Daniel Cncio Guimares

Novas Tecnologias de Produo de Biocombustveis: Potencial para o

Sistema Energtico Portugus

Dissertao para obteno do Grau de Mestre em

Engenharia do Ambiente, perfil Gesto e Sistemas Ambientais

Orientador: Maria Jlia Fonseca de Seixas, Professora da FCT-UNL

Jri:

Presidente: Prof. Doutor Francisco Ferreira

Arguente: Prof. Doutor Francisco Grio Vogal: Prof. Doutora Maria Jlia Fonseca de Seixas

Maro 2013

T

t

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II

Novas Tecnologias de Produo de Biocombustveis: Potencial para o Sistema Energtico Portugus.

Daniel Cncio Guimares

Faculdade de Cincias e Tecnologia

Universidade Nova de Lisboa

A Faculdade de Cincias e Tecnologia e a Universidade Nova de Lisboa tm o direito,

perptuo e sem limites geogrficos, de arquivar e publicar esta dissertao atravs de

exemplares impressos reproduzidos em papel ou de forma digital, ou por qualquer

outro meio conhecido ou que venha a ser inventado, e de a divulgar atravs de

repositrios cientficos e de admitir a sua cpia e distribuio com objectivos

educacionais ou de investigao, no comerciais, desde que seja dado crdito ao autor

e editor.

III

IV

AGRADECIMENTOS

Gostaria em primeiro lugar de agradecer minha professora Maria Jlia Fonseca de Seixas pela

total disponibilidade em ajudar-me na concretizao desta dissertao, pela transmisso dos

seus conhecimentos e por todos os incentivos que foram de extrema importncia, e de

agradecer aos elementos do CENSE (Center for Environmental and Sustainability Research)

da Faculdade de Cincias e Tecnologia da UNL, Joo Pedro Gouveia e Lus Dias tambm pela

disponibilidade e por todas as ajudas que me deram.

Em segundo lugar agradeo minha famlia, nomeadamente, ao meu pai, Henrique Manuel

Alonso da Costa Guimares por toda a sabedoria que me transmitiu ao longo da vida e, em

especial, durante a execuo deste trabalho, minha me, Helena Isabel dos Santos Cncio

por toda a pacincia, apoio totalmente incondicional e compreenso que me levaram a

conseguir concretizar este estudo e finalmente ao meu irmo e sua namorada, Andr Cncio

Guimares e Rita Teixeira, por todo o companheirismo e amizade que partilhamos, essenciais

para um bom estado de esprito na elaborao desta dissertao.

Por ltimo, mas no os menos importantes, a todos os meus amigos que me ajudam a ter uma

vida concretizada e saudvel e a ter vontade de fazer este trabalho, seria uma lista

interminvel pelo que agradeo de uma forma geral e profunda aos amigos que conheci

durante o meu percurso da faculdade e a todos os outros que conheci anteriormente,

deixando um espao especial para as trs companheiras que fizeram a dissertao ao mesmo

tempo que eu por puxarem por mim nas alturas mais importantes.

Ainda agradeo ao projecto HybCO2 Hybrid approaches to assess economic, environmental

and technological impacts of long term low carbon scenarios: The Portuguese case (PTDC/AAC-

CLI/105164/2008) financiado por Fundos Nacionais atravs da FCT Fundao para a Cincia e

a Tecnologia por ter facultado os cenrios energticos de longo prazo para Portugal.

V

VI

RESUMO

A quase totalidade da energia global consumida vem dos combustveis fsseis e o seu consumo tem vindo a aumentar exponencialmente nestas ltimas dcadas causando a depleo dos recursos de fsseis conhecidos e suscitando questes como problemas ambientais e, em particular, o das alteraes climticas. A mitigao destes problemas ambientais uma das foras motrizes para a utilizao da bioenergia em substituio dos combustveis fsseis. Os biocombustveis so uma forma de aproveitamento desta bioenergia para satisfazer as necessidades do sector dos transportes, que responsvel por cerca de um quinto das emisses de gases efeito de estufa (GEE) a nvel global e cerca de um tero a nvel europeu.

Os biocombustveis tradicionais, biodiesel e etanol, provenientes de culturas alimentcias criaram uma polmica sobre competio do sector energtico e o sector alimentar e as matrias-primas para a sua produo no so em grande medida competitivas com os combustveis fsseis pelo que o desenvolvimento de novas tecnologias de produo de biocombustveis est a ser alvo de interesse. Estes novos biocombustveis, designados por biocombustveis avanados, utilizam outras fontes de matrias-primas que tm a vantagem de no competir com outros sectores e ter melhores desempenhos ambientais, posto isto uma anlise destas tecnologias necessria para se avaliar sobre o seu potencial de implementao.

Nesta dissertao feita uma anlise do potencial das novas tecnologias de produo de biocombustveis para o sistema energtico portugus at 2050 atravs: i) da sistematizao de algumas destas tecnologias emergentes, por exemplo a gasificao de biomassa; ii) da anlise do potencial de disponibilidade de matria-prima para produo de biocombustveis, nomeadamente, os licores negros, a biomassa geral (culturas energticas, resduos agrcolas e resduos florestais), os resduos slidos urbanos (RSU) e as algas; iii) da anlise exploratria de cenrios criados pelo modelo TIMES_PT, cenrio base e cenrio com a considerao das novas tecnologias de produo de biocombustveis.

Constatou-se para Portugal um potencial de disponibilidade de matrias-primas em 2050 de 36,8 PJ anuais de biomassa, 10 PJ de RSU e 33,2 PJ de licores negros, no havendo informao disponvel para o potencial de produo de algas dado o seu estado embrionrio

A anlise de cenrios futuros do sistema energtico portugus, considerando um tecto agressivo de emisses de gases com efeito de estufa at 2050, revelou resultados satisfatrios comparativamente ao cenrio base (sem a considerao das novas tecnologias), nomeadamente com uma substituio total dos combustveis fsseis em 2050 no sector dos transportes e com um consumo de bio Fischer-Tropsch diesel (bio-FTD) de 81 PJ anuais em 2050, que corresponde a 37% do total. A tecnologia custo-eficaz seleccionada pelo modelo foi a gasificao da biomassa, seguida da gasificao dos licores negros e da gasificao dos RSU. Estes resultados permitem antever um papel importante dos biocombustveis avanados no futuro do sector dos transportes, sobretudo se considerarmos uma economia de baixo carbono para Portugal

Palavras-chave: Biocombustveis avanados, novas tecnologias de produo, emisso de GEE, biorefinaria e cenrios futuros.

VII

VIII

ABSTRACT

The majority of the global consumed energy comes from fossil fuels and its consumption has

been rising exponentially in the last decades causing de depletion of the known fossil

resources and raising issues like environmental problems and, in particular, the climate

change. The mitigation of these problems is one of the driving forces for the use of bioenergy

in order to replace fossil fuels. The biofuels are an option for using this bioenergy for meeting

the needs of the transportation sector, which is responsible for almost one fifth of the

greenhouse gas (GHG) emissions at global level and one third at European level.

The traditional biofuels, biodiesel and ethanol, that come from food crops created a

controversy on the competition of the energetic sector and the food sector and the feedstock

for their production are not competitive in great extent with the fossil fuel therefore the

development of new technologies of biofuel production is attracting interest. These new

biofuels, referred as advanced biofuels, use other feedstock resources that have the advantage

of not competing with other sectors and having better environmental performances, that said

an analysis of this technologies is necessary in order to assess about their implementation

potential.

In this dissertation an analysis of the new biofuel production technologies for the Portuguese

energetic system until 2050 is made through: i) the systematization of some of these emerging

technologies, for example the biomass gasification; ii) the analysis of the feedstock availability

potential for the production of biofuels, particularly, the black liquors, general biomass

(energy crops, agricultural residues and forest residues), municipal solid waste (MSW) and

algae; iii) the exploratory analysis of scenarios created by the model TIMES_PT, base scenarios

and the scenario with the consideration of the new biofuel production technologies

It was found for Portugal that the feedstock availability potential in 2050 is 36,8 PJ of biomass

annually, 10 PJ of MSW and 33,2 PJ of black liquors, and that there is missing information for

the algae production potential due the its embryonic status.

The analysis of the Portuguese energetic system future scenarios, considering an aggressive

reduction of greenhouse gases until 2050, revealed satisfying results compared with the base

scenario (without the consideration of the new technologies), particularly with a total

substitution of fossil fuels in 2050 in the transportation sector and with a consumption of bio

Fischer-Tropsch diesel (bio-FTD) of 81 PJ annually in 2050, that corresponds to 37% of the

total. The cost-effective technology selected by the model was the gasification of biomass,

followed by the gasification of black liquors and the gasification of MSW. This results allow to

foresee an important role of the advanced biofuels in the transportation sector, mainly if we

consider a low carbon economy for Portugal

Keywords: Advanced biofuels, new production technologies, GHG emission, biorefinery and

future scenarios.

