4º congresso internacional de bioenergia congresso brasileiro de geração distribuída e energias...
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4º Congresso Internacional de BioenergiaCongresso Brasileiro de Geração Distribuída e Energias Renováveis
Projeto Paraná Biodiesel
Pinhão Manso
Soja Canola Girassol
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PR-BIOENERGIA
O início: Decreto 2101/2003 criando o Programa Paranaense de Bioenergia, sob gestão da Secretaria de Agricultura e do Abastecimento e Secretaria de Ciência e Tecnologia e Ensino Superior e subordinado a este foi criado o Projeto Paraná Biodiesel.
Objetivo: “Gerir e fomentar ações de pesquisa, desenvolvimento, aplicações e uso de biomassa no território paranaense, bem como implantar no Estado do Paraná o biodiesel, como um biocombustível adicional à matriz energética”.
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PR-BIOENERGIA
O DESAFIO:
Desenvolvimento e implementação de um modelo de pequeno porte para produção de biodiesel que tenha o pequeno produtor rural como participante e beneficiário dessa nova perspectiva energética.
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PR-BIOENERGIA
Motivadores para a COPEL: • Excelente oportunidade para participar iniciar os
estudos e pesquisas sobre um novo segmento energético de importância estratégica;
• Alta densidade sócio-econômica do projeto com grande potencial de promover sinergia com o agro-negócio, importante segmento da sociedade paranaense.
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PR-BIOENERGIA
Início dos trabalhos em meados de 2007 com a criação de um GT de especialistas paranaenses em biodiesel: Seab, Tecpar, Lactec, Iapar, Seti, UFPR, UTFPR, Emater e Copel.
Objetivo: com o objetivo de definir as especificações de uma planta de pequeno porte para produção de biodiesel através da transesterificação.
E o resultado?
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PR-BIOENERGIA
Resultado atingido porém:
• Primeiras dificuldades em relação a uma planta de pequeno porte: falta de escala;
• Dos iniciais 1.000l/dia decidiu-se expandir as análises para 3.000l/dia
• Excesso de água glicerinosa no mercado;
• Elevado custo para concentração da glicerina frente ao porte do projeto; e
• Potencial problema ambiental à vista nesta escala.
PRIMEIRAS DÚVIDAS QUANTO À VIABILIDADE E SUSTENTAÇÃO ECONÔMICA DO PROJETO.
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PR-BIOENERGIA
DÚVIDAS:
Qual seria o arranjo para o negócio?
Qual seria o papel da Copel no negócio? Qual seria o papel dos pequenos produtores rurais?
Qual seria o tipo de relação entre a Copel e os pequenos produtores rurais neste negócio?
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Principais Matérias-Primas do Biodiesel
Pinhão Manso
MamonaNabo
ForrageiroÓleo
FrituraSoja
Amendoim Algodão Girassol Macaúba Gordura Animal
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PR-BIOENERGIA
Qual seria a oleaginosa a ser utilizada no processo de produção do biodiesel:Soja, mamona, crambe, pinhão manso, girassol, amendoin, etc.TEOR DE ÓLEO NO GRÃO (%)
ESPÉCIE Produtividade média (Kg/ha)
Teor médio de óleo (%)
Produtividade média de óleo
(Kg/ha) Amendoin 2500 48 864
Canola/Colza 2000 43 860 Girassol 1700 42 714 Mamona 1800 48 828
Nabo forrageiro 1000 36 580 Soja 3000 19 570
Fonte: IAPAR (Yamaoka)
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PR-BIOENERGIA
RESPOSTA: soja, apesar do baixo teor de óleo no grão.
• Tradição no plantio;• Variedades disponíveis;• Plantio, armazenamento e colheita bem definidos;• Mercado bem estabelecido;• Mais de 99% da produção paranaense de
oleaginosas no Paraná é soja.Etc.
Projeto deverá ser capaz de processar outras oleaginosas.
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PR-BIOENERGIA
Extração do óleo: A idéia vigente era de extração na propriedade rural, através de micro-extratoras.
Solução adequada?
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PR-BIOENERGIA
As extratoras analisadas e testadas na ocasião acusaram baixíssima eficiência de extração do óleo: dos 19% do óleo cerca de 12% ficavam na torta e 7% eram extraídos.
Extração química (solvente) muito cara para este porte de projeto.
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PR-BIOENERGIA
CONCLUSÃO: extração mecânica, de porte médio, centralizada no local do empreendimento. Dos 19 a 20% de óleo no grão, no máximo 7% permaneceriam na torta de soja. Agricultores entregam sua soja para extração no local da fábrica de biodiesel
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PR-BIOENERGIA
Ano de 2008: mercado de soja disparou.
