
Fonte: ANP, 2012; MME. Bol. Mens. Comb. Ren., mar/2014
Biodiesel: Evolução do Consumo
FONTE: MME, Bol. Mens. Comb. Ren., mar/2014
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IMPACTO DO PROGRAMA DE BIODIESEL: Emprego
Fonte: Gomes, M., Ubrabio, 2012
2005 - 2010
1.300.00 de empregos em toda a cadeia de produção
IMPACTO DO PROGRAMA DE BIODIESEL: Balança Comercial
Fonte: Gomes, M., Ubrabio, 2012
2005 - 2010
Importação de diesel(US$ FOB)
17, 7 Bilhões
29.367.133 m3
Economia com uso do biodiesel (US$ FOB)
3,4 Bilhões
5.646.915 m3
IMPACTO DO PROGRAMA DE BIODIESEL: Investimentos
Fonte: Gomes, M., Ubrabio, 2012
2005 - 2010
R$ 4,0 bilhões em todas as regiões do país
Biodiesel: Participação das Matéria-Primas
FONTE: MME, Bol. Mens. Comb. Ren., mar/2014
Biodiesel: Preços e Margens
FONTE: MME, Bol. Mens. Comb. Ren., mar/2014
Biodiesel: Preços e Margens
FONTE: MME, Bol. Mens. Comb. Ren., mar/2014
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Biodiesel: Preços e Margens
FONTE: MME, Bol. Mens. Comb. Ren., mar/2014
Biodiesel: Evolução dos Preços (grão e óleo)
FONTE: MME, Bol. Mens. Comb. Ren., mar/2014
Biodiesel: PreçosInternacionais
de outras matérias-primas
Indicações de Mercado
FONTE: MME, Bol. Mens. Comb. Ren., mar/2014
Indicações de Mercado
FONTE: Aboissa, Aboissanews, maio/2014
Comercialização do biodiesel no Brasil
Evolução da mistura BX
2005a
2007
Autorizativo 2005
2%
2008
Obrigatório
2% jan-jun
3% jul-dez
2%
2013em diante
5%
20102009
Obrigatório
3% jan-jun
4% jul
2%Obrigatório
5% jan
5% Obrigatório
Meta Original
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B100 – Resolução nº 14 (11/05/2012)B5 – Resolução nº 50 (23/12/2013)
ESPECIFICAÇÃO DE PRODUTO
Regulamentação das especificações e obrigaçõesquanto ao controle de qualidade a serem atendidos pelosagentes envolvidos
MÉTODOCARACTERÍSTICA
UNIDADE LIMITE
ABNT NBR ASTM D EN/ISO
Aspecto - LII - - -
Massa específica a 20º C kg/m 3 850-900 7148
14065
1298
4052
EN ISO 3675
-
EN ISO 12185
Viscosidade Cinemática a 40ºC mm 2/s 3,0-6,0 10441 445 EN ISO 3104
Teor de Ág ua, máx. mg/kg 380-200* - 6304 EN ISO 12937
Contaminação Total, máx. mg/kg 24 - - EN ISO 12662
Ponto de fulgor, mín. ºC 100,0 14598 93
-
EN ISO 3679
Teor de éster, mín % massa 96,5 15342 - EN 14103
Resíduo de carbono % massa 0,050 - 4530 -
Cinzas sulfatadas, máx. % massa 0,020 6294 874 EN ISO 3987
Enxofre total, máx. mg/kg 10 -
-
5453 -
EN ISO 20846
EN ISO 20884
Sódio + Potássio, máx. mg/kg 5 15554
15555
15553
15556
- EN 14108
EN 14109
EN 14538
Cálcio + Magnésio, máx. mg/kg 5 15553
15556
- EN 14538
Fósforo, máx. mg/kg 10 15553 4951 EN 14107
Corrosividade ao cobre, 3h a 50 ºC, máx. - 1 14359 130 EN ISO 2160
