5bioetanol de cana de açucar 2009

Bioetanol combustvel: uma oportunidade para o Brasil


Outubro de 2009

Centro de Gesto e Estudos Estratgicos (CGEE)ISBN 978-85-60755-15-8

Presidenta Lucia Carvalho Pinto de Melo Diretor Executivo Marcio de Miranda Santos Diretores Antonio Carlos Filgueira Galvo Fernando Cosme Rizzo AssunoEquipe tcnica do CGEE neste projeto /Marcelo Khaled Poppe / Ana Carolina Silveira Perico Edio / Tatiana de Carvalho Pires Reviso / Ana Cristina de Arajo Rodrigues Projeto grfico / Andr Scofano / Eduardo Oliveira Diagramao / Hudson Pereira Capa / Roberta Bontempo

C389b Bioetanol combustvel: uma oportunidade para o Brasil - Braslia, DF : Centro de Gesto e Estudos Estratgicos, 2009. 536 p.: il.; 24 cm ISBN - 978-85-60755-15-8 1. Bioetanol. 2. Combustvel. 3. Oportunidade para o Brasil. I. CGEE. II. Unicamp. III. Ttulo CDU 351.797

Centro de Gesto e Estudos Estratgicos SCN Qd 2, Bl. A, Ed. Corporate Financial Center sala 1102 70712-900, Braslia, DF Telefone: (61) 3424.9600 http://www.cgee.org.br Esta publicao parte integrante das atividades desenvolvidas no mbito do Contrato de Gesto CGEE/MCT/2005. Todos os direitos reservados pelo Centro de Gesto e Estudos Estratgicos (CGEE). Os textos contidos nesta publicao podero ser reproduzidos, armazenados ou transmitidos, desde que citada a fonte. Impresso em 2009

Bioetanol combustvel: uma oportunidade para o BrasilEquipe tcnica - NIPE/UNICAMP CoordenadorRogrio Cezar de Cerqueira Leite

Vice-coordenadoresManoel Sobral Jnior (fase 1) Manoel Regis Lima Verde Leal (fases 1 e 2) Lus Augusto Barbosa Cortez (fases 2 e 3)

Pesquisadores responsveisAndr Tosi Furtado Arnaldo Csar da Silva Walter Carlos Eduardo Vaz Rossell Edgardo Olivares Gmez Francisco Rosillo-Calle Gilberto de Martino Jannuzzi Jos Antonio Scaramucci Jorge Humberto Nicola Oscar Braunbeck Marcelo Pereira da Cunha Mirna Ivonne Gaya Scandiffio Srgio Valdir Bajay

ColaboradoresAdriano Viana Ensinas Alexandre Frayse David Claudia Campos de Arajo Daniel Catoia Quintiliano Daniele Urioste

Efraim Albrecht Gislaine Zainaghi Isis Maria Ditrich Demario Fujiy Janana Garcia de Oliveira Juan Castaneda Ayarza Juliana Marinho Cavalcanti Martins Mrcio Michelazzo Maria Alexandra Silva Nunes Agarussi Mike Griffin Orlando Frederico Jos Godoy Bordoni Rodolfo Gomes Tatiana Petrauskas Terezinha de Ftima Cardoso

Editores (adaptao dos textos e dados dos relatrios visando edio do livro)Lus Augusto Barbosa Cortez Manoel Regis Lima Verde Leal Marcelo Khaled Poppe Marcelo Pereira da Cunha

Entidades que colaboraram no projetoAgncia Brasileira de Desenvolvimento Industrial (ABDI) Agncia Brasileira de Exportao (Apex) Banco Nacional de Desenvolvimento Econmico e Social (BNDES) Centro de Tecnologia Canavieira (CTC) Chaves Planejamento e Consultoria Ltda. Empresa Brasileira de Pesquisas Agropecurias (Embrapa) Empresa Brasileira de Petrleo (Petrobras) Laboratrio Nacional de Luz Sncrotron (LNLS) Geoconsult - Consultoria, Geologia e Meio Ambiente Ltda. Ministrio da Agricultura, Pecuria e Abastecimento (Mapa) Ministrio de Cincia e Tecnologia (MCT) Ministrio de Desenvolvimento, Indstria e Comrcio Exterior (MDIC) Petrobras Transporte S/A (Transpetro) Dedini S/A Indstrias de Base Unio da Indstria de Cana-de-Acar (Unica) Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) Especial agradecimento ao CTC e Transpetro pelas aes ativas e valiosas nos trabalhos realizados, pois sem as mesmas a realizao do projeto no teria sido possvel.

Lista de figurasFigura 2-1: Figura 2-3: Figura 2-9: Localizao das usinas de acar e bioetanol no Brasil Localizao das novas usinas previstas (em amarelo) Treminho 41 45 58 59 59 61 62 64 73 74 78 79 98 103 119 138 141 149 157 165 179 180 181

Figura 2-10: Rodotrem Figura 2-11: Composies com cinco e seis reboques Figura 2-12: Alternativas para a recuperao do palhio Figura 2-13: Recuperao do palhio com separao no campo e na usina Figura 2-14: Sistemas de recuperao e armazenamento do palhio Figura 2-16: Nmero de passadas de pneus nas entrelinhas de plantio da cana-de-acar na mecanizao convencional com controle de trfego Figura 2-17: Nmero de passadas de pneus nas entrelinhas de plantio da cana-de-acar no esquema de mecanizao com estruturas de trfego controlado (ETC) Figura 2-18: Etapas do processo de alimentao da colhedora de cana picada Figura 2-19: Modos de operao direcional do veculo com direo nas quatro rodas Figura 3-1: Figura 3-2: Figura 3-3: Figura 3-4: Processamento da cana para a produo conjunta de acar e etanol Esquema do processo de produo de etanol Tela do programa mostrando o fluxograma completo do sistema de cogerao Fluxograma simplificado do processo DHR (DEDINI, 2006)

Figura 3-5: : Processo IOGEN Figura 3-5: Figura 3-6: Figura 3-9: Figura 4-1: Figura 4-2: Figura 4-3: Processo de hidrlise anexo destilaria padro Representao esquemtica de um sistema BIG-CC Integrao parcial de um sistema BIG-CC a uma usina de acar e etanol Principais reas com restrio ambiental e declividade Diversidade de tipos de solos no Brasil Distribuio dos tipos climticos no Brasil

Figura 4-4: Figura 4-5: Figura 4-6: Figura 4-7: Figura 4-8: Figura 4-9:

Aptido para a produo de cana em funo do tipo de solo Aptido para a produo de cana em funo do clima Mapa do potencial das reas para produo de cana-deacar sem irrigao Mapa do potencial das reas para produo de cana-de-acar com irrigao de salvao Mapa com as dezessete reas selecionadas para a expanso da produo de cana-de-acar Localizao da rea 10 (em vermelho) no mapa do Brasil

182 183 184 185 188 197 197 201 206 208 209 228 233 236 240 242 244 246 283 306 330 354 387 390

Figura 4-10: Detalhe da localizao da rea 10 nos estados do Tocantins, Maranho e Piau (hachuras em vermelho) Figura 4-11: rea 10 - Potencial Climtico Classificao Kppen Figura 4-12: rea 10 Potencial de solos Figura 4-13: rea 10 - Potencial de Produo de cana-de-acar Figura 4-14: rea 10 - Declividade e outras reservas Figura 5-2: Figura 5-3: Figura 5-4: Figura 5-5: Figura 5-6: Figura 5-7: Figura 5-8: Figura 6-3: Figura 7-1: Figura 7-2: Figura 7-3: Figura 8-1: Figura 8-2: Porto Vila do Conde e Eclusa de Tucuru (PA) Desenho logstico para exportao Ano 10 (2015) Desenho logstico para exportao de 205 bilhes de litros Ano 20 (2025) Porto Vila do Conde (PA) Porto de Itaqui Porto de So Sebastio Vista do Porto de Santos Regies com maior potencial de produo de eletricidade excedente (identificadas em amarelo) O modelo de insumo-produto Estrutura da matriz inter-regional usada no modelo Mapa do IDH dos municpios brasileiros Esquema geral da Anlise Ambiental Estratgica proposta Anlise de sustentabilidade da cadeia de produo, distribuio e uso do etanol

Figura 8-3: Figura 8-4: Figura 8-5: Figura 8-6: Figura 9-1: Figura 9-2: Figura 9-3: Figura 9-4: Figura 9-5:

Balano das emisses de CO2 eq.(kg CO2eq./m3 de etanol) Balano de CO2 na cadeia produtiva da cana-de-acar e bioetanol e uso do bioetanol (t de CO2 eq./m de etanol) Uso de fertilizantes na cana planta (g/m etanol) Uso de defensivos agrcolas (mg/m3 etanol) Nmero de postos combustveis que fornecem o E85 nos estados americanos Estados norte-americanos com incentivo para a produo de etanol Importao de bioetanol brasileiro pelos EUA via pases do CBI reas potenciais para a produo de cana-de-acar e sorgo sacarino na frica Pases do Sudeste da frica que integram o SADC

393 394 397 403 447 448 453 462 464

Lista de grficosGrfico 2-2: Evoluo da produo brasileira de cana, acar e etanol Grfico 2-4: Evoluo do uso de variedades de cana no Brasil Grfico 2-5: Variao da produtividade agrcola e teor de sacarose entre usinas Grfico 2-6: Evoluo da produtividade regional de cana no Brasil Grfico 2-7: Evoluo da colheita de cana sem queima prvia, cana crua, em So Paulo e Centro-Sul Grfico 2-8: Colheita mecnica e colheita de cana sem queima prvia Safra 2008/09 dados at junho/2008 Grfico 2-15: Produtividade da cana de 18 meses em Plantio Direto e Convencional Grfico 3-7: Custo da eletricidade gerada, em cenrio atual, com gs natural a 3,00 US$/GJ, e biomassa (bagao da cana) a 1,20 US$/GJ Grfico 3-8: Custo da eletricidade gerada em cenrio de mdio prazo, com gs natural a 5,00 US$/GJ, e biomassa (bagao da cana) a 2,00 US$/GJ Grfico 5-1: Comparativo da Matriz de Transporte de Cargas 2007 Grfico 6-1: Composio da Frota de Veculos Leves Brasil Grfico 6-2: Evoluo da Produo e Exportao de Acar 44 49

5253 54 55 70 163 163 226 268 271

Grfico 6-4: Relao dos investimentos anuais com a formao bruta de capital fixo (FBCF) no cenrio Tecnologia Progressiva Grfico 6-5: Participao dos investimentos para viabilizar o cenrio de exportao de bioetanol em relao ao investimento anual do Pas e ao PIB (cenrio tecnolgico Tecnologia Progressiva) Grfico 6-6: Estimativa dos custos de produo de bioetanol em horizonte de 5-20 anos Grfico 7-4: Composio dos efeitos diretos, indiretos e induzidos nos impactos sobre o valor da produo Grfico 7-5: Composio dos efeitos diretos, indiretos e induzidos nos impactos sobre o nvel de empregos Grfico 7-6: Figura 7.9-3: Composio dos efeitos diretos, indiretos e induzidos nos impactos sobre o PIB Grfico 10-1: Investimento do Brasil em P&D em relao ao PIB

285

286 292 368 370 372 513

Lista de quadrosQuadro 3-1: Desempenho do processo DHR em escala piloto Quadro 7-1: Quadro compem a matriz de insumo-produto do Brasil (referentes aos anos 1985 e 1990 a 1996) 137 322

Lista de tabelasTabela 2.1-1: Principais pases produtores de cana-de-acar em 2006 Tabela 2.1-2: Principais culturas agrcolas do Brasil em 2007 Tabela 2.2-1: Ciclo tpico de cana-de-acar na regio Centro-Sul Tabela 2.2-2: Taxas mdias de aplicao de fertilizantes Tabela 2.2-3: Relao das principais atividades utilizadas na produo da cana-de-acar no cenrio atual 42 43 46 48 57