IX

X

NDICE DE MATRIAS

1. Introduo ............................................................................................................................. 1

2. Bioenergia para produo de biocombustveis avanados ................................................... 9

2.1. Estado actual das tecnologias de produo avanadas .............................................. 12

2.2. Matrias-primas .......................................................................................................... 15

2.3. Biocombustveis avanados ........................................................................................ 16

2.4. Misturas de biocombustveis ...................................................................................... 21

2.5. Enquadramento legal .................................................................................................. 22

2.5.1. Polticas da Unio Europeia ................................................................................. 22

2.5.2. Polticas nacionais ............................................................................................... 25

2.6. Importncia ambiental e sustentabilidade ................................................................. 27

3. Tecnologias de produo de biocombustveis avanados .................................................. 33

3.1. Processos de transformao base ............................................................................... 33

3.1.1. Gasificao .......................................................................................................... 33

3.1.2. Sntese Fischer-Tropsch ....................................................................................... 39

3.1.3. Pirlise ................................................................................................................. 41

3.1.4. Outros processos ................................................................................................. 42

3.2. Licores Negros ............................................................................................................. 44

3.2.1. Produo de DME/Metanol ................................................................................ 45

3.2.2. Produo de metano ........................................................................................... 47

3.2.3. Produo de Metanol .......................................................................................... 48

3.2.4. Produo de hidrognio ...................................................................................... 49

3.2.5. Produo de Fischer-Tropsch diesel .................................................................... 51

3.3. Biomassa ..................................................................................................................... 52

3.3.1. Produo de DME ................................................................................................ 52

3.3.2. Produo de metanol .......................................................................................... 53

3.3.3. Produo de hidrognio ...................................................................................... 55

3.3.4. Produo de Fischer-Tropsch diesel .................................................................... 56

3.3.5. Produo de bioetanol ........................................................................................ 56

3.3.6. Produo de Bio-SNG .......................................................................................... 58

3.4. Resduos slidos urbanos ............................................................................................ 59

3.4.1. Produo de Fischer-Tropsch Diesel e Bio-SNG .................................................. 59

XI

3.4.2. Produo de bioetanol ........................................................................................ 60

3.5. Algas ............................................................................................................................ 60

3.5.1. Produo de biocombustvel directamente da alga............................................ 62

3.5.2. Produo de biocombustveis a partir da alga inteira ......................................... 65

3.6. Implementao futura de biocombustveis avanados .............................................. 68

4. Potencial de implementao dos biocombustveis ............................................................. 71

4.1. Contexto actual ........................................................................................................... 72

4.1.1. Biocombustveis Convencionais na Europa ......................................................... 72

4.1.2. Biocombustveis Avanados na Europa ............................................................... 74

4.1.3. Biocombustveis Convencionais/1 gerao em Portugal................................... 76

4.1.4. Biocombustveis Avanados em Portugal ........................................................... 77

4.2. Potencial de disponibilidade de matria-prima para produo de biocombustveis . 77

4.2.1. Potencial global de biomassa disponvel para produo de biocombustveis

avanados em 2050 ............................................................................................................. 78

4.2.2. Potencial de disponibilidade de licores negros ................................................... 79

4.2.3. Potencial de disponibilidade da biomassa geral ................................................. 80

4.3. Potencial dos biocombustveis para a reduo de emisses de GEE .......................... 84

4.4. Potencial para Portugal ............................................................................................... 86

4.5. Barreiras implementao dos biocombustveis ....................................................... 96

5. Concluses........................................................................................................................... 99

6. Bibliografia ........................................................................................................................ 103

XII

NDICE DE FIGURAS

Figura 1.1 - Consumo mundial de combustveis fsseis de 1950 a 2003 em Mtep ...................... 1

Figura 1.2 Emisso de GEE por sector em 2007 na UE-27. ........................................................ 2

Figura 1.3 - Emisso de GEE no sector dos transportes, por meio de transporte em 2007 na UE

27. .................................................................................................................................................. 2

Figura 1.4 - Produo mundial de biocombustveis do ano 2000 a 2010 em mil milhes de

litros. ............................................................................................................................................. 4

Figura 2.1 - Vias de produo de biocombustveis...................................................................... 11

Figura 2.2 -Esquema dos processos de produo bioqumico e termoqumico. ........................ 12

Figura 2.3 - Estado de maturidade dos diferentes biocombustveis ........................................... 13

Figura 2.4 - Cadeia de fornecimento de biocombustveis. .......................................................... 14

Figura 2.5 - Princpios bsicos das refinarias de petrleo tradicionais vs biorefinarias.............. 15

Figura 2.6 - Tipos de biomassa geral para biocombustveis avanados a) Gramneas

(switchgrass) b) eullia c)Resduos de madeira (aparas) d) Cultura de salgueiro e) Palha de trigo

f) Culturas de Choupo. ................................................................................................................ 15

Figura 2.7 - Licor Negro ............................................................................................................... 16

Figura 2.8 - Tipos de Misturas de etanol e respectivos veculos ................................................. 22

Figura 2.9 - Metas obrigatrias de biocombustveis na UE -27 em 2010. .................................. 25

Figura 2.10 - Emisses de GEE em todo o ciclo de vida (CO2eq por km) dos combustveis fsseis

vs biocombustveis convencionais e biocombustveis avanados. ............................................ 28

Figura 2.11 - Impacte da produo de biocombustveis de 1 e 2 gerao .............................. 28

Figura 2.12 - Esquema com as questes relacionadas com a sustentabilidade dos

biocombustveis. ......................................................................................................................... 31

Figura 3.1 - Reaco geral da gasificao .................................................................................... 33

Figura 3.2 - Biocombustveis produzidos a partir do gs de sntese obtido na gasificao. ....... 35

Figura 3.3 - Esquema de um gasificador de leito em suspenso. ............................................... 36

Figura 3.4 - Esquema tpico de um gasificador de leito fluidizado.............................................. 37

Figura 3.5 - Esquema tpico dos gasificadores de fluxo em contra-corrente (a) e de fluxo em

paralelo (b). ................................................................................................................................. 38

Figura 3.6 - Esquemas tpicos dos reactores de Fischer-Tropsch. ............................................... 41

Figura 3.7 - Reaco geral de pirlise.......................................................................................... 41

Figura 3.8 - Esquema de um reactor de pirlise. ........................................................................ 42

XIII

Figura 3.9 - Produo de pasta de papel convencional e esquema com a produo de gs de

sntese. ........................................................................................................................................ 44

Figura 3.10 - Esquema tpico da produo de biocombustveis a partir dos licores negros. ...... 46

Figura 3.11 - Exemplo de um fotobioreactor para produo de algas (esquerda) e produo de

algas em tanques abertos no Hawaii (direita). .......................................................................... 62

Figura 3.12 - Esquema das vias potenciais de converso da alga inteira em biocombustveis. . 67

Figura 3.13 - Capacidade de produo de biocombustveis avanados para 2015, 2020 e 2030

do roadmap da IEA. ..................................................................................................................... 69

Figura 3.15 - Percentagem de biocombustveis no sector dos transportes em 2030, 2035 e 2050

de acordo com vrios cenrios efectuados. ................................................................................ 69

Figura 4.1 - Produo global de etanol e biodiesel de 2000 a 2011. .......................................... 72

Figura 4.2 - Consumo final de biocombustveis em % de energia final no sector dos transportes

na UE-27. ..................................................................................................................................... 73

Figura 4.3 - Capacidade de produo de biocombustveis avanados na Europa at 2008 e a

capacidade de produo adicional planeada para 2009. ............................................................ 74

Figura 4.4- Principais produtores de biodiesel em Portugal em 2010. ....................................... 76

Figura 4.5 - Custos de produo das matrias-primas de 1 gerao e de gerao avanada na

Europa em 2030. ......................................................................................................................... 80

Figura 4.6 - rea potencialmente disponvel para produo de culturas dedicadamente

energticas na Europa em 2030. ................................................................................................. 81

Figura 4.7 - Distribuio espacial dos custos de produo de culturas de madeira

dedicadamente energticas na Europa em 2005 (2005/GJ).. ................................................... 82

Figura 4.8 - Potencial de disponibilidade de biomassa (culturas energticas e de resduos

agrcolas) na Europa em 2020 (GJ/(ha*ano). .............................................................................. 83

Figura 4.9 - Uso de energia global no sector dos transportes (a) e uso dos biocombustveis nos

diferentes meios de transporte (b) em 2050 (cenrio BLUEMap da IEA). .................................. 85

Figura 4.10 - Contribuio dos biocombustveis para a reduo das emisses de GEE do sector

dos transportes de 2010 a 2050.................................................................................................. 85

Figura 4.11 - Parque de veculos motorizados por tipo de combustvel utilizado em Portugal em

2011. ............................................................................................................................................ 86

Figura 4.12 - Consumo de energia final por sector para o cenrio biof_GEE em Portugal de

2010 a 2050 (PJ). ......................................................................................................................... 87

XIV

Figura 4.13 - Consumo de recursos endgenos no cenrio biof_GEE em Portugal de 2010 a

2050 (PJ). ..................................................................................................................................... 88

Figura 4.14 - Importao de petrleo bruto em PJ no cenrio biof_GEE para Portugal em 2050.

..................................................................................................................................................... 88

Figura 4.15 - Consumo de FT-diesel (esquerda) e de biodiesel (direita) de 2010 a 2050 em cada

um dos cenrios (PJ). ................................................................................................................... 90

Figura 4.16 - Consumo de energia final nos transportes em PJ de 2010 a 2050 para o cenrio

base_GEE. .................................................................................................................................... 91

Figura 4.17 - Consumo de energia final nos transportes em PJ de 2010 a 2050 para o cenrio

biof_GEE. ..................................................................................................................................... 91

Figura 4.18 - Distribuio relativa dos passageiros transportados por tipo de combustvel de

2010 a 2050 em Portugal- Cenrio base_GEE (esquerda) e cenrio biof_GEE (direita). ............ 92

Figura 4.19 - Distribuio relativa das toneladas de mercadorias transportadas por tipo de

combustvel de 2010 a 2050 em Portugal- Cenrio base_GEE (esquerda) e cenrio biof_GEE

(direita). ....................................................................................................................................... 93

Figura 4.20 - Emisses de GEE por sector - cenrio biof_GEE (Gg CO2eq). ................................ 94

Figura 4.21 - Emisses de GEE no Sector dos Transportes nos 2 Cenrios. ................................ 95

Figura 4.22 - Matriz de avaliao da adequao dos biocombustveis. ...................................... 96

XV

XVI

NDICE DE TABELAS

Tabela 2.1 - Sistema de recompensao pelo uso de matrias-primas endgenas no-

alimentares, lenho-celulsicas e de resduos para produo de biocombustveis. .................... 27