Situação que já era crítica inviabilizou a pequena fábrica de biodiesel
O que fazer?
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PR-BIOENERGIA
Agregar mais valor à cadeia de produtos derivados da soja: VERTICALIZAÇÃO como possibilidade.
• Extração do óleo;• Fabricação do biodiesel;• Lecitina;• Glicerina;• Ração animal;• Carnes;• Leite e derivados.
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PR-BIOENERGIA
O estudo se complica e começa a ir muito além da demanda original.
Necessidade de obtenção de características, preços, produtividade, formulações de rações, etc: conversas com fabricantes de equipamentos para ração animal, alimentos humanos, biodiesel, caldeiras, etc.
VERTICALIZAÇÃO APRESENTAVA-SE COMO ÚNICA ALTERNATIVA.
A ESTRUTURA DO PROJETO
OLEAGINOSAS(PRODUTORES)
UNIDADE DE DEGOMAGEM E
UNIDADE DE TRATAMENTO DO
ÓLEO
ÓLE
O
TR
ATA
DO
LECITINA(MERCADO)
UNIDADE DE CONCENTRAÇÃO
DA GLICERINA
GLI
CER
INA
CO
NC
EN
TR
AD
A(M
ER
CA
DO
)
Moega
Armazenagem e secagem dos
Grãos
Silo Pulmão Milho
MILHO
Transporte dos Grãos
UNIDADE FABRICAÇÃO DE RAÇÕES
ANIMAIS
RAÇÕES(PRODUTORES)
Recepção dos Grãos
ÁGUAGLICERINOSA
BIODIESEL(PRODUTORES)
UNIDADE DE FABRICAÇÃO DE
BIODIESEL
TA
NC
AG
EMCOPEL
Pontos de abasteci-
mento biodiesel
UNIDADE DE ESMAGAMENTO
DE GRÃOS
ÓLE
O
BR
UTO
TORTA
Silo Pulmão
Soja
SOJA
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PR-BIOENERGIA
Decisão pela necessidade de desenvolvimento de modelo econômico-financeiro deste processo verticalizado.
Necessidade de conhecimento mais detalhado da lógica de funcionamento do mercado de soja e seus derivados.
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PR-BIOENERGIA
Necessidade de se construir detalhadamente o balanço de massa de todos os processos:
• limpeza, armazenamento e secagem de grãos;• extração do óleo;• produção do biodiesel (transesterificação e
posteriormente esterificação);• fabricação de ração animal; e• destilação da glicerina.
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A PARTIR DO ÓLEO DE SOJA - MÉTODO TRANSESTERIFICAÇÃO
VOLUME DESEJ ADO DE BIODIESEL 5.000,00 LITROS
MASSA DE BIODIESEL CORRESPONDENTE 4.445,00 kg
MASSA DE SOJ A NECESSÁRIA 35.444,92 kg de soja c/ Umidade 14,00%Impurezas 2,00%
PRODUTIVIDADE DA SOJ A 3.000,00 kg/ha % Óleo 18,00%Proteína 35,52%
ÁREA NECESSÁRIA PARA A SOJ A 11,81 ha
MASSA DE TORTA PRODUZIDA 29.743,14 kg
MASSA DE MILHO - FÁBRICA DE RAÇÃO 89.229,42 kg de milho c/ Umidade 12,50%Impurezas 2,00%
PRODUTIVIDADE DO MILHO 1.500 kg/ha % Óleo 4,76%Proteína 10,64%
ÁREA NECESSÁRIA PARA O MILHO 59,49 ha
RAÇÃO 119.236,30 kg Umidade 12,47%
ÓLEO DE SOJ A DEGOMADO NEUTRO 4.545,72 kg
GLICERINA LOIRA 544,22 kg Pureza 85,1%
LECITINA PRODUZIDA 152,52 kg
FRANGO PRODUZIDO PARA CADA 66.242,39 kg5000 LITROS DE BIODIESEL PRODUZIDO
TOTAL DE EFLUENTES P/ TRATAMENTO 2.976,30 litros
BALANÇO DE MASSA DO PROCESSO PRODUTIVO DE BIODIESEL
SOJA
MILHO
PR-BIOENERGIA
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A PARTIR DO ÓLEO DE SOJA - MÉTODO ESTERIFICAÇÃO
VOLUME DESEJ ADO DE BIODIESEL 5.000,00 LITROS
MASSA DE BIODIESEL CORRESPONDENTE 4.445,00 kg