Número de Cetano - Anotar - 613
6890
EN ISO 5165
Ponto de entupimento de filtro a frio, máx. ºC 5-14* 14747 6371 EN 11 6
Índice de acidez, máx. mg KOH/g 0,50 14448
-
664
-
-
EN 14104
Glicerol livre, máx. % massa 0,02 15341
-
-
6584
-
-
EN 14105
EN 14106
Glicerol total, máx. % massa 0,25 15344
-
6584
-
-
EN 14105
MonoacilcliceroDiacilglicerolTriacilgliceroll
% massa 0,800,200,20
15342
15344
6584 -
-
EN 14105
Metanol ou Etanol, máx. % massa 0,20 15343 - EN 14110
Índice de Iodo g/100g Anotar - - EN 14111
Estabili dade à oxidação a 110ºC, mín. h 6 - - EN 14112
Resolução ANP nº 14 (11/05/2012)
Especificação de produto –
B100
Especificação de produto - Resolução ANP nº 14 (11/05/2012)
Característica Limite Método
Metropolitano Interior ABNT ASTM
Aspecto límpido, isento
de impurezas
límpido, isento
de impurezas
visual visual
Cor - vermelho visual visual
Cor ASTM, máx. 3,0 3,0 NBR 14483 D 1500
Teor de biodiesel, % v/v 2,0 2,0 IR IR
Enxofre total, mg/kg, máx 500 2.000 NBR 14875
-
NBR 14533
-
D1552
D 2622
D4294
D5453
Destilação, ºC
10 % vol., recuperados
50 % vol., recuperados, máx.
85 % vol., recuperados, máx.
90 % vol., recuperados
Anotar
245,0-310,0
360
Anotar
Anotar
245,0-310,0
370
Anotar
NBR 9619
NBR 9619
NBR 9619
NBR 9619
D 86
D 86
D 86
D 86
Massa específica (20 ºC), kg/m3 820-865 820-880 NBR 7148
NBR14065
D 1298
D 4052
Ponto de fulgor, ºC, mín. 38,0 38,0 NBR 7974
NBR 14598
-
D 56
D 93
D 3828
Viscosidade (40 ºC), cSt, máx. 2,0-5,0 2,0-5,0 NBR 10441 D 445
Ponto de entupimento de filtro a
frio, ºC
0-12 0-12 NBR 14747 D 6371
Número de cetano, mín. 42 42 - D 613
Resíduo de carbono nos 10 %
finais de destilação, % m/m, máx.
0,25 0,25 NBR 14318 D 524
Cinzas, % m/m, máx. 0,010 0,010 NBR 9842 D 482
Corrosividade ao cobre, 3 h a 50
ºC, máx.
1 1 NBR 14359 D 130
Água e sedimentos, % v/v, máx. 0,05 0,05 NBR 14647 D 1796
Lubricidade, mícron, máx. 460 - - D 6079
CONTAMINANTESLUBRICIDADE
APARÊNCIA
VOLATILIDADE
FLUIDEZ
COMBUSTÃO
CORROSÃO
COMPOSIÇÃO
Contexto Histórico da Inserção dos Biocombustíveis na Matriz Brasileira
ETANOL - PROÁLCOOL
Introduzido entre as crises dopetróleo – 1975;
Alta dependência do petróleoimportado (principal item dapauta de importações);
Dificuldades da balança depagamentos (escassez dedivisas);
Flexibilidade das finançaspúblicas;
Álcool introduzido comosubstituto da gasolina emveículos leves.
Subsídios.
BIODIESEL
Introduzido na matrizenergética em 2004;
Auto-suficiência em petróleo; Não há crise de
abastecimento de petróleo; Equilíbrio da balança de
pagamentos e substanciaisreservas internacionais;
Estabilidade monetária eresponsabilidade fiscal;
Biodiesel substituto do dieselem veículos pesados;
Sustentabilidade.