Tabela 2.2 - Reduo da emisso de GEE resultante do consumo de biocombustveis na UE em

2008, comparativamente aos combustveis fsseis. .................................................................. 29

Tabela 2.3 - Postos de trabalho estimados (x100) relacionados com a indstria da bioenergia

em 2011....................................................................................................................................... 29

Tabela 3.1 -Composio do gs de sntese (em %) de acordo com os diferentes agentes de

gasificao. .................................................................................................................................. 34

Tabela 3.2 - Caractersticas tecno-econmicas da gasificao trmica de licor negros para

produo de DME (processo Chemrec). ..................................................................................... 47

Tabela 3.3 Caractersticas tecno-econmicas da gasificao cataltica hidrotrmica do licor

negro para produo de CH4 (processo da Chemrec). ................................................................ 48

Tabela 3.4 Caractersticas tecno-econmicas da gasificao de licores negros para produo

de metanol. ................................................................................................................................. 49

Tabela 3.5 - Caractersticas tecno-econmicas da gasificao seca de licores negros para

produo de hidrognio (Processo Chemrec). ............................................................................ 50

Tabela 3.6 - Caractersticas tecno-econmicas da gasificao de licores negros para a produo

de FT-diesel (Processo Chemrec). ............................................................................................... 51

Tabela 3.7 - Caractersticas tecno-econmicas da gasificao de biomassa para a produo de

DME. ............................................................................................................................................ 52

Tabela 3.8 - Caractersticas tecno-econmicas da produo de metanol a partir da gasificao

da biomassa (Processo Chemrec). .............................................................................................. 53

Tabela 3.9 - Caractersticas tecno-econmicas da gasificao de biomassa a energia solar para

produo de metanol. ................................................................................................................. 54

Tabela 3.10 Caractersticas tecno-econmicas da gasificao da biomassa para produo de

metanol com captura de CO2. ..................................................................................................... 54

Tabela 3.11 - Caractersticas tecno-econmicas da produo de hidrognio a partir da

gasificao da biomassa (Processo do NREL) .............................................................................. 55

Tabela 3.12 - Caractersticas tecno-econmicas da produo de FT-diesel a partir da gasificao

de biomassa e sntese FT (Processo Choren). ............................................................................. 56

XVII

Tabela 3.13 - Caractersticas tecno-econmicas da produo de etanol a partir de biomassa

com SSF. ...................................................................................................................................... 57

Tabela 3.14 - Caractersticas tecno-econmicas da produo de etanol atravs de processos

bioqumicos (modelado pelo NREL). ........................................................................................... 57

Tabela 3.15 - Caractersticas tecno-econmicas da produo de etanol a partir da gasificao

da biomassa (modelado pelo NREL). ........................................................................................... 58

Tabela 3.16 - Caractersticas tecno-econmicas da produo de bio-SNG atravs da gasificao

da biomassa. ................................................................................................................................ 59

Tabela 3.17 - Caractersticas tecno-econmicas da produo de FTD e bio-SNG a partir de

resduos slidos urbanos. ............................................................................................................ 59

Tabela 3.18 - Caractersticas tecno-econmicas da produo de bioetanol atravs de resduos

slidos urbanos. .......................................................................................................................... 60

Tabela 3.19 - Comparao de diferentes rendimentos de leos por tipo de cultura utilizada.

(Fonte: adaptado de [61]) ........................................................................................................... 61

Tabela 4.4 - Potencial global de biomassa disponvel em 2050 das diferentes categorias. ....... 78

Tabela 4.2 - Potencial terico mximo de biomaem 2020, 2030 e 2050 em Portugal.. ............. 83

Tabela 4.3 - Potencial terico mximo de RSU em 2020, 2030 e 2050 em Portugal. ................. 84

Tabela 4.5- Tecnologias seleccionadas pelo TIMES_PT na criao do cenrio biof_GEE de

2015 a 2050 e respectiva produo de biocombustvel e consumo. .......................................... 89

XVIII

LISTA DE ACRNIMOS E SIGLAS

1G Primeira gerao

CE Comisso Europeia

CH4 Metano

CO2 Dixido de Carbono

EJ Exajoule - 1018 joule

EtOH Etanol

EUA Estados Unidos da Amrica

FT Fischer-Tropsch

FTD Fischer-Tropsch diesel

GEE Gases efeito de estufa

GJ Gigajoule 109 joule

GNC Gs natural comprimido

GPL Gs petrolfero liquefeito

Gg Gigagrama 109 grama

Gt Gigatonelada 109 tonelada

H2 Hidrognio

IEA - International Energy Agency

INE Instituto nacional de estatstica

IPCC Intergovernmental Panel for Climate Change

Lux Unidade de iluminiamento

MeOH - Metanol

Mtep Milhes de toneladas equivalentes de petrleo

NREL - National Renewable Energy Laboratory

OCDE Organizao para a Cooperao e Desenvolvimento Econmico

PJ Petajoule 1015 joule

RSU Resduos slidos urbanos

SNG Synthetic natural gas gs natural sinttico

t - tonelada

UE Unio Europeia

USD United States Dollars dlares americanos

XIX

1

1. Introduo

O desenvolvimento tecnolgico e energtico tem sido um factor decisivo para o

desenvolvimento global no ltimo sculo e foi sustentado por um fornecimento energtico

largamente baseado em combustveis fsseis [1]. Cerca de 85% da energia global vem dos

combustveis fsseis e estima-se que o seu consumo ir aumentar em 50% de 2005 a 2030,

causando a diminuio e desaparecimento dos recursos de combustveis fosseis conhecidos

(2007) [1]. A elevada dependncia do petrleo e o aumento rpido no consumo de energia

suscita questes como o aquecimento global e as alteraes climticas, segurana de

fornecimento de combustveis e a depleo de fontes/recursos no renovveis [2].

O sector dos transportes desempenha um papel crucial nestes problemas devido sua elevada

dependncia com os combustveis fsseis e ao aumento previsto da procura de mobilidade,

especialmente nos pases em desenvolvimento [1]. Se esta tendncia se mantiver, tecnologias

alternativas, quer automveis, quer de combustveis, ou ambas, sero necessrias para

satisfazer esta procura de forma sustentvel e tm de satisfazer requisitos, como estarem

acessveis para todos, ser de utilizao limpa e de custos acessveis [1]. No grfico da Figura

1.1 apresentado o consumo mundial de combustveis fsseis de 1950 a 2003, em milhes de

Mtep, mostrando a sua tendncia crescente.

Figura 1.1 - Consumo mundial de combustveis fsseis de 1950 a 2003 em Mtep (Fonte: adaptado de [3])

2

As concentraes crescentes de GEE na atmosfera j causaram mudanas perceptveis no

clima e conduziro a crescentes alteraes climticas no futuro [1]. O sector dos transportes

contribui significativamente para as emisses dos GEE, representado 23% globalmente e 30%

na OCDE (Organizao para a Cooperao e Desenvolvimento Econmico) das emisses de CO2

pela combusto de combustveis em 2005 [1] e dependente dos combustveis fsseis em

98% [4]. O transporte rodovirio o principal emissor de CO2, mas outros meios de

transportes, como a aviao, tambm tm impacte no aquecimento global e nas alteraes

climticas [5]. Em 2007 o sector dos transportes contribuiu com a emisso de cerca de 983

milhes de toneladas de CO2 equivalente, correspondente a 19,5 % do total das emisses e o

transporte rodovirio contribui com 70,9 % destas emisses [6]. Nos grficos das figura 1.2 e

figura 1.3 esto representadas, respectivamente, as emisses de GEE por sector em 2007 na

UE 27 e as emisses de GEE no sector dos transportes por meio de transporte em 2007 na UE

27.

Figura 1.2 Emisso de GEE por sector em 2007 na UE-27. (Fonte: Adaptado de [6])

Figura 1.3 - Emisso de GEE no sector dos transportes, por meio de transporte em 2007 na UE 27. (Fonte:

adaptado de [6])

3

Um dos factores chave para o desenvolvimento tecnolgico sustentvel a transio do uso

dos combustveis fsseis para fontes renovveis, como as matrias-primas derivadas de

biomassa [5]. Os biocombustveis, como o biodiesel e o bioetanol, tm vindo a ser assumidos

como uma alternativa de combustveis no-fsseis e de baixo carbono, de maneira a que haja

uma reduo da dependncia do petrleo, e contribuem para os esforos crescentes na

descarbonizao do sector dos transportes, muitas vezes com alteraes mnimas ao nvel dos

veculos e das infra-estruturas existentes [7]. Assim, o desenvolvimento e avaliao das opes

tecnolgicas e dos vrios cenrios de explorao dos biocombustveis so necessrios, pois so

potencialmente custo-efectivos, de utilizao limpa e acessveis a todos.

O uso global dos biocombustveis aumentou rapidamente nos ltimos 10 anos, produzindo-se

em 2008 cerca de 90 mil milhes de litros por ano, seis vezes mais que no incio da dcada e

equivalente a 3,5% dos combustveis fosseis utilizados nos transportes (em volume) [8]. Na UE

os biocombustveis esto a ser desenvolvidos principalmente para responder aos problemas

ambientais e reduzir a dependncia do petrleo [8].

A mitigao das alteraes climticas e a segurana energtica so as principais foras

motrizes para o aumento da utilizao da energia da biomassa, a bioenergia. Uma grande

variedade de iniciativas para a reduo da dependncia do petrleo e das emisses de gases

efeito de estufa (GEE) associadas ao petrleo esto em estado de desenvolvimento.

Actualmente a colocao de esforos que favoream o uso de fontes de energia renovveis,

incluindo a produo de biocombustveis em larga escala, oferece um grande potencial para

solucionar os problemas ambientais. provvel que os combustveis renovveis, onde se

incluem os biocombustveis, desempenhem um papel fundamental no futuro do fornecimento

energtico em substituio aos combustveis fsseis, devido s regulamentaes rigorosas de

reduo das emisses dos GEE [2]. No grfico da Figura 1.4 est representada a produo

mundial de biocombustveis de 200 a 2010 onde se observa esta tendncia crescente de

produo.

