Biofuels in the World
Biofuels in the World
“European Union Meets Latin
America on Renewable Energy”
Daniel Kühner Coelho, M.Sc.
Panama City, October 2006
Biofuels in the World
World energy and environmental scenarios
Biofuels in the World
World energy matrix today
Biofuels
1,7%
Natural Gas
21,1%
Traditional Biomass
7,8%
80%
Nuclear
6,5%
Hydroelectric
2,2%
Coal
23,2%
Others
2,2%
Petroleum
35,3%
Source: World Energy Agency
Biofuels in the World
Annual oil production ( Billions of barrels)
Annual oil production forecast
Source: 2004
Biofuels in the World
Million Barrels per Day
World oil demand by sector
(2003 – 2030)
Sources: Derived from Energy Information Administration (EIA), International Annual 2003 (May-July 2005) /
Projections: EIA, System for the Analysis of Global Energy Markets (2006)
Biofuels in the World
World environmental scenarios
PLANET DESERTIFICATION
60,000 km2/year
GLOBAL DEFORESTATION
1970 a 1990: 2 million km2
1993 a 1998: 150,000 km2/year
On average, 120 million children are born
per annun.
POPULATION GROWTH
Biofuels in the World
CO2 Emissions and Projection
3000
25
2500
CO2 (t/year)
CO2 (t/person.year)
20
15
10
2000
1500
5
0
United
States
European
Union
China
Brazil
India
Source: 1999
1000
2000
2002
2004
2006
year
2008
2010
Biofuels in the World
Effects of CO2 Increase
Year
(#)
CO2
(ppm)
Temp.
(ºC)
Sea level
(cm)
1 900
290
0
0
2 000
380
0.8
10
2 100
1 200
6.0
100
Traffic
Light
Biofuels in the World
Global Warming – XXI Century
Source: IPCC, 2001. Multimodel, SRES A2
Biofuels in the World
Global Reactions
•
•
•
•
Kyoto Protocol
Carbon credits
Growth in the trade of organic product
Search for renewable energy sources
Biofuels in the World
Search for renewable energy sources
100 %
80
Biofuels
Nuclear
Hidroeletric
Traditional
Biomass
Natural Gas
Solar
H2
60
Crude Oil
40
20
Coal
Others
0
1850
1900
1950
Source: Adapted from Nakicenovic, Grübler e MaConald, 1998.
2000
2050
2100
ANOS
Biofuels in the World
BIOFUELS
Biofuel is any fuel that is derived from biomass recently living organisms or their metabolic byproducts.
It is a renewable energy source, unlike other natural
resources such as petroleum, coal and nuclear fuels.
Non-renewable
NGV – Natural Gas
Gasoline
Jet Fuel - Kerosene
Diesel
Renewable
Biogas
Bioethanol - Biobutanol
Biokerosene
Biodiesel - HBio
Biofuels in the World
Brazilian Example
Biofuels in the World
Brazilian Energetic Matrix
41%
Hydroelectricity
Hydroelectric
14,0%
2004
Renewable
Firewood
11,9%
Petroleum
43,1%
Biomass
27,0%
Sugarcane
12,6%
Others
2,5
Natural Gas
7,5%
Coal
Charcoal
6,6%
Uranium
1,8%
Biofuels in the World
Brazilian Matrix of Vehicle Fuels
Diesel
53.9%
2005
Gasoline A
26.2%
VNG
2.9%
Anhydrous Ethanol
8.7%
Hydrated Ethanol
8.3%
Share of Regular Gasoline(1)
Share of alcohol
26.2% + 8.7% = 34,9%
8.7 + 8.3 ⇒ 17%
(1) The gasoline available in Brazilian Gas Stations is added with 25% of alcohol.
Source: ANP; ABEGAS – 2006
Elaborated by MME - 2006
Biofuels in the World
Brazilian market for Biofuels
2005
Otto Cycle Motor (46%)
Diesel Cycle Motor (54%)
Bioethanol
Biobutanol
Biodiesel
HBio (Petrobras)
Biofuels in the World
Crude oil price evolution
l
o
n
a
h
t
e
o
Bi
B
el V )
s
ie (FF
d
l
o
Bi ano
th
e
io
Biofuels in the World
ETHANOL
Flex-Fuel Vehicle
1) Since 2003, Brazil produced more than 30 new models of FFV, that can
use any mixture of gasoline and alcohol, from 0 to 100%, without any
action of car driver.
2) In December - 2005, Flex Fuel Vehicles sales represented 73% of total
light vehicles sold (2003-2005: 1,245,201 units).
Biofuels in the World
Brazilian Automotive Market by Fuel Kind
Today
5%
Brazilian Light Vehicles Market Sales
100%
s
20%
lV
eh
ic
le
s
Sa
le
80%
-F
ue
60%
St
ar
to
fF
20%
0%
73%
le
x
40%
jan/03
jun/03
nov/03
Flex (Alcohol or Gasoline)
abr/04
set/04
Alcohol (Pure)
fev/05
Gasoline
jul/05
dez/05
Diesel
Source: Anfavea - 2006
Biofuels in the World
Ethanol: LEARNING CURVE
100
( Oct. 2002) US$ / GJ
Market
Conditions
Ethanol
(Brazil)
1980
1986
10
1996
1990
2002
1993
1999
Gasoline
(Rotterdam)
1
0
50000
100000
150000
Ethanol total production ( 1000 m3)
200000
250000
Source: J Goldemberg, 2003
Biofuels in the World
BIODIESEL
Biofuels in the World
BIODIESEL
Biodiesel refers to an alternative fuel for diesel
engines made from vegetable oil or animal fat that
needs no engine modifications to be used
Biodiesel is produced by a chemical
reaction between an alcohol
(methanol or ethanol) and a
vegetable oil or fat.
