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Jornal Biomassa Br Jornal Brasileiro das Indústrias de Biomassa

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Aspectos para produção de Bioetanol

Circulação: SET/OUT de 2014

Ed iç ão Nº 016 A n o : III

...pág. 03

Cenário do setor de Biodiesel...pág. 34 Mercado de caldeiras e Biomassa na Europa...pág. 05 2ª Edição do Prêmio Inovação e Tecnologia Biomassa BR...pág. 20 Biomassa Dedicada e os leilões de energia...pág. 32

Sistema mecanizado de recolhimento de palha de cana-de-açúcar ...pág. 15

Tecnologia para eficiência na produção de carvão vegetal...pág. 26


ARTIGO

Jornal Biomassa Br Jornal Brasileiro das Indústrias de Biomassa

EdiÇÃO

FRG Mídia Brasil Ltda.

Jornalista Responsável

Thayssen Ackler Bahls MTB 9276/PR

GERÊNCIA

Bianca Ramos

DIREÇÃO Comercial Tiago Fraga

PRÉ-TRATAMENTO HIDROTÉRMICO DA PALHA DE CANA-DE-AÇÚCAR VISANDO À PRODUÇÃO DO BIOETANOL

Comercial

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Fernando Santos

Lucas Alexandre Cláudio F. Oliveira

Pós-doutorando, Universidade Federal de Viçosa - fernandoasantos7@gmail.com

Fernando J. B. Gomes

Chefe de Edição

Pós-doutorando, Universidade Federal de Viçosa - fernando.gomes@ufv.br

Dr. Luiz Carlos Couto

Jorge Colodette

Professor Titular, Universidade Federal de Viçosa - colodett@ufv.br

Supervisão / REVISÃO

Eliane T. Souza / Cristina Cardoso

Distribuição

Carlos Alberto Castilhos

A

REDES SOCIAIS

dificuldade de converter a biomassa lignocelulósica em combustível líquido é atribuída à sua recalcitrância, pois são constituídas de fibras de celulose envolvidas em uma matriz amorfa de hemiceluloses e lignina. Essa matriz amorfa age como uma barreira natural ao ataque de microrganismos e/ou enzimas tornando esses materiais estruturalmente rígidos e pouco reativos.

Nicole Fraga

PUBLICAÇÕS / EVENTOS André Santos

Edição de arte e produção

Vorus Design / Editora Prospere Ltda www.vorusdesign.com.br

Apoio

Renabio e WBA – Associação Mundial de Bioenergia

Colunistas/Colaboradores

Fernando Santos; Fernando J. B. Gomes; Jorge Colodette; Dr. Laércio Couto; Fco. Javier Díaz González; Antonio Bonomi; Mateus Ferreira Chagas; Oscar Braunbeck; Otávio Cavalett; Terezinha de Fátima Cardoso; Vera Gouvêia; Luiz Carlos Couto; Luciano M. F. Couto; Marco Túlio Cardoso; Angélica de Cássia O. Carneiro; Benedito Rocha Vital; Sebastião Renato Valverde; Tatiana Gonsalves

As ligações de hidrogênio intramoleculares entre as hidroxilas conferem resistência à celulose. Já as interações intermoleculares entre hidroxilas são responsáveis pela formação da fibra vegetal, onde moléculas de celulose alinham-se paralelamente para formar uma microfibrila, eliminando as moléculas de água e tornando a fibra extremamente longa e resistente Figura 1.

Distribuição Dirigida

Empresas, associações, câmaras e federações de indústrias, universidades, assinantes, feiras e eventos dos setores de biomassa, agronegócio, cana-de-açúcar, florestal, biocombustíveis, setor sucroenergético e meio ambiente.

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Figura 1. Ligações de hidrogênio supramolecular da celulose. Fonte: Santos et al., (2012).

Efetivamente, devido à natureza recalcitrante da biomassa lignocelulósica, a hidrólise enzimática é muito lenta, e é difícil atingir elevados rendimentos em açúcar se a biomassa não for previamente pré-tratada. O pré-tratamento é provavelmente a etapa mais crucial, uma vez que tem forte impacto em todas as outras etapas do processo, por exemplo, na hidrólise enzimática e na fermentação, em termos de digestibilidade da celulose e toxicidade da fermentação. Diversos pesquisadores têm atribuído a recalcitrância da biomassa lignocelulósica, principalmente, à cristalinidade, ao grau de polimerização e a baixa acessibilidade das enzimas celulolíticas ao substrato.


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ARTIGO

Vários métodos de pré-tratamentos têm sido propostos e desenvolvidos. Dentre os vários métodos existentes, o pré-tratamento hidrotérmico tem chamado atenção, por não fazer uso de reagentes químicos, que é interessante do ponto de vista ambiental e econômico, por não ter necessidade de trabalhar com reatores altamente resistentes a corrosão e por hidrolisar grande parte da fração hemicelulósica.

observado para lignina. No entanto, nessas condições de temperatura e tempo os valores de hemiceluloses mostraram que o tempo de 1,59 minutos solubilizou menos hemiceluloses (12,58 %) quanto comparadas aos tempos de 18,41 (6,16 %) e 10 minutos (6,72 %). Em temperaturas de 210 e 223 oC os valores de celulose e lignina pouco variaram em função do tempo (5,10 e 15 min.). Entretanto, nas condições avaliadas a temperatura foi a que mais influenciou A Tabela 1 mostra os resultados de caracterização da palha para a maior remoção das hemiceluloses. de cana-de-açúcar antes e após o pré-tratamento hidrotérmico. Ob Visando selecionar o melhor pré-tratamento foi realizada serva-se que a composição química da palha apresenta quantidades uma hidrólise enzimática para que se pudessem traçar curvas de menores de celulose (45,30 %) e lignina (16,70 %) quanto com- liberação de glicose em relação ao tempo. O maior rendimento de paradas com a palha pré-tratada. No entanto, a concentração de hidrólise enzimática (43,36 g/L) foi obtida no ensaio 12 Tabela 1 hemiceluloses (31,51 %) presentes na palha foi bem maior com rena condição de temperatura de 190 oC; tempo de 18,41 minutos e lação à palha submetida ao pré-tratamento hidrotérmico que ficou relação palha/água de 12,5 % Figura 2. na faixa de 17,06 a 2,07 %. Esses resultados evidenciam que em temperaturas de 150 a 230 oC o pré-tratamento hidrotérmico solubiliza grande parte da fração hemicelulósica sem afetar a celulose e a lignina. No entanto, em condições mais severas de temperaturas (260 a 270 oC), a celulose e a lignina podem ser solubilizadas em até 20 % e 60 %, respectivamente. Tabela 1. Efeito do pré-tratamento hidrotérmico nos teores de celulose, hemiceluloses e lignina presentes na palha de cana-de-açúcar. Ensaio

Temperatura (oC)

Tempo (min.)

Celulose (%)

Hemiceluloses (%)

Lignina (%)

1

170

5

46,74

16,49

24,54

2

210

5

55,95

3,35

32,77

3

170

15

47,33

14,54

25,81

4

210

15

49,49

2,35

40,20

5

170

5

43,59

17,44

27,10

6

210

5

55,03

4,17

31,93

7

170

15

47,18

14,30

24,61

8

210

15

56,39

2,54

33,68

9

156,36

10

44,48

17,06

24,67

10

223,64

10

53,99

2,07

37,13

11

190

1,59

50,63

12,58

23,62

12

190

18,41

52,35

6,16

32,25

13

190

10

52,53

6,72

31,30

14

190

10

53,75

6,52

30,95

15

190

10

53,63

7,32

29,40

16

190

10

55,29

7,17

29,10

17

190

10

51,73

6,42

32,53

18

190

10

52,05

6,48

32,52

19

190

10

51,01

7,03

32,52

20

190

10

50,67

6,81

33,27

45,30

31,51

16,70

Palha de cana in natura

A maior remoção de hemiceluloses (93,43 %) ocorreu na condição de 223 °C por 10 min e na condição de 210 °C por 15 minutos com 92,54 % de hemiceluloses. Verifica-se ainda que a variável temperatura tem maior efeito sobre os constituintes da palha de cana em relação ao tempo. Observa-se que na temperatura de 170 oC houve pequena diferença entre os valores encontrados para celulose (46,74 e 47,33 %), hemiceluloses (14,54 e 16,49 %) e lignina (24,54 e 25,81 %). Na temperatura de 190 oC o valores de celulose 52,53, 52,35 e 50,63 % nos tempos de 1,59, 18,41 e 10 minutos, respectivamente, também variaram pouco o que também pode ser

Figura 2. Perfil da liberação de glicose no ensaio 12 do pré-tratamento hidrotérmico.

É possível verificar que a liberação de glicose é rápida nas primeiras 12 horas, diminuindo a velocidade de hidrólise tendendo a estabilizar após 48 horas de sacarificação. Estes resultados confirmam que o rendimento da hidrólise enzimática é fortemente influenciado pelas condições de pré-tratamento, pelo tempo de sacarificação, pela composição química da palha pré-tratada e que o pré-tratamento hidrotérmico favorece a acessibilidade das enzimas celulolíticas à celulose proporcionando, portanto, um aumento da digestibilidade enzimática nos processos de conversão da celulose em glicose. Sendo assim, escolheu-se o tempo de 48 horas de hidrólise enzimática como resposta final que obteve a maior liberação de glicose. Nas condições em que o presente trabalho foi conduzido, conclui-se que, em processos de pré-tratamento hidrotérmico conduzidos a elevadas temperaturas, o tempo de aquecimento do reator até atingir a temperatura pré-estabelecida, pode proporcionar, ainda que pequena, uma degradação da fração hemicelulósica. Ademais, fatores como a relação sólido/líquido são importantes para o controle da degradação da fração celulósica evitando a perda de rendimento no processo de conversão enzimática da fração celulósica em glicose para a obtenção do bioetanol. A maior liberação de glicose da hidrólise enzimática foi observada na condição de prétratamento hidrotérmico de 190 oC por 18,41 minutos. Portanto, o pré-tratamento hidrotérmico mostrou-se ser eficiente sobre a recalcitrância da palha de cana-de-açúcar e seu potencial na produção do bioetanol. 


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CALDERAS DE BAJA POTENCIA EN EUROPA

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Fco. Javier Díaz González

Presidente da Asociación Española de Valorización Energética de la Biomasa (AVEBIOM) e Presidente de Expobiomasa

EL PROYECTO BioMaxEff BioMaxEff (http://www.biomaxeff.eu) es un proyecto de I+D del 7 º Programa Marco de UE cuyos objetivos se centran en calderas de pélets y leña en el rango de 6 a 60 kW. El proyecto inició su andadura a finales de 2010 y terminará en el año 2015. El proyecto BioMaxEff se estructura en torno a un programa de desarrollo de productos innovadores, con un plan intensivo de testeo y un amplio plan de desarrollo de mercado, todos ellos diseñados para alcanzar los principales impactos esperados por el FP. BioMaxEff pretende avanzar en tecnologías de calderas de pélets y leña de pequeña potencia mediante el aumento de la eficiencia, la consecución de unas emisiones ultra-bajas y una mayor penetración en el mercado hasta 2020. El proyecto trabaja en el desarrollo, la demostración intensiva y amplia implantación de 10 conceptos de calefacción con biomasa innovadores que han sido diseñados y optimizados para su instalación en tres segmentos principales del mercado de biomasa: • Nueva construcción de viviendas (en particular, casas prefabricadas de bajo consumo de energía) • Viviendas rehabilitadas • Cambio de calderas En el transcurso del proyecto BioMaxEff se pretende instalar más de 2.000 sistemas de calefacción y se prevén una serie de avances tecnológicos y de mercado, que incluyen: • Aumente de la eficiencia de la caldera desde los niveles actuales del 70% en un 20% en el curso de la vida del proyecto y preparar el camino para un aumento del 25% para el año 2020. • Demostrar que la tecnología de combustión de leñas de alto

rendimiento no requiere necesariamente un ventilador. (El proyecto desarrollará una caldera de alta eficiencia, bajas emisiones y bajo costo para el mercado del sur de Europa). • Lograr más bajas emisiones totales de partículas en suspensión (PTS) en las pruebas de campo que cualquiera de las calderas de biomasa existentes actualmente en el mercado de la UE. • Demostrar que los sistemas de calefacción con biomasa son una solución viable para edificios de baja demanda energética mediante el desarrollo de un sistema de calefacción con control de carga especial y potencia baja (1,6 kW). Uno de los resultados del proyecto es un estudio de mercado de calderas de baja potencia (< 60 kW) cuyos resultados se resumen a continuación: TIPOS Y CARACTERÍATICAS DE CALDERAS DE BIOMASA Las calderas son el núcleo de los sistemas de calefacción hidráulica y su mercado es muy variado y complejo. En sistemas de calefacción central, se genera el calor en un quemador de combustible o resistencia eléctrica, y mediante un un intercambiador de calor, se transfiere al agua. El calor se distribuye entonces por el agua caliente en un circuito cerrado de tuberías que devuelven a la caldera, donde el agua se calienta de nuevo. Las calderas pueden ser eléctricas o de combustión de combustible, y un número de diferentes combustibles se pueden usar: gas, combustibles líquidos, carbón, leña, etc El presente estudio se ha centrado en las calderas que utilizan la biomasa sólida como combustible y particularmente leña y pélets de madera.