Tabela 2.2-4: Tipos de transporte de cana Tabela 2.3-1: Custo de recuperao do palhio base seca (US$*/t) Tabela 2.3-2: Comparao entre o custo dos estudos de Michelazzo e do Projeto BRA/96/G31 (US$*/t) Tabela 2.3-3: Configurao da destilaria padro Tabela 2.3-4: Investimentos para os cenrios de armazenamento propostos Tabela 2.3-5: Barreiras e recursos tecnolgicos para o aprimoramento da produo da cana-de-acar Tabela 2.3-6: Custos estimados da mecanizao convencional e com ETCs Tabela 2.3-7: Uma previso de melhoristas da cana-de-acar com relao produtividade e qualidade para os cenrios de 2015 e 2025 Tabela 3.1-1- Principais produtores de bioetanol da regio Centro-Sul Tabela 3.1-2: Distribuio do parque sucroalcooleiro Tabela 3.2-1: Perdas de ART no processo de produo do etanol Tabela 3.2-2: Comparao dos consumos energticos para diversas tecnologias de desidratao Tabela 3.2-3: Parmetros de desempenho da destilaria padro Tabela 3.2-4: Parmetros adotados na simulao da operao do sistema de cogerao com configurao Otimizada Tabela 3.2-5: Parmetros adotados na simulao da operao do sistema de cogerao com configurao Hidrlise Tabela 3.2-6: Introduo de cada configurao do sistema de cogerao segundo os cenrios de evoluo tecnolgica Tabela 3.2-7: Estimativa dos investimentos envolvidos em uma destilaria padro otimizada (destilaria modelo) Tabela 3.2-8: Custo anual da produo de bioetanol e energia eltrica Tabela 3.3-1: Composio do bagao e do palhio de cana-de-acar Tabela 3.3-2: Bagao Padro (composio calculada) Tabela 3.3-3: Potencial de transformao do bagao em bioetanol (litros/tonelada de bagao) Tabela 3.3-5: Parmetros tcnicos da hidrlise anexa destilaria

59 61 63 63 65 71 75 81 96 97 110 114 114 121 123 124 126 127 131 132 136 150

Tabela 3.3-6: Parmetros operacionais da hidrlise anexa destilaria Tabela 3.3-7: Custo de produo do bioetanol de hidrlise Tabela 3.3-8: Principais projetos de demonstrao da tecnologia BIG-CC Tabela 3.3-9: ndice de lcalis para amostras de palhio de cana-de-acar Tabela 4.1-1: Principais culturas agrcolas do Brasil em 2007 Tabela 4.1-2: reas ocupadas pelas principais culturas agrcolas no mundo em 2006 Tabela 4.1-3: Potencial de produo de cana no Brasil Tabela 4.1-4: Estimativa total da rea apta e disponvel para cultivo da cana nas 17 reas selecionadas em 2003 Tabela 4.1-5: Caracterizao das 17 reas selecionadas Tabela 4.1-6: Estimativas da evoluo regional da produtividade de cana (t/ha/ano) Tabela 4.1-7: Estimativas das reas aptas para cultivo de cana e das produtividades agrcolas nas 17 reas selecionadas Tabela 4.1-8: Comparao das projees dos potenciais de produo de cana1 e de etanol2 para 2025 em relao s estimativas para 2005 nas 17 reas selecionadas Tabela 4.2-1: Potencial de produo de cana na rea 10 Tabela 4.2-2: Simbologia correspondente s classes de aptido agrcola das terras Tabela 4.2-3: Subclasses de aptido agrcola das terras Tabela 4.2-4: Classes de aptido agrcola das terras Tabela 5.1-1: Produo regional de bioetanol para exportao Tabela 5.1-2: Distribuio da produo de bioetanol nas 17 reas Tabela 5.1-3: Participao dos Portos Brasileiros na Exportao de bioetanol em 2007 Tabela 5.1-4: Portos e calados Tabela 5.1-5: Portos atuais que exportam etanol Tabela 5.1-6: Comparativo de custos entre modais de transporte Tabela 5.1-7: Capacidade dos comboios nos principais corredores hidrovirios do Brasil

151 153 159 170 177 178 186 189 190 191 193 195 211 214 216 217 231 232 238 247 248 251 253

Tabela 5.1-8: Custo logstico estimado (US$/m3) Tabela 5.1-9: Investimento para a construo de centros coletores, dutos e terminais aquavirios Tabela 5.1-10: Custo do frete internacional a partir do SE do Brasil Tabela 6.1-1: Projeo da frota domstica de veculos leves nos prximos vinte anos (em mil unidades) Tabela 6.1-2: Projeo do consumo interno de bioetanol combustvel em 2025 Tabela 6.1-3: Produo brasileira de acar (milhes de toneladas) Tabela 6.1-4: Exportaes de Acar Brasil Tabela 6.2-1: Evoluo das produtividades nas fases industrial e agrcola Tabela 6.2-2: Rendimentos industriais (l/tc) dos 4 cenrios tecnolgicos Tabela 6.2-3: Cenrios tecnolgicos de exportao de etanol Tabela 6.2-4: Cenrios sem e com tecnologia: produo de etanol, cana-de-acar e investimentos Tabela 6.2-5: Balano de terras de acordo com o cenrio tecnolgico Tabela 6.2-6: Expanso da rea total plantada de cana-de-acar (milhes de hectares) Tabela 6.3-1: Distribuio da moagem para os cenrios tecnolgicos Prudente e Progressivo Tabela 6.3-2: Eletricidade excedente gerada (GWh/ano) nas reas de expanso selecionadas, segundo cenrios tecnolgicos Tabela 6.4-1: Impactos no PIB1 (R$ bilho de 2005) da expanso produtiva do bioetanol no cenrio estudado, com e sem avano tecnolgico Tabela 7.2-1: Economia brasileira agregada em trs setores, em 2002 Tabela 7.2-2: Matriz de coeficientes tcnicos diretos A Tabela 7.2-3: A matriz inversa de Leontief Tabela 7.2-4: Tabela de transaes com as famlias como setor, para o Brasil, em 2002 Tabela 7.2-5: A matriz inversa de Leontief para o clculo dos multiplicadores tipo II Tabela 7.3-1: Tabela de transaes para o modelo estendido de insumo-produto Tabela 7.3-2: Matriz de coeficientes tecnolgicos do modelo estendido de insumo-produto

255 256 258 267 269 269 270 273 275 276 277 278 279 280 281 287 308 308 309 311 311 314 318

Tabela 7.3-3: Matriz para o caso base Tabela 7.3-4: Matriz para o caso de colheita mecanizada Tabela 7.3-5: Valor da produo, valor adicionado, pessoal ocupado e eletricidade em 2002 Tabela 7.3-6: Variaes absolutas do valor da produo, valor adicionado, pessoal ocupado e eletricidade Tabela 7.5-1: Tabela de transaes inter-regional Tabela 7.5-2: Exemplo de matriz de coeficientes tcnicos inter-regionais Tabela 7.5-3: Exemplo de matriz inversa de Leontief inter-regional Tabela 7.6-1: Simulaes realizadas para quantificar os impactos regionais Tabela 7.6-2: Hipteses assumidas em cada simulao Tabela 7.6-3: Impactos sobre o valor da produo (R$ bilho de 2005) Tabela 7.6-4: Estimativa do aumento do valor da produo regional em relao a 2005 (%) Tabela 7.6-5: Impactos sobre o PIB (R$ bilho de 2005) Tabela 7.6-6: Estimativa do aumento do PIB regional em relao a 2005 (%) Tabela 7.6-7: Impactos regionais sobre os empregos (em milhares de pessoas) Tabela 7.6-8: Estimativa do aumento dos empregos regionais em relao a 2005 (%) Tabela 7.6-9: Estimativa do aumento da produtividade regional (PIB/empregos) em relao a 2005 (%) Tabela 7.6-10: Impactos sobre o excedente de eletricidade em toda a economia (TWh) Tabela 7.6-11: Comparao dos impactos socioeconmicos das exportaes de 102,5 bilhes de litros de bioetanol com o equivalente monetrio em produtos do refino do petrleo Tabela 7.7-1: Quadro socioeconmico do Brasil por macro-regio (2000) Tabela 7.7-2: Quadro socioeconmico do Brasil por Unidade da Federao (2000) Tabela 7.7-3: Impactos no IDH Tabela 7.7-4: IDH das unidades da federao na Simulao 4 (Tecnologia Progressiva em 2025) Tabela 7.8-1: Impactos sobre o valor da produo em um cluster tpico (R$ milhes) Tabela 7.8-2: Impactos sobre o nvel de empregos em um cluster tpico

318 319 319 320 326 327 328 336 337 339 341 343 345 346 348 349 351 353 356 356 358 360 362 363

Tabela 7.8-3: Impactos sobre o PIB em um cluster tpico (R$ milhes) Tabela 7.9-1: Investimentos (R$ bilhes de 2005) Tabela 7.9-2: Impactos sobre o valor da produo (R$ bilho) Tabela 7.9-3: Impactos sobre o nvel de empregos (em milhares) Tabela 7.9-4: Impactos sobre o PIB (R$ bilho) Tabela 8.2-1: Captao, consumo e lanamento de gua: 1990 e 1997 Tabela 8.2-2: Usos da gua (valores mdios) em usinas com destilaria anexa Tabela 8.2-3: Balano das emisses de CO2 (equiv.) por tonelada de cana, devido o uso de bioetanol em substituio gasolina no Brasil Tabela 8.2-4: Intensidade de uso de fertilizantes por culturas no Brasil Tabela 8.2-5: Taxa de aplicao de fertilizantes Tabela 8.2-6: Consumo de fungicidas (1999-2003) Tabela 8.2-7: Consumo de inseticidas (1999-2003) Tabela 8.2-8: Consumo de outros defensivos agrcolas (1999-2003) Tabela 8.2-9: Uso de defensivos agrcolas pelas principais culturas comerciais Tabela 8.2-10: Perdas de solo e gua em culturas anuais e semi-perenes Tabela 8.2-11: Efeito do manejo dos restos culturais sobre as perdas por eroso Tabela 8.3-1: Sumrio da anlise SWOT Tabela 8.3-2: Parmetros de desempenho conforme a introduo de novas prticas e tecnologias Tabela 9.2-1: Principais pases produtores de bioetanol combustvel Tabela 9.2-2: Demanda potencial de bioetanol e percentual de mistura de bioetanol na gasolina em diversos pases Tabela 9.2-3: Projeo de demanda por bioetanol - 2020 e 2030 Tabela 9.2-4: Resumo dos planos de difuso do E3 e do E10 no Japo Tabela 9.2-5: rea colhida, produo, rendimento e porcentagem do total produzido de canade-acar no SADC e em alguns outros pases selecionados, em 2004 Tabela 10.3-1: Custos mdios da produo de cana

364 366 367 369 371 391 392 395 398 399 404 404 405 406 407 408 410 414 442 443 444 457 465 494

Tabela 10.3-2: Custos de industrializao da cana para produzir etanol Tabela 10.3-2: Custos administrativos na produo de etanol Tabela 10.3-4: Potencial de reduo de custo com as melhorias tecnolgicas Tabela 10.3-5: Indicadores de desempenho da tecnologia agrcola Tabela 10.3-6: Indicadores de desempenho da tecnologia industrial Tabela 10.3-7: Indicadores de desempenho da tecnologia energtica Tabela 10.3-8: Indicadores de desempenho em sustentabilidade Tabela 10.4-1: Recursos alocados anualmente em P&D no setor sucroalcooleiro no Brasil por rgos pblicos de fomento Tabela 10.4-2: Projetos dos Fundos Setoriais (1999-2006) Tabela 10.4-3: Recursos alocados anualmente em P&D no setor sucroalcooleiro no Brasil por instituies ou centros de pesquisa usurios de recursos pblicos e privados

494 495 496 498 500 502 504 507 508 509

SumrioPrefcio Apresentao 21 23

1. Introduo: perspectivas do bioetanol no mercado de combustveis lquidos para veculos leves1.1. Oportunidades para o bioetanol combustvel 1.2. Projeo de crescimento da demanda de gasolina para 2025 1.3. Produo mundial de bioetanol e mercado potencial 1.4. Estrutura do trabalho Referncias Bibliogrficas