BIOCOMBUSTÍVEIS NA AVIAÇÃO
Consumo de combustível de aviação (m3)
Fonte: ANP, 2012
Fonte: Abud, R., ABPPM, 2010
No mundo: ~210 bilhões litros/ano*
*Fonte: Ortiz M., PL no. 6231 de 2009
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Cerca de 2% das emissões são provenientes da queima do querosene de aviação (QAV). As projeções sugerem que até 2030 esse número passe para 3%;
No Brasil, consome-se anualmente cerca de 7 bilhões de litros de QAV, o que emite cerca de 17,5 milhões de toneladas de CO2 (EPA, 2004);
O setor da aviação estabeleceu metas ambiciosas para atingir um crescimento neutro em carbono ate 2020 e reduzir em 50% as emissões de dióxido de carbono (dos níveis de 2005) até 2050;
Existem diversas tecnologias de produção bio-QAV, sendo as principais: a síntese de Fischer- Tropsch a partir da gaseificação da biomassa, o hidroprocessamento de ésteres e ácidos graxos (HEFA), bem como a fermentação de açucares e resíduos (sólidos urbanos, gases de combustão, industriais) em álcoois, hidrocarbonetos (DSHC) e lipídios;
Dependendo da tecnologia de produção estima-se uma redução na faixa de 60-80% das emissões de gases de efeito estufa.
Bioquerosene
Quantidade de passageiros embarcados por empresas brasileiras nos mercados doméstico e internacional
Source: ATAG , Aviation Benefits Beyond Borders, 2012
Fonte: ANAC; Elaboração: DEPSA/SPR/SAC-PR
Projeções do Setor de Transporte Aéreo
NÚMEROS DO SETOR
• Movimenta US$ 594 bilhões
• Conecta 2,8 bilhões de pessoas
• 46 milhões e toneladas de produtos
• Emprega 32 milhões de pessoas
• Atividade econômica de US$ 3.8 trilhões
Source: ATAG ,2012
Cada US$ 1 de aumento do petróleo os custos para o setor são de US$ 1.8 bilhões
NÚMEROS DO SETOR
INICIATIVAS PARA SUBSTITUIÇÃO (PARCIAL OU TOTAL) QAV
AERONAVE (%) BIOCOM. BIOMASSA
07/2007 Força Aérea Argentina 50 soja
10/2007 Avião Militar Tcheco 100 nd*
02/2008 Virgin Atlantic/Boeing/GE 20 cocô e babaçu
10/2007 Air New Zeland/Boeing/R. Royce 50 pinhão manso
01/2009 Continental/Boeing/GE-CFM 50 alga e pinhão manso
01/2009 Japan Airlines/Boeing/Pratt&Whitney 50 nd*
03/2010 JetBlue/Airbus/IAE nd nd*
2010 InterJet/Aibus nd nd*
11/2010 TAM/Airbus A320, GE/CFM Inter. 50 pinhão manso
04/2011 Lufhatansa 50 mistura de óleos
06/2012 AZUL/Embraer E195/GE 50 cana de açúcar
06/2013 Gol no Boeing 737/800 50 milho e óleos residuais
Testes de vôo com diferentes composições de biocombustíveis
*nd: não declarada
Fonte: Adaptado de Gonçalves, F.R., RMCT, vol 28(3), 2011
Programa Nacional de Bioquerosene
• Adoção de diretrizes a partir da PL 6231/2009;
• P&D em combustíveis renováveis a partir de biomassa
• Biocombustível para aviação sem alteração das tecnologias dos motores de turbinas e infraestrutura de distribuição;
• Não comprometimento da segurança do sistema de aviação;
• Recursos governamentais para P&D;
• Incentivos fiscais à pesquisa, fomento, produção,comercialização e uso de bioquerosene a partir de biomassa;
Desafios para combustíveis alternativos
• Combustível de qualidade garantida;
• Investimentos em PD&I;
• Disponibilidade de matéria-prima para produção;
• Custo competitivo;
• Aprovação (desempenho/segurança) para uso;
• Incertezas na impactos ambientais;
• Investimento em infraestrutura de produção;
• Aumento da competitividade e diversidade dacadeia produtiva da indústria aeronáutica;
• entre outros.