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Las calderas de biomasa están equipadas con un intercambiador de calor, para distribuir el calor a toda la casa por un sistema de tuberías de agua caliente. El sistema incluye habitualmente una unidad de control y regulación, incluyendo bombas y un tanque de almacenamiento de agua caliente. Los sistemas modernos para combustibles de biomasa sólida (principalmente astillas y pélets, pero también para otros tipos de combustibles) son totalmente automáticos y pueden adaptarse a cargas variables. Las pequeñas calderas de biomasa para calefacción central por lo general tienen capacidades nominales entre 10 kW a 50 kW. Se pueden utilizar diferentes tipos de combustibles sólidos, dependiendo de la disponibilidad regional, pero los combustibles más utilizados son leña y tacos de madera.

emisiones contaminantes. Sin embargo, tienen requisitos específicos de calidad del combustible, en relación con, por ejemplo, el tamaño de partícula o el punto de fusión de la ceniza. Los pélets de madera son el combustible más habitual para las calderas de de potencias inferiores a 50 kW, mientras que las astillas de madera son el combustible predominante en calderas de mayor tamaño (50 kW - 500 kW) En cuanto a los procesos de combustión, según aumenta la potencia, las parrillas fijas son sustituidas por sistemas móviles, bien mediante parrilla giratoria o mediante rejillas en escalera dotadas de movimento. Las rejillas proporcionan la distribución de aire, agitan y mezclan el combustible para garantizar una correcta combustión a medida que este pasa por la parrilla. Esto facilita un tiempo de retención suficiente y la mezcla de los gases de combustión a altas temperaturas. Sin embargo, las parrillas móviles son raras en en calderas con potencias inferiores a 40 kW. Estos sistemas de alimentación y control de la combustión se utilizan sobre todo para grandes instalaciones de combustión. VENTAS DE CALDERAS DE BIOMASA DE BAJA POTENCIA EN LA UE-27 Las ventas de calderas de biomasa por tipo de aparato se basa en los datos recopilados de las asociaciones de la industria ENER Lot 15 Ecodesign preparatory study of solid fuel combustion installations (BIO Intelligence Service, 2010). Estos datos se presentan en la Tabla 1. La mayoría de las calderas que utilizan combustibles sólidos se estima que son de alimentación manual y que sólo un 20% son de alimentación automática. Tabla 1: Ventas de calderas de combustible sólido según tipo de alimentación en la UE-27.

Figura 1: Tipos de calderas.

Las calderas pequeñas se pueden clasificar de acuerdo con una serie de características técnicas como el tipo de combustible, potencia, aplicación , modo de operación según método de alimentación de combustible y el tipo de quemador: • Tipo de combustible: o Pélets o Leña o tacos o Astillas • Heating capacity range in kW: o Pequeñas: hasta 60 kW o Grandes: mayors de 60 kW • Función: o Básicas: sólo para agua caliente sanitaria (ACS) o Para calefacción y ACS o Ensambladas en estufas u hogares • Modo de operation: o De alimentación manuale. o De alimentación automática • Tipo de quemador: o Parrilla fija/parrilla móvil o Alimentación inferior/superior o Tiro directo/tiro invertido o Flujo hacia arriba/flujo hacia abajo En las calderas alimentadas manualmente, el usuario llena la tolva de almacenamiento y se vacía el contenedor de cenizas, a intervalos adecuados, pero otras operaciones son en gran medida automáticas. La principal ventaja de los aparatos alimentados de forma automática frente a los alimentados manualmente es que la alimentación automática del combustible da un mayor control sobre el proceso de combustión, ya que tanto el aire como el suministro de combustible pueden ser controlados. Este tipo de caldera es muy eficiente y tiene bajas

Tipo Alimentación manual Alimentación automática

Ventas en 2007 [unidades] 250,400 62,600

Porcentaje de mercado 80 20

Un complete estudio del mercado de calderas fue realizado por BRG Consult (2006). Este estudio es también la base del análisis del mercado de ENER Lot 15 (Bio Intelligence Service, 2010), que incluye algunas proyecciones del mercado en el futuro. Ambos estudios muestran las estimaciones de ventas de todas las calderas de combustibles sólidos en la UE. Las calderas de biomasa dominan el mercado (cuota de mercado del 99%), mientras que las calderas de carbón representan sólo el 1% del mercado. La capacidad de todas las calderas varía entre 1 kW y 500 kW, pero la mayor participación en el mercado está en las capacidades más pequeñas. El volumen de ventas de las calderas por rango de capacidad según el tipo de alimentación se presenta en la Tabla 2. Table 2: Calderas de combustible sólido según rango de potencia.

Tipo Alimentación manual Alimentación automática

0-10 kW

10-25 kW

25-60 kW

60-100 kW

100-500 kW

5%

10%

62%

8%

15%

5%

55%

18%

12%

10%

La Tabla 3 muestra las ventas de calderas de biomasa por tipo y por Estados miembros. La tabla contiene sólo las unidades con una capacidad inferior a 60 kW. Estas estimaciones se basan en las ventas totales de la UE y de la cuota de mercado de cada Estado miembro en relación con todos los tipos de calderas de biomasa sólida.


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la mayor proporción de las ventas actuales, mientras que las calderas de astillas representan menos del 1% del mercado.

Table 3: Ventas de calderas de biomasa con potencia inferior a 60 kW en 2010 en los estados miembros.

Member State Austria Belgium Bulgaria Cyprus Czech Republic Denmark Estonia Finland France Germany Greece Hungary Ireland Italy Latvia Lithuania Luxembourg Malta Netherlands Poland Portugal Romania Slovakia Slovenia Spain Sweden UK EU-27

Pellet boilers

Chip boilers

Wood log boilers

2,697 276 1,959 12

95 10 69 0

22,716 2,328 16,503 102

2,391

84

20,142

449 231 1,483 1,753 2,596 219 2,215 154 1,098 365 477 10 5 390 6,175 214 4,353 908 99 842 1,569 2,326 35,268

16 8 52 61 91 8 78 5 38 13 17 0 0 14 216 7 153 32 3 30 55 82 1,236

3,786 1,950 12,494 14,766 21,868 1,848 18,658 1,295 9,246 3,070 4,021 83 42 3,286 52,009 1,802 36,660 7,648 833 7,095 13,213 19,593 297,056

Figura 2: Desglose de ventas de calderas de biomasa por tipo en los estados miembros en 2010.

En comparación con las cifras de ventas de otras calderas de calefacción central, las calderas de biomasa sólida constituyen una pequeña parte del total. La cantidad total de calderas de calefacción central vendidas en la UE-27 en 2004 fue de alrededor de 7 millones de unidades (VHK, 2007a). Las ventas de calderas para calefacción central colectiva en el mismo año en la UE fueron de alrededor de 0,5 millones de unidades. Las ventas totales equipos de calefacción de combustible sólido, incluidas las calderas de combustibles fósiles y de biomasa, estufas y chimeneas para calefacción directa en 2010 en la UE fueron de 3.5 millones de unidades (Bio Intelligence Service, 2010). La Figura 3 muestra la comparación de las ventas en la UE de los grupos de productos mencionados.

La Figura 2 ilustra los datos de ventas de calderas en la UE-27. Polonia y Rumanía representan aproximadamente el 30% del mercado total de la UE. Parece que hay una fuerte relación entre las ventas y las condiciones climáticas de cada país y su participación en el mercado, sin embargo, estos dos factores no son los únicos. Por ejemplo, Austria tiene una mayor cuota de mercado, en comparación con Alemania. En este contexto, podría haber otros factores de mercado decisivos como el acceso a los recursos de combustibles de biomasa. Los precios de otros combustibles como la electricidad, el gas y el gasoil, así como la infraestructura necesaria para el suministro de energía también pueden influir en la elección del tipo de caldera. También hay que señalar que la penetración de la calefacción central en el sector residencial puede ser diferente en los Estados miembros, y las ventas de nuevas instalaciones de calefacción es probable que sean mayores en los países de Europa del Este que en Europa Occidental. En esta última, el mercado para la instalación de calefacción central en viviendas podría ser cerca de la saturación, al menos en los países del centro y norte.

STOCK DE CALDERAS DE BIOMASA DE BAJA POTENCIA

Una conclusión general que se puede extraer de los datos de ventas de los distintos Estados miembros es que las calderas de leña tienen

En el estudio se ha realizado una estimación de la penetración de las calderas de biomasa de pequeña potencia en el sector de ca-

Figure 3: Ventas totales de calderas de calefacción y de combustibles sólidos en la UE.


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lefacción central en la UE. "Stock" significa el número de aparatos existentes actualmente instalados y en funcionamiento. Incluso si la evolución de la población está ligada a la evolución de las ventas, sus tendencias pueden ser muy diferentes. Calderas para calefacción central son productos con una vida útil relativamente larga, lo que hace que el e stock instalado permanezca bastante estable. 4:

La distribución del stock según potencias se presenta en la Tabla Tabla 4: Stock de calderas según su potencia.

Rango de potencia < 25 kW 55%

25-60 kW 40%

> 60 kW 11%

Para las calderas con una capacidad de más de 50 kW (aparatos no domésticos), la capacidad observada promedio es de alrededor de 90 kW para las calderas manuales y calderas de pellets, y alrededor de 160 kW para astillas de madera. La Tabla 5 muestra el stock de pequeñas calderas de biomasa en la UE-27 en 2010, por estado miembro. El total es de alrededor de 5 Table 5: Estimación del stock de calderas de potencia inferior a 60 kW en los estados miembros de la UE en 2010.

Estado Miembro Austria Belgium Bulgaria Cyprus Czech Republic Denmark Estonia Finland France Germany Greece Hungary Ireland Italy Latvia Lithuania Luxembourg Malta Netherlands Poland Portugal Romania Slovakia Slovenia Spain Sweden

Calderas de pélets

Calderas de astillas

Calderas de leña

21,366 2,190 15,522 96

21,695 2,224 15,762 98

334,342 34,270 242,900 1,505

18,944

19,237

296,450

3,561 1,834 11,751 13,888 20,568 1,738 17,548 1,218 8,696 2,888 3,782 78 39 3,091 48,917 1,695 34,481 7,193 783 6,673 12,428

3,616 1,862 11,932 14,102 20,885 1,765 17,819 1,237 8,830 2,932 3,840 80 40 3,139 49,672 1,721 35,013 7,304 795 6,776 12,619

55,724 28,698 183,888 217,323 321,860 27,193 274,607 19,058 136,077 45,192 59,179 1,226 613 48,368 765,477 26,524 539,573 112,562 12,259 104,426 194,476

UK EU27

18,428 279,398

18,712 283,707

288,370 4,372,140

millones de unidades, y las mayores cantidades se encuentran en Polonia y Rumania. Como se muestra en la Figura 2 4, el stock instalado está dominado por las calderas de leña. Las calderas de pélets y las calderas de chips tienen casi el mismo número de unidades instaladas. Un patrón de distribución similar se presenta en las cifras de ventas de calderas de biomasa sólida, pero la proporción de las ventas de calderas de astillas es menor que la de stock. Sin embargo, la proporción de ventas de calderas de pélets es mayor que la de stock. Esto puede significar un reemplazo progresivo del stock de calderas de astillas por calderas de pélets. En comparación con otros productos similares, como las calderas de calefacción central de combustibles sólidos para la calefacción, el stock de pequeñas calderas de biomasa es relativamente pequeño. El stock de calderas domésticas fue de alrededor de 97 millones de unidades, mientras que el stock de todas las instalaciones de Figure 4: Distribución de las calderas de biomasa combustión de comen la EU-27 según tipo en 2010. bustible sólido fue de unos 51,3 millones de unidades (BIO Intelligence Service 2010).