2728 30 31 32 36

2. Descrio do Processo Produtivo Fase agrcola2.1. Introduo 2.2. Fase agrcola - 1 gerao 2.2.1. Plantio da cana-de-acar 2.2.2. Trato cultural da soqueira 2.2.3. Melhoramento gentico da cana 2.2.4. Controle biolgico de pragas 2.2.5. Prticas agrcolas 2.2.6. Gerenciamento agrcola (GA) 2.2.7. Colheita 2.2.8. Transporte 2.3. Fase agrcola - 2 gerao 2.3.1. Recolhimento e armazenamento do palhio 2.3.2. Colheita com controle de trfego versus mecanizao convencional na sustentabilidade da agricultura canavieira 2.3.3. Sistema de Plantio Direto 2.3.4. Mecanizao alternativa 2.3.5. Colheita em terrenos inclinados com recursos de trao e direo utilizados em veculos fora de estrada 2.3.6. Melhoramento Gentico Biotecnologia 2.3.7. Tecnologia da Informao Referncias Bibliogrficas

3941 45 45 47 48 50 51 52 53 58 60 60 66 67 71 78 80 82 85

3. Descrio do Processo Produtivo Fase industrial3.1. Produo de bioetanol no Brasil 3.1.1. Introduo 3.1.2. Distribuio geogrfica das usinas 3.1.3. Modelo de produo 3.2. Fase industrial 1 gerao 3.2.1. Perfil atual do processamento da cana-de-acar 3.2.2. Tecnologia praticada atualmente na produo de etanol 3.2.3. Caracterizao de uma destilaria padro 3.2.4. Insero de melhorias na destilaria padro 3.2.5. Integrao energtica otimizada 3.2.6. Destilaria modelo 3.3. Fase industrial 2 gerao 3.3.1. Comparao das tecnologias avanadas em desenvolvimento no Brasil com outras semelhantes em desenvolvimento no exterior: hidrlise de bagao para obteno de etanol 3.3.2. Avaliao das tecnologias avanadas de gerao de energia tipo gaseificao/turbina a gs Gaseificao da biomassa e uso do palhio Referncias Bibliogrficas

9194 94 95 97 97 97 101 102 109 116 124 128

128 155 171

4. reas Potenciais para a Expanso da Produo de Cana-de-Acar4.1. Avaliao das reas potenciais 4.1.1. Introduo 4.1.2. Estimativa do potencial de produo de cana no Brasil 4.1.3. Clustersde produo 4.1.4. Estimativa do potencial de produo de cana em 17 reas selecionadas 4.2. Avaliao do potencial de produo de cana-de-acar da rea 10 4.2.1. Geologia da rea 10 4.2.2. Geomorfologia 4.2.3. Vegetao 4.2.4. Caracterizao Climtica 4.2.5. Comparativo climtico entre a regio canavieira de Ribeiro Preto-SP e a de Balsas-MA 4.2.6. Metodologia do levantamento pedolgico 4.2.7. Potencial de produo para cana-de-acar

175176 176 178 187 187 197 198 199 199 200 203 204 207

4.2.8. Aptido agrcola Referncias Bibliogrficas

212 218

5. Infraestrutura Existente e Projetos de Melhorias5.1. Infraestrutura existente e projetos de melhorias 5.1.1. Introduo 5.1.2. Infraestrutura atual e matriz de transporte 5.1.3. Alternativas de transporte para cada cluster levando em considerao a infraestrutura existente ou planejada 5.1.4. Detalhamento da distribuio da produo de bioetanol e vias de escoamento para exportao 5.1.5. Levantamento da situao dos terminais martimos afetados pela exportao de bioetanol e das necessidades de melhorias 5.1.6. Hidrovias Brasileiras 5.1.7. Alternativas de transporte para exportao de bioetanol e investimentos necessrios Referncias Bibliogrficas

223223 223 225 226 229 237 248 254 260

6. Construo de Cenrios Tecnolgicos Sobre a Produo de bioetanol no Brasil, Avaliao dos Impactos Macroeconmicos e Riscos de o Mercado Previsto no se Concretizar6.1. Dinamizao da demanda de terras 6.1.1. Consumo interno de etanol 6.1.2. Exportaes de acar 6.2. Dinamizao da oferta de lcool anidro 6.2.1. Alternativas Tecnolgicas 6.2.2. Cenrios de Expanso da Oferta 6.2.3. Balano de Terras 6.3. Potencial da gerao de eletricidade excedente nas reas selecionadas 6.4. Impactos macroeconmicos dos cenrios de exportao 6.5. Avaliao de riscos de o mercado previsto no se concretizar 6.5.1. Riscos de que o bioetanol no seja importante alternativa 6.5.2. Riscos de que a produo de bioetanol no ocorra como esperado 6.5.3. Riscos de que o mercado internacional no absorva toda a produo potencial brasileira 6.5.4. Outros fatores de risco

265266 266 269 272 272 274 278 280 284 288 288 291 293 296

6.5.5. O papel das negociaes 6.5.6. Aspectos complementares Referncias Bibliogrficas

297 298 299

7. Avaliao dos Impactos Socioeconmicos Relacionados Produo em Larga Escala de bioetanol no Brasil7.1. Introduo 7.2. O modelo bsico de insumo-produto 7.3. O modelo estendido de insumo-produto 7.4. Base de dados 7.5. O modelo de insumo-produto inter-regional 7.6. Impactos socioeconmicos regionais devido s exportaes de 205 bilhes de litros de bioetanol ao ano 7.7. Estimativa dos impactos regionais da expanso da produo de bioetanol no IDH 7.8. Impactos socioeconmicos em um cluster tpico 7.9. Impactos socioeconmicos da etapa de investimentos Referncias Bibliogrficas

303304 305 313 321 325 335 354 361 365 373

8. Sustentabilidade8.1. Consideraes iniciais: Anlise Ambiental, Estratgica e Sustentabilidade 8.1.1. A Anlise Ambiental Estratgica(AAE) 8.1.2. O conceito de sustentabilidade 8.2. A anlise de sustentabilidade 8.2.1. Uso de gua 8.2.2. Impactos na reduo das emisses de GEE 8.2.3. Anlise do Balano de Carbono na cadeia de produo e uso 8.2.4. Uso de fertilizantes minerais e orgnicos na produo agrcola 8.2.5. A utilizao do vinhoto 8.2.6. Uso de pesticidas e herbicidas 8.2.7. Preservao dos solos agrcolas 8.3. A Anlise SWOT 8.3.1. Impactos na qualidade do ar 8.3.2. Compactao de solos, uso de energia e emisses 8.3.3. Suprimento e qualidade da gua 8.3.4. Ocupao do solo e biodiversidade

383384 385 388 389 391 393 394 396 399 403 407 409 411 413 415 418

8.3.5. Preservao dos solos agrcolas 8.3.6. Uso de defensivos agrcolas e fertilizantes 8.4. Consideraes finais Referncias Bibliogrficas

421 423 425 426

9. Marco Regulatrio9.1. Breve histrico da agroindstria sucroalcooleira no Brasil 9.2. Panorama Internacional para o etanol: tratados, polticas, barreiras e perspectivas para o Brasil 9.2.1. Estados Unidos da Amrica 9.2.2. Unio Europeia 9.2.3. Amrica Central e Caribe 9.2.4. Amrica do Sul 9.2.5. Japo 9.2.6. China 9.2.7. ndia 9.2.8. Austrlia 9.2.9. Tailndia 9.2.10. frica 9.3. Diretrizes para a elaborao de um marco regulatrio para o setor sucroalcooleiro 9.3.1. Interveno estatal para garantir o abastecimento interno de bioetanol combustvel 9.3.2. Estoques reguladores para o bioetanol combustvel 9.3.3. Fiscalizao da produo de bioetanol combustvel 9.3.4. Transferncia da tecnologia de produo de bioetanol para pases com baixos nveis de desenvolvimento econmico 9.3.5. Criao de um fundo especfico para financiar atividades de P&D relativas ao bioetanol combustvel 9.3.6. Tributao sobre veculos e sobre o bioetanol combustvel 9.3.7. Especificao da qualidade do bioetanol combustvel 9.3.8. Certificao da sustentabilidade da cadeia produtiva do bioetanol combustvel 9.3.9. Fomento financeiro gerao de maiores excedentes de energia eltrica nas unidades de cogerao das usinas sucroalcooleiras 9.4. Consideraes finais Referncias bibliogrficas

431433 440 444 449 451 455 456 458 459 460 460 461 466 467 468 470 471 471 472 473 474 475 476 477

10. Identificao das Necessidades de P&D e Sugesto de Alternativas para o seu Financiamento10.1. reas mais Propcias de P&D na Cadeia Produtiva Cana-Etanol 10.2. Definio de indicadores de P&D na cadeia produtiva de cana - etanol 10.2.1. Indicadores agrcolas 10.2.2. Indicadores Industriais 10.2.3. Indicadores da rea energtica 10.2.4. Indicadores de sustentabilidade 10.3. Quantificao dos impactos das melhorias proporcionadas pela P&D 10.3.1. Evoluo da tecnologia agrcola 10.3.2. Evoluo da tecnologia industrial 10.3.3. Evoluo da tecnologia energtica 10.3.4. Evoluo da tecnologia em termos de sustentabilidade 10.3.5. Consideraes econmicas 10.4. Oramento e cronograma para o desenvolvimento tecnolgico - os fundos setoriais e o P&D em etanol 10.5. Criao de um Fundo de Desenvolvimento para bioetanol e fonte de recursos 10.6. Incentivos fiscais e emprstimos diferenciados 10.6.1. Incentivos visando melhorias tecnolgicas ou o emprego de tecnologias disruptivas 10.6.2. Incentivos aos novos empreendimentos em reas mais desejveis 10.7. Poltica pblica para o desenvolvimento sustentado do etanol 10.7.1. Breve diagnstico da situao do setor sucroalcooleiro no Brasil e suas perspectivas futuras 10.7.2. Objetivos das polticas pblicas para P&D&I em etanol 10.7.3. Instrumentos de polticas pblicas 10.8. Implicaes sobre o sistema de C&T brasileiro Referncias Bibliogrficas

483484 489 489 491 492 492 493 497 499 500 503 504 506 511 513 514 515 516 518 520 522 523 525

Resultados e Concluses

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Bioetanol combustvel: uma oportunidade para o Brasil Prefcio

A liderana brasileira na produo de bioetanol representa uma oportunidade estratgica em um cenrio de crescente demanda global por energia limpa. Temos uma histria positiva com a produo de etanol de cana-de-acar a baixo custo graas a caractersticas locais e ao aporte de tecnologias adequadas, o que nos permite pensar em expanso significativa dessa produo para o mercado externo, j que o foco tradicional tem sido o mercado interno. Atualmente, exportamos cerca de 15% da nossa produo e se faz necessrio desenvolver experincia adicional para atender a crescente demanda potencial por etanol, o que envolve aspectos tcnicos, econmicos e polticos. nesse contexto que, por meio de Contrato de Gesto com o Ministrio da Cincia e Tecnologia (MCT), o CGEE encomendou ao Ncleo Interdisciplinar de Planejamento Estratgico (Nipe), da Unicamp, o estudo Energias renovveis: etanol da cana. Sob a coordenao do professor Rogrio Cezar de Cerqueira Leite, o trabalho foi desenvolvido entre 2005 e 2008 em trs etapas, resultando uma srie de estudos sobre a expanso da produo e uso do etanol brasileiro intitulados Estudo sobre as Possibilidades e Impactos da Produo de Grandes Quantidades de Etanol visando a Substituio Parcial de Gasolina no Mundo (Etanol Fases 1 e 2); e, Estudo prospectivo de solo, clima e impacto ambiental para o cultivo da cana-de-acar, e anlise tcnica/econmica para o uso do etanol como combustvel (Etanol Fase 3). O projeto procurou identificar os condicionantes para o pas produzir de forma sustentvel grandes quantidades de etanol combustvel, visando particularmente a expanso do mercado externo, os impactos econmicos, sociais, ambientais e polticos decorrentes dessa ao, e a disponibilidade de terras, recursos humanos, condies naturais e tecnologia para fazer face a esse desafio. A pesquisa demonstrou ainda a necessidade e o interesse em estabelecer polticas pblicas para orientar essa expanso e foi precursora de diversas iniciativas recentes no cenrio nacional, como o Zoneamento Agro-ecolgico da cana-de-acar (Zae Cana), do governo federal, que busca o ordenamento da expanso e da produo sustentvel da cana-de-acar no territrio nacional. A Conferncia Internacional de Biocombustveis, organizada em So Paulo em novembro de 2008, foi igualmente um marco para o posicionamento estratgico do pas na transformao do bioetanol em uma commodity, em que o CGEE, em parceria com BNDES, Cepal e FAO, colaborou na elaborao do livro Bioetanol de Cana-de-Acar - Energia para o Desenvolvimento Sustentvel, editado em quatro lnguas, para apoiar a difuso internacional da produo e uso sustentvel do bioetanol de cana-de-acar.

