consuelo l. fernandez pereira enrique ortega
DESCRIPTION
Universidade Estadual de Campinas Faculdade de Engenharia de Alimentos Lab. de Engenharia Ecológica e Informática Aplicada. LEIA. Avaliação da Suatentabilidade do Álcool Etanol Combustível usando Análise Emergética e Análise de Ciclo de Vida. Consuelo L. Fernandez Pereira Enrique Ortega. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: Consuelo L. Fernandez Pereira Enrique Ortega](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062500/56815275550346895dc0a35e/html5/thumbnails/1.jpg)
Consuelo L. Fernandez Pereira
Enrique Ortega
UNICAMP LEIA
Universidade Estadual de Campinas
Faculdade de Engenharia de AlimentosLab. de Engenharia Ecológica e Informática Aplicada
Avaliação da Suatentabilidade doAvaliação da Suatentabilidade do
Álcool Etanol CombustívelÁlcool Etanol Combustível usando Análise Emergética e usando Análise Emergética e
Análise de Ciclo de VidaAnálise de Ciclo de Vida
![Page 2: Consuelo L. Fernandez Pereira Enrique Ortega](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062500/56815275550346895dc0a35e/html5/thumbnails/2.jpg)
Combustível Renovável
Em 2005 a participação do álcool foi de 16%
(Ministério das Minas e Energia )
Na safra 2004/05 foram colhidas 380 milhões de
toneladas de cana;
15,2 bilhões de litros de álcool;
12,8 bilhões (84%) destinado ao mercado interno
EtanolEtanol
![Page 3: Consuelo L. Fernandez Pereira Enrique Ortega](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062500/56815275550346895dc0a35e/html5/thumbnails/3.jpg)
Cana no Estado de São Paulo:
É o principal produto agrícola do estado;
36% do valor da produção agrícola do estado;
Na safra 2004 produziu 254 milhões de toneladas (66%) ;
3,6 milhões de hectares;
![Page 4: Consuelo L. Fernandez Pereira Enrique Ortega](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062500/56815275550346895dc0a35e/html5/thumbnails/4.jpg)
Objetivo do TrabalhoObjetivo do Trabalho
Avaliar a sustentabilidade de
cadeida produtiva agrícolas
utilizando as metodologias de
Analise Emergética combinada
com Estudo de Ciclo de Vida
![Page 5: Consuelo L. Fernandez Pereira Enrique Ortega](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062500/56815275550346895dc0a35e/html5/thumbnails/5.jpg)
M&S
Produtoou
Serviço
R &Em
Processo
Pc Pc
ProcessosNaturais
Sol
AnáliseAnálise EEmmergéticaergética
Emergia é a soma de toda energia incorporada direta ou indiretamente na produção de um recurso, seja ela na forma de energia ou matéria, trabalho humano ou da Natureza. Odum (1996)
![Page 6: Consuelo L. Fernandez Pereira Enrique Ortega](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062500/56815275550346895dc0a35e/html5/thumbnails/6.jpg)
N
R
Sol
M
S
Farm
Orangeranj
N
Lavoura
VC
Sol
M
S
Produtos
AnáliseAnálise EEmmergéticaergética
F
R
N
Emergia
Y = EF + ENER
Transformidade é a emergia por unidade de energia, expressa em seJ/J
Solar Joules
Joules
Y = JFTRF + JNTRN+ ERTRR
![Page 7: Consuelo L. Fernandez Pereira Enrique Ortega](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062500/56815275550346895dc0a35e/html5/thumbnails/7.jpg)
Análise de Ciclo de Vida (ACV)
ACV avalia todos os impactos associados à produção e ao uso de um produto, através da identificação, quantificação e avaliação de todos os recursos consumidos e de todas as emissões e dejetos liberados para o meio ambiente.