Figura 5: Stock total de calderas de calefacción central y de combustibles sólidos en la UE.

TENDENCIAS Y FACTORES QUE INFLUYEN EN EL MERCADO Según una investigación realizada por BRG Consult (2006), el mercado de calderas de combustibles sólidos domésticos Europea tuvo una tendencia a la baja en la década de 1990. La razón fue, básicamente, que muchos de los países de Europa oriental experimentaron una caída en la demanda tras la caída del Telón de Acero. Pero desde el año 2000, las ventas han aumentado en parte debido a las medidas de la UE que apoyan el uso de la biomasa como energía renovable, los altos precios de la energía (electricidad, petróleo y gas) y la irrupción de pélets como fuente de energía fiable para los sistemas de calefac-


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ción a pequeña escala. Las previsiones de BRG Consult muestran una saturación del mercado de calderas de combustible sólido alrededor de 2010. Después de 2010, las ventas de calderas de combustibles sólidos se reduciría debido a la saturación de las existencias actuales de sistemas de calefacción central, que sólo serían reemplazados por equipos de biomasa cuando las calderas instaladas lleguen a su fin de vida útil. Figura 6 muestra el pronóstico de las ventas de calderas de combustibles sólidos en la UE.

medida del progreso de la nueva construcción y de la rehabilitación de edificios existentes. ESCENARIOS FUTUROS La evolución futura del mercado de calderas de biomasa sólida en la UE en un escenario “business-as-usual” se estima en el estudio preparatorio sobre diseño ecológico para las instalaciones de combustión de combustible sólido (BIO Servicio de Inteligencia, 2010), con base en el estudio de mercado de BRG Consult (2006) . El escenario “business-as-usual” se define como una extrapolación de las tendencias actuales y la situación del mercado en un futuro próximo, en el supuesto de que ningún factor externo al mercado (por ejemplo, legislación, etc) cambia durante el período modelado. Según estos estudios, las ventas de calderas leña tendrían una disminución significativa desde 2010 hasta 2025 (-40%). El mercado de las calderas de astillas también disminuiría en un 32% en el mismo período de tiempo, mientras que las calderas de pélets se incrementarían un 62% hasta 2017 y luego disminuirá gradualmente hacia 2025. Estas diferentes tendencias se deben a una sustitución progresiva de las calderas de leña y astillas por calderas de pélets, impulsado por la mejora de las tecnologías estas últimas, las mayores eficiencias logradas y los automatismos que hacen estos aparatos más atractivos para los consumidores domésticos. La evolución global de las pequeñas calderas de biomasa sólida se presenta en la Figura 7.

Figura 6: Tendencia pasada y future en las ventas de calderas de combustibles sólidos.

El mercado de las calderas de biomasa sólida puede verse afectada por factores similares a los del resto de calderas de combustibles sólidos, como los precios de otras fuentes de energía, la penetración de los sistemas de calefacción en edificios de viviendas , la infraestructura para el suministro de gas , etc. Sin embargo, hay algunos factores internos y externos específicos para los combustibles de biomasa que puede condicionar la evolución futura del mercado de calderas de biomasa en gran medida .Entre los factores internos, los más importantes son la disponibilidad de tecnologías de elevada eficiencia energética, los elevados precios de los equipos y los altos costos de mantenimiento y operación . Estas son las principales barreras para los consumidores con respecto a la decisión de comprar e instalar un nuevo sistema de calefacción. La decisión de compra es particularmente sensible a los costes de inversión. Sin embargo las tecnologías energéticamente eficientes pueden compensar este costo mediante la reducción de los costos de operación. En ese sentido, algunos esquemas de financiación nacionales o regionales apoyan la compra e instalación de calderas de biomasa de alta eficiencia. Entre los factores externos que influyen en el mercado de calderas de biomasa , los más importantes son la disponibilidad y los canales de suministro de combustibles de biomasa , los precios en comparación con otras fuentes de energía y la penetración de otros sistemas de calefacción central en el sector residencial . Los altos precios de la electricidad podrían impulsar los sistemas de calefacción hacia fuentes de energía más baratas , como el gas o biomasa , pero esto depende de la infraestructura y el servicio de distribución de combustibles de biomasa . Aunque la electricidad es altamente disponible en la UE, el suministro de combustibles de biomasa es muy dependiente de los recursos de biomasa y canales de distribución. La penetración de los sistemas de calefacción centralizada en el sector residencial es uno de los factores más importantes con respecto a la posible evolución de calderas de biomasa. Actualmente, alrededor del 85 % de las viviendas residenciales en la UE tiene un sistema de calefacción centralizado instalado (EEA 2011 ), y esta cifra podría estar cerca de la saturación. La mayoría de los sistemas de calefacción central en la UE son sistemas hidráulicos, donde el calor es suministrado por una caldera eléctrica o de gas. A pesar de la posibilidad de estos sistemas de ser reemplazados por calderas de biomasa al final de su vida útil, la tasa de reemplazo es probable que sea muy lenta. Esto significa que las nuevas instalaciones en el futuro dependerán en gran

Figura 7: prevision de ventas por tipo de caldera.

A raíz de estas estimaciones de las ventas de calderas de biomasa, el stock instalado en la UE-27 se ha modelizado hasta el año 2025. El número de calderas de astillas disminuiría significativamente (49% de 2010 a 2025), debido al bajo volumen de ventas y la sustitución de estos aparatos por nuevas calderas al final de su vida útil. El stock de calderas de pélets se incrementaría un 182% en el mismo período

Figure 8: prevision de la evolución del stock de calderas según tipo.


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Jornal Biomassa Br

y el stock de calderas de leña aumentaría un 7% hasta 2020 y luego disminuirá ligeramente hacia 2025. El crecimiento neto total de las pequeñas calderas de biomasa en el período de 2010 a 2025 sería de alrededor de 11%. La Figura 8 muestra las proyecciones estimadas. RESUMEN Y CONCLUSIONES El la Europa de los 27, en el ámbito de las instalaciones de pequeña potencia, las calderas de leña son actualmente el tipo más común de caldera de biomasa. Las calderas de astillas y pélets representan juntas sólo un 12% de la cantidad total instalada. El volumen total de ventas y existencias de calderas de biomasa sigue siendo pequeño en comparación con otros sistemas a base de agua para calefacción central (es decir, gas, gasoil y electricidad ):menos del 5 %.Las pequeñas calderas de leña de alimentación manual con una capacidad de entre 10 kW y 60 kW son las más comunes en Europa. Los aparatos alimentados automáticamente ocupan aún una baja tasa de mercado. Se espera que las ventas totales de calderas de biomasa disminuyan en los próximos años. Las predicciones se han hecho hasta el año 2025 , donde las ventas anuales de las calderas de biomasa sería de alrededor de un 35 % menor que en 2010. El mayor descenso en ventas sería en calderas de leña y astillas, mientras que se espera que las calderas de pélets aumenten su cuota de mercado durante el mismo período. El crecimiento neto del stock de pequeñas calderas de biomasa en el período de 2010 a 2025 sería de alrededor de 11%, la mayor parte debido a las nuevas instalaciones de calefacción en viviendas residenciales. En cuanto a la penetración de la calefacción central en edificios residenciales en la UE , alrededor del 85 % de las viviendas tienen un sistema de calefacción central instalado. Siguiendo las tendencias actuales, se estima que la proporción de biomasa para calefacción central en viviendas en Europa aumentará un 65 % de 2010 a 2020. La penetración de los sistemas de calefacción central varía en los diferentes estados miembros. El mayor potencial de crecimiento sería en los países con menor penetración de calefacción central y mayores necesidades en grados día de calefacción, es decir, Bulgaria, España,

Lituania, Estonia y Polonia. La penetración de la calefacción central de biomasa en la renovación de edificios también se puede señalar como un sector potencial para aumentar la absorción de calderas de biomasa. Se prevé que la obra nueva en la UE se estabilice en los próximos años y parte de los esfuerzos de construcción se centrarán en rehabilitación de edificios antiguos. El potencial para la renovación de edificios es significativamente mayor en Europa occidental que en Europa del Este. El stock de edificios residenciales más antiguos de Europa se encuentra en el Reino Unido, Dinamarca, Suecia, República Checa, Francia y Bulgaria. Por regiones, Europa septentrional y occidental tienen la mayor proporción de los edificios construidos antes de 1960.  REFERENCIAS BIO Intelligence Service (2010) Ecodesign Preparatory study of solid fuel small combustion installations (DG ENER Lot 15) BRG Consult (2006) The Boiler and Heating System Market in the European Union EEA (2011) Energy efficiency and energy consumption in the household sector (ENER 022) VHK (2007a) Ecodesign Preparatory study of central heating boilers (DG ENER Lot 1) PROYECTO BioMaxEff Más información sobre el proyecto BioMaxEff en http://www.biomaxeff.eu Socios del proyecto: AUSTRIA Windhager Zentralheizung Technik GmbH; Windhager Zentralheizung GmbH; Elk Fertighaus AG; Bioenergy 2020+ GmbH; BIOS Bioenergiesysteme GmbH DENMARK Nilan A/S, Denmark FRANCE Bio Intelligence Service S.A.S GERMANY German Biomass Research Centre; Technologie- und Förderzentrum GREECE Centre for Research & Technology Hellas ITALY Università Cattolica Del Sacro Cuore SPAIN Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas UK Consulting With Purpose Ltd (CWP).


ARTIGO

Análise de Impactos Econômicos de Sistemas de Recolhimento de Palha de Cana-de-açúcar

O

aumento da colheita mecanizada de cana crua, sem queima, permite que parte da palha seja recolhida e enviada para a indústria, onde pode ser utilizada para geração de eletricidade e/ou para produção de etanol de 2ª geração. Entretanto, ainda há incertezas quanto a viabilidade econômica das diferentes alternativas de recolhimento e uso da palha de cana na indústria. Este trabalho apresenta uma análise dos impactos econômicos de dois sistemas de recolhimento de palha de cana-de-açúcar, colheita integral e enfardamento, realizada pela equipe do Programa de Avaliação Integrada de Biorrefinarias (PAT) do Laboratório Nacional de Ciência e Tecnologia do

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Antonio Bonomi - antonio.bonomi@bioetanol.org.br Mateus Ferreira Chagas - mateus.chagas@bioetanol.org.br Oscar Braunbeck - oscar.braunbeck@bioetanol.org.br Otávio Cavalett - otavio.cavalett@bioetanol.org.br Terezinha de Fátima Cardoso - terezinha.cardoso@bioetanol.org.br Vera Gouvêia - vera.gouveia@bioetanol.org.br

No recolhimento da palha através de Bioetanol (CTBE) do Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM), fardos, a palha é lançada ao solo no momenutilizando a Biorrefinaria Virtual de Cana- to da colheita, permanecendo sobre ele por de-açúcar (BVC), apresentada nas edições um período de 8 a 15 dias, dependendo das Nº 07 e 08 do Jornal da Biomassa BR. condições climáticas, até que atinja umidaOs cenários analisados foram divididos de de 12% a 15 %. Após este período a palha de acordo com os tipos de colhedora, formas é enleirada e enfardada. A quantidade de de recolhimento e quantidade de palha re- palha a ser recolhida depende do ajuste da colhida, conforme a Tabela 1. A Estrutura altura dos ancinhos do enleirador. Os fardos de Tráfego Controlado (ETC) é uma propospossibilitam o recolhimento da palha com ta de mecanização com redução e controle menor umidade e de forma adensada, o que de tráfego, em desenvolvimento no CTBE pelo Programa de Produção de Biomassa facilita o transporte. Entretanto, a quantida(edição Nº 15 do Jornal da Biomassa BR). O de de terra transportada, o pisoteio da socenário sem recolhimento de palha foi utili- queira e a compactação do solo são desvantagens importantes. zado como referência.