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Nos ltimos anos, instituies federais e estaduais brasileiras investiram na promoo de programas para o fortalecimento e ampliao do setor de bioetanol no pas, dos quais podemos destacar a implantao do Centro de Cincia e Tecnologia do Bioetanol (CTBE/MCT); a rede de pesquisa Bioetanol, financiada pela Finep; o apoio do CNPq, por meio do programa dos Institutos Nacionais de Cincia e Tecnologia, para a criao do Instituto Nacional de Biotecnologia do Bioetanol; o Programa Bioen, da Fapesp, e mais recentemente a estruturao de uma rede de inovao Bioetanol, no mbito do programa Sibratec do MCT. Tambm no CGEE, realizamos ainda em 2004 um estudo pioneiro sobre biocombustveis, publicado no Caderno NAE, e na revista Parcerias Estratgicas, do mesmo ano, apresentamos um artigo que indica a relevncia da cadeia produtiva do etanol para o desenvolvimento do pas. Apoiamos todas essas iniciativas e mantemos nosso entusiasmo com os projetos do setor, com o objetivo de contribuir efetivamente para a agenda brasileira do bioetanol. Nossos agradecimentos ao trabalho do professor Cerqueira Leite e de todo o seu grupo, que vm conduzindo exaustivamente pesquisas que levem expanso da produo desse combustvel nacional, assim como a equipe do CGEE envolvida neste estudo.

Lucia Carvalho Pinto Melo Presidenta Centro de Gesto de Estudos Estratgicos (CGEE)


ApresentaoEsta obra "Bioetanol combustvel: uma oportunidade para o Brasil" fruto de um projeto desenvolvido pelo Ncleo Interdisciplinar de Planejamento Energtico (NIPE) da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) com o Centro de Gesto de Estudos Estratgicos (CGEE), entre 2005 e 2008. Para a sua realizao contamos com a participao de pesquisadores de vrias instituies onde vale destacar os pesquisadores do Centro de Tecnologia Canavieira (CTC), cuja valiosa bagagem permitiu um grande entrosamento com setores da academia e outros rgos de pesquisa do pas que colaboraram no projeto. O objetivo geral do projeto era audacioso, colocando em discusso um tema da maior importncia para o Brasil neste sculo: se a bem sucedida experincia brasileira iniciada em 1975 com o Prolcool poderia ser expandida de forma significativa trazendo benefcios para o pas, na forma de gerao de emprego, de renda e de energia, e para o mundo, por mitigar as nocivas emisses dos chamados gases do efeito estufa que representam uma verdadeira ameaa humanidade. Para realizar este ambicioso e estratgico projeto, uma equipe com competncias multidisciplinares foi montada a fim de tentar responder as diferentes implicaes desta expanso da produo de etanol no pas. Foram conduzidos no apenas estudos tcnicos sobre a aptido agrcola para expanso em outras reas, mas tambm o impacto das novas tecnologias agrcolas e industriais. Alm destes, foram realizados estudos de impacto ambiental, social, macroeconmico e de logstica com a colaborao da Transpetro. Os resultados deste projeto foram animadores e auspiciosos. A resposta para o objetivo central foi positiva e conclumos que o pas rene as condies necessrias tanto do ponto de vista dos recursos naturais considerados essenciais, como tambm de competncia tcnica, infraestrutura e recursos financeiros. Se for realizado um investimento nos prximos 20 anos na expanso da produo e na infraestrutura, podemos chegar a produzir etanol em volume suficiente para substituir o equivalente a 10% da gasolina a ser consumida no mundo, sem prejudicar o abastecimento interno de etanol e interno e externo de acar. No entanto, se forem realizados esforos concentrados em cincia e tecnologia, no somente a liderana brasileira em biocombustveis poder ser mantida, mas tambm utilizaremos menos terras, menos recursos e os benefcios globais sero maiores.

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Cincia, Tecnologia e Inovao

Centro de Gesto e Estudos Estratgicos

Este livro que ora se apresenta , portanto, um primeiro passo para a elaborao de um novo paradigma na produo de biocombustveis no mundo e ao mesmo tempo tenta mostrar que o Brasil dispe das condies necessrias para alcan-lo. Campinas, outubro de 2009

Rogrio Cezar de Cerqueira LeiteCoordenador do Projeto Bioetanol NIPE/UNICAMP - CGEE

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Introduo: perspectivas do bioetanol no mercado de combustveis lquidos para veculos leves


1. Introduo: perspectivas do bioetanol no mercado de combustveis lquidos para veculos leves

Uma ampliao significativa da produo de bioetanol combustvel no Brasil poderia constituir um projeto nacional desenvolvimentista. De fato, uma srie de fatores pode favorecer essa hiptese: 1. 2. 3. A escalada dos preos do petrleo, que melhora a competitividade do bioetanol face gasolina; A reduo das emisses de gases de efeito estufa proporcionada pelo uso do bioetanol proveniente da cana-de-acar para substituir gasolina; A grande disponibilidade de terras aptas para o cultivo da cana no pas (o que inclui a recuperao de reas de pastos degradados), sem necessidade de avanar sobre os principais biomas naturais remanescentes, em particular Amaznia, Pantanal e Mata Atlntica; A elevada produtividade, em termos de energia de biomassa por unidade de rea, apresentada pela cana-de-acar e que ainda pode ser melhorada consideravelmente com o incremento do aproveitamento energtico do bagao e da palha; O fato de que tecnicamente, no h restrio ao uso de uma mistura de at 10% de bioetanol (E10) gasolina utilizada nos atuais veculos; A expectativa de relaxamento das barreiras protecionistas ao bioetanol nos pases industrializados e a expanso da produo nos pases do trpico mido, o que pode facilitar a criao de um mercado internacional para o bioetanol combustvel, tornando-o uma commodity;

4.

5. 6.

7.

Os benefcios socioeconmicos advindos do efeito multiplicador do crescimento do setor, em funo de sua ligao com toda a cadeia produtiva da economia, trazendo impactos expressivos na gerao de emprego e renda.

Com efeito, com o objetivo de reduzir a dependncia dos combustveis fsseis, vrios pases tm incrementado o uso de bioetanol em sua matriz energtica, seja para adicion-lo diretamente gasolina, seja para a fabricao de oxigenante. Destacam-se, especialmente, os programas de muitos pases que fixaram metas de participao de biocombustveis em suas matrizes em prazos inferiores a 20 anos.

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O consumo mundial de gasolina foi de 1,22 trilho de litros em 2006 (IEA, 2009), e estima-se que em 2025 dever ser de 1,70 trilho de litros. Neste livro, sero examinadas as condies necessrias para que o Brasil atenda demanda mundial de bioetanol de cana-de-acar, para substituir 10% do consumo global de gasolina em 2025, o que correspoderia a uma produo de 205 bilhes de litros de bioetanol ao ano e requereria uma rea adicional de 24 Mha para cultivo da cana, rea pouco superior ocupada com soja atualmente (20,6 Mha em 2007) e equivalente a pouco mais de 10% da atualmente destinada a pastagens.

1.1. OportunidadesparaobioetanolcombustvelH poucos exemplos na histria da humanidade, e do Brasil em particular, de uma conjuntura de tantos fatores convergentes favorveis a um projeto nacional desenvolvimentista, como o caso da expanso da produo de bioetanol combustvel. Dentre inmeros fatores favorveis, podemos destacar:a) O aumento dos preos do petrleo no mercado internacional que, mesmo exibindo um comportamento oscilante, tem carter estrutural, como consequncia da aproximao do pico de produo do petrleo e da crescente presso sobre a demanda exercida principalmente pelos pases emergentes. O consumo mundial de gasolina aumentou 15,9% entre 2000 e 2005, e o consumo mundial de petrleo aumentou 12,0% entre 2000 e 2007, com China e ndia apresentando crescimentos de 57,7% e 31,6%, respectivamente (EIA, 2009);

b) O progressivo reconhecimento em todo o mundo das consequncias ambientais devidas ao aquecimento global e sua correlao com o consumo de combustveis fsseis. Esta conscientizao reforada por inmeras observaes atuais, como a retrao de geleiras e neves permanentes em toda a crosta terrestre (inclusive da Groelndia), assim como das calotas polares sul e norte, os Alpes, o Complexo do Himalaia, etc. Alm disso, um nmero crescente de especialistas afirma que o aumento da gravidade de catstrofes climticas, como ondas de calor, furaces, ciclones, inundaes, secas, etc., (intensidade por um fator de 6 de 1970 a 2005, e de frequncia de 2,5 a 3 no mesmo perodo) consequncia do aquecimento global. Assim, cresce a convico em toda a sociedade de que alternativas aos combustveis fsseis devem ser buscadas com urgncia; c) Os custos de produo do bioetanol combustvel produzido a partir da cana-de-acar vm caindo sistematicamente e j competitivo com a gasolina, com o preo do petrleo em torno de US$ 50 o barril; em contrapartida, as projees para o preo de importao do petrleo da International Energy Agency (World Energy Outlook 2008) indicam valores superiores a US$ 100 o barril (referentes a 2007) a partir de 2020, o que tornaria o bioetanol ainda mais competitivo;

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Bioetanol combustvel: uma oportunidade para o Brasild) Em 2005, a rea ocupada com cana no Brasil era de 5,8 Mha, com soja, 22,9 Mha, e a rea usada para pastagens era de 197,0 Mha (FAO, 2008). Em relao ao mesmo ano, de acordo com os dados do IBGE (2008) e da FAO (2008), o valor da produo de cana-de-acar, lcool e acar por hectare de cana plantada foi de R$ 9.100; o valor da produo da soja, leo de soja e farelo, por hectare plantado de soja, foi de R$ 2.100; e o valor da produo do gado de corte, da produo de leite e do abate foi de R$ 400 por hectare utilizado de pasto. Nos valores apresentados, a cana-de-acar e seus principais produtos tm ntida vantagem em termos do valor da produo por hectare cultivado, revelando-se uma opo preferencial em termos econmicos; e) Outros grandes pases tambm produtores de bioetanol de cana, tais como ndia e China, apesar de menos competitivos por causa do clima (regime de chuvas, temperatura, etc.) ou da qualidade e da disponibilidade de solo, esto realizando presentemente ingentes esforos para ampliar suas produes. Essas iniciativas, assim como a mobilizao do potencial produtivo dos cerca de 130 pases produtores de cana-de-acar, certamente podero contribuir para a formao de um mercado internacional de etanol, de maior interesse para o Brasil, em funo do seu avano tecnolgico e de suas vantagens comparativas no tema; O bioetanol de cana-de-acar atualmente a opo de biomassa energtica de maior produtividade por unidade de rea e de melhor balano energtico, que a razo entre a energia que sai na forma de produto (etanol e energia mecnica, trmica e eltrica) e a energia fssil consumida na cadeia produtiva. Enquanto o bioetanol de milho produzido nos EUA apresenta um balano energtico entre 1,2 e 1,4, o de cana-de-acar superior a 8. A despeito dessa produtividade e balano energtico j elevados, pode-se esperar, ainda, significativo avano nesses indicadores por dois motivos:

f)

g) Em primeiro lugar porque, at o presente, apenas uma parcela do bagao excedente aproveitada, com baixo rendimento, para fins energticos (por exemplo: cogerao) e, em segundo lugar, porque a palha ainda no aproveitada para fins energticos, o que corresponde ao desperdcio de um tero da energia primria de cana; com efeito, para a produo de 493 milhes de toneladas de cana na safra 2007/2008, a energia primria total da cana seria equivalente a 1,7 milho de barris/dia e a parte da palha corresponderia a 580 mil barris/dia (30% da produo nacional de petrleo), esta ltima totalmente inaproveitada; h) Ademais, as variedades atualmente em uso foram desenvolvidas para produzir acar e no energia, o que permite supor que uma reverso de objetivos possa aumentar a produtividade para o etanol. Tecnologias de 2 gerao (hidrlise, gaseificao e pirlise) podero aumentar a eficincia de converso energia solar-energia qumica do etanol, dos atuais 0,5% para algo prximo a 1%.