4

Figura 1.4 - Produo mundial de biocombustveis do ano 2000 a 2010 em mil milhes de litros. (Fonte: adaptado de [7])

Existem muitos obstculos a serem ultrapassados para uma aceitao global destas matrias-

primas, entre eles, o desenvolvimento de tecnologias apropriadas para a produo de

biocombustveis avanados, a disponibilidade das matrias-primas para a sua produo e a

concepo errada de estratgias para a sua implementao [5]. Conseguir compreender o

potencial destas opes tecnolgicas uma tarefa complexa, pois existe um elevado nvel de

incerteza em relao ao potencial real das diferentes opes tecnolgicas [1].

Existe uma incerteza considervel em como classificar os biocombustveis. Tipicamente os

biocombustveis so divididos em primeira, segunda e terceira gerao, mas o mesmo

biocombustvel pode ser classificado diferentemente dependendo do tipo de matria-prima

utilizada ou da maturidade da tecnologia utilizada. No mbito desta dissertao para a

classificao dos biocombustveis utiliza-se a maturidade da tecnologia e o tipo de matria-

prima utilizado e referem-se como biocombustveis convencionais, os de 1 gerao, e como

biocombustveis avanados os de 2, 3 ou superiores geraes.

Muitas das tecnologias que iro contribuir para a comercializao dos biocombustveis

avanados no futuro ainda no esto completamente desenvolvidas e implementadas. Para

que se atinja um desenvolvimento sustentvel e competitivo destes biocombustveis

avanados necessria a criao de polticas de apoio e incentivo, e o uso de estratgias

sustentveis, efectivas e flexveis [7]. Uma das medidas de apoio ao desenvolvimento dos

5

biocombustveis a imposio de percentagens de misturas destes com os combustveis

fosseis, combinada com incentivos fiscais [7]. As metas definidas pela UE para o

desenvolvimento dos biocombustveis tm como objectivo aumentar a segurana de

fornecimento energtico, melhorar as emisses de carbono e sustentar a competitividade

europeia [4]. O desenvolvimento de tecnologias de biocombustveis inovadoras permitir

alcanar estes objectivos.

As projeces para os biocombustveis avanados comearem a ser comercializados em larga

escala variam bastante, mas a maioria aponta para depois de 2015 [9]. Os biocombustveis

avanados tm o potencial de serem muito superiores em relao aos de primeira gerao,

nomeadamente ao nvel de balanos e eficincias energticas, reduo dos GEE, necessidades

de uso do solo e competio com alimento, com gua e outras indstrias. Estes ainda no

foram implementados comercialmente, pois as tecnologias de converso ainda no foram

demonstradas em larga escala comercial, necessria mais investigao em relao a

requisitos de uso do solo, de uso de gua e de energia [9].

Os biocombustveis so considerados como uma soluo a curto-mdio prazo para alternativas

aos combustveis fosseis no sector dos transportes, principalmente para os transportes

pesados e aviao onde poucas alternativas aos combustveis lquidos existem. Alm disso, os

biocombustveis oferecem oportunidades para o desenvolvimento econmico, diversificao

do sector agrcola, integrao da gesto de florestas e remoo dos aterros para resduos

urbanos [10]. Estas oportunidades esto acompanhadas de obstculos significativos, o estado

actual da tecnologia de biocombustveis de baixo custo no oferece grandes benefcios

ambientais, e os biocombustveis que sero capazes de oferecer essas vantagens ainda no

esto comercialmente disponveis [10].

A produo dos biocombustveis oferece novas opes para a utilizao de culturas agrcolas e

energticas, de resduos agro-florestais e dos fluxos de resduos, mas aspectos ambientais,

sociais e econmicos tm de ser considerados. A diversidade em matrias-primas disponveis e

o grande nmero de formas/processos de produo tornam o clculo de desempenho de

emisses de GEE e do desempenho em relao aos combustveis fsseis bastante complexo.

[11]

6

O desenvolvimento de fontes de energia alternativas visto como uma forma de reduzir a

dependncia dos combustveis fsseis tanto por razes ambientais como econmicas. Sendo

os biocombustveis avanados uma destas alternativas, uma anlise das tecnologias de

produo fundamental para se saber o potencial futuro desta alternativa.

Esta dissertao faz a sistematizao e comparao de algumas das tecnologias de produo

de biocombustveis avanados. A comparao e anlise das diferentes tecnologias so feitas

com recurso ao modelo tecnolgico de optimizao linear TIMES_PT que cria cenrios futuros,

utilizando os valores tecno-econmicos de cada tecnologia e diferentes condies/restries (a

nvel econmico ou ambiental).

No mbito desta dissertao considera-se:

i) Os vrios tipos de biocombustveis avanados, ou seja, os novos biocombustveis

emergentes;

ii) As novas tecnologias de produo, que se baseiam basicamente em processos

bioqumicos ou processos termoqumicos;

iii) Um enfoque da anlise no potencial destas tecnologias para o sistema energtico

portugus;

iv) Um enfoque na anlise dos resultados obtidos no modelo TIMES_PT para o sector

dos transportes em Portugal.

O estudo realizado tem como objectivo principal analisar o potencial dos biocombustveis

avanados para o sistema energtico portugus e para tal considerou-se os seguintes

objectivos secundrios:

a) Sistematizar o estado actual dos biocombustveis avanados;

b) Delinear o estado de maturidade das tecnologias de produo avanadas;

c) Fazer uma anlise tecno-econmica de algumas das tecnologias de produo avanada

consoante o tipo de matria-prima utilizada;

7

d) Analisar o potencial de disponibilidade das matrias-primas para produo de

biocombustveis avanados;

e) Anlise exploratria sobre o potencial para Portugal, com base em cenrios gerados pelo

modelo TIMES_PT, no sector dos transportes.

Este trabalho tem o contributo de apresentar e analisar cenrios futuros para o sistema

energtico portugus em que se consideram a implementao de tecnologias de produo de

biocombustveis avanados em Portugal e analisar a possvel viabilidade de produo de

biocombustveis avanados em Portugal, rene um leque significativo das tecnologias de

produo de biocombustveis avanados, tendo em conta as suas caractersticas tecno-

econmicas, faz levantamento de estudos que avaliam o potencial de disponibilidade de

matrias-primas para produo de biocombustveis a nvel global, a nvel da Europa e a nvel

de Portugal e analisa de uma forma transversal a temtica dos biocombustveis avanados

para o sector dos transportes.

Esta dissertao tem seis captulos principais: i) no primeiro captulo, Introduo,

apresentado o tema e definido o mbito, a motivao, a contribuio e a estrutura da

dissertao, ii) no segundo captulo, Bioenergia para produo de biocombustveis

avanados, feita a definio de bioenergia e biocombustveis, um levantamento das

tecnologias de produo avanadas, das matrias-primas e dos biocombustveis avanados

que foram analisados, o enquadramento legal e definida a importncia ambiental e

sustentabilidade dos biocombustveis avanados, iii) no terceiro captulo, Tecnologias de

produo de biocombustveis avanados, feita uma descrio tcnica das tecnologias de

produo de biocombustveis avanados analisadas, iv) no quarto captulo, Potencial de

utilizao dos biocombustveis avanados, so definidos o contexto actual (da ultima dcada)

dos biocombustveis ao nvel Europeu e ao nvel de Portugal, o potencial de substituio dos

biocombustveis avanados em relao aos combustveis fsseis, em termos da disponibilidade

de matria-prima, da maturidade das tecnologias, da reduo das emisses de GEE e das

previses at 2050 e o potencial para Portugal, atravs da anlise exploratria dos resultados

obtidos atravs do modelo TIMES_PT. So tambm definidas as limitaes para esta promoo

e implementao de biocombustveis avanados, v) no quinto captulo, Concluses, so feitas

as consideraes finais e so referidos aspectos relativos a trabalhos futuros.

8

9

2. Bioenergia para produo de biocombustveis avanados

A biomassa material orgnico que contm bioenergia, esta forma de energia est presente

em organismos vivos ou recentemente vivos e pode ser processada na produo de vrios

produtos, como o biocombustvel. As plantas recebem a bioenergia atravs da fotossntese e

quase todos os tipos de bioenergia esto associados luz solar, pelo que a bioenergia tem a

grande vantagem de ser considerada renovvel. Esta definio de bioenergia exclui

especificamente os combustveis fsseis [12].

Biocombustveis so um conjunto de combustveis derivados de vrios tipos de biomassa e

podem ser produzidos atravs de vrias tecnologias de converso [13]. Estes combustveis

podem ser lcoois (como o etanol, metanol ou butanol), hidrocarbonetos (semelhantes a

gasolina, diesel, e combustvel de aviao), hidrognio (H2), gs natural sinttico (SNG -

sinthetic natural gas ) e outros ainda tipos de biocombustvel [10].

Os biocombustveis de 1 gerao, que j esto estabelecidos em larga escala comercial,

utilizam culturas alimentares como matria-prima, como o milho e a cana-de-acar. Estas

culturas de acares, de amido e de leos, so relativamente fceis de converter em, por

exemplo, etanol ou biodiesel, mas representam uma pequena parte da biomassa das plantas,

limitando os rendimentos de produo por unidade de rea. A utilizao de matrias-primas

que no so utilizadas na industria alimentar, como a madeira, culturas dedicadamente

energticas, resduos florestais, resduos agrcolas, resduos domsticos, resduos industriais,

algas e outros tipos de matria-prima lenho-celulsica evita impactes directos com a industria

alimentar e a competio com o alimento [10].