MASSA DE SOJ A NECESSÁRIA 34.158,90 kg de soja c/ Umidade 14,00%Impurezas 2,00%
PRODUTIVIDADE DA SOJ A 3.000,00 kg/ha % Óleo 18,00%Proteína 35,52%
ÁREA NECESSÁRIA PARA A SOJ A 11,39 ha
MASSA DE TORTA PRODUZIDA 28.684,34 kg
MASSA DE MILHO - FÁBRICA DE RAÇÃO 86.053,01 kg de milho c/ Umidade 12,50%Impurezas 2,00%
PRODUTIVIDADE DO MILHO 1.500 kg/ha % Óleo 4,76%Proteína 10,64%
ÁREA NECESSÁRIA PARA O MILHO 57,37 ha
RAÇÃO 114.994,06 kg Umidade 12,47%
ÓLEO DE SOJ A DEGOMADO NEUTRO 5.385,01 kg
GLICERINA FARMACÊUTICA 455,82 kg Pureza 99,9%
LECITINA PRODUZIDA 152,52 kg
FRANGO PRODUZIDO PARA CADA 63.885,59 kg5000 LITROS DE BIODIESEL PRODUZIDO
TOTAL DE EFLUENTES P/ TRATAMENTO 0,00 litros
BALANÇO DE MASSA DO PROCESSO PRODUTIVO DE BIODIESEL
SOJA
MILHO
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CONCLUSÃO: simulações mostraram o projeto verticalizado no limiar da viabilidade econômico-financeira para capacidade mínima de 5.000l/dia.
PR-BIOENERGIA
A ESTRUTURA DO PROJETO
OLEAGINOSAS(PRODUTORES)
UNIDADE DE DEGOMAGEM E
UNIDADE DE TRATAMENTO DO
ÓLEO
ÓLE
O
TR
ATA
DO
LECITINA(MERCADO)
UNIDADE DE CONCENTRAÇÃO
DA GLICERINA
GLI
CER
INA
CO
NC
EN
TR
AD
A(M
ER
CA
DO
)
Moega
Armazenagem e secagem dos
Grãos
Silo Pulmão Milho
MILHO
Transporte dos Grãos
UNIDADE FABRICAÇÃO DE RAÇÕES
ANIMAIS
RAÇÕES(PRODUTORES)
Recepção dos Grãos
ÁGUAGLICERINOSA
BIODIESEL(PRODUTORES)
UNIDADE DE FABRICAÇÃO DE
BIODIESEL
TA
NC
AG
EM
5.000 L/DIACOPEL
Pontos de abasteci-
mento biodiesel
UNIDADE DE ESMAGAMENTO
DE GRÃOS
ÓLE
O
BR
UTO
TORTA
Silo Pulmão
Soja
SOJA
120 TONELADAS/DIA
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Dúvidas quanto à capacidade de absorção da produção Dúvidas quanto à capacidade de absorção da produção pelas estruturas de pequenos produtores rurais da região pelas estruturas de pequenos produtores rurais da região escolhida para sediar o projeto (Sudoeste do Paraná).escolhida para sediar o projeto (Sudoeste do Paraná).
IPARDES: elaboração de estudo de levantamento socio-IPARDES: elaboração de estudo de levantamento socio-econômico dos pequenos produtores da região Sudoeste econômico dos pequenos produtores da região Sudoeste para de consumos dos produtos do empreendimento e para de consumos dos produtos do empreendimento e para fins de suas participações em empreendimento desta para fins de suas participações em empreendimento desta natureza.natureza.
A resposta foi positiva tanto para consumo do A resposta foi positiva tanto para consumo do biodiesel quanto para consumo da ração animal a biodiesel quanto para consumo da ração animal a ser produzida.ser produzida.
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50kmSão Jorge
D’Oeste
Região a Ser Atendida
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Quantidade de variáveis e de incertezas muito grande: projeto de características de arranjo produtivo e porte inéditos e com informações restritas;
• Risco de insucesso elevado e com possibilidades muito restritas;
• Se buscaria todas as formas de viabilidade econômico-financeira; mas
• Este primeiro empreendimento não poderia ser comercial e sim um projeto de P&D+I.