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Com tantos fatores favorveis, possvel conceber uma expanso significativa da produo de bioetanol no Brasil como uma oportunidade de desenvolvimento socioeconmico nacional com impactos particularmente favorveis nas reas rurais. A avaliao efetuada neste estudo permitiu identificar uma disponibilidade de terras frteis, desimpedidas do ponto de vista legal e ecolgico, com declividade e intensidades pluviomtricas adequadas para a cultura canavieira mecanizada, de aproximadamente 90 Mha, sem invadir reas destinadas ao cultivo de alimentos. Natualmente que essas consideraes servem apenas para aquilatar as potencialidades extremas dessa opo desenvolvimentista. Assim, o cenrio analisado neste estudo, de substituir 10% da gasolina do mundo por bioetanol de cana-de-acar produzido no Brasil, que demandaria uma rea plantada de 25 Mha, perfeitamente realista do ponto de vista de nossa capacidade produtiva, muitas vezes superior necessria para atender a tal cenrio.

1.2. Projeodecrescimentodademandadegasolinapara2025O consumo mundial de gasolina foi de 1,22 trilho de litros em 2006, que foram consumidos quase que exclusivamente como combustvel de veculos leves. As tendncias de mercado sero regidas por duas tenses opostas. De um lado, as expectativas de escassez do petrleo vm promovendo o desenvolvimento de tecnologias poupadoras de combustvel. Por outro lado, a evoluo econmica acelerada de pases em desenvolvimento com grandes ndices populacionais como a China, a ndia e, em certa medida, o Brasil, e outros ditos emergentes vem tentando responder a uma demanda reprimida por veculos leves de uma populao crescente. Previses de crescimento se tornam mais complexas quando se levam em conta traos socioculturais especficos. Um caso extremo o dos EUA, onde o carro, muito mais que um meio de transporte, um smbolo de status, um dispositivo de afirmao pessoal. Neste pas, aps 6 anos de disponibilidade (a partir de 1999), o modelo hbrido gasolina-eletricidade, que assegura um aumento de eficincia de 30% a 40% no dispndio de gasolina, no alcanou o nvel de 1% do mercado de compactos. No obstante estas dificuldades, o National Energy Information Center (NEIC) dos EUA projeta um aumento da demanda mundial de gasolina de 48% de 2005 para 2025, podendo variar cerca de 5% para mais ou para menos, dependendo da adoo de novas tecnologias. Note-se que a expectativa de aumento da demanda de combustveis para veculos leves, de acordo com o NEIC, muito maior do que para outros derivados de petrleo. Adotaremos, portanto, como referncia para 2025 a demanda de 1,7 trilho de litros de combustveis para veculos leves.30

Bioetanol combustvel: uma oportunidade para o BrasilConsiderando que o poder colorfico do bioetanol menor que o da gasolina e que o uso do bioetanol melhora um pouco a eficincia dos motores a ciclo Otto, a quantidade de bioetanol necessria para substituir 10% desta gasolina (170 bilhes de litros) foi estimada, preliminarmente, em 205 bilhes de litros por ano. Isso demandaria uma rea, considerando-se a produtividade mdia atual brasileira, de 30 Mha, ou seja, um tero da rea identificada neste trabalho no territrio brasileiro, cerca de 90 Mha, apta ao cultivo da cana-de-acar, disponvel sem outras culturas e sem necessidade de irrigao. Essa rea, com os avanos tecnolgicos descritos mais adiante, seria reduzida a apenas 24 Mha, que pouco mais do que a rea hoje ocupada com soja no Brasil.

1.3. ProduomundialdebioetanolemercadopotencialO mundo consome mais de 20 milhes de barris de gasolina por dia, utilizados principalmente como combustveis de veculos leves. Os principais consumidores de gasolina (EUA, Japo e Unio Europeia) e os pases com rpido crescimento no consumo desse combustvel fssil (China e ndia) esto buscando alternativas para reduzir seus consumos. Fatores ambientais, econmicos, polticos e estratgicos tornam o bioetanol uma das principais opes para substituir parcialmente a gasolina, seja por meio da mistura direta ou como insumo na fabricao do ETBE (oxigenante da gasolina). Assim, muitos pases comearam a demonstrar interesse pela produo e pelo consumo do bioetanol para uso como combustvel veicular, por meio de programas e polticas voltadas para os biocombustveis, tais como incentivos produo e ao consumo interno, e acordos internacionais. O mercado internacional do bioetanol combustvel ainda incipiente e enfrenta dificuldades como segurana no fornecimento, falta de infraestrutura e barreiras polticas e comerciais em algumas regies; porm, o rpido aumento na demanda de gasolina e as oscilaes do preo do petrleo esto ajudando a incrementar o fluxo do comrcio internacional deste combustvel renovvel. Neste captulo, procura-se projetar o mercado potencial do bioetanol combustvel at 2025, baseando-se o clculo no consumo da gasolina (histrico, tendncias no consumo e projees da EIA), na produo de bioetanol combustvel (histrico e capacidade para aumento da produo) e nas polticas anunciadas de apoio aos biocombustveis. Estima-se que, atualmente, em torno de 40% da produo mundial de bioetanol so oriundos da fermentao de acares originrios de matrias-primas como cana-de-acar e beterraba; o restante vem de gros como, por exemplo o milho, e uma pequena parte vem de fontes fsseis (gs natural e carvo).31



Essa indstria , em muitos pases, sustentada por barreiras comerciais protecionistas, como tarifas de importao e subsdios para exportao; e, tambm, em condies particulares de cada pas, como quotas de produo, preos fixados ao produtor e preos regulados ao consumidor. Essas medidas de sustentao tm implicaes positivas e negativas importantes para a economia de muitas naes em desenvolvimento no Caribe, sia e frica, j que estas naes tm acordos preferenciais de comrcio internacional com os EUA e a Unio Europia. Por outro lado, medidas protecionistas distorcem a competitividade entre os mercados de alimentos, materiais e energia provenientes da biomassa. Os altos nveis de apoio s indstrias aucareiras dos pases da Organizao para o Cooperao Econmica e Desenvolvimento (OECD) resultam em excessos de produo que so exportados a preos abaixo dos custos de produo, o que limita oportunidades de acesso ao mercado. Nestas condies, o custo de oportunidade de produo de bioetanol pode ser atrativo, no entanto, os retornos da produo de acar em mercados domsticos so maiores, em geral, que os que seriam obtidos na fabricao de etanol. As perspectivas de reformas e a desregulamentao das polticas do acar na Unio Europeia (UE) e nos EUA podero criar maiores incentivos para a produo de bioetanol (e outras formas de bioenergia como a gerao de energia eltrica), mesmo que incorra em altos custos, j que os retornos do acar do comrcio preferencial e do mercado domstico seriam, ento, significativamente diminudos.

1.4. EstruturadotrabalhoPara se avaliar a capacidade do Brasil vir a produzir para exportao os 205 bilhes de litros estimados para 2025, necessrio que se faa uma srie de anlises sobre a necessidade e a disponibilidade de recursos naturais, desenvolvimento tecnolgico atual e esperado no futuro, infraestrutura existente e necessria para atender a exportao em 2025, nova fronteira de expanso da cultura de cana-de-acar, cenrios para atendimento da demanda interna e externa de acar e demanda interna de bioetanol, alm da demanda de bioetanol de exportao, impactos socioeconmicos do crescimento do setor, sustentabilidade das iniciativas de exportaes, marco regulatrio atual e futuro e, finalmente, as aes prioritrias de estmulo ao desenvolvimento tecnolgico. Dessa forma, o estudo descrito neste livro foi dividido nos seguintes temas, abordados do captulo 2 ao captulo 10, como descrito a seguir.32

Bioetanol combustvel: uma oportunidade para o Brasil Descrio do processo produtivo fase agrcola: o estgio atual da tecnologia de produo de cana-de-acar abordado, assim como os principais aspectos de sua evoluo histrica, para se definir o marco zero da expanso. So cobertas todas as reas correlatas, desde o melhoramento gentico da cana-de-acar at a colheita e o transporte, passando pelas operaes agrcolas e seu gerenciamento, controle de pragas e as alternativas para recolhimento da palha, considerada indispensvel como matria-prima para o incremento da gerao de eletricidade e as tecnologias de produo de bioetanol de segunda gerao. Discutem-se tambm as tecnologias emergentes que tero impactos significativos na sustentabilidade de produo de cana, como plantio direto, tecnologia de colheita mecnica de baixa compactao do solo, agricultura de preciso e tecnologia da informao e engenharia gentica no melhoramento varietal. Os ndicadores tcnicoeconmicos necessrios para o desenvolvimento dos cenrios de expanso e das anlises socioeconmicas sero apresentados neste captulo para a cana-de-acar. Descrio do processo produtivo fase industrial: o estado da arte das tecnologias de primeira gerao descrito, assim como os impactos esperados com a entrada comercial da segunda gerao de tecnologias de produo de bioenergia. As melhorias esperadas na tecnologia de primeira gerao so tambm includas nas avaliaes, principalmente o crescimento da gerao de energia eltrica excedente e as otimizaes energticas necessrias ao processo produtivo de bioetanol. Para se avaliar os aspectos tcnico-econmicos da expanso projetada, foi definida uma Destilaria Padro com uma moagem de safra de 2 milhes de toneladas de cana, produzindo 170 milhes de litros de bioetanol anidro e gerando 175,6 GWh de eletricidade excedente para a venda. A projeo destas melhorias tecnolgicas e a entrada paulatina da segunda gerao, tambm com sua evoluo tecnolgica, so sugeridas para o perodo 2005-2025 do estudo, tendo os anos de 2015 e 2025 como as datas de avaliao; essas projees levam em conta trs configuraes de destilaria conforme a intensidade de uso das melhorias tecnolgicas. Levantamento de reas potenciais para a expanso da produo de cana-de-acar: para identificar as reas disponveis para cultivo da cana-de-acar realizado um trabalho pioneiro de zoneamento agrcola, com a preparao de um conjunto de mapas de ambientes de produo para todo territrio nacional, mas excluindo as reas sensveis do ponto de vista ambiental (Amaznia Legal, Pantanal, Mata Atlntica, Reservas Indgenas e outras) e as reas com declividade acima de 12%, consideradas imprprias para a colheita mecanizada. Os ambientes de produo so divididos em quatro categorias: alto, mdio, baixo e imprprio. Com base na estimativa de necessidade de cana para a expanso, so selecionadas 17 reas para a anlise da produo de cana, levando-se em conta a ocupao atual e futura das terras municipais, as produtividades e a facilidade de escoamento da produo para exportao.