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GARANTIA DA QUALIDADE DE PRODUTO
Vendas das Distribuidoras - 2013Derivados Combustíveis de Petróleo
~124,9 bilhões de litros
10.816.694 - etanol41.442.195 - gasolina
58.491.966 - óleo diesel14.095.492 - QA, GLP, óleo comb.
Fonte: ANP, 2013
GARANTIA DA QUALIDADE DE PRODUTO
Qualidade dos Combustíveis
O que define?Conjunto que características físicas e químicas
definidas pela ANP e que tem como base, métodos estabelecidos por normas brasileiras e internacionais
Objetivo:Estabelecer valores limites de cada propriedade de modo a assegurar o desempenho adequado
dos combustíveis, bem como proteger a sociedade e o meio ambiente
Os princípios da ANP para qualidade de produtos seguem as seguintes diretrizes:
1. Proteger os interesses do consumidor, garantindo derivados de petróleo, gás natural, etanol e biodiesel adequados ao uso;
2. Proteger os interesses da sociedade, considerando a qualidade de vida e as questões ambientais na especificação dos produtos;
3. Preservar os interesses nacionais, definindo a qualidade dos derivados de petróleo, do gás natural e do etanol combustível em conformidade com a realidade brasileira;
4. Estimular o desenvolvimento por meio do estabelecimento de especificações que induzam à evolução tecnológica e à eficiência energética;
5. Promover a livre concorrência por intermédio das especificações dos produtos, evitando a ocorrência de reservas de mercado;
6. Conferir credibilidade à qualidade dos produtos consumidos no País.
Diretrizes da política de qualidade de produtos da ANP
Qualidade dos Combustíveis
O que adulteração?Alterar, falsificar, corromper, etc um produto pela adição irregular de
qualquer substância(s), sem recolhimento de impostos, com vistas à obtenção de lucros e prejuízo para toda a sociedade
Produto fora das especificações da ANP(produto não-conformidade)
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Sofisticação das adulterações
- clonagem- canetas- válvulas reversoras- minitanques clandestinos- fraudes metrológicas- combustível de final de semana- gaiola em caminhão tanque- camelôs de combustíveis- adição de água, solventes
e álcool- formulações preparadas- etc
• espectroscopia no infravermelho
• destilação, ponto de fulgor, massa específica
ARSENAL ANALÍTICO
• difração de raios-X
• ressonância magnética nuclear
• espectrometria de emissão óptica com plasma acoplado
• cromatografia gasosa e líquida
• condutimetria e potenciometria
• análises térmicas
• etc
AÇÕES PARA PROTEÇÃO DOS INTERESSES DA SOCIEDADE
- ANP (Fiscalização e PMQC)- AÇÕES DOS MINISTÉRIOS PÚBLICOS- PROCONS- SECRETARIAS DE FAZENDA- etc
Sofisticação das adulterações
- clonagem- canetas- válvulas reversoras- minitanques clandestinos- fraudes metrológicas- combustível de final de semana- gaiola em caminhão tanque- camelôs de combustíveis- adição de água, solventes
e álcool- formulações preparadas- etc
• espectroscopia no infravermelho
• destilação, ponto de fulgor, massa específica
ARSENAL ANALÍTICO
• difração de raios-X
• ressonância magnética nuclear
• espectrometria de emissão óptica com plasma acoplado
• cromatografia gasosa e líquida
• condutimetria e potenciometria
• análises térmicas
• etc
AÇÕES PARA PROTEÇÃO DOS INTERESSES DA SOCIEDADE
- ANP (Fiscalização e PMQC)- AÇÕES DOS MINISTÉRIOS PÚBLICOS- PROCONS- SECRETARIAS DE FAZENDA- etc