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Apesar do seu pequeno porte do projeto:
• Há necessidade de atuação em diversos segmentos não dominados pela Copel: agricultura, produção e armazenamento de grãos, comercialização de biodiesel e ração, etc.;
• Necessidade de adequada organização e estruturação dos produtores rurais;
• Requisitos de logística do empreendimento muito distintos daqueles em que a Copel atua;
• O projeto tornou-se complexo em sua concepção;
• Estudos adicionais mostraram ser fundamental para o projeto a isenção tributária;
Dentre outros aspectos.
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Para ter viabilidade o projeto somente poderia ser desenvolvido com o apoio da Copel, porém liderado por uma estrutura organizada de agricultores, como uma cooperativa, para autoconsumo de biodiesel e ração, de forma a usufruir dos benefícios do ato cooperativo.
A Copel não poderia participar do negócio.
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Necessidades adicionais:
• Combinar com as cooperativas da região para propor parceria / estruturação do empreendimento;
• Discussão com a Agência Nacional do Petróleo - ANP
sobre os requisitos necessários à viabilização do auto-consumo.
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Cooperativa Âncora
SISCLAFCOASUL
CLAFs
COOPAFI
Cooperativas
de Crédito
Associações
Produtores
Estrutura Âncora e Apoio Regional
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AGRICULTURA FAMILIAR
COOPERATIVA(S)COOPERATIVA(S)
RaçãoBiodiesel
RaçãoBiodiesel
RaçãoBiodiesel
Frango, suínos e leite, outros.
Grãos:Soja, Milho,
Grãos:Soja, Milho,
TransporteTransporte
Soja Milho
Armazenagem
Soja Milho
Armazenagem
Fábrica Ração
Fábrica Biodiesel
Energia Elétrica
Mercado(Comercialização)
Carne de frango, suína, leite e derivados,
glicerina, óleo degomado,
lecitina, outros.Mercado
Óleo Diesel, Metanol, Ácidos, Catalisadores
Farelo, Sorgo, Trigo, Pré-Mix, outros.
Energia Elétrica, Água e Lenha
MercadoÓleo Diesel, Metanol, Ácidos, Catalisadores
Farelo, Sorgo, Trigo, Pré-Mix, outros.
Energia Elétrica, Água e Lenha
TransporteTransporte
PR
475
Fábrica de Ração
Usina de Biodiesel
Moega
Recepção
Silos
Leiaute Preliminar do Empreendimento
33Fonte: PEREIRA, 2009
Biodiesel16%
Ração84%
Participação do biodiesel no faturamento totaldo projeto (em %)
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Participação do biodiesel no faturamentototal negócio de carnes, leite e derivados (em %)
Fonte: PEREIRA, 2009
Carne Aves / Ração
90%
Biodiesel10%
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ProjetoParaná
Biodiesel
SISCLAFCooperativas
Parceiros
O envolvimento de outras instituições e seus papéis: Tecpar, Seab, Iapar, Copel, Emater, Cooperativas e prefeitura de São Jorge D’Oeste.A transformação do projeto em um plano de desenvolvimento da micro-região.
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Outros desenvolvimentos adicionais complementares:
• Melhoria da eficiência na extração do óleo;
• Pesquisa de outras oleaginosas para o projeto;
• Melhorias do plantel da agricultura familiar;
• Processos e rotas alternativas para melhoria da eficiência inicial
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Riscos ainda são grandes:
• Assistência aos agricultores;
• Administração do empreendimento e a necessidade de formação e treinamento da equipe da cooperativa (SISCLAF);
• Capital de giro;treinamento dos cooperados;
• O uso do biodiesel e os eventuais problemas técnicos decorrentes;
• Coleta dados completos para gestão mais eficiente.
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PR-BIOENERGIA
A necessidade de aperfeiçoamento do modelo econômico-financeiro para torná-lo mais amplo e a validação dos balanços de massa dos processos para fins de avaliações futuras mais consistentes.
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PR-BIOENERGIA
O que a Copel espera disso tudo:
• Que o projeto tenha sucesso;
• Ter condições de replicação do projeto;
• Fortalecimento da economia paranaense;
• Futuros empreendimentos de porte e avaliação da possibilidade de entrada da Copel neste mercado.
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Contatos
• Antonio Luiz Soares, Engenheiro Mecânico alsoares@copel.com
• Francisco J. A. de Oliveira, Engenheiro Eletricista, Mestre chico@copel.com
• Noel Massinhan Levy, Químico, Doutornoel@copel.com
• Richardson de Souza, Engenheiro Agrônomorichards@pr.gov.br
• Thulio Cícero Guimarães Pereira, Bach. Ciências Contábeis, Doutorthulio.pereira@copel.com
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