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Repertoriamento da infraestrutura existente e de projetos de melhorias e ampliao com foco no transporte do etanol: um levantamento exaustivo da infraestrutura existente no pas para transporte de bioetanol apresentado, assim como so detalhadas as necessidades de expanso para atender as demandas futuras com base nos modais mais eficientes e econmicos, como dutos, hidrovias e ferrovias; tambm so discutidas as necessidades de melhorias nos portos e estimados os investimentos globais e custos de transporte, dentro das hipteses assumidas. Construo dos cenrios sobre a produo de bioetanol no Brasil e avaliao dos impactos socioeconmicos: este o captulo central do livro que utiliza as informaes produzidas nos captulos anteriores para a montagem de vrios cenrios para a expanso do setor sucroalcooleiro do Brasil de modo a atender as demandas de acar e etanol, nos mercados interno e externo, considerando o adicional de exportao estimado de 205 bilhes de litros em 2025. Os trs cenrios de melhorias tecnolgicas, desenvolvidos anteriormente, so comparados ao cenrio sem avanos tecnolgicos (situao de hoje) para se avaliarem os impactos destas melhorias e da velocidade de introduo delas. Os impactos macroeconmicos so estimados assim como os impactos regionais nos principais indicadores socioeconmicos como o IDH, empregos, renda e PIB. Anlise da sustentabilidade: a anlise preliminar da sustentabilidade do crescimento projetado da produo de bioetanol efetuada, avaliando-se toda a cadeia produtiva. Tambm so feitas consideraes sobre anlise ambiental estratgica e a metodologia Strength, Weakness, Opportunities e Threats (SWOT). Exame dos marcos regulatrios: os aspectos regulatrios relevantes para o setor sucroalcooleiro so apresentados e discutidos, partindo-se de um histrico da evoluo dessa agroindstria no Brasil. O panorama internacional tambm avaliado, em particular no que poder impactar o estabelecimento de um mercado mundial de etanol. Finalmente, so examinadas diretrizes para a elaborao de um novo marco regulatrio condizente com as oportunidades reveladas neste estudo. Identificao das necessidades de P&D e exame de alternativas para seu financiamento: esse ltimo captulo sugere as prioridades de desenvolvimento tecnolgico, com base nas avaliaes quantitativa dos impactos das melhorias na sustentabilidade dos cenrios de expanso. Essas prioridades partem de tpicos de cincia bsica, como o estudo da fotossntese, passa pela implantao de tecnologias em estgios bem avanados de desenvolvimento, como a recuperao da palha na colheita de cana sem queimar, e vo at as tecnologias de nova gerao focadas no aproveitamento energtico da cana-de-acar. Os tpicos esto agrupados por rea para tornar mais claro o impacto de cada conjunto. Os recursos para P&D existentes hoje so levantados e examinada uma metodologia para satisfazer a necessidade de recursos adicionais. Os objetivos e instrumentos de

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Bioetanol combustvel: uma oportunidade para o Brasilpolticas pblicas para o desenvolvimento da expanso de produo e garantia da melhoria da competitividade do bioetanol brasileiro tambm so examinados.

Os captulos a seguir formam um bloco estruturado com vista a cobrir toda a gama de informaes necessrias para a anlise da capacidade de o pas vir a produzir as quantidades de bioetanol indicadas, dentro da tica de disponibilidade de recursos naturais (terras e gua), capacidade de investimento, adequao e possibilidade de melhoria da infraestrutura de escoamento da produo, impactos socioeconmicos em nvel regional e nacional, e necessidade de polticas pblicas e de desenvolvimento tecnolgico. importante sublinhar que a anlise de sustentabilidade aqui apresentada apenas preliminar e indicativa dos pontos mais relevantes a serem considerados em uma avaliao mais detalhada. Do mesmo modo, a avaliao do mercado internacional e das oportunidades para o Brasil exportar as quantidades aqui estudadas tambm so indicativas, uma vez que o cenrio de desenvolvimento de um mercado mundial de bioetanol ainda est indefinido quanto s pretenses dos pases desenvolvidos e em desenvolvimento em realmente buscarem alternativas sustentveis (como a produo e consumo de biocombustveis) para a substituio parcial de derivados de petrleo e para mitigar o problema do aquecimento global.

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Referncias BibliogrficasBIOENERGY REVIEW F.O. Lichts, World Fuel Ethanol 2004 Analysis & Outlook. Dr. Christoph Berg April 2004. ENERGY INFORMATION ADMINISTRATION (EIA), 2009 www.eia.doe.gov FAO. Food and Agriculture Organization, 2009 www.fao.org INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATSTICA-IBGE, 2008. www.ibge.gov.br INTERNATIONAL ENERGY AGENCY IEA. Statistics. Site: http://www.iea.org/Textbase/stats/index.asp (acesso em maro/2009). INTERNATIONAL ENERGY AGENCY - IEA. Biofuels for Transport an International Perspective. IEA: Paris; 2004. INTERNATIONAL ENERGY AGENCY - IEA. Energy to 2050 Scenarios for a Sustainable Future. Paris; 2003. RENEWABLE FUELS ASSOCIATION (RFA), U.S. Fuel Ethanol Production Capacity, July 2005. www.ethanolrfa.org. WORLD ENERGY OUTLOOK, 2008 - http://www.worldenergyoutlook.org/2008.asp

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Descrio do processo produtivo Fase agrcola

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2. Descrio do processo produtivo Fase agrcolaNeste captulo, apresenta-se a descrio do estado da arte atual do processo produtivo de bioetanol de cana-de-acar no Brasil, aqui chamada de 1 gerao, envolvendo as melhorias na fase agrcola e tambm os aspectos relacionados s tecnologias de 2 gerao. So abordados, ainda, os aspectos referentes ao uso do bagao da cana e do palhio. O Brasil o maior produtor mundial de cana e de acar e o segundo maior produtor de etanol. Em 2007, a produo nacional de cana foi de 515,8 Mt, ocupando uma rea colhida de 6,7 Mha (10,0 % da rea agrcola do pas, ou 2,4% da rea ocupada com atividades agropecurias); a de acar, 31,3 Mt, e a de bioetanol, 22,5 Gl. Principais aspectos da fase agrcola 1 gerao 1. A cana-de-acar uma cultura semiperene, pois aps seu plantio cortada vrias vezes antes de ser replantada. Seu ciclo produtivo , em mdia, de cinco cortes, em seis anos. A evoluo tecnolgica na produo de cana foi marcante no pas, desde o incio do Prolcool at os dias de hoje, e os principais itens que merecem destaque so: melhoramento gentico, mecanizao agrcola, gerenciamento agrcola, controle biolgico de pragas, reciclagem de efluentes e prticas agrcolas. Entre 1977 e 2006, a produtividade nacional passou de 52,0 t/ha colhido para 74,4 t/ha; entretanto, observa-se que tem havido uma diferena substancial entre a regio Centro-Sul e a regio Norte-Nordeste, que experimentaram, neste mesmo perodo, produtividades de 56,0 t/ha e 78,5 t/ha, e 47,0 t/ha e 56,5 t/ha, respectivamente. Existem no Brasil mais de 500 variedades comerciais de cana, produzidas principalmente pela Ridesa e CTC, porm as 20 principais ocupam 80% da rea plantada. O Centro Cana IAC/APTA tambm participa do programa de melhoramento da cana, assim como CanaVialis, que o mais novo membro do setor de melhoramento gentico da cana-deacar. As variedades atualmente mais utilizadas so a RB 72454 (13% de rea) e SP 81-3250 (10%). A evoluo da colheita mecanizada tem se configurado como uma tendncia irreversvel no setor; em So Paulo, na safra 2003, a mecanizao da colheita ocorreu em 25,9% da rea colhida, enquanto na safra 2007 aumentou para 40,2%.

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5.

As principais tecnologias com potencial de contribuio para a produtividade e sustentabilidade da cana-de-acar esto associadas com o melhoramento gentico, a tecnologia da informao, as tcnicas de plantio, os tratos culturais e a colheita.

Principais aspectos da fase agrcola 2 gerao 1. Para viabilizar os avanos tecnolgicos com o objetivo de aumentar a produo de bioetanol e gerao de excedentes de energia eltrica, por tonelada de cana processada, via hidrlise ou processo termoqumico, necessrio disponibilizar, na destilaria, a maior quantidade de fibra possvel. Uma das alternativas para este fim realizar a colheita da cana sem a queima prvia e recuperar uma frao significativa do palhio disponvel nos canaviais. O estudo analisa o processo de colheita sem que se utilize a queimada, de maneira a viabilizar a tcnica de plantio direto; e discute a mecanizao atual da lavoura de canade-acar e as possibilidades de sua evoluo como forma de viabilizar a eliminao das queimadas, o aproveitamento do palhio, a reduo das perdas de solo e gua e, enfim, de promover a sustentabilidade do sistema, mesmo em reas de expanso mais vulnerveis. O plantio direto est vinculado colheita de cana crua e ao trfego intenso de equipamentos, ainda que estes fatores se apresentem, no momento, como entraves para a adoo em larga escala dessa tcnica. A expectativa que as limitaes impostas pelos padres atuais das mquinas e equipamentos usados sejam superadas pela adoo de um novo modelo de mecanizao. A proposta de trfego controlado com Estrutura de Trfego Controlado (ETCs) apresentada neste trabalho mostra bom potencial de viabilidade tcnica e econmica, permitindo que o plantio direto se torne uma realidade em larga escala comercial, possibilitando paralelamente a eliminao das queimadas e a disponibilidade do palhio para aproveitamento energtico. A biotecnologia amplia consideravelmente a variabilidade gentica disponvel, pois permite a utilizao da variabilidade existente em todos os seres vivos. Assim, quando uma caracterstica desejvel no encontrada no genoma da espcie de interesse, mas o gene responsvel por essa caracterstica identificado em outra espcie, tal gene pode ser transferido para a espcie a ser melhorada. O prognstico, segundo o Centro Cana IAC/ APTA, que as variedades transgnicas de cana, associada ao manejo varietal, promovero um aumento de 30%, at 2025, no valor de TPH (tonelada de pol por hectare), que associa a produtividade agrcola (tonelada de cana por hectare) com a qualidade da cana (percentual de pol da cana).

2.

3.

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5.

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Bioetanol combustvel: uma oportunidade para o Brasil6. Outra vertente seria um desenvolvimento focado em variedades de cana concebidas para fins energticos, cujo conceito est relacionado a variedades de cana otimizadas para a mxima produo de energia.

2.1. IntroduoEm termos regionais, o Brasil apresenta dois perodos distintos de safra: de setembro a maro no Norte-Nordeste, e de abril a novembro no Centro-Sul. Assim, o pas produz bioetanol durante praticamente o ano todo, apesar de a produo de bioetanol na regio Norte-Nordeste ser de apenas 10% do total nacional, que foi de 22,5 bilhes de litros em 2007. As melhores destilarias produzem aproximadamente 85 litros de bioetanol anidro por tonelada de cana. As usinas tm produo em torno de 71 kg de acar e 42 litros de bioetanol para cada tonelada de cana processada.

