Etanol - Pesquisa e Desenvolvimento

no Setor Sucroalcooleiro

Alfred Szwarc

Curitiba, 17 de agosto de 2011

6º Congresso Internacional de Bioenergia

Maior organização representativa do setor de açúcar, etanol e

bioeletricidade do Brasil

Mais de 142 associadas, que respondem por cerca de 60% da cana-de-

açúcar, açúcar e etanol produzidos no Brasil

Atuação nas áreas de legislação, meio-ambiente, estatísticas,

tecnologia, comércio exterior, responsabilidade corporativa,

sustentabilidade e comunicação

Escritórios em 5 localidades: São Paulo (sede), Ribeirão Preto, Brasília,

Washington e Bruxelas

SOBRE A UNICA

Esquema de Produção

CanaTransporte,

Limpeza & MoagemTratamento

do caldo

Fermentação

Produção de açúcar

Destilação

Desidratação

Etanolhidratado

Etanolanidro

Geração de calore energia elétrica

Bagaço

Melaço

Principais Áreas de Interesse de PD & I

Agrícola

• Cana• Mecanização• Resíduos• Pestes

Industrial

• Processos• Produtos• Perdas• Energia

Mercado

• Aplicações• Tecnologias• Logística

Sustentabilidade

Pesquisa, Desenvolvimento & Inovação

Evolução tecnológica:– Incremental: evolução

contínua aperfeiçoamento

– Ruptura: redefinição do mercado

– Mista: combinação das duas

Tecnologia existente: curva de aprendizado maturidade

Nova tecnologia: fatores internos e externos X risco

202020102000

Fonte: ANP e UNICA. Elaboração UNICA. Nota: ciclo Otto refere-se a soma do volume consumido com etanol e gasolina no país; não se considera o consumo de GNV.

Convencional

Convencional + novas

tecnologias

1 hectare

1 hectare

Caldo + Melaço

Caldo + Melaço +Bagaço + Palha

7.000 litros etanol ou mais…

12.500 litros etanol ou mais……+ bioHC + biobutanol + etc.

Etanol de 1a e 2a geração

Da Usina para a Biorefinaria

Bagaço

Cana-de-açúcar

Destilaria de etanol

Usina de açúcarTanques de etanol

Etanol de celulose

Palha de cana

BioHC

Biobutanol

+

Cana-de-açúcar

Soja

Ou Amendoim, Milho, Girasol, Algodão, Babaçu, Pinhão Manso....etc

Etanol Anidro+Óleos Vegetais ouGordura Animal = Biodiesel

Biodiesel

transesterificaçãoEster Etílico

(B5 – B100)

Diesel de Cana: Alternativa Promissora

Cana Levedura modificada

Diesel de cana ou QAV

1 hectare = 4200 litrosPonto de névoa: - 50°CN° de Cetano: 58,6Teor S: ~ zeroLubricidade: 330 m (HFRR)Energia: equivalente Diesel

Nos EUA autorizado o uso de 35% em mistura com diesel mineral.

No Brasil: testes com 10% de mistura no B5 -9% MP sem aumento de NOx;Potencia, torque, consumo e demais parâmetros mantidos.

“Drop In”

Redução ~ 90% de CO2

Fonte: Amyris e MBB

Produto Laboratorio Planta piloto Planta de demonstração

Mercado

Etanol 1ª geração e Biodiesel

Etanol 2ª geração

BioHC (Diesel, QAV e substâncias de 2ª geração

Butanol 2ª geração

Evolução Tecnológica

Vantagens dos produtos de 2ª geração: não dependem de culturas usadas na alimentação; podem ajudar na solução de problemas de lixo urbano; tem alta eficiência energética; tem boa performance na mitigação de GEE e poluentes regulamentados.

A Corrida Tecnológica

• Empresas de Petróleo: Petrobrás, Shell, BP, Chevron, Total, ConocoPhilips, Neste Oil, Statoil etc.

• Montadoras: GM, Ford, VW, Mercedes Benz, BMW etc.