Os biocombustveis avanados so baseados nos recursos de biomassa celulsica e uso do

solo que no so utilizados para outras necessidades primrias (produo alimentar e txtil),

como os resduos lenho-celulsicos de agricultura e florestais, as culturas de rotao rpida e

as culturas no-alimentares (de crescimento em rea no cultivvel ou culturas no

alimentcias), a fraco orgnica de resduos urbanos e a biomassa base de algas; em suma,

biomassa celulsica, lenho-celulsica e algas [14]. A biomassa celulsica constituda por trs

componentes principais: a celulose, a hemicelulose e a lenhina. Celulose e a hemicelulose so

polmeros de hidratos de carbono que podem ser decompostos em acares para

10

fermentao. A lenhina inerte na converso biolgica, pelo que pode ser utilizada nos

processos de converso termoqumicos [10]. As tecnologias de produo de biocombustveis

avanados tm a vantagem de aproveitar uma maior parte da biomassa das matrias-primas

(uma maior parte das plantas e do material celulsico), como madeira, gramneas, palhas da

indstria agrcola e a fraco orgnica de resduos domsticos [13].

Os biocombustveis avanados esto actualmente em pesquisa e desenvolvimento, tais como,

o biohidrognio, o biometanol, o bio-DME, o Fischer-Tropsch diesel, o bioetanol, o biobutanol,

biogasolina,(gasolina renovvel), diesel renovvel, mistura de lcoois e bio-SNG. As algas

podem produzir vrios biocombustveis ou bio leo e so uma matria-prima com

necessidades reduzidas de inputs energticos e com altos rendimentos de produtividade na

produo de biocombustveis. Os biocombustveis sintticos produzidos a partir da biomassa,

por exemplo, atravs do processo Fischer-Tropsch ou outras reaces catalticas tambm se

incluem na categoria de biocombustvel avanado [13]; [15]. No esquema da Figura 2.1 so

representadas as vias de produo de biocombustveis avanados analisados nesta

dissertao.

11

Figura 2.1 - Vias de produo de biocombustveis. (Fonte: adaptado de [10]; [16]

12

2.1. Estado actual das tecnologias de produo avanadas

Actualmente existe uma grande variedade de tecnologias de converso de biocombustveis

avanados, estando em vrios estados de desenvolvimento e maturidade. As tecnologias de

converso de biocombustveis emergentes, referem-se como as tecnologias de produo

avanadas. Estas tecnologias so tipicamente classificadas em trs categorias de acordo com

os processos que utilizam. Processos termoqumicos, processos que utilizam calor, presso e

catalisadores para produzir biocombustveis, os processos bioqumicos, que utilizam

organismos e enzimas na decomposio da biomassa em acares e a sua fermentao nos

produtos desejados, ou uma combinao dos dois processos. Nos esquemas da Figura 2.2

esto representadas as etapas gerais tpicas dos processos bioqumico e termoqumico.

Figura 2.2 -Esquema dos processos de produo bioqumico e termoqumico. (Fonte: adaptado de [17]; [18])

Os processos bioqumicos utilizam a hidrlise e fermentao, a digesto anaerbia e novas

abordagens emergentes. Os processos termoqumicos utilizam a pirlise, a gasificao e

reaces catalticas na converso da biomassa em gs de sntese que pode ser convertido nos

combustveis desejados, por exemplo atravs do processo de Fischer-Tropsch [10].

13

Os processos de converso de biomassa celulsica em biocombustveis esto actualmente em

desenvolvimento e encontram-se em fase experimental ou laboratorial, fase piloto, fase de

demonstrao, fase pr-comercial ou fase comercial em pequena escala. Existem um pequeno

nmero de fbricas em operao comercial ( escala comercial) e um grande nmero de

fbricas em construo ou planeadas em todo o mundo [14]; [7].

A maturidade das tecnologias de converso o principal obstculo para a realizao de uma

produo significativa de biocombustveis avanados. O desenvolvimento de tecnologias de

converso prticas e custo-efectivas de biomassa celulsica o factor chave para a

implementao dos biocombustveis avanados [10]. A disponibilidade comercial dos

biocombustveis avanados prende-se na maturidade das tecnologias de converso e as

perspectivas futuras prendem-se no potencial a longo prazo da disponibilidade da matria-

prima [10]. No esquema da Figura 2.3 apresentado o estado de maturidade dos vrios

biocombustveis.

Figura 2.3 - Estado de maturidade dos diferentes biocombustveis (Fonte: adaptado de [7])

Esto tambm a ser desenvolvidos processos de interveno biotecnolgica das matrias-

primas, de maneira a que a sua estrutura biolgica possa ser especfica para o produto

pretendido, melhorando os rendimentos de converso em biocombustvel. Na cadeia de

14

fornecimento dos biocombustveis existem cinco componentes principais: i) produo e/ou

recolha de matria-prima, ii) logsticas de matria-prima, o transporte, armazenamento e

distribuio, iii) converso da biomassa em biocombustveis e co-produto, iv) distribuio e

armazenamento dos biocombustveis, v) utilizao de biocombustveis. Esta dissertao

focada na Terceira componente, a converso da biomassa em biocombustveis [10] e [19]. No

esquema da Figura 2.4 esto representados os componentes principais da cadeia de

fornecimento de biocombustveis.

Figura 2.4 - Cadeia de fornecimento de biocombustveis. (Fonte: adaptado de [19])

Uma biorefinaria uma instalao/fbrica que integra processos e equipamentos de

converso de biomassa na produo de biocombustveis, energia e qumicos de valor

acrescentado. Este um conceito semelhante/anlogo ao de refinaria de petrleo que produz

vrios combustveis e produtos a partir do petrleo [20]. O custo das biorefinarias o maior

investimento de capital nico no processo de produo de biocombustveis, o equipamento de

produo da matria-prima e de distribuio dos biocombustveis no tm um peso relevante,

comparativamente [20]. No esquema da Figura 2.5 esto os princpios bsicos da refinaria

tradicional e da biorefinaria.

15

Figura 2.5 - Princpios bsicos das refinarias de petrleo tradicionais vs biorefinarias. (Fonte: adaptado de [20])

2.2. Matrias-primas

A produo de biocombustveis avanados baseada sobretudo na utilizao de matria-

prima celulsica e lenho-celulsica. No mbito desta tese a matria-prima referida como

biomassa considera-se biomassa geral, que inclui culturas dedicadamente energticas,

resduos florestais e resduos agrcolas. Na Figura 2.6 esto alguns exemplos de tipos de

biomassa para a produo de biocombustveis avanados.

Figura 2.6 - Tipos de biomassa geral para biocombustveis avanados a) Gramneas (switchgrass) b) eullia c)Resduos de madeira (aparas) d) Cultura de salgueiro e) Palha de trigo f) Culturas de Choupo. (Fonte: Adaptado

de [21])

Para alm das matrias-primas consideradas como biomassa geral, referem-se ainda os licores

negros, os resduos slidos urbanos e as algas, que se apresenta a seguir.

16

Os licores negros so uma soluo rica em lenhina produzida no

processo de fabrico de papel com biomassa lenho-celulsica, aps as

fibras de celulose terem sido extradas para o fabrico de papel. 64

Uma fbrica de pasta de papel produz cerca de 1,7 a 1,8 toneladas de

licor negro por tonelada de pasta de papel produzida. (Larson et al.,

2000) em [2]. Tem um contedo energtico de cerca 14 -18 MJ/kg e

na Figura 2.7 est um exemplo de licor negro.

O uso de algas para a produo de biocombustveis est agora em fase de desenvolvimento.

As tecnologias que esto a ser pesquisadas e desenvolvidas utilizam dois processos de

produo de biocombustveis a partir das algas, a produo directa de biocombustvel da alga

(a alga produz o biocombustveis, como etano) e o processamento do processamento de toda

a alga ou do leo da alga, o bio-leo (a alga inteira ou a extraco do leo da alga). Nestes

processos podem ser utilizadas macroalgas, microalgas e bactrias, sendo as microalgas as

mais utilizadas.

As microalgas so organismos fotossintticos unicelulares de rpido crescimento e grande teor

energtico. Algumas das espcies de algas mais utilizadas para a produo de biocombustveis

so a Arthrospira Stizenberger, Arthrospira platensis, anabaena sp. Chlorella vulgaris,

Chlamydomonas perigranulata, Chlorella Beyerinck, Chlorella vulgaris, Chlorella emersonii,

Dunaliella salina, Haematococcus pluvialis, Nannochloris sp., Nannochloropsis sp., Neochloris

oleoabundans, Phaeodactylum tricornutum e Tetraselmis sueica [22]; [23]; [24].

Os resduos slidos urbanos so principalmente compostos pela fraco orgnica dos resduos

das habitaes, mas podem incluir alguns tipos de resduos comerciais, institucionais e

industriais no-perigosos. No dia-a-dia so produzidos resduos cuja fraco orgnica pode ser

aproveitada para a produo de biocombustveis, que oferece uma opo tradicional

incinerao e aterro, dando-lhes um destino sustentvel [25].

2.3. Biocombustveis avanados

Nesta seco so apresentados os tipos de biocombustveis avanados analisados. Os

biocombustveis lquidos substitutos dos combustveis fsseis so muitas vezes chamados de

Figura 2.7 - Licor Negro (Fonte: [107])

17

combustveis BtL (Biomass to liquid fuels, de biomassa para liquido). Os substitutos da

gasolina, incluindo o etanol, representam uma oportunidade significativa para usar tecnologias

existentes para expandir o uso de combustveis alternativos de baixo carbono. Estes

substitutos referem-se a qualquer combustvel lquido que consegue adequadamente

substituir a gasolina nos motores de combusto. Os substitutos do diesel so definidos como

os combustveis diesel derivados de biomassa como o biodiesel e diesel renovvel, e tambm

de matrias-primas e recursos especficos como diesel derivado de algas, FT diesel derivado de

biomassa e diesel de despolimerizao trmica de resduos industriais e de resduos de

processamento alimentar.