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ARTIGO dos na Tabela 2.

Tabela 1: Cenários analisados

Colhedora

Sistema de recolhimento Cenário Base Fardos

Colhedora Convencional

Palha recolhida (t/ha base seca) Sem recolhimento 3,2 5,4 7,5

Integral

Fardos ETC Integral Integral sem ponteiro Integral sem ponteiro repicada

3,2 5,4 7,5 3,2 5,4 7,5 3,2 5,4 7,5 7,5 7,5

Tabela 2: Principais parâmetros adotados na colheita mecanizada.

Largura operacional (m) Potência (cv) Fator de utilização de potência Perdas de colmos*

*exceto para cenários com colheita integral

Com a colheita integral, a perda na colheita mecanizada é reduzida em virtude da redução da velocidade dos ventiladores da colhedora (Hassuani et al., 2005). Com menor perda na colheita, é possível reduzir a quantidade produzida de cana para atingir a mesma quantidade de colmos que a usina deve processar nos cenários considerados (2 milhões de toneladas de cana por ano). Desta forma, necessita-se de menor área para produção de cana, incluindo área de plantio de mudas e de reforma, acarretando em menor raio médio da usina Tabela 3. Tabela 3: Área total e raio médio

* Considerando a produtividade de 82 t/ha, a quantidade de 3,2 t de palha corresponde aproximadamente a 30% da palha disponível para recolhimento; 5,4 t - que corresponde a, aproximadamente, 50% da palha disponível e 7,5 t, que corresponde aproximadamente a 70% de palha disponível.

O aumento de produtividade pela redução do pisoteio das soqueiras e da compactação do solo ainda não foi avaliado. Já ETC terá a capacidade de retirar os ponteiros da cana, lançando-os ao solo. O restante da palha, a cada seis linhas de cana, é lançada para uma única linha de cana colhida, dispensando a operação de enleiramento. Assim, além da eliminação do enleiramento, mais de 80% de ponteiros (palmitos e folhas verde) permanecem no solo, aumentando o potencial de reciclo dos nutrientes. Para os cenários ETC com colheita integral sem ponteiro, há o corte dos ponteiros, que são lançados ao solo. Quando há o cenário de palha repicada, após o corte dos ponteiros, a palha solta que vem junto com os colmos é separada e direcionada para um picador para diminuir seu tamanho, permitindo que a palha se acomode nos interstícios dos colmos, aumentando a densidade de carga, de acordo com dados preliminares do CTBE. Na colheita há diferença entre as tecnologias, a colhedora convencional colhe 1 linha de cana, enquanto que o módulo de colheita da ETC está projetado para colher 2 linhas de cana simultaneamente. Os principais parâmetros técnicos utilizados são apresenta-

Colhedora Convencional

Fardos

Integral sem ponteiro Integral sem ponteiro repicada

ETC

3,2 t/ha 5,4 t/ha 7,5 t/ha 3,2 t/ha 5,4 t/ha 7,5 t/ha

Área Total (ha) 25.326 25.326 25.326 25.326 24.556 24.177 23.920

Raio médio (km) 25,0 25,0 25,0 25,0 24,6 24,4 24,3

7,5 t/ha

-

-

22.813

23,7

7,5 t/ha

-

-

22.813

23,7

Cenário Base

Integral

O recolhimento de palha através da colheita integral é realizado com a redução da velocidade de rotação dos ventiladores da colhedora. A palha é lançada junto com os colmos no transbordo. A quantidade de palha a ser recolhida será determinada pela taxa de redução da velocidade dos ventiladores. Este sistema apresenta redução no pisoteio da área plantada pelo menor número de máquinas envolvidas, quando comparada ao enfardamento. Contudo, a umidade da palha recolhida, de 30 a 40%, e a diminuição na densidade de carga são pontos desfavoráveis para a colheita integral.

Cenários Cenários Colhedora ETC Convencional 1,5 (1 linha) 3 (2 linhas) 358 320 70% 80% 10% 5%

Área Raio Total médio (ha) (km) 23.437 24,0 23.437 24,0 23.437 24,0 23.099 23,9 22.929 23,8 22.813 23,7

A Figura 1 mostra os custos totais de produção de cana, incluindo preparo do solo, plantio, tratos culturais, colheita e transporte, calculados. Verifica-se que os custos com a ETC, por hectare, são 10% mais baixos que os custos com a colhedora convencional, chegando a ser 14% inferior quando comparamos os cenários com colheita integral 7,5 t/ha, Convencional, e colheita integral sem ponteiro repicada, ETC (CARDOSO, 2014). Os custos foram divididos entre colmos e palha recolhida por hectare. Para os cenários com fardos, a diferença de custos com o Cenário Base é direcionada para a palha. Nos cenários com recolhimento através da colheita integral, a diferença é alocada proporcionalmente à massa de colmos recuperados com a menor


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ARTIGO

perda na colheita e a palha recolhida.

como o VPL (CARDOSO, 2014). Tabela 4: Valores de VPL e TIR da fase agrícola de produção de cana para os diferentes cenários analisados.

3,2 t/ha 5,4 t/ha

17,1% 16,0% 17,9%

VPL (R$ Milhão) 26,2 23,1 35,1

7,5 t/ha

19,3%

45,5

3,2 t/ha Integral 5,4 t/ha 7,5 t/ha 3,2 t/ha Fardos 5,4 t/ha 7,5 t/ha 3,2 t/ha Integral 5,4 t/ha 7,5 t/ha Integral sem ponteiro 7,5 t/ha Integral sem ponteiro 7,5 t/ha repicada

20,5% 21,8% 22,9% 31,6% 33,0% 34,1% 33,8% 33,5% 33,3% 35,2%

48,1 59,8 70,1 114,0 125,9 139,0 124,0 127,7 136,2 145,9

41,1%

169,6

TIR Cenário Base Fardos Colhedora Convencional

Figura 1: Custo total por hectare (R$ de 2011).

O custo de recolhimento da tonelada de colmos e palha apresenta ligeira alteração quando a quantidade de palha recolhida aumenta (CARDOSO, 2014). Isto mostra que o custo com a perda de densidade da carga com a palha é praticamente compensado pela maior quantidade de colmos recuperados por hectare com a colheita integral Figura 2.

ETC

* VPL e TIR calculados considerando preços de R$ 82,57/t palha (base seca), com base no potencial de produção de eletricidade da palha, e R$ 54,88/t colmo – média do período 2003 - 2013 (CONSECANA).

Os cenários com a ETC apresentam significativa vantagem em relação aos cenários com a colhedora convencional, em virtude de a colheita ser mais eficiente, com investimento inicial e custos operacionais menores. Destaque para o cenário de colheita integral com palha sem ponteiro e repicada que reduz o custo com transporte. Figura 2: Custo por tonelada de colmo e por tonelada de palha base seca (R$ de 2011).

Desta forma, os resultados da análise de viabilidade econômica mostram boa oportunidade econômica a ser explorada com o recolhimento de palha, e com desenvolvimento da ETC, refor-

Devido ao critério de alocação dos custos adotados, o custo por tonelada de palha (base seca) recolhida com colheita integral, através da ETC, apresenta valores maiores que os observados com a colhedora convencional. Quando se analisa o custo da tonelada de colmo, a ETC apresenta valores sempre abaixo dos analisados nos cenários com a colhedora convencional. Ressaltando que colmo ainda representa a principal fonte de receita da fase agrícola e a principal matéria-prima na usina.

çando a necessidade de eficiência nas operações agrícolas, prin-

A Tabela 4 apresenta os valores para Taxa Interna de Retono (TIR) e Valor Presente Líquido (VPL) dos cenários apresentados. O cenário com 3,2 t/ha de palha enfardada, colhedora convencional, apresenta TIR menor que a do Cenário Base; isto ocorre porque o custo de recolhimento de R$90,38/t palha (base seca) é maior que o preço adotado nesta análise, R$ 82,57/t palha (base seca). Os demais cenários com recolhimento de palha apresentam valor de TIR acima do apresentado no Cenário Base, assim

pinas, 2014.

cipalmente na colheita (reduzindo perdas).  Referências Bibliográficas CARDOSO, T. F.. Avaliação socioeconômica e ambiental de sistemas de recolhimento e uso da palha de cana-de-açúcar. Tese (Doutorado). Faculdade de Engenharia Agrícola, Unicamp, Cam-

HASSUANI, S.J.; LEAL, M.R.L.V.; MACEDO, I.de C.. (Eds.); “Biomass power generation. Sugar cane bagasse and trash.” Published by UNDP-UN and Centro de Tecnologia Canavieira-CTC, Piracicaba, Brazil, 2005. CONSECANA. http://www.unica.com.br/consecana/


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Premiação do setor de Biomassa 2ª Edição do Prêmio Inovação e Tecnologia Biomassa BR reuniu aproximadamente 300 convidados em SP

Edição de entrega do “Prêmio Inovação e Tecnologia Biomassa BR” agraciou as 07 principais iniciativas que revolucionaram o setor de Biomassa no Brasil em 2014. O evento que é organizado pela FRG Mídia Brasil, reuniu aproximadamente 300 convidados no último dia 02\10. Os convidados tiveram a oportunidade de presenciar um momento ímpar para setor da Biomassa no Brasil.

O PRÊMIO INOVAÇÃO E TECONOLOGIA BIOMASSA BR, é hoje o principal estimulador para que empresas continuem firme na busca por inovações e tecnologias que ajudem a Biomassa a se fortalecer no mercado energético brasileiro. O Prêmio, conta o apoio das principais entidades que representam o setor em nível mundial, tais como, WBA – Associação Mundial de Bioenergia, RENABIO – Rede Nacional de Biomassa para Energia, Jornal Brasileiro das indústrias de Biomassa e Portal Biomassa BR.

Depois da solenidade de entrega dos Prêmios, os convidados participaram de um coquetel oferecido pelo Biomassa BR, com vinhos e sucos. A integração entre os empresários foi muito importante comemoraram os participantes.

EMPRESAS PREMIADAS CALDEMA Pelo desenvolvimento da “CALDEIRA CFW COM LEITO FLUIDIZADO BORBULHANTE”.

Tiago Fraga, diretor da FRG Mídia Brasil, organizadora do Prêmio, comentou que em 2015, o Prêmio será acompanhado de um jantar comemorativo, que vai reunir personalidades e convidados em um momento especial.

O ano de 2014 tem sido excelente para as Energias Renováveis no Brasil, em especial para a geração de Energia por Biomassa. Empresas Brasileiras tem apostado cada vez mais na Biomassa como geração de Energia para atenderem suas demandas industriais, além do crescimento acentuado que vemos em segmentos como Biodiesel, Biogás, entre outros. A necessidade de ampliação e inserção de novas fontes limpas e renováveis na matriz energética brasileira é considerada estratégica por especialistas, pesquisadores e empresários, sendo assim uma unanimidade.

Neste ano de 2014, o Prêmio foi entregue para 08 empresas que inovaram o setor, fazendo desta iniciativa, a principal do setor de Biomassa em toda a América Latina. Os troféus foram entregues pelos senhores José Luis Pereira (Diretor da Tokio Marine Seguradora S.A e o Dr. Hiroyuki Yamamoto - Universidade de Nagoya / Japão.

As principais características e diferenciais das caldeiras cfw de leito fluidizado borbulhante, dois níveis de ar secundário para redução de emissões de nox e particulados; alta eficiência para queima de biomassa (99,7%); queima estável de biomassas com alta umidade - até 60%; alta eficiência > 90% ao pci; ventilador de ar primário independente, com menor consumo de energia; retirada de cinzas a seco, reduzindo o consumo de água; MARRARI AUTOMAÇÃO A empresa recebeu o prêmio pelo desenvolvimento do, M 65 – UMILOG;


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Jornal Biomassa Br PRODUÇÃO DE BIOMASSA.

que é um medidor de umidade para toras de madeira para fins energéticos. Trata-se um equipamento portátil, com leitura instantânea e armazenamento dos dados lidos. Que indica a umidade do produto sem a necessidade de ensaios de laboratório. KOMATSU FOREST \ MORBARK A empresa recebeu o prêmio, pelo desenvolvimento do SISTEMA QUICK SWITCH PARA TRITURAÇÃO DE PALHA DE CANA DE AÇÚCAR.