Utiliza o conceito do BerçoBerço ao TúmuloTúmulo
ISO 14000
![Page 8: Consuelo L. Fernandez Pereira Enrique Ortega](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062500/56815275550346895dc0a35e/html5/thumbnails/8.jpg)
Conceito de Ciclo de VidaConceito de Ciclo de Vida
![Page 9: Consuelo L. Fernandez Pereira Enrique Ortega](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062500/56815275550346895dc0a35e/html5/thumbnails/9.jpg)
Categorias de Impacto
Consumo de recursos Naturais
Uso do Solo
Aquecimento Global
Acidificação
Eutrofização
Toxidade
Indicador Unidade
1 – Consumo de Energia
Consumo de combustível fóssil barril/ha e barril/kg de produto
Consumo de energia elétrica kw/ha e kw/kg de produto
biomassa kg/ha e kg/kg de produto
2 – Consumo de Recursos Naturais
Consumo de água m3/ha e m3/kg de produto
Consumo de fosfato kg/ha e kg/kg do produto
3- Uso do Solo m2/kg de produto
4 – Emissões para o Ar
CH4 kg/ha e kg/kg de produto
CO2 kg/ha e kg/kg de produto
NOX kg/ha e kg/kg de produto
SO2 kg/ha e kg/kg de produto
5 - Emissões para Águas
NO3 kg/ha e kg/kg de produto
PO4 kg/ha e kg/kg de produto
metais pesados g/kg de produto
6 - Resíduos Sólidos kg/kg produto
Entradas
Saídas
Indicadores da ACVIndicadores da ACV
![Page 10: Consuelo L. Fernandez Pereira Enrique Ortega](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062500/56815275550346895dc0a35e/html5/thumbnails/10.jpg)
Lavoura
Transp
extração do caldo
Fabricação do Álcool
Geração de vapor e eletricidade
Vinhaça
Outros subprodut
os
Cana
Bagaço
Usina
Transp
Chuva
Vento
Sol
Diagrama do Sistema Produtivo de Álcool
Caldo
Solo
Água
Serviços
M&S
Água
Materiais
EL
ÁLCOOL
![Page 11: Consuelo L. Fernandez Pereira Enrique Ortega](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062500/56815275550346895dc0a35e/html5/thumbnails/11.jpg)
Dados da Cadeia avaliadaDados da Cadeia avaliada
Etapa Características Dados
Agrícola N o de cortes: 6 cortes
Produção média: 80 ton /ha
Manejo: convencional
Fertilização: tradicional e subprodutos
Colheita: manual
Visita a campo
Literatura
Transporte da cana
Distância média: 30 km
Capacidade por viagem: 60 ton
Entrevistas
Fabricante caminhões e pneus
Usina de álcool
Capacidade: 8100 ton /dia Produção: 100% da cana para álcool
Assim:
80 l de álcool/ton cana
270 kg bagaço/ ton cana
35 kg de torta de filtro
10 l de vinhaça por l de álcool (ou 800 l por ton de cana)
450 m3 de águas residuárias/h
Visita a Usina Fornecedores
Entrevistas Literatura
{
![Page 12: Consuelo L. Fernandez Pereira Enrique Ortega](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062500/56815275550346895dc0a35e/html5/thumbnails/12.jpg)
DistribuiçãoDistribuição
Distribuição Etapas Características
1 - Transporte até base primária
Distância: 150 km Caminhão tanque Capacidade: 35 000 litros
São Paulo
2 - Transporte até Posto Distribuidor
Distância: 100 km Caminhão tanque Capacidade: 26 000 litros
Mato Grosso
1 - Transporte até base primária
3 - Transporte até Posto Distribuidor
Distância: 100 km Caminhão tanque Capacidade: 26 000 litros
2 - Transporte até base secundária
Distância: 1 500 km Rodotrem Capacidade: 60 000 litros
Distância: 150 km Caminhão tanque Capacidade: 35 000 litros
Fontes:
Literatura
Entrevistas
ANT
Fabricantes
![Page 13: Consuelo L. Fernandez Pereira Enrique Ortega](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062500/56815275550346895dc0a35e/html5/thumbnails/13.jpg)
Canavial Transporte Fabricação TransporteR
M
SN
S
M
R
S
M
S
M
Álcool3,32x1011
6,25x1010
2,70x1011
2,26x1011
Cana-de-açúcar
TR = 26.600 seJ/JEYR = 1,80ELR = 1,68%R = 37,3%
Álcool - Usina
TR = 47.500 seJ/JEYR = 1,62ELR = 2,08%R = 32,5%
Álcool – PD- MT
TR = 52.800 seJ/JEYR = 1,53ELR = 2,42%R = 29,3%
1,99x1010