BioDME

O ter dimetlico, DME, de frmula qumica CH3OCH3, tambm conhecido por metoximetano,

ter de madeira, dimetil xido ou metil ter e o mais simples dos teres. incolor,

ligeiramente narctico, no toxico, um gs altamente inflamvel em condies ambiente,

mas pode ser manuseado como liquido quando pressurizado. As propriedades do DME so

semelhantes s do GPL, gs petrolfero liquefeito. [26]

No existem infra-estruturas para a distribuio e uso do DME, no entanto possvel modificar

os motores a diesel convencionais para usarem DME. A pesquisa em usar DME como

combustvel de transporte em veculos pesados est a ser feita na Sucia [8]. O uso de DME

como substituto do diesel tem a vantagem de ter eficincias altas e combusto limpa e livre de

fuligens. [26]

Biometano

Biometano, que pode ser considerado bio-SNG ou biogs , de frmula qumica CH4 (este gs

pode conter outros constituintes para alm do metano), um biocombustvel gasoso

produzido atravs da biomassa por vrios processos, como a metanizao do gs de sntese

obtido a partir da biomassa ou a digesto anaerbia, e tem propriedades semelhantes ao gs

natural [7]; [8]. O biometano pode ser transportado e armazenado em veculos desenhados

para utilizarem gs natural, ou optimizado e processado em diferentes hidrocarbonetos

lquidos [27].

18

Existe um interesse crescente no uso do biometano como combustvel de transporte, devido

aos preos crescentes o combustveis derivados do petrleo, ao seu potencial de reduo de

emisses de gases efeito de estufa e s emisses reduzidas de CO, CO2, NOx, e de partculas. O

uso do biometano pode alcanar redues entre 65% e 77% comparando com o diesel e

dependendo da tecnologia utilizada [8].

A primeira fbrica de demonstrao para a produo de biometano termoquimicamente

atravs da biomassa comeou a sua operao em finais de 2008 na ustria [7]. Os veculos a

gs natural podem utilizar biometano produzido a partir da digesto anaerbia ou gasificao

da biomassa. Certos pases tm mais de 25% de veculos a gs no seu parque automvel [7].

Biometanol

O metanol, CH3OH, a formal mais simples dos lcoois, tambm conhecido por lcool de

madeira, lcool metlico, entre outros. um dos melhores lcoois para biocombustvel [28] e

pode ser utilizado puro como substituto para os combustveis derivados do petrleo ou em

misturas tais como M85 (85%metanol e 15 de combustvel derivado do petrleo) [29]. O

metanol apresenta vrias vantagens, como, o estatuto de biocombustvel avanado ou de 2

gerao, reduo de emisses em toco o ciclo de vida (comparando com combustveis fosseis),

energeticamente eficiente, disponibilidade comercial e economicamente competitivo [30].

Bioetanol

Bioetanol, EtOH, de frmula qumica C2H5OH, conhecido como lcool etlico ou lcool puro,

etanol, etanol avanado e etanol celulsico (quando produzido a partir de biomassa

celulsica), um lcool leve, voltil incolor, lquido inflamvel com odor caracterstico. EtOH

queima de maneira quase invisvel e biodegradvel [31]. O bioetanol produzido de

matrias-primas lenho-celulsicas atravs da converso bioqumica da celulose e hemicelulose

em acares fermentveis. Os acares so fermentados em etanol, atravs dos mesmos

processos que os biocombustveis convencionais. O etanol celulsico tem o potencial de ter

melhores desempenhos a nvel energtico, de emisses de gases efeito de estufa e de

necessidades de uso do solo, que os biocombustveis base de amido. As primeiras fbricas

escala comercial esto agora a ser implementadas [7].

19

Hidrognio

O hidrognio, tambm pode ser referido como biohidrognio, de frmula qumica H2, pode ser

utilizado como combustvel em veculos movidos a clula de combustvel ou em motores de

combusto interna modificados. O hidrognio pode ser produzido de uma grande variedade de

matrias-primas e processos, incluindo a purificao de metano a vapor, separao de gua

por electrlise e a gasificao da biomassa [8]. Existem mercados alternativos para o

biohidrognio e obstculos para o seu uso no transporte, incluindo a falta de infra-estruturas

de distribuio e abastecimento e veculos capazes de aceitar o combustvel. O

desenvolvimento do uso de hidrognio como combustvel de transporte tem sido alvo de

interesse devido a ter emisses de escape nulas [8].

Biobutanol

O biobutanol ou butanol, de frmula qumica C4H10O, tambm conhecido por lcool butlico

tem um comportamento semelhante ao do etanol, um lquido claro com cheiro sufocante e

pouco solvel em gua. Pode ser utilizado em motores de gasolina e tem a vantagem de ser

energeticamente denso e com calor de vaporizao prximos aos da gasolina tradicional e com

potencial de contaminao de guas reduzido. O butanol menos corrosivo, menos solvel em

gua e menos evaporativo que o etanol, pode ser distribudo nas infra-estruturas existentes e

misturado em propores mais flexveis com outros combustveis. [27]

Fischer-Tropsch diesel

O diesel produzido atravs do processo de Fischer-Tropsch, o Fischer-Tropsch diesel, pode

tambm ser considerado biodiesel avanado, diesel sinttico ou diesel renovvel, tem

propriedades muito semelhantes s do diesel convencional. O Fischer-Tropsch diesel pode ser

produzido de um vasto conjunto de matrias-primas, como resduos agrcolas, resduos

verdes, resduos alimentares ou resduos florestais. A biomassa convertida em diesel e

nafta atravs da gasificao e de uma sntese de Fischer-Tropsch.

Este biocombustvel pode ser misturado com os combustveis fsseis em qualquer proporo,

pode utilizar as mesmas infra-estruturas. O biodiesel avanado ter uma importncia

significativa para alcanar as metas propostas no que respeita implementao de

20

biocombustveis, a comercializao deste biocombustvel ainda no est presente em grande

escala, mas prev-se a sua completa comercializao num futuro prximo [7].

Bio-leo de algas

As algas, principalmente as microalgas, tm um elevado contedo em leo, at 60% em peso,

e os leos obtidos a partir destas so utilizados como matria-prima para a produo de

biocombustveis, como o biodiesel [23]. O leo produzido de algas pode substituir

praticamente todas as fraces do petrleo, excepto as mais pesadas, para alm disso, a

biomassa algal que sobra aps a extraco do leo pode ser usada para varias aplicaes

verdes [32]. A produo de biocombustveis a partir das algas no utiliza apenas os leos

extrados destas, podem utilizar-se processos em que toda a alga processada para a

produo de biocombustveis ou processos em que a prpria alga a produzir o

biocombustvel, por exemplo lcoois.

Biogasolina

A biogasolina ou gasolina renovvel um substituto da gasolina que fsico-quimicamente

idnticos gasolina mas so produzidos atravs de recursos renovveis e tecnologias

alternativas. Estes substitutos tm densidades energticas semelhantes s da gasolina e

podem usar as infra-estruturas existentes [33].Os alcanos ou parafinas, de frmula qumica

geral CnH2n+2, so hidrocarbonetos saturados que fazem parte da constituio dos

combustveis fosseis, mas que podem ser produzidos a partir de outras matrias-primas em

vez do petrleo.

Biodiesel

Biodiesel de 1 gerao refere-se a diesel no derivado do petrleo produzido de leos

vegetais ou gorduras animais atravs de transesterificao. um processo simples que mistura

bio leos e um catalisador para formar biodiesel, que frequentemente misturado com o

diesel convencional derivado do petrleo.

Diesel derivado de algas ests em fase de investigao e desenvolvimento que envolve a

produo e crescimento de algas em recipientes ou contentores que reagem com a luz solar e

21

CO2 ou alimentao das algas com acares para a criao de leos e posteriormente a sua

separao e uso num processo de produo de diesel. Algas so um atractivo recurso de

produo de gasolina ou diesel, uma vez que o processo no requere solo arvel e resulta num

combustvel com redues de GHG estimadas at 80% comparado com o diesel derivado do

petrleo [33]. Adicionalmente, diesel derivado de algas pode ter um potencial significativo na

substituio dos combustveis fsseis devido habilidade das algas em produzirem at 30

vezes mais leo por unidade de rea de crescimento do que as plantas terrestres [33].

2.4. Misturas de biocombustveis

As misturas so combinaes de combustveis tradicionais com combustveis alternativos em

diferentes percentagens e podem ser encaradas como combustveis de transio. As

percentagens mais baixas de misturas esto j a ser comercializadas e introduzidas no

mercado para funcionarem com a tecnologia tradicional, abrindo caminho para a integrao

futura dos biocombustveis.

As misturas de biodiesel podem ser, por exemplo, as B5 e B20, em que o diesel tradicional

misturado com 5% e 20% de biodiesel, respectivamente. Estas misturas podem ser abastecidas

nos depsitos de qualquer veculo ligeiro ou pesado a diesel [34]. Como j foi referido,

tambm o metanol misturado em diferentes percentagens com os combustveis derivados

do petrleo, por exemplo, M85, em que o combustvel fssil misturado com 85% de metanol.

As misturas de etanol so j muito praticadas em todo o mundo e nas mais variadas

percentagens. J foram utilizadas misturas de elevada percentagem, como a E85 e E95, 85% e

95% de etanol, respectivamente, e E100 em autocarros movidos a etanol e misturas de baixa

percentagem em veculos a gasolina, a E5, E10 e HE15 (HE, hydrous bioethanol), misturas de

5%, 10% e 15% de etanol, respectivamente [1]. As misturas de elevada percentagem (E85 e

E100) requerem veculos prprios, como os veculos flex-fluel, enquanto as misturas em baixa

percentagem no o requerem.