Esta tecnologia que destina adequadamente o fim do lixo urbano, transformando-o em carvão. Esse produto possui teor calorífico que pode ser utilizado em atividades domésticas e industriais. A simplicidade e eficiência desse processo continuam atraindo grandes empresários da área pública e privada, bem como indústrias as quais já estão gerando empregos com essa tecnologia. VERMEER A empresa recebeu o prêmio pelo SISTEMA INTEGRADO DE "SOLUÇÕES DO CAMPO À CALDEIRA".

O (Troca rápida) permite converter o picador de facas em um triturador com sistema de corte com insertos, próprio para triturar palha de cana de açúcar, sem tirar o rotor do equipamento, produzindo biomassa de alta qualidade. Em apenas uma hora, sem ferramentas especiais ou equipamentos pesados o rotor de corte é convertido. NÚCLEO TECNO-AMBIENTAL RAILTON FAZ A empresa recebeu o prêmio pelo desenvolvimento da USINA PARA PROCESSAMENTO DE RESÍDUOS SÓLIDOS URBANOS.

Este sistema foi possível pela parceria entre as empresas, Caterpilar, Pesa e Operflora. Essa operação de destoca e aproveitamento dos tocos, para produção de biomassa para energia, representa uma inovação no setor florestal brasileiro e vai facilitar extraordinariamente o preparo das áreas para a renovação de florestas plantadas. NEXSTEPPE A empresa recebeu o prêmio pelo DESTAQUE E PIONEIRISMO EM BIOMASSA DEDICADA. Por meio de melhoramento genético buscou inovação do sorgo para produção de biomassa e matéria prima dedicada.

(Francisco Genovese recebendo o Prêmio).

Ao todo, quatro soluções da fabricante fazem parte do sistema – os enleiradores VR1428 e R2800, a enfardadora 604SM, o triturador TG5000 e o transportador de fardos - bale mover, além do manipulador de fardos. CATERPILAR E PESA As empresas receberam o premio pelo desenvolvimento do TYREX. -SISTEMA PARA EXTRAÇÃO DE TOCOS DE ESPÉCIES FLORESTAIS PARA

A proposta de inovação para as indústrias e trazer para o mercado uma matéria prima dedicada, escalável e sustentável para o setor energético.  APOIO


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ARTIGO

Produtos Florestais Mundiais: Fatos e Números Primeira Parte: Madeira Roliça Industrial

Luiz Carlos Couto, Luciano M. F. Couto, Laércio Couto

As estatísticas dos produtos florestais da Food and Agriculture Organisation of the United Nation Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO) apresentam valores concernentes à produção e o comércio (quantidade e valor) dos produtos florestais que abrangem 52 categorias de produtos, 21 grupos de produtos e 245 países e territórios. Ao fim de cada ano circulam as estatísticas finais relativas ao ano precedente. Em dezembro, essas estatísticas são inseridas no site FAOSTAT, ou seja, na base de dados florestais da FAO no endereço seguinte: (http://www.fao.org/forestry/ statistics/fr), e publicadas em seguida no Anuário dos Produtos Florestais em abril do ano seguinte em: (http// www. fao.org/forestry/statistics/80570/fr). As estatísticas relativas á 1961 e para os anos sucessivos estão disponíveis na base de dados florestais FAOSTAT e no

Anuário que é publicado anualmente outras regiões principais do mundo, ou desde 1947. seja, África, Ásia-Pacífico e América LaDentro deste contexto vale ressaltar tina e Caribe, foram atingidas de forma alguns fatos importantes que ocorreram atenuada.

no período compreendido entre 2007»» A China continua a ganhar impor20111. Entre esses, merecem destaque tância como produtora e consumidora de os seguintes: produtos florestais e ressalta-se que ela e »» A recessão econômica recente já inclusive ultrapassou certo número de aparece muito claramente nas estatísti- países importantes para diferentes grucas dos 5 últimos anos, mas ela atingiu pos de produtos. É o caso, por exemplo, mercados e regiões de formas diferentes. o Canadá na produção de madeira serNo plano mundial, a produção de madei- rada e os Estados Unidos da América no ra roliça industrial e de madeira serrada consumo de composição fibrosa também diminuiu no período 2000-2009 e so- conhecida por celulose para dissolução e mente se restabeleceu em seguida, mas na produção de papéis e papelão. A China a produção de painéis compostos a base exerce um papel importante no comérde madeira em 2011 é agora superior cio internacional de produtos florestais. aquela de 2007 e, a produção de polpa Ela se destaca como sendo a principal e papel somente foi afetada por um ano exportadora mundial de madeira roliça (2009). A maioria do impacto dessa re- industrial, de madeira serrada e de polpa cessão se ressentiu mais na Europa e na celulósica para dissolução. É ainda, prinAmérica do Norte, enquanto que as três cipal exportadora de painéis compostos a


ARTIGO base de madeira. A China ocupa a quinta posição como importadora de papéis e papelão malgrado um aumento consideravelmente elevado de sua própria produção interna depois de 2007. »» Quanto á Federação Rússia temse observado que ela mudou consideravelmente a sua estrutura da produção e do comércio ao logo dos últimos cinco anos com um recuo de suas exportações de madeira roliça industrial concomitantemente com um aumento da produção e das exportações de madeira serrada. Nota-se que uma grande parte da produção e exportação de madeira roliça industrial era destinada anteriormente para a China, o que a propósito, explica parcialmente a queda das importações chinesas a partir de 2007-2009. Todavia, as importações chinesas de madeira roliça industrial se restabeleceram e, alguns países aumentaram igualmente as suas próprias exportações dessa mesma matéria-prima como foi, por exemplo, o caso dos Estados Unidos da América, Canadá e a Nova Zelândia. »» A produção e o consumo de painéis compostos a base de madeira parecem avançar progressiva e fortemente na maioria das regiões (notadamente em relação às tendências da produção e do consumo de madeira serrada). Nos mercados de polpa e papel, o crescimento global foi modesto em 2007-2011, com uma tendência do crescimento da ordem de 1%/ano. Entretanto, esse fato mascara as diferenças mais marcantes ao nível regional onde a produção e o consumo de polpa e de papel aumentam sensivelmente nas regiões – Ásia-Pacífico, mas recuam de uma maneira geral na Europa e na América do Norte. Numa abordagem individualizada dos componentes dessa produção temse a madeira roliça industrial que corresponde à madeira em sua forma original utilizada para todos os fins com exceção daquela utilizada para os propósitos exclusivos de geração de energia. Assim, na categoria madeira roliça industrial inclui a madeira para fins Nessa categoria se inclui: madeira destinada ao processamento em picadores de discos, moinhos a martelos e similares, toras destinadas ao desdobro e à produção de laminados seja em tornos laminadores ou faqueadeiras. Inclui também a madeira roliça para a produção de piquetes ou moirões, escoras e postes etc. Esse grupo de produtos se subdivide também em madeira roliça de espécies coníferas e folhosas. A

Figura 1 ilustra a produção de madeira roliça para as cinco principais regiões mundiais, ou seja, África, Ásia-Pacífico, Europa, América Latina e Caribe e finalmente a América do Norte.

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(21%); (4) América Latina e Caraíbas com 220 milhões de m3 (14%) e (4) África com uma produção de 72 milhões de metros cúbicos (5%). Quanto ao comércio em madeira roliça, a Figura 2 ilustra o comportamento de cada uma dessas Conforme se observa na Figura 1 regiões no mesmo período considerado em 2011 a produção mundial de madei- (5 anos). ra roliça industrial foi da ordem de 1578 A Figura 2 mostra que o comércio mundial de madeira roliça industrial atingiu cerca 119 milhões de m3 em

Figura 1: Produção de madeira roliça industrial por região considerada.

milhões de metros cúbicos. Trata-se de um aumento de 3,3% se comparado, por exemplo, ao ano anterior (2010) quando a produção foi da ordem de 1528 milhões de metros cúbicos. Nota-se igualmente que houve um aumento significativo da produção em relação ao período correspondente a 2009 que a propósito foi o que ostentou o menor nível de produção. Todavia, malgrado esse incremento produtivo ele foi inferior àquele alcançado em 2007 cujo nível de produção foi o maio entre todos esses períodos, ou seja, 1578 milhões metros cúbicos. A Figura 1 mostra igualmente que a elasticidade da produção (contração e recuperação) em madeira roliça se fez praticamente em duas regiões: Europa e América do Norte. Nas demais regiões observadas a produção de madeira roliça industrial permaneceu praticamente sem alterações ao longo dos cinco anos. Em 2011, a produção em cada uma das respectivas regiões foi a seguinte: (1) Europa (incluindo a Federação Rússia) cerca de 426 milhões de metros cúbicos o que correspondeu à 27% do total produzido, (2) América do Norte (EUA e Canadá) que juntos ostentaram um a cifra da ordem de 524 milhões de m3 (33%); (3) Ásia-Pacífico com 335 milhões de m3

Figura 2: Comércio líquido de madeira roliça industrial.

2011valor esse equivalente a 8% da produção total. As tendências do comércio total e do comércio líquido nesses cinco últimos anos indicam também recuo até 2009, mas com uma alta subseqüente a esse mesmo ano. A Figura 2 mostra ainda que ao nível regional, a região ÁsiaPacífico é uma importadora evidente e total de madeira roliça industrial, enquanto que as demais regiões se caracterizam por serem exportadoras. Dentro deste contexto, as importações líquidas da ordem de 40 milhões de metros cúbicos representaram cerca de 10% do consumo na região Ásia-Pacífico em 2011. A Figura 2 mostra também que a Europa e a América do Norte são as principais regiões exportadoras de madeira roliça industrial cujas cifras em 2011 foram de 14 milhões de m3 e 12 milhões de m3 respectivamente. Esse último número (América do Norte) é o dobro daquele registrado em 2009. Ao nível nacional, conforme ilustra a Figura 3, os cinco principais produtores de madeira roliça industrial são: os Estados Unidos da América, a Federação Russa, o Canadá, o Brasil e a China. Juntos, esses países produziram 822 milhões de metros cúbicos de madeira roliça indus-


24 trial em 2011, ou seja, 52% da produção mundial total. Os Estados Unidos são de longe o maior produtor de madeira roliça industrial com uma cifra da ordem de 284 milhões de metros cúbicos em 2011. Todavia, a produção reduziu nesses últimos cinco anos. A produção recuou igualmente na Federação Rússia e no Canadá em 2009, mais em seguida ela se recuperou. No Brasil e na China persiste uma tendência à longo termo de crescimento modesto da produção, uma porcentagem considerável desta produ-

Figura 3: Maiores produtores de madeira roliça industrial.

ARTIGO ção é proveniente de florestas plantas. Em relação a outros produtos florestais, as exportações de madeira roliça industrial são relativamente limitadas para certo número de países compreendidos entre 15-20. Nesse caso, somente a produção destes atingiu um volume de exportação de mais de 1 milhão de metros cúbicos por ano. Dentro deste contexto,

Figura 3: Principais produtores de madeira roliça industrial (Adaptado de).

as exportações dos cinco principais exportadores atingiram 57 milhões de metros cúbicos em 2011, ou seja, 49% de todas as exportações conforme ilustra a Figura 4. A Federação Rússia é o exportador principal, se bem que suas exportações tenham diminuído de mais de 50% nesses últimos anos. Os outros exportadores importantes são a Nova Zelândia, os Estados Unidos da América, a França e o Canadá, (vide Figura 4). Dado aos volumes relativamente limitados do comércio internacional em madeira roliça industrial, os cinco maiores produtores são também os cinco maiores consumidores. Todavia, a China se coloca como sendo a segunda maior consumidora conforme se observa na Figura 5, com um consumo da ordem de 146 milhões de metros cúbicos em 2011. A Federação R por sua vez atingiu no mesmo ano um consumo da ordem de 133 milhões de metros cúbicos o que lhe valeu o 5º lugar para essa grandeza. Ressalta-se que a Federação Russa e o Canadá vivenciaram um crescimento do consumo após terem passado por um período de retração em 2009. Enquanto o consumo nos Estados Unidos da América não foi ainda retomado em relação


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ARTIGO

Figura 4: Principais exportadores de madeira roliça industrial.

Figura 5: Consumo de madeira roliça industrial.