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CLONAGEM
Fonte: ANP Itinerante, Fiscalização ANP, 2010
VÁLVULAS REVERSORAS
Fonte: ANP Itinerante, Fiscalização ANP, 2010
MINITANQUE
Fonte: ANP Itinerante, Fiscalização ANP, 2010
Programa de Monitoramento da Qualidade dos Combustíveis - ANP
Fonte: ANP, Bol. Qualidade 2013
ÍNDICE DE NÃO-CONFORMIDADEBRASIL
Fonte: ANP, Boletim da Qualidade , 2014
AVALIAÇÃO DAS NÃO-CONFORMIDADESMAIO - 2013
Etanol
Gasolina
Óleo diesel
• 39,5% destilação• 40,8% teor de etanol• 18,4% outros (aspecto, cor, teor de benzeno)
• 65,6% massa específica/teor alcoólico• 12,5% condutividade elétrica• 7,8% pH• 14,1% outros (aspecto, cor)
• 33,0% aspecto• 9,3% teor de enxofre• 35,2% teor de biodiesel• 18,1% ponto de fulgor
Fonte: ANP, Bol. Qualidade 2014
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ÍNDICE DE NC*
POR ESTADO* não-conformidade
Fonte: ANP, Bol. Qualidade 2013
De que modo o etanol pode ser adulterado?
• adição de água no etanol hidratado;• adição de etanol anidro ao etanol ao hidratado;• adição de metanol;• adição de água no etanol anidro (álcool molhado).
De que modo a gasolina pode ser adulterada?• adição de etanol acima do permitido;• adição de solventes;• adição de metanol (?).
NÃO-CONFORMIDADE DE PRODUTOS
De que modo o biodiesel pode ser adulterado/não-conforme?
• adição de óleo vegetal;• teores de mono, di e triglicerol, metanol;• teor de água.
De que modo o óleo diesel pode ser adulterada?
• adição de óleos pesados;• teor de biodiesel e óleos vegetais;• comercialização fora das áreas definidas para tipo de produto.
Danos causado pelo uso de produto não-conforme
• rendimento insatisfatório;• perda de potência;• dirigibilidade;• danos ambientais e de segurança• formação de resíduos nos motores• ataque por corrosão em peças• degradação de materiais• elevação do nível de particulados• aumento do consumo• diminuição do tempo de vida de
motores e bombas• contaminação ambiental• etc
Principais Sistemas de Monitoramento pelo Mundo
Fonte: ANP, Séries ANP, no. 5 2012
HISTÓRICO DOS ÍNDICES DE NÃO CONFORMIDADES
NO PAÍS
Fonte: ANP, Séries ANP, no. 5 2012
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PD&I
EVOLUÇÃO DA OBRIGAÇÃO DE INVESTIMENTOS EM PESQUISA E DESENVOLVIMENTO (P&D) – 2003-2012
Fonte: ANP, Anuário Est. Bras. Petróleo, 2013
Sustentabilidade da Matriz
CO
MB
US
TÍV
EIS
derivados de petróleo
Biocombustíveis
hidrogênio
Motor de combustão interna
Motor híbrido
Motor elétrico/indução
AU
TO
MÓ
VE
IS
PD&
I
Aumentar a produtividade e competitividade da cadeia produtiva dos biocombustíveis com garantia da qualidade do produto final
Desenvolvimento regional
Respeito ao meio ambiente
Gargalos tecnológicos
Novas fontes;
Desenvolvimento de tecnologias de produção;
Métodos de controle de qualidade;
Destino e formas de aproveitamento dos coprodutos;
Armazenamento de produtos;
Novas aplicação dos produtos;
Logística da matéria-prima e distribuição de produtos;
Atendimento aos requisitos técnicos de máquinas e equipamentos;
Estudos de viabilidade econômica, ambiental, ciclo de vida, etc.
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PRODUTO
PROCESSO
QUALIDADE
Desenvolvimento de produtos e processos,
Investimento em Pesquisa, Desenvolvimento & Inovação,
PD&I
Formação de Recursos Humanos,
Desenvolvimento de novas tecnologias,
Sustentabilidade,
Entre outros.