Para concluir refira-se que as misturas de baixa percentagem so uma forma rpida de

introduzir grandes volumes de biocombustvel no sistema de transportes sem modificar as

infra-estruturas ou veculos existentes. As misturas de bioetanol existentes no mercado so a

E5, E10,HE15, E25 (25% de bioetanol), E-diesel (7,7% de bioetanol), e ED-diesel (10% de

22

bioetanol e 90% diesel) [1]. Na Figura 2.8 esto os tipos de misturas de etanol e os respectivos

veculos.

Figura 2.8 - Tipos de Misturas de etanol e respectivos veculos (Fonte: adaptado de [35])

Os veculos Flex-Fuel (Flexveis em combustvel), so veculos que podem utilizar diferentes

tipos de combustvel, no so o mesmo que veculos hbridos que usam dois depsitos

diferentes para cada tipo de combustvel, estes veculos so desenhados para funcionarem a

gasolina ou com uma mistura at 85% de etanol ou metanol com gasolina e so idnticos aos

veculos a gasolina normais, exceptuando pequenas modificaes no motor e sistema de

combustvel [36]; [37].

2.5. Enquadramento legal

2.5.1. Polticas da Unio Europeia

Na Unio Europeia tm sido definidas vrias metas e objectivos de forma a promover o uso e

implementao de biocombustveis. Estas polticas esto formuladas nos documentos oficiais

da Comisso Europeia [38], sendo alguns destes documentos descritos na parte seguinte. A

recente expanso do Mercado de biocombustveis na UE atribuda legislao que promove

as fontes de energia renovvel em conjunto com os objectivos Europeus de segurana,

competitividade e sustentabilidade energtica [39].

De acordo com a Directiva 2001/77/CE, de 27 de Setembro de 2001 a biomassa a fraco

biodegradvel de produtos e resduos da agricultura (incluindo substncias vegetais e animais),

23

da floresta e das indstrias conexas, bem como a fraco biodegradvel dos resduos

industriais e urbanos.

A Directiva de Electricidade Renovvel (Directive of Green Electricity ou Renewable

Electricity) definiu uma meta de 21% de electricidade produzida em 2010 ser de origem de

fontes de energia renovvel [39]. Posteriormente, uma legislao semelhante foi definida para

o sector dos transportes, a Directiva de Biocombustveis (Directive on Biofuels), que

estabeleceu metas de incorporao de biocombustveis no mercado de 2% at 2005 e de

5,75% at 2010 [39].

No documento Plano de Aco para a Biomassa (Biomass Action Plan) [38]), vrias aces

so descritas que encorajam o uso de biocombustveis para a produo de energia. No que diz

respeito aos biocombustveis o documento Estratgia da Unio Europeia no domnio dos

biocombustveis (An European Strategy for Biofuels) [38] define trs objectivos alvos:

- Promoo dos biocombustveis na EU e pases em desenvolvimento, assegurar que a sua

produo e uso globalmente positiva para o ambiente e que contribuem para os objectivos

da estratgia Lisbon Strategy tendo em conta factores de competitividade [38].

- Preparao para o uso dos biocombustveis em larga escala melhorando a sua

competitividade ao nvel de custos atravs do cultivo optimizado de matrias-primas

dedicadas, pesquisa nos biocombustveis de 2 gerao e apoio para a sus penetrao no

mercado com a implementao comercial de projectos de demonstrao e remoo de

barreiras no tecnolgicas [38].

- Explorar as oportunidades para os pases em desenvolvimento, incluindo aqueles afectados

pela reforma do regime do acar da EU, para a produo de biocombustveis e das suas

matrias-primas e para definir o papel da EU em apoiar o desenvolvimento sustentvel da

produo de biocombustveis [38].

Ao abrigo da Directiva 2003/30/CE para a Promoo da Utilizao de Biocombustveis ou de

outros Combustveis Renovveis nos Transportes, a UE estabeleceu o objectivo de alcanar a

percentagem de 5,75% de energia renovvel nos transportes at 2010.

24

Em Abril de 2009, o Parlamento Europeu adoptou a Directiva para Promoo de Fontes de

Energia Renovvel (Directive on the Promotion of Renewable Energy Sources), conhecida

como Directiva de Energia Renovvel (Renewable Energy Directive) ou EU-RED [39]. A EU-RED

essencialmente incorpora as duas anteriores directivas num instrumento nico e mais

ambicioso, que estabelece metas especificas a nvel nacional voltadas para o objectivo global a

nvel europeu de 20% de energia renovvel no consumo total de energia primria at 2020. Ao

abrigo desta directiva, que revoga a anterior, esta percentagem de energia renovvel nos

transportes sobe para um mnimo de 10% em todos os estados membros at 2020 [40]. Em

relao expanso do uso de biocombustveis na EU, esta directiva tem como objectivo

assegurar apenas o uso de biocombustveis sustentveis, que criem uma reduo de emisso

de GEE sem impactes negativos na biodiversidade e usos do solo [40], sustentando a

competitividade europeia e diversificando as fontes de fornecimento de combustveis atravs

do desenvolvimento de substitutos a longo-prazo dos combustveis fosseis [4]. O objectivo de

20% energia renovvel faz parte da Pacote climtico/energtico 20/20/20 da EU(EU

20/20/20 energy/climate package), tambm orientado para alcanar uma melhoria de 20% na

eficincia energtica e uma reduo de 20% da emisso dos GEE. A EU-RED estabelece um

objectivo em separado de incorporar 10% de energia renovvel no sector dos transportes. Os

estados membros so incumbidos de desenvolver Planos de Aco Nacional de Energia

Renovvel (National Renewable Energy Action Plans (NREAPs)) para fazer um levantamento do

seu potencial e delinear estratgias individuais para o cumprimento dos objectivos e metas

estabelecidos [39]. A mudana de metas sectoriais indicativas (para electricidade renovvel em

2001 e biocombustveis em 2003) para uma meta vinculativa geral (de 20%) para Energia

renovvel at 2020 representa a essncia do EU-RED [39]. Nesta mudana, a directiva procura

fornecer seguranas de investimento e flexibilidade de maneira a aumentar a percentagem de

renovveis na Europa.

A Directiva da Qualidade de Combustveis (Fuel Quality Directive, FQD), parte do Pacote

climtico/energtico 20/20/20, exige uma diminuio das emisses dos GEE associadas aos

combustveis utilizados no sector dos transportes [39]. Esta directiva introduz alteraes nas

especificaes do gasleo e da gasolina. A curto-mdio prazo a directiva permite a

incorporao de biodiesel no gasleo em qualquer proporo, para a gasolina estipula um

limite mximo de 10% em volume de etanol [41]. No mapa da Figura 2.9 esto as metas

obrigatrias de incorporao de biocombustveis na Europa em 2010.

25

Figura 2.9 - Metas obrigatrias de biocombustveis na UE -27 em 2010. (Fonte: Adaptado de [42])

A utilizao de biocombustveis uma medida chave que os fornecedores de combustvel iro

implementar, visto ser tipicamente de custo inferior em relao a outras medidas como a

reduo de emisses nas refinarias de petrleo. O requisito de baixas emisses para os novos

veculos de passageiros outra componente do pacote da estratgia climtica/energtica, que

atribui ainda mais crdito ao uso de biocombustveis, incluindo os veculos flex-fuel. Assim

importante reconhecer que a expanso dos biocombustveis na EU esta a ocorrer em reposta

s vrias directivas ou legislaes e no apenas devido EU-RED [39].

2.5.2. Polticas nacionais

Existem muitas estratgias a nvel nacional para promover a introduo sustentvel de

biocombustveis no mercado a longo-prazo, introduzir quotas para a substituio de todos os

combustveis fsseis e estmulo introduo no mercado dos biocombustveis de 2

gerao/avanados. Portugal, como estado membro da UE adoptou as Directivas Europeias

dos biocombustveis atravs do decreto de lei n 62 de 2006 que transpe a Directiva n.

2003/30/CE da Unio Europeia.

O Decreto-Lei n62/2006 de 21 Maro transpe para a ordem jurdica nacional a Directiva

2003/30/CE e estabelece uma meta indicativa de incorporao de biocombustveis em 5,75%

26

(teor energtico) at 31/12/2010 e promove e cria condies para a utilizao de

biocombustveis e combustveis renovveis, em substituio dos combustveis fsseis. O

Decreto-Lei n66/2006 de22 Maro, altera o cdigo dos IEC (imposto especial de consumo)

consagrando iseno parcial e total do ISP (imposto sobre produtos petrolferos e energticos)

aos biocombustveis, quando incorporados na gasolina e gasleo utilizados nos transportes. A

Portaria n1391-A/2006 de 12 de Dezembro fixa a quantidade mxima global de

biocombustveis a isentar apenas para a substituio do gasleo, fixa a quantidade mxima

anual de 100 000 toneladas por operador e fixa os critrios hierrquicos de atribuio da

iseno do ISP; biodiesel a partir de matrias-primas endgenas, biodiesel a partir de leos

usados de origem nacional, biodiesel a partir de leos importados, importao de biodiesel

(privilegia aa incorporao de matrias-primas nacionais). O Decreto-Lei n49/2009 de 26 de

Fevereiro, define quotas mnimas de incorporao obrigatria de biocombustveis em gasleo

rodovirio, para 2009 de 6% em volume e para 2010 de 10 % em volume. O DL n 117/2010 de

25 de Outubro relativo transposio dos art. 17-19 e anexos III e V da directiva

2009/28/EC, fixa as percentagens mnimas obrigatrias de incorporao de biocombustveis

(em teor energtico) no consumo final de combustveis no sector dos transportes terrestres,

fixa os critrios de sustentabilidade, cria um sistema de emisso de ttulos de biocombustveis,

promove atravs de incentivos financeiros as tecnologias mais sustentveis e atribui ao LNEG a

funo de Entidade Coordenadora do Cumprimento dos critrios de Sustentabilidade. O

Decreto-Lei 281/2010 de 15 de Julho procura garantir a sustentabilidade na produo de

biocombustveis, segundo 2 critrios: i) reduo de emisses de GEE (em relao aos

combustveis fosseis equivalentes) em 35% at 31/12/2016, 50% para novas instalaes, em

50% a partir de 01/01/2017 e em 60% a partir de 01/01/2018; ii) os solos utilizados no cultivo

de matrias-primas para produo de biocombustveis no podem ser ricos em biodiversidade

(por exemplo, Floresta primrias, terrenos de pastagens at 2008) e no podem possuir

elevado teor em carbono (por exemplo, zonas hmidas, zonas continuamente arborizadas ou

sere turfeiras.