Alemanha, Suécia e Índia. Juntos, esses cinco países importaram 71 milhões de aquele observado em 2007. metros cúbicos em 2011, ou seja, o equiConforme se pode também constatar valente à 57% de todas as importações. na Figura 6, perto de 1/3 do consumo Como demonstram as Figuras 5 e 6 de madeira roliça industrial da China é coberto pelas importações (43 milhões precedentes, cerca de 1/3 do consumo de metros cúbicos em 2011. a Federa- de madeira roliça industrial da China é ção Russa absorve a parte mais elevada coberto pelas importações (43 milhões dessas importações, se bem que as im- de m3 em 2011). A Federação Russa portações provenientes de outros países absorve a parte mais elevada dessas ganham importância. Depois da China, importações, bem que as importações outros grandes importadores de madeira provenientes de outros países ganham roliça industrial são os seguintes: Áustria, importância. Depois da China, outros

Figura 6: Importação de madeira roliça industrial.

grandes importadores de madeira roliça industrial são os seguintes: Áustria, Alemanha, Suécia e Índia. Juntos esses cinco países importaram em 2011 71 milhões de metros cúbicos de madeira roliça industrial, seja, 57% de todas as importações observadas.  REFERÊNCIAS: FAO – 2011. Produtos Florestais Mundiais : Fatos e Números. Disponível em: http://www.fao.org/forestry/statistics/80570/fr (acesso em 18/02/2013). (http://www.fao.org/forestry/statistics/fr), www.fao.org/forestry/statistics/80570/fr

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Secagem artifical de madeira em tora utilizando gases combustos da carbonização Marco Túlio Cardoso, Angélica de Cássia O. Carneiro e Benedito Rocha Vital (DEF/UFV)

O Brasil destaca-se no mercado mundial como o maior produtor de carvão vegetal, e o estado de Minas Gerais detém o maior parque siderúrgico movido a carvão vegetal do mundo. Devido a uma imagem criada no início do carvoejamento, a produção do carvão vegetal foi associada a precariedade de condições de trabalho e processo, como uma atividade extremamente rústica e insalubre, contudo, na atualidade, devido ao novo cenário do biorredutor, as pesquisas e estudos para otimizar o processo de carbonização a nível industrial são cada vez mais freqüentes.

gases de baixo custo estão sendo desenvolvidos para a redução total das emissões, como para a geração de energia a partir da oxidação desses gases.

A energia gerada no processo pode ser aproveitada na própria planta de carbonização, na secagem da lenha, contribuindo com a melhoria do sistema de carbonização em termos de qualidade, produtividade e rendimento do carvão vegetal. No entanto, o simples direcionamento dos gases quentes para as pilhas de madeira em pátio não é a saída mais racional para o reaproveitamento do calor Sendo assim, a geração de tecnologias que maximizem a efi- residual da fornalha. ciência do uso da lenha para processos de conversão energética é de A madeira seca ao ar livre leva cerca de 150 a 180 dias para grande importância quando se tem em vista o uso mais racional dos atingir valores menores de umidade, que varia de 30 a 50%. Porém, recursos florestais. Todas as estratégias que resultem em aumento devido a diversos fatores como posição da tora na pilha, diâmetro na eficiência da produção de carvão vegetal, além de alternativas das toras, circulação de ar, impermeabilidade das toras, dentre oueconômicas, representam benefícios ambientais por incentivar a redução da fumaça, eliminando o impacto social e ambiental por tros, raramente as toras atingem esses valores no mesmo momento. Este longo tempo de secagem e alta umidade ocasionam uma baixa ela causado. produtividade. O controle das emissões de poluentes não pode envolver métoCom a utilização da energia dos gases combustos para secagem dos sofisticados e de alto grau tecnológico devido ao custo de instalação e manutenção desses sistemas, que os tornam incompatíveis da lenha espera-se uma redução de quinze pontos percentuais em com o processo de produção de carvão, que se caracteriza pela sim- relação à umidade inicial da madeira para tempo de secagem de plicidade e rusticidade dos fornos. Assim, sistemas de queima de cento e vinte horas.


Jornal Biomassa Br Para viabilizar a secagem artificial o secador deve ter baixo custo, alta durabilidade, alta eficiência energética, gerar uma carga mais homogênea de madeira, reduzindo a umidade e utilizar como fonte de calor a energia térmica liberada da combustão dos gases da carbonização, que chega ser equivalente a combustão direta de 1,5 toneladas de madeira.

27 de diâmetro interno, sendo que a sucção foi gerada por um ventilador centrífugo de 7.000 m3/h, de 100 a 150 mmca. As saídas de ar úmido foram conectadas também a um ventilador centrífugo, semelhante àquele de entrada do ar quente, para forçar a tiragem se necessário. Todos os ventiladores foram conectados a um painel elétrico com comando independente.

Deste modo, o aproveitamento dos gases combustos da carbonização para secagem da madeira através de um secador tem-se apresentado como uma alternativa promissora para aumentar o rendimento gravimétrico em carvão vegetal nas unidades produtoras de carvão vegetal. Neste sentido, a UFV, em parceria com a Câmara e Barcellos Construções Térmicas e Grupo G6 e com o financiamento da FAPEMIG/SECTES, desenvolveu um secador metálico para madeira em toras. O secador foi construído com chapa galvanizada, com paredes de 100 mm de espessura, com isolamento térmico feito com manta de fibra cerâmica aluminada, e estruturado em perfil quadrado. As dimensões internas são de 2,50 metros de altura; 0,70 metros de flecha de copa; 4,20 metros de comprimento; 3,10 metros de largura; abertura de porta de 3,0 metros. O volume útil para secagem é de 16,8 m³. As portas do secador foram feitas em forma de abas também isoladas termicamente. Na outra parede oposta à porta, na parte superior, foram instaladas 4 entradas de ar quente e 3 ventiladores axiais, entre as mesmas. As entradas de ar quente proveniente da fornalha estão localizadas a 2,0 metros do solo. As saídas de ar úmido foram instaladas na parte inferior da mesma parede onde foram colocadas as entradas de ar quente. Os ventiladores axiais são de 12.000 m3/h, de 10 a 20 mmca, e tem a função de gerar uma melhor distribuição do ar quente dentro do secador. A condução do gás quente da chaminé do queimador até o secador foi realizada através de tubulações metálicas, com 150 mm

Figura 1 – Detalhes do posicionamento das entradas e saídas de ar e ventiladores axiais e centrífugos.


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Os parâmetros técnicos de funcionamento do secador foram determinados de acordo com testes preliminares. Foi definido um tempo de funcionamento de todos os ventiladores de 68 horas ininterruptas; a temperatura de admissão do ar quente para dentro do secador foi de 150 °C; a pilha de madeira foi definida em 4,20 x 2,00 x 2,00 metros. Para avaliar a eficiência da secagem, as toras foram pesadas antes e depois do processo, determinando-se a massa total de água eliminada. Além disso, realizou-se uma amostragem com toras de controle para determinação do teor de umidade médio da madeira em função da posição dentro do secador. As toras controle ficaram posicionadas na pilha de madeira dentro do secador em 3 estratos (linhas) e 3 seções (colunas), estrato 1, 2 e 3 e seção A, B e C. Dessa forma os estrato representam a parte superior, meio e parte inferior da pilha, enquanto as seções representam o lado direito, médio e esquerdo da pilha. Para cada interseção entre os estrato e seções foram utilizadas 5 toras de controle, resultando em 45 toras no total dos 9 pontos amostrados da pilha.

Tabela 1 – Teor de umidade da toras em função da posição dentro do secador.

Estrato 1

Estrato 2

Estrato 3

Posição Inicial Final Redução umidade (%) Inicial Final Redução umidade (%) Inicial Final Redução umidade (%)

Umidade (%) Seção A Seção B Seção C 92,1 73,6 91,8 77,6 84,0 73,0 49,9 39,3 48,2 37,3 59,9 42,2 42,2 34,3 43,7 40,4 24,1 30,8 59,5 61,4 59,3 71,8 55,1 71,8 35,1 37,7 33,1 43,6 33,5 46,8 24,4 23,7 26,2 28,1 21,5 24,9 51,5 69,0 56,9 76,9 54,6 67,5 30,6 39,3 32,8 54,2 38,0 48,1 20,9 29,7 24,1 22,7 16,6 19,4

As toras de controle foram pesadas individualmente, antes e deEssa redução representa no processo de carbonização, no pois da secagem, e posteriormente determinou o teor de umidade qual a madeira seca será utilizada, um ganho importante, pois médio da tora pelo método da estufa. será reduzida a massa de madeira que seria “combusta” dentro do forno para fornecer energia para secagem, que é a primeira fase do processo, gerando um aumento percentual no rendimento gravimétrico. Além disso, a carbonização de madeira com baixos teores de umidade gera carvão de melhor qualidade, principalmente com menor friabilidade.

Figura 2. Perfil térmico do secador metálico.

Na Figura 2 é apresentado o perfil térmico do secador metálico para madeira em tora. De acordo com os resultados verificou-se uma maior temperatura na copa, no lado esquerdo (L.E.) e na porta do secador. Isso é explicado pelo fato de o gás quente, por ser menos denso, tende a permanecer na parte superior, e no lado esquerdo, por ser neste ponto que ocorre a entrada principal do gás quente proveniente da fornalha. A maior temperatura na região da porta é devido ao maior fluxo de gás, uma vez que essa região não possuí madeira, havendo uma circulação livre. A menor temperatura observada na parte traseira (Tras.) ocorre porque nesse ponto o ar quente já passou pela pilha de madeira, sendo umidificado e perdendo energia na forma de calor para a mesma. No lado direito (L.D.), oposto ao ponto de entrada da tubulação de ar quente, observou-se temperatura menor que nas outras regiões, indicando que há uma perda térmica na tubulação dentro do secador.

Figura 3. Vista externa e interna do secador metálico para secagem da madeira me tora.

Conclui-se que a secagem artificial apresenta-se como uma importante alternativa para o setor de carvão vegetal, estimandoObserva-se uma redução significativa do teor de umidade em se ganhos de produtividade, rendimento gravimétrico e qualidatodos os estratos e seções da pilha de madeira, havendo uma de. secagem maior nos estratos 1 e 2, que representam a parte suAgradecimento: Os autores agradecem a todos que conperior. Não houve diferença significativa de secagem entre as seções, tendo uma redução total média de 27,65% do teor de tribuiram direta ou indiretamente para a realização do trabalho; FAPEMIG/SECTES, CAPES e CNPq.  umidade inicial.


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Efeito da densidade do carvão vegetal na metalsiderurgia

Sebastião Renato Valverde

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mbora a eficiência na produção de ferro-gusa, ferro-ligas e silício metálico dependa de vários fatores, entre eles, a qualidade das matérias-primas, das máquinas e equipamentos e da competência gerencial, acredita-se que a densidade do carvão vegetal, ceteris paribus, seja um dos fatores mais impactante. Ceteris paribus porque se considera que, para a eficiência produtiva, não adiantaria ter a garantia da qualidade da matéria-prima e dos equipamentos, se não há bom gerenciamento, ou não adianta ter excelente gestão se a matéria-prima é péssima. Ou seja, não adianta um carvão denso se a operação é mal feita e vice-versa.

elétrica como no das ligas e do silício, haja vista o elevado consumo de energia – 12,5 MWatt por tonelada de silício – e o alto preço da mesma que só tende a crescer no longo prazo dada a insistente crise energética anual.

alto-fornos. Com a introdução do carvão da madeira de reflorestamento, mais especificamente do eucalipto, houve uma redução nesta densidade que se agravou quando se disseminou os plantios clonais desta espécie.

O fato é que o uso do carvão de baixa densidade, além dos problemas que ele provoca, devido a sua fraca resistência e o seu baixo teor de carbono fixo, significa a necessidade de mais volume de carvão por tonelada de produto (gusa, ligas e silício), ocupando espaços que seriam da matéria-prima principal, o minério. Com isso, menor a produção por forno e maior o custo de produção caso usasse carvão mais pesado.

Se considerar que a densidade do carvão da madeira de nativa variava de 300 a 320 kg/mdc, enquanto que do eucalipto de 200 a 220 kg/mdc, percebe-se prováveis reflexos operacionais nos fornos. Se boa parte dos fornos foi projetada ainda na época em que o carvão era de nativa, portanto mais denso, faz juz imaginar as consequências negativas na produção metal-sederúrgica usando carvão leve.