Figura 2-1: Localizao das usinas de acar e bioetanol no BrasilFonte: CTC - NIPE (2005)

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A Figura 2-1 apresenta a localizao das usinas do pas, com ntida concentrao na Zona da Mata, na regio Nordeste, e no estado de So Paulo, na regio Sudeste, em destaque. Em geral, as reas de cultivo da cana-de-acar localizam-se num raio de 25 km das usinas, em mdia, por motivos relacionados ao custo do transporte. Merece destaque o estado de So Paulo, que produz prximo de 60% de toda a cana, acar e bioetanol do pas. O segundo maior produtor o estado do Paran, com 8% da cana moda no Brasil. A cana-de-acar uma das principais culturas do mundo, cultivada em mais de 100 pases, e representa uma importante fonte de mo de obra no meio rural nesses pases. Apesar desta difuso mundial, cerca de 80% da produo do planeta esto concentradas em dez pases, como mostra a Tabela 2.1-1.Tabela 2.1-1: Principais pases produtores de cana-de-acar em 2006

Pas

rea colhida (106 ha) 6,153 4,200 1,220 0,668 0,936 0,907 0,426 0,415 0,370 0,364 4,713 20,372

Produo (106 t) 455,3 281,2 100,7 50,6 47,7 44,7 39,8 38,2 30,2 26,8 276,2 1.391,4

% rea colhida 30,2 20,6 6,0 3,3 4,6 4,5 2,1 2,0 1,8 1,8 23,1 100,0

Produtividade (t/ha) 74,0 67,0 82,5 75,7 51,0 49,3 93,4 92,0 81,6 73,6 58,6 68,3

Brasil ndia China Mxico Tailndia Paquisto Colmbia Austrlia Indonsia Estados Unidos Outros Total Fonte: FAO, 2008

Observa-se que o Brasil e a ndia respondem, em conjunto, por pouco mais da metade da cana produzida mundialmente. Tal fato assume especial relevancia quando se consideram possveis expan42

Bioetanol combustvel: uma oportunidade para o Brasilses da produo de cana, principalmente pela grande diferena de modelos de produo agrcola consagrados no Brasil (concentrados em grandes produtores) e pela ndia (baseados em pequenos produtores). Apesar da importncia econmica da cana-de-acar, sua cultura representa muito pouco em termos de ocupao de rea, quando comparada quelas dedicadas produo de gros. A rea colhida de cana-de-acar no mundo foi de aproximadamente 20,4 milhes de hectares em 2006, enquanto que a rea colhida de soja foi de 93,0 milhes de hectares, de milho correspondeu a 144,4 milhes de hectares, de arroz, a 154,3 milhes de hectares e a rea colhida de trigo foi de 216,1 milhes de hectares. No Brasil, a cana-de-acar a terceira cultura temporria em termos de ocupao de rea, bem atrs da soja e de milho, como pode ser visto na Tabela 2.1-2, devido, em particular, excelente eficincia de converso fotossinttica da cana, que permite uma produtividade excepcional, em torno de 75 t/ha em mdia.Tabela 2.1-2: Principais culturas agrcolas do Brasil em 2007

Cultura

rea colhida (106 ha) 20,58 13,82 6,69 3,83 2,90 2,22 1,91 1,85 1,12 0,80 2,06 57,78*

Produo (106 t) 57,95 51,83 515,82 3,25 11,05 2,17 26,92 4,09 4,09 18,50 7,22 no avaliado 35,6 23,9 11,6 6,6 5,0 3,8 3,3 3,2 1,9 1,4 3,6

% rea colhida* 2,82 3,75 77,10 0,85 3,81 0,97

Produtividade (t/ha)

Soja Milho Cana-de-acar Feijo Arroz Caf Mandioca Trigo Algodo herbceo Laranja Outros Total

14,09 2,21 3,65 23,13 3,50 ---

100,0

* O valor refere-se ao conjunto formado pelas 19 maiores culturas agrcolas do Brasil em termos da rea colhida em 2007 Fonte: IBGE, 2008

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A produo de cana no Brasil cresceu de forma acelerada aps o estabelecimento do Prolcool, em novembro de 1975, passando de um patamar de pouco menos de 100 milhes de toneladas por ano para um novo patamar em torno de 220 milhes de toneladas por ano, em 1986/87. O cultivo da cana s voltou a crescer na safra 93/94, desta vez, motivado pelo aumento das exportaes de acar. A partir da, o crescimento da produo tem ocorrido de forma contnua (com exceco do perodo entre 1998 a 2001, quando houve uma queda gerada pela crise no setor). Com o sucesso dos veculos flex fuel, lanados no mercado nacional em 2003, a produo de cana-de-acar voltou a ter um crecimento acelerado, para atender ao aumento da demanda de lcool hidratado, se aproximando de 520 milhes de toneladas em 2007. A Figura 2.1-2 mostra a evoluo brasileira da produo de cana, acar e etanol.Grfico 2-2: Evoluo da produo brasileira de cana, acar e etanolAucar600,0 500,0Carne moda (106 t)

lcool

Carne moda35,0 30,0 25,0 20,0 15,0 10,0 5,0lcool (106 m3) e Aucar (106 t)

400,0 300,0 200,0 100.074/75 77/78 80/81 83/84 86/87 89/90 92/93 95/96 98/99 01/02 04/05 07/08

Fonte: IBGE, Unica (2008)

Esse incremento recente causado pelo aumento da demanda interna por lcool hidratado e expectativa de ampliao da exportao impulsionou a expanso de aproximadamente 100 novas unidades produtoras nos ltimos anos, principalmente no oeste do estado de So Paulo e seu entorno, como se observa na Figura 2-3.

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Figura 2-3: Localizao das novas usinas previstas (em amarelo)

2.2. Faseagrcola-1gerao2.2.1. Plantio da cana-de-acarA cana-de-acar uma cultura semiperene, pois aps o plantio, ela cortada vrias vezes antes de ser replantada. Seu ciclo produtivo , em mdia, de seis anos com cinco cortes. As principais tecnologias com potencial de contribuio para a produtividade e sustentabilidade da cana-de-acar esto associadas com o melhoramento gentico, o gerenciamento agrcola, as tcnicas de plantio, os tratos culturais e a colheita. A fase do plantio constituda das seguintes operaes: eliminao da soqueira (ou limpeza do terreno, se for o caso de uma rea nova), sub-solagem, calagem, gradagem ou arao, terraceamento, sulcao, distribuio de torta de filtro e adubo, distribuio de mudas, cobrimento de mudas, pulverizao de herbicida e quebra de sulco.

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Essas operaes so realizadas com o auxlio de equipamentos e implementos especficos. A operao de distribuio de mudas feita ainda manualmente na maioria dos casos, mas a mecanizao tem avanado nos ltimos anos. Existem duas opes de utilizao para a poca de plantio da cana: Cana de 12 meses: a cana plantada pouco tempo aps a ltima colheita e ser colhida no ano seguinte; nesta opo, a terra ser sempre cultivada com cana, mas a produtividade mais baixa, por isso ela s adotada em cerca de 20% dos casos; Cana de 18 meses: aps a ltima colheita do canavial, a terra fica vrios meses descansando ou recebe uma cultura de rotao de amendoim, soja, girassol ou algum vegetal que ajude a nitrogenar o solo; neste caso, a produtividade do primeiro corte muito mais alta, mas haver um espao de cerca de dois anos entre o ltimo corte do ciclo anterior e o primeiro corte do novo ciclo.

Aps o primeiro corte, que corresponde chamada cana-planta, o canavial colhido em mdia mais quatro vezes (cana soca) a partir da rebrota da cana cortada (soqueira). Na Tabela 2.2-1, apresentado um ciclo tpico, representado por valores mdios de cerca de 100 usinas da regio Centro-Sul, nas safras de 1998/99 a 2002/03. Assim, a produtividade mdia em rea colhida de 82,4 t/ha, e em rea plantada (5 cortes, 6 anos) de 68,7 t/ha/ano. De maneira geral, a produtividade agrcola da cana-de-acar apresenta uma acentuada variabilidade que ocorre em funo de diversos fatores, como o caso das caractersticas da variedade plantada, da composio e quantidade do adubo aplicado, das propriedades fsico-quimicas do solo, do manejo das pragas e plantas invasoras, da disponibilidade hdrica e das tcnicas de plantio, tratos culturais e colheita adotada. A complexidade dos fenmenos biolgicos e fsicos que participam da interao entre a planta, o solo e o ambiente fazem com que o gerenciamento dos referidos fatores exija recursos para a captao e anlise de uma elevada quantidade de dados. Desse modo, com a utilizao da tecnologia da informao, auxiliada pela agricultura de preciso na gerao dos bancos de dados, possvel extrapolar para as extensas reas de expanso da cana-de-acar o know how de experientes profissionais do setor sucroalcooleiro, que ao longo de anos de observao e anlise conseguiram obter excelentes resultados.

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Bioetanol combustvel: uma oportunidade para o BrasilTabela 2.2-1: Ciclo tpico de cana-de-acar na regio Centro-Sul

Corte 113 (80%) 77 (20%) *Mdia 105,8 90,0 78,0 71,0 67,0 82,4 t/ha

Produtividade em rea colhida (t/ha)

1o Cana-planta (18 meses) Cana-planta (12 meses) 2o (1a. soca) 3o (2a. soca) 4o (3a. soca) 5o (4a. soca) Mdia de cinco cortes Fonte: I.C. Macedo et al (2004)

2.2.2. Trato cultural da soqueiraAs operaes de trato da soqueira dependem do tipo de colheita e situaes especficas do canavial. As principais so: enleiramento do palhio (no caso de corte de cana crua), cultivo e adubao de soqueiras e aplicao de herbicidas. A aplicao de adubos depende das condies do solo, produtividade do canavial e outros fatores; o uso da vinhaa (soqueira) e da torta de filtro (plantio) reduz a necessidade de adubos qumicos e melhora o teor de matria orgnica dos solos. A vinhaa, ou vinhoto, um resduo industrial que, em meados da dcada de 1970, era lanado em corpos dgua (como riachos, rios e canais abertos), provocando prejuzo ambiental. Aps estudos, verificou-se que a vinhaa apresenta grande concentrao de nutrientes (como potssio, matria orgnica, nitrognio), o que estimulou o aproveitamento desse resduo nas lavouras de cana para aumentar a produtividade dos canaviais e trazer benefcios econmicos e ambientais.

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A Tabela 2.2-2 indica valores mdios do uso de fertilizantes.Tabela 2.2-2: Taxas mdias de aplicao de fertilizantes

Taxa de Aplicao (kg/ha)

Macronutriente Situao 1 (*) Nitrognio-N Fsforo-P2O5 Potssio-K2O 30 120 120

Cana planta

Cana soca

Situao 2 (**)

Situao 1 (*) 80 25 120 90 -

Situao 2 (**)

50 80

-

* Situao 1: sem aplicao de vinhaa ou torta de filtro ** Situao 2: com aplicao de vinhaa (soca) e torta de filtro (planta) Fonte: CTC (2004)

2.2.3. Melhoramento gentico da canaExistem no pas quatro programas de melhoramento gentico da cana: Rede Interuniversitria de Desenvolvimento do Setor Sucroalcooleiro Ridesa (parte do antigo Planalsucar variedades RB), Centro de Tecnologia Canavieira CTC (antigo Centro de Tecnologia Copersucar - variedades SP), Instituto Agronmico de Campinas (IAC) e CanaVialis (fundada em 2004, trabalha em conjunto com a Allelyx, empresa dedicada ao desenvolvimento de variedade transgnicas no comerciais). Cumpre salientar que tanto o CTC quanto a CanaVialis (e Allelyx) so empresas privadas operando totalmente com recursos supridos por seus mantenedores (cerca de 176 usinas e associaes de plantadores de cana, no caso do CTC). Existem no Brasil mais de 500 variedades comerciais, produzidas principalmente por Ridesa e CTC, porm, as 20 principais ocupam 80% da rea plantada com cana. Em 2003, as variedades mais utilizadas foram a RB 72454 (13% de rea) e SP 81-3250 (10%). A Figura 2-3 mostra a dinmica do uso de variedades; pode-se notar que, em 1991, cerca de 57% da rea do canavial brasileiro era ocupado pelas quatro principais variedades. Essa estratgia de limitar o uso de cada variedade a apenas uma48

Bioetanol combustvel: uma oportunidade para o Brasilfrao do canavial fundamental para diminuir o impacto de eventuais doenas que venham a atacar variedades susceptveis.Grfico 2-4: : Evoluo do uso de variedades de cana no Brasil

Porcetagem da rea ocupada pelas principais variedades de cana de acar100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 01991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005*Orthers SP71-6163 NA56-79 CB45-3 SP70-1143 SP71-1406 RB835054 RB845210 RB835089 RB855257 RB855156 SP80-3280 SP78-4764 RB855453 SP83-2847 RB855113 RB867515 SP80-1842 SP80-1816 RB855536 RB835486 SP79-1011 SP81-3250 RB72454

Fonte: CanaVialis (2007)

Diante da crescente necessidade de maximizar a produtividade, o melhoramento gentico, reconhecido historicamente como imprescindvel para a sustentabilidade da cana-de-acar, fortalece seu potencial de contribuio ao agronegcio canavieiro com o auxlio de tcnicas de transgenia ainda no empregadas comercialmente. Cabe destacar que a seleo das novas variedades no est priorizando o aumento da eficincia fotossinttica para produo de biomassa, e sim o potencial de adaptao dessas variedades s condies edafoclimticas das novas regies de expanso da canade-acar. Almeja-se com isso atingir mais rapidamente, para as reas com menor produtividade, os nveis de produtividade das regies mais produtivas. O melhoramento gentico tradicional realiza o cruzamento entre variedades da mesma planta, envolvendo milhares de genes, sendo que muitos deles no apresentam as caractersticas desejadas. um processo demorado que, no caso da cana-de-acar, pode levar de 12 a 15 anos desde a seleo das sementes que vo gerar os seedlings at a liberao da variedade.