• Tecnologias de conversão: Iogen, Poet, Amyris, Abengoa, Sekab, Borregard, Verenium, Coskata, LS9, Virent, BlueFire, Alico, Range Fuels, DuPont, Catchlight Energy, Choren, Iowa State U./Ames Lab., Dedini, CTC, Oxiteno, MCT, UFRJ, UNICAMP, USCAR, FAPESP (BIOEN), IPT, CTBE, Embrapa etc.

Mercado de Veículos FLEX13 fabricantes e cerca de 90 modelos

Fonte: ANFAVEA

Tecnologia Estágio

Motor diesel com etanol + aditivo (convencional ou híbrido) Comercial

Motor diesel com sistema duplo de alimentação (diesel e etanol)

Pré-comercial (taxas de substituição de diesel 30 a 90%)

Motor diesel com uso de diesel de cana (convencional ou híbrido)

Pré-comercial (taxas de substituição de diesel 10% a 30%)

Motor Otto (convencional ou híbrido) Pré-comercial (100% de substituição)

Alternativas para o Etanol em Veículos/Motores Diesel

Ônibus a Etanol: Transporte Sustentável

60 ônibus no MSP em 2011

Euro 5 / EEV

Redução: > 99% SOx e CO; > 90% MP e HC e ~ 65% para NOx

Emissão evitada de CO2 para 1000 ônibus ao longo de 10 anos de operação: ~ 1,8 milhões t; equivale à absorção de 12,8 milhões árvores nativas por 20 anos.

Iveco Trakker Diesel-etanol; taxa média de substituição de diesel: 40%; motor 9 litros, 360 CV e capacidade 63 t.

Caminhões a etanol

Scania E95 + aditivo

Ônibus hibrido elétrico-etanol da Itaipu Binacional; 13 m, motor-gerador Mitsubishi/WEG, 5 baterias de sódio com capacidade 100 kWh, autonomia 250 km e Vmax: 65 km/h. Plug-in.

Ônibus Híbridos

Ônibus híbrido elétrico-etanol Scania; redução de emissões e 25% no consumo.

Uso na Agricultura

Alternativas:Biodiesel, Etanol+aditivo, sistemas diesel-etanol, Diesel de cana, misturas

Uso Industrial e Comercial

Alternativas:Etanol, Etanol+aditivo, sistemas diesel-etanol, Biodiesel, Diesel de cana, misturas

Uso na Aviação

Ipanema 100% etanol – motor a pistão

Alternativas: Etanol, bio-querosene de aviação, butanol, misturas

Aviação regional - turboprop

Aviação regional/longo curso - jato

Posto de Biocombustíveis

Reformador a bordo

Reformador

H2

Etanol/Butanol

Dedicados, Flex & Híbridos

Flex & Gasool

Gasool Diesel de cana & Biodiesel

Diesel Veiculos

Celula Comb.

Uma Imagem do Futuro?

Uso Industrial e Comercial

Vaporizador de etanol

1 kg GLP = 1.8 l etanol hidratado

Briquete de bagaço

Turbinas gás natural-etanol p/ geração termoelétrica – testes em Juiz de Fora42 MW

Bioplásticos

Source: Braskem, Johnson & Johnson, The Coca-Cola Company, Tetra-Pak, and “The Graduate” (1967)

A cana é fonte de matérias primas para a produção de bioplásticos.

PHB é feito a partir de açúcar biodegradável.

Polietileno, polipropileno, PET e PVC mitigação de GEE e recicláveis.

Etanol e Células de Combustível

Reformador

H2

Ele

ctri

cid

ade

Logística

Produção & logística de hidrogênio complexos e caros

H 2

ETANOLCélula de

Combustível

Conversão direta

açúcar açúcar & etanol

açúcar, etanol, biodiesel, biogas,

bio HC & bioplasticos

açúcar, etanol, biodiesel, bioHC,

biogas, bioplasticos, etanol 2ª geração, bioQAV biobutanol

e...

Evolução Constante

Passado & Presente Futuro

Inovação tecnológica é fundamental para:

Competitividade

Sustentabilidade

Abertura de novos mercados e crescimento

Perenidade do setor

Conclusões

Obrigado!www.unica.com.br