Se já era ruim a densidade do carvão Este impacto da densidade do carvão Enquanto se tinha carvão de alta den- de eucalipto proveniente de plantações sepode ser ainda mais significativo nos pro- sidade vindo da madeira de espécies nati- minais comparada com a de madeira nacessos produtivos intensivos em energia vas, conseguia-se melhor rendimento dos tiva, piorou com a dos clones, embora de


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ção de celulose, o que também é questio- ou, espécies florestais. nável se o mais interessante é massa, no No tocante a idade ótima de corte, entanto, como energético e bioredutor, pode-se afirmar que esta opção baseada em estudos já deveriam ter sido desenvolvivolume foi um “tiro no pé”. do, não só pela crise econômica, mas pela queda dos juros e sua tendência de queda Na medida em que as siderúrgicas Obviamente que a predominância des- substituam a unidade volumétrica pela que quando foram feitos os velhos estudos te carvão “peso pena” de florestas clona- gravimétrica, que persistir a crise no mer- na década de 1990. Tempos de juros e indas deva está provocando alterações signi- cado florestal e acreditando que quanto flação elevadíssimos. ficativas no custo de produção dos fornos, mais pesado melhor é o carvão, há que se É obvio que as circunstancias da époenveredarem estudos para, inicialmente, comprometendo a competitividade e dimensionar: Qual o prejuízo de se usar ca da introdução da clonagem justificava prejudicando uma melhor remuneração carvão leve nas indústrias? Quais as me- ter escolhido tais clones leves, até porque no carvão para o produtor. lhores espécies e clones para energia? a ciência florestal ainda é nova e que no Longe de defender a volta das planta- Qual a melhor idade de corte para os po- passado não havia base científica para fações de eucalipto via sementes e, muito voamentos existentes, dado que quanto zer algo diferente do que foi feito. menos, da produção de carvão de nativa mais velho mais pesado? Qual o melhor Se o melhor para as indústrias é utili– não há espaço social, econômico e am- regime de manejo e de práticas silvicultuzar carvão vegetal com densidade acima biental para isso -, mas é fato que esta di- rais? ferença absurda na densidade do carvão, de 250 kg/mdc e que abaixo disso traz Se forem fortes os indícios de que o conseqüências desastrosas com ineficiên180 a 320 kg/mdc, põe em risco a competitividade da indústria metal-siderúrgica uso do carvão leve pode acarretar em pre- cias, escórias e desperdícios, é fato que o juízos na casa de bilhões de Reais, seja brasileira. pelos excessos no consumo de energia, rumo das mudanças tem que vir da indúsSendo assim, quando se pensa em ou pela baixa eficiência produtiva e pela tria para a floresta e não o contrário, pois bioenergia ou carvão, há que questionar se alta geração de escória, pode-se pensar o lucro industrial é esperado ser sempre foi uma decisão correta disseminar plan- em mudanças significativas: no estabele- maior que o florestal.  tios clonais de alto e rápido crescimento cimento da idade ótima de corte com base Fonte: não publicado. Material q escrevolumétrico, porém leve, sabendo o que no peso; na escolha do espaçamento; nos importa é peso. Em que pese esta opção tratos silviculturais; na recomendação de vi para orientar meus orientados da pósem crescimento volumétrico visava produ- fertilizantes; e, na escolha dos clones e, graduação. alta produtividade volumétrica, mas leve para fim carbonífero. Dado este rápido crescimento em volume, que tem possibilitado antecipar o corte de 7 para 6 anos, tem-se produzido um carvão muito leve, de 180 a 200 kg/mdc.


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A biomassa dedicada e os leilões de energia

Tatiana Gonsalves

engenheira agrônoma, Diretora Comercial da Nexsteppe Brasil

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e oferecendo mais resistência ao calor do que outras matérias-primas residuais e fontes de biomassa, como o bagaço de cana de açúcar, o sorgo biomassa pode ser plantado na entressafra da cana, tornando-se uma fonte de matéria-prima renovável para produção de energia a preço competitivo durante todo o ano.

Brasil passa por uma mudança no setor de energia, na qual matrizes elétricas, antes coadjuvantes, estão se tornando cada vez mais complementares à produção hidrelétrica no atual mix energético do país. Apesar de o consumo ter mostrado lenta queda no atual momento de crise, a previsão é que a demanda continue a crescer, com aumento em mais de 50% até 2030. Pelo segundo ano consecutivo a geração de energia elétrica pela matriz hidráulica apresentou redução. Os números divulgados pelo Ministério de Minas e Energia, no BEN – Balanço Energético Nacional de 2014, mostrou que no ano passado, o decréscimo foi de 5,4%. A demanda crescente foi atendida graças a expansão da geração térmica, especialmente nas usinas movidas a carvão mineral (+75,7%), gás natural (+47,6%) e biomassa (+19,2%), cujas participações na matriz elétrica, na comparação de 2013 contra 2012, cresceram de 1,6% para 2,6%; de 7,9% para 11,3%; e de 4,2% para 4,9%, respectivamente. Essas transformações vêm à tona gradualmente com as mudanças apresentadas nos últimos leilões de energia que vêm tentando dar mais destaque para fontes renováveis. A Aneel – Agência Nacional de Energia elétrica anunciou que o leilão A-5, previsto para acontecer em 28 de novembro (depois de adiado por duas vezes), terá um preço referência para a energia produzida em termelétricas movidas à biomassa. O valor estabelecido para o certame foi de R$ 197/MWh, alta de 37% em relação a 2013.

A energia elétrica produzida através da biomassa, além de ser uma fonte renovável, tem a vantagem de estar próxima dos grandes centros de consumo, reduzindo os custos de distribuição. A potência instalada do setor sucroenergético está estimada em cerca de 5 mil MW, mas há potencial para que ela dobre e chegue a 10,2 mil MW em 2020. Diferente dos grandes projetos das usinas hidrelétricas, uma usina geradora que utiliza biomassa como combustível, leva cerca de dois anos para ficar pronta. De acordo com o Datagro, atualmente, apenas 170 das 389 usinas termelétricas geram excedente de energia para a rede. No ano passado, essas unidades disponibilizaram 1760 MW médios. Tradicionalmente, o bagaço de cana é a principal fonte de biomassa no Brasil. Nos últimos anos, algumas usinas começaram a transformá-lo em um fluxo adicional de receita, seja por meio da geração de energia vendida para a rede (spot ou leilão) ou pela geração de excedente de

energia para processos industriais em locais próximos.

O sorgo biomassa é uma cultura complementar à canade-açúcar e não irá substituí-la. O setor de cana renova entre 12% e 16% de seu canavial todos os anos. Esse número pode ser maior ou menor devido ao momento econômico do setor. Todos os anos, áreas de baixa produtividade de cana, são liberadas para reforma. Parte desse espaço fica ocioso entre novembro e março, representando ótima oportunidade para o cultivo de uma cultura de ciclo rápido que possui aderência ao negócio da usina. Em média, 1 tonelada de sorgo produz 0,33 MW. Em caldeiras de alto desempenho este número pode chegar a 1 MW a cada duas toneladas da matéria-prima.

Contudo, a escassez de bagaço causada pela diminuição da moagem de cana na safra 2014/2015 no Centro-Sul do país, principal região produtora, está fazendo necessária a complementação de matéria-prima nas usinas. Algumas indústrias do setor já começaram a utilizar uma nova cultura como fonte complementar: o sorgo biomassa Palo Alto, matéria-prima dedicada, criada com o propósito Com alternativas complede fornecer alto rendimento de mentares como o Palo Alto, dibiomassa lignocelulósica por versas indústrias poderão amhectare pliar seus projetos de cogeração e ou até mesmo iniciar sua partiO Palo Alto é uma fonte úni- cipação nesse mercado, gerando ca em sua capacidade de forne- novas fontes de renda para um cer desde calor, até eletricidade setor que passa por um momende base intermitente (e também to desafiador e contribuindo para despachável) em usinas termoe- a melhoria da matriz energética létricas e o Brasil possui vanta- brasileira. Uma maior participagens globais em termos de cli- ção desse setor na malha enerma, geografia, infraestrutura e gética do país trará contribuições know-how para sua produção. estratégicas e significativas no O hibrido Palo Aalto, da em- que diz respeito aos custos e inpresa Nexsteppe é uma cultura vestimentos em linhas de transde ciclo explosivo, que atinge missão, no incentivo à produção o ponto de colheita e queima agrícola e na garantia de fornecieficiente em caldeiras em até mento de energia às indústrias e 120 dias. Exigindo menos água ao consumidor final. 


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Cenário atual do setor do Biodiesel

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Brasil disputa hoje o segundo lugar no ranking mundial de produção e consumo de biodiesel, performance inusitada para uma indústria criada há pouco mais de sete anos. Na produção, os Estados Unidos lideram com mais de 3 bilhões de litros em 2012, quando o Brasil chegou a 2,76 bilhões, atrás da Argentina, com 2,79 bilhões. Os EUA também lideram o consumo, seguidos pela Alemanha e o Brasil em volumes muito parecidos.

Alemanha. Os países da comunidade europeia (EU27) são, em conjunto, os maiores produtores e consumidores de biodiesel, com uma defasagem entre produção e consumo de aproximadamente 20%, com importações de 3,5 bilhões de litros em 2011. No ano passado a Europa consumiu em torno de 13 bilhões de litros.

previsão de chegar a 5% de mistura do biocombustível por litro de diesel fóssil em 2013. A aposta do setor produtivo no Programa levou os empresários a investirem mais de R$ 4 bilhões, o que acabou sendo antecipado para 2010, devido aos investimentos realizados pela indústria, de mais de R$ 4 bilhões para gerar cerca de 100 mil empregos.

Em 2011 o país chegou a ser PNPB o maior consumidor, superando O Programa Nacional de ProO parque fabril nacional é os alemães, lideres em 2010, em 200 milhões de litros. Naquele dução e Uso do Biodiesel (PNPB) composto por 69 usinas autoriano, a crise financeira da Euro- foi implantado pelo governo bra- zadas pela ANP a operar, com pa afetou a produção interna da sileiro em janeiro de 2005, com uma capacidade instalada de

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22.244,06 m³ por dia, o que equivale a 22,2 milhões de litros. Por ano, a capacidade instalada autorizada é de 6,9 bilhões de litros. Destas fábricas, 64 estão autorizadas a comercializar nos leilões, a uma capacidade instalada de 20.393,04 m³/dia. O setor fatura hoje em torno de R$ 7 bilhões por ano e gera em torno de R$ 318 milhões, só em impostos federais. Desde o início do PNPB, várias etapas técnicas foram já superadas, sobretudo quanto à qualidade do produto brasileiro, hoje de padrão internacional, em cumprimento à Resolução 14/2012 da Agência Nacional de Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis, que fixou no ano passado uma série de critérios


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Jornal Biomassa Br de qualidade para as usinas. Assim, o biodiesel que antes tinha 500 partes por milhão (ppm) de umidade, hoje tem 350 ppm e no próximo ano sairá das fábricas com 200 ppm, uma exigência mais rigorosa que na Europa. O desafio é mantê-los ao longo de toda a cadeia produtiva, passando pelo transporte, distribuição, armazenamento e mistura propriamente dita, por fim e revenda final nos postos de abastecimento. O fornecimento do produto é assegurado por uma capacidade instalada autorizada de mais de 7 bilhões de litros/ano, o que leva o segmento a uma ociosidade em torno de 60%. Com isso, o abastecimento do mercado B5 (5% de mistura) tem sido assegurado com oferta superior a 100% da demanda.

de preço nos leilões de venda da para aumentar a capacidade ANP, que já vem se verificando produtiva. Quando concluídas, ao longo de 2013. estas obras aumentarão a capacidade produtiva em 2.064,72 Investimentos m³ por dia, o que poderá aumenA falta de definição sobre o tar em 9% a capacidade produtifuturo do mercado tem reduzido va atual. os investimentos em novas usiMas há alguns anos, o quanas ou ampliação da capacidadro era outro. Em 2008, por No mesmo sentido, a indús- de produtiva das existentes. No exemplo, quando o segmento estava em expansão e começava a aumentar a presença de biodiesel por litro de diesel mineral para 3%, havia 23 solicitações para novas usinas e oito para ampliação. No ano seguinte, com 4% de mistura, eram 12 pedidos para novas fábricas e de novo oito para ampliação de usinas.