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No perodo de 1995 a 2006, foram lanados, no Brasil, 82 cultivares de cana-de-acar (Ridesa com 31 variedades, Copersucar com 26 variedades, CTC com 9 variedades e IAC com 16 variedades), proporcionando um ganho de produtividade agrcola de quase 1% ao ano. Este ganho est associado disponibilidade de variedades que permitem um manejo varietal eficiente, o qual procura alocar diferentes variedades comerciais a um determinado ambiente de forma a proporcionar um melhor desempenho agrcola. Deste modo, comprova-se a importncia do desenvolvimento de uma variedade especfica para cada regio, que pode ser caracterizada por vrios fatores biticos (pragas, doenas, nematides e ervas daninhas) e abiticos (regime climtico, temperatura, luz, pH do solo, umidade e solo). O projeto Genoma Cana, iniciado em 1998, teve como objetivo mapear os genes envolvidos com o desenvolvimento e o teor de sacarose da planta, assim como sua resistncia a doenas e s condies adversas de clima e solo. At o final do ano 2000, j haviam sido identificados mais de 40 mil genes da cana-de-acar. Apesar dos avanos conseguidos e previstos na rea da biotecnologia da cana-de-acar, ainda existe a necessidade de investimentos para o desenvolvimento de equipamentos que auxiliem na coleta de dados e que viabilizem a identificao dos genes, incentivos ao prosseguimento dos estudos bsicos voltados para uma compreenso mais aprofundada dos mecanismos biolgicos e criao de um banco de germoplasma nacional para a cana-de-acar.

2.2.4. Controle biolgico de pragasAs principais pragas da cana-de-acar no Brasil so a broca da cana-de-acar (Diatraea saccharalis), o besouro migdolos (Migdolus fryanus), a cigarrinha (Mahanarva fimbriolata) e os nematides. As lagartas desfolhadoras, as formigas cortadeiras e os cupins tambm atacam a cana, mas seus controles j so bem dominados e os prejuzos so mantidos em nveis baixos. A broca da cana-de-acar, nos primeiros anos do Prolcool, causava enormes prejuzos nos canaviais, onde nveis de infestao acima de 10% eram comuns. Na primeira metade da dcada de 1980, foi intensificado o controle biolgico pela da liberao nos canaviais de parasitides que so predadores da broca. O principal parasitide utilizado a vespa Cotesia flavipes e este tipo de controle reduziu os nveis de infestao para menos de 3%, nvel que vem sendo mantido desde o incio da dcada de 1990. A ocorrncia da cigarrinha nos canaviais tem aumentado com o crescimento da colheita de cana sem queima. Os estragos causados por esta praga podem atingir a mdia de 15 t/ha/ano, alm da

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Bioetanol combustvel: uma oportunidade para o Brasilreduo de 1,5% no teor de acar (UNICA, 2005). O controle biolgico mais eficiente pelo fungo Metarhizium anisopliae e seu uso tem se expandido rapidamente. As demais pragas so controladas pelo uso de inseticidas, iscas txicas e nematicidas.

2.2.5. Prticas agrcolasPrticas agrcolas corretas so imprescindveis para a sustentabilidade da cultura da cana-de-acar. Esta rea tem evoludo de forma contnua com efeitos significativos nos custos de produo, produtividade e longevidade dos canaviais. Os principais pontos so: o desenvolvimento de equipamentos e implementos para reduzir a compactao dos solos, a aplicao correta de fertilizantes de acordo com a necessidade de cada talho, sistemas mais racionais e econmicos de transporte da cana, adaptaes das atividades agrcolas (plantio, adubao e aplicao de herbicidas) para os novos sistemas de colheita (mecanizada e sem a prtica das queimadas) e o uso de maturadores qumicos no incio da safra. O conceito de ambiente de produo, que seleciona as variedades a serem plantadas a partir dos mapas de solos e condies climticas, e aplicao dos adubos nas quantidades otimizadas, est mudando radicalmente o dia a dia dos canaviais, contribuindo significativamente para a reduo dos custos de produo da cana. Apesar do vasto conhecimento e benefcios comprovados das tecnologias mais modernas para a produo de cana-de-acar, a difuso destas prticas tem ocorrido de forma lenta em algumas usinas. No nvel nacional, provvel que os ganhos de produtividade e redues de custos de produo sejam mais significativos com o nivelamento por cima do uso destas tecnologias existentes de que pelo uso das tecnologias inovadoras que continuam entrando. Em suma, preciso encontrar meios de diminuir a inrcia no uso de melhores prticas j comprovadas. A Figura 2-4 mostra a variabilidade entre as usinas de dois indicadores econmicos importantes: a produtividade agrcola e o teor de sacarose da cana.

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Grfico 2-5: Variao da produtividade agrcola e teor de sacarose entre usinasControle de Produo Agronmica Mensal - Safra 05/06 - Acumulado at agosto Performance das usinas em toneladas de pol/hectare (TPH) - Cana prpriaTph Mdia CS Pol e TCH Ribeiro Preto Usina

16.0 15.5 15.0 14.5Pol % cana

14.0 13.5 13.0 12.5 12.0 11.5 11.045 55 65 75 85 95 105 115 125 135Produtividade agrcola (t/ha)

Fonte: CTC (2004)

2.2.6. Gerenciamento agrcola (GA)A introduo da informtica para o gerenciamento e simulao das operaes agrcolas foi um dos fatos de maior impacto na reduo dos custos de produo da cana-de-acar no Brasil. Os programas e sistemas desenvolvidos para este fim permitem a reduo da frota de caminhes, tratores, colhedoras e implementos, maximizao da quantidade de acar por hectare, otimizao da operao das frentes de corte, avaliao do desempenho on-line e controle de todas as operaes agrcolas. Os ganhos de produtividade da cultura da cana so mostrados na Figura 2.2-3. Pode-se notar que a produtividade do Centro-Sul, e principalmente de So Paulo, amplamente superior do Nordeste; uma grande parte dessa diferena explicada por diferenas de solo e clima, mas tambm h um forte componente tecnolgico, uma vez que as variedades de cana que existem foram desenvolvidas, prioritariamente, para a regio Centro-Sul.

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Grfico 2-6: Evoluo da produtividade regional de cana no BrasilSo Paulo90 80t/ha (colhido)

Centro-Sul

Norte-Nordeste

Brasil

70 60 50 40 30 1977 1982 1987 1992Ano

81,9 78,5 74,4 56,5

1997

2002

2007

Fonte: IBGE (2008)

Com efeito, as usinas que atualmente conseguem as melhores produtividades dispem de equipes tcnicas prprias ou assessorias com larga experincia acumulada durante um perodo longo de observao e anlise, por meio do qual conseguem um manejo de variedades, adubao e tratos culturais mais aprimorados ou prximos de uma condio tima. A extenso desse modelo s diversas reas de expanso da cana-de-acar essencial para reduzir a grande variabilidade nas produtividades obtidas nas diversas regies produtoras do pas, como acontece atualmente.

2.2.7. ColheitaA colheita da cana-de-acar no Brasil est em franca evoluo, do sistema tradicional de colheita manual de cana inteira com queima prvia do canavial, para o sistema de colheita mecanizada de cana picada sem queima do canavial. A principal razo para esta transio est nas leis Federal e Estadual (para So Paulo) que estabelecem cronogramas para a reduo e fim das queimadas nos canaviais. A Figura 2-6 mostra a evoluo da colheita de cana crua no estado de So Paulo e na regio Centro-Sul, no perodo de 2003 a 2007. O sistema australiano de colheita de cana picada, atualmente em fase de implantao no Brasil, apresenta srias restries para ser considerado como a tecnologia do futuro no horizonte atual de grande expanso do setor canavieiro. As duas restries principais desse sistema de colheita so suas incompatibilidades com o plantio direto em funo da compactao gerada pelo trfego intenso e sua incapacidade de colher eficientemente o palhio com qualidade e custo atrativos para sua in53



tegrao ao processo de produo de etanol. Uma terceira restrio importante est associada incapacidade de as colhedoras de uma linha operarem em terrenos com inclinao superior a 12%. Assim, aceita-se, atualmente, que a expanso da cana-de-acar deva acontecer em reas planas.Grfico 2-7: Evoluo da colheita de cana sem queima prvia, cana crua, em So Paulo e Centro-Sul So Paulo Centro-Sul

45% 40% 35% 30% 25% 20% 15% 10% 5% 0% 2003 2004 2005 2003 2007*

* valores at 08/2007 Fonte: CTC - UNICA (2008)

Na Figura 2-7, verifica-se que o estado de Mato Grosso concentra o maior ndice de colheita mecnica e tambm de colheita de cana sem queima prvia, cana crua, 78% e 69%, respectivamente. Em seguida, aparece o estado de So Paulo, com 60% da colheita realizada mecanicamente e 49% da cana colhida sem queima prvia. A diferena entre o percentual de cana colhida mecanicamente e cana colhida sem queima prvia se d em decorrncia da colheita mecanizada de cana queimada.

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Grfico 2-8: Colheita mecnica e colheita de cana sem queima prvia Safra 2008/09 dados at junho/2008

Colheita Mecnica

Cana sem queima prvia 78% 69%

60%

55%

36%

37%

17%

15% 18%

16%

20% MT PR 5%

SP

ES/RJ

GO

MG

MS

Fonte: CTC (2008)

O conceito atual de mecanizao, com restrio declividade superior a 12%, j bastante consolidado, foi de fato imposto pelos equipamentos de colheita. Fatores positivos como solo frtil, curta distncia at a indstria, proximidade de rodovias asfaltadas e a presena de fornecedores culturalmente adaptados produo da cana, deixam, frequentemente, de ser aproveitados em funo do fator declividade do terreno. No entanto, a engenharia de veculos fora de estrada dispe, atualmente, de recursos como trao e direo em quatro rodas, adequados para garantir, com custos competitivos, a mobilidade das colhedoras em reas com inclinaes muito superiores ao limite de 12%. O sistema de cana picada, mesmo sendo uma tecnologia ainda muito jovem, tende a se consolidar como o processo padro para a colheita da cana-de-acar no mundo, embora apresente limitaes que justificam sua reformulao, como: perdas elevadas de matria-prima, baixa qualidade da matria-prima (palhio e terra), elevado investimento, baixa estabilidade direcional e ao tombamento das colhedoras, danos s soqueiras e ao solo. Atualmente, possvel, tambm, relacionar vrias vantagens desse sistema de colheita. So elas: permitir a colheita da cana crua e, dessa forma, viabilizar a produo perante a legislao ambiental vigente; apresentar custos de colheita competitivos e ser a nica opo disponvel no mercado com oferta de peas e servios suficientes para viabilizar as operaes. Mesmo assim, olhando para o futuro promissor da agroindstria canavieira, cabe uma anlise mais crtica da colheita que promova caminhos tecnolgicos alternativos.

54% 42% CS

49%

50%

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A colheita da cana envolve cinco operaes muito simples: o corte dos colmos na base, o corte dos ponteiros, a alimentao dos colmos para o interior

5bioetanol de cana de açucar 2009

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