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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
u
-
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