No mbito do decreto-lei anterior, o governo criou um sistema de emisso de ttulos de

biocombustveis que servem para comprovar o cumprimento das metas de incorporao de

biocombustveis e para serem transaccionados entre produtores de biocombustveis e

incorporadores (empresas petrolferas) e entre incorporadores. Este sistema permite aos

27

incorporadores comprarem ttulos de biocombustveis a companhias que tenham ttulos em

excesso [43].

Na emisso de ttulos de biocombustveis tem de haver uma verificao do cumprimento das

metas de incorporao. A emisso s efectuada mediante a verificao dos critrios de

sustentabilidade e o valor de 1 ttulo de biocombustvel corresponde a 1 tep de biocombustvel

incorporado [41]. Para promoo do uso de resduos, de matria-prima lenho-celulsica e de

matrias-primas endgenas no-alimentares, o sistema de recompensao em ttulos de

biocombustvel pelo uso destas matrias-primas foi elaborado de acordo com a Tabela 2.1.

Tabela 2.1 - Sistema de recompensao pelo uso de matrias-primas endgenas no-alimentares, lenho-celulsicas e de resduos para produo de biocombustveis. (Fonte: adaptado de [41])

Matria-prima N de Ttulos de Biocombustvel por unidade de tep incorporado

Resduo 2

Celulsica no alimentar 2

Lenho-celulsica 2

Endgena no-alimentar 1,3

Endgena 1,1

2.6. Importncia ambiental e sustentabilidade

Os biocombustveis so uma opo que contribui para a segurana e diversificao do

fornecimento de energia (combustveis), reduo da dependncia do petrleo,

desenvolvimento rural e reduo da emisso dos gases efeito de estufa [11]. Os

biocombustveis avanados tm o potencial futuro para promover uma maior sustentabilidade

do sistema energtico e um maior aumento da reduo de emisses de gases efeito de estufa

[14]. No grfico da Figura 2.10 so apresentadas as emisses de GEE de todo o ciclo de vida

(em CO2 equivalente por quilmetro) dos combustveis fsseis, dos biocombustveis de 1

gerao e os biocombustveis avanados, onde possvel reparar nas emisses reduzidas dos

biocombustveis comparativamente aos combustveis fsseis, dentro do crculo esto

representados os biocombustveis avanados.

28

Figura 2.10 - Emisses de GEE em todo o ciclo de vida (CO2eq por km) dos combustveis fsseis vs biocombustveis convencionais e biocombustveis avanados. (Fonte: adaptado de [44])

Os biocombustveis avanados tm uma maior flexibilidade no tipo de matria-prima utilizada,

ainda que os custos futuros sejam bastante incertos. As matrias-primas utilizadas na

produo de biocombustveis avanados tm grandes rendimentos energticos relativamente

rea utilizada (GJ/ha) comparativamente aos biocombustveis convencionais, havendo uma

maior produo de biocombustveis, contribuindo para uma maior sustentabilidade. A

produtividade de biocombustveis avanados da ordem das 2 a 4 toneladas por hectare e,

considerando as algas, pode chegar s 8 toneladas por hectare [11]. Nos grficos da Figura

2.11 esto representados os impactes tpicos da produo de biocombustvel de 1 gerao

biodiesel de leo de colza, e do biocombustvel de gerao avanada, etanol de palhas de

trigo, onde se observa que o impacte do biocombustvel de gerao avanada muito menor

que o de primeira gerao e que a etapa mais significativa no biocombustvel de 1 gerao o

cultivo, com 63% das emisses de CO2eq, enquanto a etapa mais significativa do

biocombustvel de gerao avanada o processamento da matria-prima (converso em

biocombustvel, com 50% das emisses.

Figura 2.11 -Impacte da produo de biocombustveis de 1 e 2 gerao (Fonte: adaptado de [41])

29

O futuro dos biocombustveis depende do desenvolvimento de polticas de apoio e de

implementao tecnolgica das novas opes promissoras de biomassa lenho-celulsica, algas,

entre outros, e em estabelecer um nvel de competio justo com os combustveis fosseis, por

exemplo, atravs do clculo de emisses de gases efeito de estufa [11]. Com o preo crescente

dos combustveis fsseis e o aumento de problemas ambientais o desenvolvimento das

tecnologias de converso de biocombustveis e a sua implementao de grande importncia,

dado que o uso e produo dos biocombustveis avanados so relativamente inofensivos para

o ambiente, comparativamente com os combustveis fosseis [15]. O carbono dos

biocombustveis foi recentemente extrado do dixido de carbono atmosfrico, no processo

crescimento da biomassa/plantas, pelo que a combusto do biocombustvel no resulta

necessariamente num aumento lquido do dixido de carbono da atmosfera [45]. Em 2008

foram estimadas redues na ordem das 15,3 milhes de toneladas de CO2eq resultantes do

consumo de biocombustveis na UE em vez de combustveis fsseis, isto indica uma reduo

de 53%, comparativamente ao caso em que tivessem sido consumidos combustveis fsseis em

vez de biocombustveis [46]. Na Tabela 2.2 apresentada a reduo de emisso de GEE

resultante do consumo de biocombustveis na UE em 2008, comparativamente aos

combustveis fsseis. A indstria dos biocombustveis tem a possibilidade de criao de postos

de trabalho, incentivando o desenvolvimento econmico. Na Tabela 2.3 so apresentados os

postos de trabalho estimados relacionados com a indstria da bioenergia, onde se observa que

a nvel global os biocombustveis oferecem 1,5 milhes de postos de trabalho.

Tabela 2.2 - Reduo da emisso de GEE resultante do consumo de biocombustveis na UE em 2008, comparativamente aos combustveis fsseis. (Fonte: adaptado de [46])

Produo Total

em 2008 (PJ)

Emisso de GEE dos biocombustveis

(gCO2eq/MJ)

Emisso GEE dos combustveis fsseis

(gCO2eq/MJ)

Reduo de emisses de GEE

(Mton CO2eq)

Bioetanol 73,9 31,6 83,8 3,8

Biodiesel 281,4 43,0 83,8 11,5

Total 355,3 39,3 83,8 15,3

Tabela 2.3 - Postos de trabalho estimados (x100) relacionados com a indstria da bioenergia em 2011. (Fonte: adaptado de [47])

Global China India Brasil EUA UE Alemanha Espanha Outros

Biomassa 750 266 58 - 156 273 51 14 2

Biocombustveis 1,500 - - 889 100 151 23 2 194

Biogs 230 90 85 - - 53 51 1,4 -

Os postos de trabalho considerados na Tabela 2.3 referem-se a toda indstria da bioenergia,

directa ou indirectamente, por exemplo, desde os postos trabalho nas biorefinarias aos postos

de trabalho do fabrico de equipamentos para esta indstria.

30

Existe uma grande polmica em torno dos biocombustveis devido sustentabilidade da sua

produo, tendo em conta os impactes ambientais e a competio com a produo de

alimento. A sustentabilidade dos biocombustveis est dependente das suas vias de produo

que podem ser insustentveis num grande nmero de aspectos: a perda de habitat e

desflorestao, degradao do solo, emisso de GEE, poluio da gua, depleo de aquferos,

competio com o alimento, entre outros [10]. Uma quantidade de gua significativa

necessria para o cultivo de culturas energticas e para a converso das matrias-primas em

biocombustveis, muitos processos de converso podem conduzir a uma deteriorao da

qualidade da gua atravs da intensificao da agricultura [10].

A reduo das emisses de poluentes de um biocombustvel quando comparado com os

combustveis fsseis depende da via de produo adoptado, podendo haver benefcios ou

efeitos negativos [10]. A remoo dos resduos agrcolas para a produo de biocombustveis

tambm levanta questes de impactes na qualidade do solo e emisses de CO2 [10]. A

produo de biocombustveis pode ameaar a biodiversidade quando h perda de habitat e

impactes na qualidade do solo e da gua.

A competio por rea entre o alimento e as culturas energticas tambm motivo para

preocupao, por exemplo, a grande expanso do etanol base de milho em reposta aos

preos crescentes do petrleo teve uma grande importncia no aumento do preo do milho de

2006 a 2008 [10]. Muitas das opes para a produo de biocombustveis em grande escala

requerem grandes quantidades de rea agrcola, mas a rea agrcola produtiva limitada e

um recurso valioso que fornece alimento para uma populao global crescente. O incentivo do

desenvolvimento de mais um grande uso para este recurso escasso uma questo cada vez

mais importante, especialmente visto que muitas prticas agrcolas tm impactes ambientais

negativos [10].

Para acrescentar, a introduo da produo de biocombustveis que seja competitiva com os

combustveis fsseis cria uma ligao entre os mercados agrcolas e os mercados energticos,

criando um perigo potencial de amplificar o impacte dos preos do petrleo nos preos dos

alimentos [10]. Para contrariar este perigo, a produo de matrias-primas para os

biocombustveis tem de ser exclusivamente em reas em que no haja competio directa

com as reas para a indstria alimentar, por exemplo, em reas no aptas para a agricultura

tradicional ou pastoreio, reas de pousio, solo degradado, etc. ou com o uso de resduos e