O setor pede ao governo, desde 2011, o envio de um novo marco regulatório ao Congresso Nacional, com regras claras para os empresários terem segurança jurídica e regulatória e poderem dar continuidade aos investimentos.

tria busca o aumento da mistura para 7%, o que aumentaria o mercado em 40%. Sem ela, a ociosidade chegará a 65%. Com um mercado de B7, a ociosidade chegará a 50%, garantindo a manutenção da competitividade

último boletim disponibilizado pela Agência Nacional de Petróleo, Gás Natural e Combustível, de julho deste ano, constam três autorizações para construir novas usinas e onze para obras de ampliação, das quais seis são

Em 2010, com 5% de biodiesel no diesel, no boletim de junho constavam 19 pedidos de autorização para instalar novas plantas e 11 para ampliar a capacidade produtiva. Um ano depois havia 18 pedidos para novas usinas e 10 de ampliação, quando se esperava que


36 o governo pudesse lançar um de litros. novo marco regulatório e daria A Associação dos Produtores continuidade à expansão dessa de Biodiesel do Brasil (APROmistura e ela viesse atingir 20% BIO) estima que a produção em em 2020. 2013 chega a 3 bilhões de litros, Em 2012 começou a des- se for mantida a mistura de 5%. crença com o Plano Nacional Com o B7, ela iria a 3,2 bilhões de Produção e Uso de Biodiesel de litros. (PNPB), diante da inércia do goMatéria prima verno em enviar o novo marco regulatório do setor produtivo Pouco mais de 70% do biopara o Congresso Nacional. diesel brasileiro vem da soja, seguida pelo sebo animal, com No ano passado também no cerca de 20%, algodão (3%) e boletim de junho mesmo assim outras fontes, como girassol, caainda constavam seis pedidos nola, óleo de palma (dendê) e para construir novas plantas e óleo de cozinha reutilizado. 10 para ampliar. Quando as usinas em obras no momento enOs dados são do Ministétrarem em operação – não há rio da Agricultura Pecuária e previsão exata para tanto –, a ca- Abastecimento: em 2012/2013 pacidade produtiva de biodiesel o Brasil produziu 82 milhões de aumentará em 9%. toneladas de soja, um recorde mundial, e está exportando 38,5 No ano passado o parque milhões de toneladas, outro refabril brasileiro produziu 2,762 corde. Do total do grão produzibilhões de litros do biocombus- do, 19% viram óleo de soja, de tível, ficando em terceiro lugar onde se processa o biodiesel. na produção mundial; atrás da O mercado B5 demanda 2,2 Argentina, com 2,8 bilhões de litros, dos quais 1,7 bilhões foram milhões de toneladas de óleo de exportados; e dos Estados Uni- soja, dos 7,6 processados este dos, que produziram 3,7 bilhões ano. Com o aumento da mistura

Jornal Biomassa Br para 7%, serão necessários 3,1 milhões de toneladas de óleo. No total, o aumento da mistura para 7% (B7) exigirá um aumento de 11,6% de processamento de soja, para farelo (que abastece a cadeia alimentar animal, e, portanto humana).

bém forte no Centro-Oeste, subiu 300% com 457 toneladas. A canola, cultura da entressafra da soja no Sul e principal fonte do biodiesel produzido na Europa, chegou a 51 mil toneladas em 2012. A área plantada no estado Segundo a Associação Bra- cresceu 13% este ano. sileira das Indústrias de Óleos O dendê (palma de óleo), reVegetais, há uma ociosidade de 30% no processamento de soja gistrou safra de 248 mil tonelaem grão, que absorve este au- das. O amendoim, cresceu 18%, mento de demanda, sem falar com 700 toneladas. E mesmo no próprio aumento da safra e o óleo reutilizado de cozinha, da relação produtividade/área responsável por 1% do biodiesel plantada. nacional, representa 35 milhões Além disso, o aproveitamen- de litros a menos na poluição do to de 458 mil toneladas o sebo solo e de cursos d’água. animal no ano passado transformou em bioenergia o que antes A Empresa Brasileira de Pesera dejeto industrial que poluía quisa Agropecuária (EMBRAPA) rios e solo. O algodão está au- desenvolve estudos com cultumentando sua safra no Centro -Oeste. Em 2012 o país colheu ras como cambre, macaúba e pinhão manso, dentre outras; e 105 mil toneladas. a Universidade Federal do Rio Mesmo as matérias primas de Janeiro pesquisa a produção ainda incipientes começam a protagonizar suas funções na de biodiesel a partir de esgoto origem da cadeia produtiva do urbano. Sem falar em iniciativas biocombustível. O girassol, tam- privadas com algas marinhas. 


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NOTAS Congresso estimula uso de fontes alternativas para energia O uso mais intenso de novas fontes para produção de energia renovável foi o grande foco do 9º Congresso Internacional de Bioenergia, que aconteceu no início outubro, em São Paulo. Durante três dias o evento reuniu alguns dos mais importantes especialistas em fontes de energia renovável. Foram 34 palestras divididas em três segmentos: biocombustíveis, biomassa e energias renováveis. Além de outras 52 apresentações de trabalhos técnicos científicos selecionados. No total 347 trabalhos técnicos foram inscritos, envolvendo mais de 1.500 pesquisadores de todo Brasil. Neste ano o evento contou com diversos palestrantes de outros países destacando-se o diretor da Associação Argentina de Biocombustíveis e Hidrogênio, Claudio Molina, e do pesquisador Hiroyuki Yamamoto, da Universidade de Nagoya, Japão. Hoje 46% da energia consumida no país, provêm de fontes renováveis. Entretanto, para evoluir nestas fontes alternativas o país necessita urgente de mais investimentos e pesquisa para uso da biomassa, biocombustíveis, biogás, bem como

melhor aproveitamento do sol e vento, para geração de energia contínua e não poluidora. Um recente estudo europeu aponta três países com grande potencial na oferta de matéria prima para produção de biomassa com fins energéticos: Austrália, África do Sul e Brasil. O Brasil desponta por já possuir um setor agro-florestal extremamente desenvolvido. Além disso, existe o potencial dos resíduos sólidos urbanos. No Brasil, mais de 40% do lixo produzido pelas cidades não possui destino correto, e são encaminhados a lixões a céu aberto. São 74 mil toneladas de lixo por dia depositados em locais inadequados e com potencial de grande danos ao meio ambiente. Levantamentos confirmam que o uso deste resíduo para geração de eletricidade poderia ultrapassar 280 MW, volume suficiente para abastecer uma população de cerca de 1,5 milhão de pessoas. Maiores detalhes sobre palestras do Congresso deste ano podem ser acessadas através do site www.bionergia.net.br.


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NOTAS PROJETO KLABIN

Comprometida com o desenvolvimento sustentável, a Klabin é a maior produtora e exportadora do Brasil no ramo de papéis para embalagens. Em fase final de instalado na unidade de Otacílio Costa, Santa Catarina o projeto que prevê além de benefícios ambientais e econômicos, vai permitir um significativo aumento da eficiência térmica na planta geração de vapor e energia além de eliminar um passivo ambiental gerado pela sobra do processo de preparação da biomassa para produção de celulose. O Sistema de Secagem de Biomassa fornecido através do sistema EPCM pela empresa Lippel contempla toda linha de secagem com capacidade de 85 ton/h de cavaco, fornalha para geração dos gases de 23.000.000 kcal/h, sistema de

A Renabio, é hoje a principal entidade que representa o setor da Biomassa Florestal para Energia no Brasil. Ela foi fundada em 2002 pelo Professor Laercio Couto, no Departamento de Engenharia Florestal da UFV, com o apoio da Secretaria de Energia do Ministerio de Minas e Energia. O Professor Laercio Couto, na época, representava o Brasil no Task 30 da IEA Bioenergy. Posteriormente, tornou-se membro do Board a WBA – World Biomassa Association a qual a Renabio esta intimamente ligada. Além de estudos, auxilio em projetos, participação direta na luta por políticas públicas que beneficiem o setor, a Renabio tem o compromisso de levar informações fundamentadas aos profissionais e empresas do setor de Biomassa Florestal para Energia no Brasil e no mundo. ATUAÇÃO O objetivo principal da RENABIO é promover e gerenciar programas de pesquisa e desenvolvimento tecnológico em energia a partir de biomassa florestal, visando sempre o aperfeiçoamento de processos industriais, a interatividade entre instituições governamentais e setor privado, a pesquisa e o ensino, melhorando a compe-

titividade do setor energético e da indústria. Ela se propõe também a coordenar eventos, publicar trabalhos técnicos e manter uma Revista Científica de alto nível na área de Biomassa e Energia. Seja um associado da Renabio – Rede Nacional de Biomassa para Energia. - Desconto em conferências, acesso a estudos e pesquisas sobre o setor de Biomassa Florestal para Energia no Brasil e no mundo, participação em missões empresaria, visitas técnicas, recebimento da Revista Biomassa e Energia, informações sobre o setor via e-mail e boletim, são apenas algumas das vantagens de ser associado da representante do setor da Biomassa Florestal e Energia em nosso Pais. Maiores informações: RENABIO · Rede Nacional de Biomassa e Energia Rua Professor Alberto Pacheco, 125 · Sala 506 · Bairro de Ramos · CEP: 36570-000 · Viçosa/MG Telefone: +55 (31)3892-4960 · E-mail: renabio@renabio. org.br Site: www.renabio.org.br

tratamento de resíduo, separação de pedras e pedaços de madeira e vários outros equipamentos que compõem a solução; Entre os inúmeros benéficos econômicos e ambientais os mais importantes são: Maior eficiência de queima e economia da caldeira com aumento do PCI do combustível, aproveitamento de resíduos como biomassa que atualmente eram descartados e serão utilizados como combustível, limpeza do pátio e dos resíduos de descarga de caminhões que antes depositados agora serão processados em regime continuo, diminuição do custo operacional de máquinas para movimentação dos resíduos, entre outras.

Biocombustível para a próxima década Um relatório de duas organizações internacionais mostra que a produção de gado e de biocombustível vai aumentar relativamente à produção de cereais na próxima década em todo o mundo. No documento Perspectivas Agrícolas 2014-2023, da Organização para o Desenvolvimento e Cooperação Econômica (OCDE) e do Fundo das Nações Unidas para Alimentação e Agricultura (FAO), a alteração do padrão na alimentação humana e a procura crescente de biocombustível vão levar à menor produção de cereais primários, como o trigo e o arroz. A atividade agrícola deverá voltar-se para a produção de cereais secundários, como aveia, milho, cevada e sorgo, e plantas oleoginosas, como soja e colza, para responder ao aumento da procura para alimentação e combustível. Biodiesel O biodiesel é um combustível biodegradável derivado de fontes renováveis como óleos vegetais e gorduras animais. Este biocombustível pode ser produzido no Brasil a partir de diferentes espécies oleaginosas, como a mamona, o dendê, a canola, o girassol, o amendoim, a soja e o algodão, além de matérias-primas de origem animal como o sebo bovino e gordura suína. Utilizado isoladamente, ele também pode ser misturado ao diesel - desde 2010, todo o diesel comercializado no Brasil contém uma mistura de 5% de biodiesel, passando para 6% neste mês. A Petrobras também comercializa a borra (ou goma), a glicerina e o ácido graxo, subprodutos derivados provenientes do processo industrial. As usinas próprias e parceiras da Petrobras Biocombustível possuem, no total, 821 milhões de litros/ano de capacidade de produção de biodiesel. O Ministério do Desenvolvimento Agrário concedeu às suas unidades o Selo Combustível Social e, além disso, a subsidiária implementa o Programa Cultivar, fornecendo aos agricultores visitas de técnicos e garantindo a compra da produção pelo preço de mercado.


Jornal Brasileiro das Indústrias de Biomassa Ed 16  

EDIÇÃO ESPECIAL COM CIRCULAÇÃO NA FEIRA EXPOBIOMASA (EUROPA) 16a. Edição do Jornal Biomassa Br agora com muito mais matérias sobre biom...

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