Cadeia Produtiva
Catalisadores Heterogêneos na Síntese de Biodiesel
• facilidade de separaçãoe purificação do biocombustível
• ausência de reações paralelas
• possibilidade de reutilizaçãodo catalisador em novas reações
• Parceria UFPR- Palotina
Cadeia Produtiva
Inovação Tecnológica: Glicerina (coproduto) Produzida à Partir Do Biodiesel
Cadeia produtiva do biodiesel e glicerina.
Fonte: Pinheiro, R.S., 2011
• Mapeamento das cadeias
• Mercado (produtores e consumidores)
• Tecnologias de produção
• Novas aplicações
Cadeia Produtiva
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Avaliação do Efeito do Tempo de Armazenagem no Teor de Biodiesel em Misturas BX
Estudo de Membranas Filtrantes de Bombas de Abastecimento de Óleo Diesel
Análise por microscopia eletrônica de varredura
Cadeia Produtiva
Material 1
Material 2
Material 3
a) AEAC; b) AEHC; c) AEAC + solução corrosiva;d) AEHC + solução corrosiva; e) AEAC + solução
Avaliação da corrosão metálica causada por biocombustíveis e misturas
a b c d e
a b c d e
a b c d e
Ensaio em bancada
Análise microscópica ótica
Determinação do Teor de Metanol em Gasolina e Etanol
Programa de Monitoramento da Qualidade de Combustíveis e Lubrificantes da ANP
Espectro de RMN1H de etanol
MeOH
Cromatograma de etanol Esquema simplificado de um GC
Análises de produtos em contato com biocombustíveis e suas misturas
Análise por microscopia ótica
Análise por microscopia ótica
Análise por microscopia eletrônica de varredura
Análises de produtos em contato com biocombustíveis e suas misturas
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Avaliação de materiais poliméricos em misturas diesel/biodiesel/óleo vegetal
Volume
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Original Depois B5 Depois B10 Depois B20
cm3
NR
EPDM
NBR
Deformação máxima na ruptura
0
100
200
300
400
500
600
Original Depois B5 Depois B10 Depois B20
% NR
EPDM
NBR
I II III
Desenvolvimento de produto a partir dos combustíveis comerciais
(I) combustível líquido, (II) combustível gelificado, (III) combustível degelificado.
(I) (II) (III)
Considerações finais
Fonte: IRENA, Renew. Ener. And Jobs, Annual Review, 2014
PERSPECTIVAS:
- demanda crescente de energia;
- preocupações ambientais;
- sustentabilidade do atual padrão de consumo;
- instabilidade da cadeia de suprimentos;
- crescente alta de preços;
- uso crescente dos biocombustíveis no mundo;
- diversificação de matéria-prima;
- consolidação dos biocombustíveis na matriz energética mundial;
- entre outros.
DESAFIOS:- avanço na produtividade;
- fortalecimento da base agroindustrial;
- incremento da sustentabilidade da matriz energética;
- desenvolvimento de tecnologia agronômica;
- aperfeiçoamento e garantia da qualidade de produto final;
- rotas tecnológicas apropriadas;
- geração de emprego;
- desenvolvimento regional;
- investimentos na expansão e aprimoramento do setor;
- entre outros.
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MUITO OBRIGADO !
Prod. Dr. Marcos R. Monteiro
C O N T A T O
Unidade Combustíveis – CCDM/DEMa/UFSCarCentro de Caracterização e Desenvolvimento de Materiais
Departamento de Engenharia de MateriaisUniversidade Federal de São Carlos – UFSCar
Rodovia Washington Luiz, Km 235 – CP 60São Carlos / SP – CEP: 13560-971
Tel (16) 3351 – 8843Fax (16) 3351 - 8850
Home page: www.ccdm.ufscar.bre-mail: [email protected]
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