2,03x109
1,73x1010
7,12x1010
7,33x1010
8,57x1010
3,28x1010
Canavial Transporte Fabricação TransporteR
M
SN
S
M
R
S
M
S
M
Álcool3,32x1011
6,25x1010
2,70x1011
2,26x1011
Cana-de-açúcar
TR = 26.600 seJ/JEYR = 1,80ELR = 1,68%R = 37,3%
Álcool - Usina
TR = 47.500 seJ/JEYR = 1,62ELR = 2,08%R = 32,5%
Álcool – PD- SP
TR = 49.100 seJ/JEYR = 1,59ELR = 2,18%R = 31,4%
1,99x1010
2,03x109
1,73x1010
7,12x1010
7,33x1010
1,98x1010
1,70x1010
![Page 14: Consuelo L. Fernandez Pereira Enrique Ortega](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062500/56815275550346895dc0a35e/html5/thumbnails/14.jpg)
0
2
4
6
8
10
12
Canavial Transporte Usina Totais
Contribuições por tipo de Fluxo - Álcool Etílico Combustível - USINA
(1x1011 seJ/l de álcool)
S
M
N
R
![Page 15: Consuelo L. Fernandez Pereira Enrique Ortega](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062500/56815275550346895dc0a35e/html5/thumbnails/15.jpg)
Contribuições por etapa da cadeiaÁlcool Combustível - Usina
Can
TR2%
15%
83% Canavial
Usina
Contribuições por etapa da cadeiaÁlcool Combustível - Posto
Revendedor - MT
74,6% Canavial
Usina16,6%
TR 11,8%
Contribuições por etapa da cadeiaÁlcool Combustível - Posto
Revendedor - SP
80,1% Canavial
Usina14,6%TR
5,3%
![Page 16: Consuelo L. Fernandez Pereira Enrique Ortega](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062500/56815275550346895dc0a35e/html5/thumbnails/16.jpg)
Contribuições das etapas da cadeia por tamanho da cadeia
(1x1011 seJ/l álcool)
0
2
4
6
8
10
12
14
Agrícola Transporte Processamento Totais
Usina PD - SP PD - MT
![Page 17: Consuelo L. Fernandez Pereira Enrique Ortega](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062500/56815275550346895dc0a35e/html5/thumbnails/17.jpg)
Transformidade dos Pordutos da Cadeia produtiva do Álcool
(1x104seJ/J)
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
Cana Usina PD SP PD MT
2,66
4,75 4,91
5,28
► EMergia Total dividida pela energia do produto
Tr = Y/Energia
É uma medida da eficiência do sistema
Transformidades
Diesel = 5,50 x 104seJ/J
Gás N. = 4,80 x 104seJ/J
Carvão = 4,00 x 104seJ/J
Odum (1996)
{
TransformidadeTransformidade
![Page 18: Consuelo L. Fernandez Pereira Enrique Ortega](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062500/56815275550346895dc0a35e/html5/thumbnails/18.jpg)
Renovabilidade dos Pordutos da Cadeia produtiva do Álcool Combustível
0%
10%
20%
30%
40%
Cana Usina PD SP PD MT
37,3 %
32,5 %31,4 % 29,3 %
RenovabilidadeRenovabilidade - %R- %R
%R = R/Y
► porcentagem da eMergia dos recursos renováveis
Indica o grau de sustentabilidade
Renovabilidade
Diesel = 0%
Soja = 20%
Milho = 12-20%
Agroecológico = 70%
![Page 19: Consuelo L. Fernandez Pereira Enrique Ortega](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062500/56815275550346895dc0a35e/html5/thumbnails/19.jpg)
Razão de RendimentoRazão de Rendimento EEMMergéticoergético - EYR- EYR
► EMergia total dividida pela eMergia dos insumos da economia
Indica a eficiência no uso de bens adquiridos da economia
O ganho em energia primária disponibilizada para a economia
EYR = Y/FEYR dos Pordutos da Cadeia produtiva do Álcool
1,30
1,40
1,50
1,60
1,70
1,80
1,90
Cana Usina PD SP PD MT
1,80
1,621,59
1,53
EYR
Soja = 1,3
Milho = 1,3 - 1,7
Agroecológico = 20
![Page 20: Consuelo L. Fernandez Pereira Enrique Ortega](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062500/56815275550346895dc0a35e/html5/thumbnails/20.jpg)
Taxa de Carga AmbientalTaxa de Carga Ambiental - ELR- ELR
► Razão entre os recursos não renováveis e aqueles renováveis
avalia a pressão causada ao ecossistema pelo sistema produtivo em estudo
ELR =(N+F)/R ELR dos Pordutos da Cadeia
produtiva do Álcool
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
Cana Usina PD SP PD MT
2,422,182,08
1,68
ImpactoELR< 2 – baixo
2 < ELR < 10 - moderado
ELR>10 - Intenso
![Page 21: Consuelo L. Fernandez Pereira Enrique Ortega](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062500/56815275550346895dc0a35e/html5/thumbnails/21.jpg)
Cana Usina PD SP PD MT
EER 1,40 0,66 0,54 0,77
Álcool
Razão de Intercâmbio deRazão de Intercâmbio de EEMMergiaergia - EER- EER
EER =Y/[produção *preço*(emergia/U$)]
► Razão da eMergia recebida em relação à eMergia fornecida na troca
Agricultor fornece 1,4 X mais eMergia do que recebe em pagamento
Usineiro recebe 1,6 X mais eMergia do que
fornece
![Page 22: Consuelo L. Fernandez Pereira Enrique Ortega](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062500/56815275550346895dc0a35e/html5/thumbnails/22.jpg)
Empregos
Fazenda 0,014 postos fixos/ha
0,061 postos temporários/ha
Outros ÍndicesOutros Índices
![Page 23: Consuelo L. Fernandez Pereira Enrique Ortega](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062500/56815275550346895dc0a35e/html5/thumbnails/23.jpg)
Uso de água 22 l água/ l de álcool
Uso da Terra 1,56 m2 /l álcool
Perda de solo 1,86 kg de solo / l álcool
Índices - Consumos990 L/ tanque
180 L/ 100 km
70 m2/ tanque
13 m2 / 100 km 84 kg de solo/ tanque
15 kg de solo / 100 km
Outros ÍndicesOutros Índices
![Page 24: Consuelo L. Fernandez Pereira Enrique Ortega](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062500/56815275550346895dc0a35e/html5/thumbnails/24.jpg)
Outros ÍndicesOutros Índices
Emissões USINA PD - SP PD - MT
CO2
(g CO2 / l álcool ) 400 470 700
(g CO2/ MJ) 17,74 20,82 30,91
Emissões
Gasolina = 100 g CO2/MJ (Spila et al., 1992)
Etanol de milho = 80 g CO2/ MJ (Ulgiati, 2001)
![Page 25: Consuelo L. Fernandez Pereira Enrique Ortega](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062500/56815275550346895dc0a35e/html5/thumbnails/25.jpg)
ConclusõesConclusões
A Análise EMergética utilizando o conceito de Ciclo de Vida indica que no caso do álcool combustível a etapa agrícola é aquela que consome maior volume de recursos, tanto naturais como provenientes da economia;
Portanto, a adoção de práticas de manejo mais sustentáveis pela etapa agrícola resultará em melhoria do desempenho ambiental do álcool combustível.
![Page 26: Consuelo L. Fernandez Pereira Enrique Ortega](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062500/56815275550346895dc0a35e/html5/thumbnails/26.jpg)
A transformidade obtida para o álcool é da mesma ordem de grandeza de transformidade dos combustíveis fósseis (40000 seJ/J);
ConclusõesConclusões
Ao uso de álcool combustível estão associados consumos significativos de recursos naturais, como por exemplo água, perda de solo e área necessária à produção de cana-de-açúcar, não contabilizados nas pesquisas energéticas, porém de grande impacto ambiental a nível local e regional.
![Page 27: Consuelo L. Fernandez Pereira Enrique Ortega](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062500/56815275550346895dc0a35e/html5/thumbnails/27.jpg)
A renovabilidade do álcool no momento de seu consumo depende da etapa de distribuição. Ao deixar a usina esta é de 37%, caindo progressivamente com o aumento das etapas de distribuição e com as distâncias a elas associadas.
ConclusõesConclusões
O uso do etanol como combustível não é sustentável a longo prazo devido a sua baixa renovabilidade e às externalidades associadas a sua produção.
![Page 28: Consuelo L. Fernandez Pereira Enrique Ortega](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022062500/56815275550346895dc0a35e/html5/thumbnails/28.jpg)
Obrigada!
UNICAMP
Universidade Estadual de Campinas
Faculdade de Engenharia de AlimentosLab. de Engenharia Ecológica e Informática Aplicada LEIA