Renewable, biodegradable and nontoxic
Biofuels in the World
Transesterification reaction
1 molecule
triglyceride
3 molecules
methanol
3 molecules methyl
ester
1 molecule
glycerin
100 kg vegetable oil
10 kg Methanol
100 kg methyl ester
10 kg glycerin
100 kg vegetable oil
15 kg ethanol
105 kg ethyl ester
10 kg glycerin
..…
Biofuels in the World
BIOFUELS: a natural aptitude in Brazil
30o N
Tropic of Cancer
Equator
Tropic of Capricorn
30o S
Biofuels in the World
Brazil has ideal climate and land conditions for oilseed
production throughout its territory
NORTH
NORTHEAST
Palm / Soybean
Soybean / Castorbean/ Palm
/ Cotton / Babassu Palm
90 Million hectares
for agriculture
MIDWEST
SOUTHEAST
Soybean / Castorbean/
Cotton / Sunflower
Soybean / Castorbean /
Cotton / Sunflower
SOUTH
Soybean / Rape /
Sunflower/ Cotton
Biofuels in the World
Oilseeds
Peanut
Biofuels in the World
Oilseeds
Cotton
Biofuels in the World
Oilseeds
Sesame
Biofuels in the World
Oilseeds
Sunflower
Biofuels in the World
Oilseeds
Rapeseed
Biofuels in the World
Oilseeds
Palm
Biofuels in the World
Oilseeds
Babassu Palm
Biofuels in the World
Oilseeds
Castor Bean
Biofuels in the World
Oilseeds
Soya
Biofuels in the World
Brazilian vegetable oil production
6000
5000
5451
4937
Annual
1000 t
4000
3000
2000
B5
1000
193
118
0
n
ya
t to
So
o
C
lm
Pa
56
n
Su
28
ut
n
a
Pe
41
r
sto
a
C
17
13
B2
L
pe
ers
TA
h
Ra
t
O
O
T
Source: Abiove, 2002
Biofuels in the World
Brazilian biodiesel production
forecast
Biofuels in the World
Global biodiesel production
projections
120
100
Billions L
80
Total
60
Brazil
Others
40
20
0
2005
2010
2015
2020
Year
2025
2030
2035
Biofuels in the World
Global oilseed crop area for
biodiesel production
25
Million ha
20
15
10
5
0
2005
2010
2015
2020
Year
2025
2030
2035
Biofuels in the World
Global vegetable oil productivity
6000
5000
kg/ha
4000
3000
2000
1000
0
2005
2010
2015
2020
Year
2025
2030
2035
Biofuels in the World
Petrobras Biodiesel Advertising
Biofuels in the World
Thank you!
Daniel Kühner Coelho
ConsultBio - Agricultural Engineer
(55) 21 3865 7995 – (55) 22 9252 7051
[email protected]
Biofuels in the World
Biofuels in the World
Advantages of Biodiesel
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Biodegradable, nontoxic, renewable
Lower emissions, reduction of urban pollution
Carbon credits
No engine modifications requirements
High cetane number and excellent lubricity
Very high flashpoint (>300°F)
Rural and industry development
Reduction of diesel import
New economic opportunities in rural areas
increase energy security
Biofuels in the World
Disadvantages of biodiesel
• Biodiesel has 8% less energy per gallon. Max power
and miles per gallon will drop by that amount.
• Biodiesel is less oxidatively stable than petroleum diesel
fuel. Old fuel can become acidic and form sediments
and varnish. Additives can prevent this.
• Biodiesel will gel (like regular diesel fuel). Blending and
additives can control this.
• Biodiesel can cause filter plugging (at low temps, due to
polymers, fuel tank deposits, other contaminants).
Filtering keeps the fuel clean.
Biofuels in the World
Biodiesel Booming Global
Production Capacities (Mn T)
Biofuels in the World
Biofuels in the World
Production

Germany: Biodiesel Volumes 1995 - 2003
Biodie s e l Volum e s 1995-2003
1200
1000
in 1.000 t
800
estimated production
600
Capacity
Production
400
200
0
1995
1996
1997
1998
1999
year
2000
2001
2002
2003
Biofuels in the World
Production
•
France: Biodiesel volume development
Biodiesel Volumes
450
400
350
Capacity
State Quota
Production
250
200
150
100
50
year
20
03
20
02
20
01
20
00
19
99
19
98
19
97
19
96
19
95
19
94
19
93
19
92
0
19
91
in 1.000 t
300
Biofuels in the World
Production
Italy: Biodiesel volumes 1993-2002
700
500
Production
Capacity
Quota
400
300
200
100
year
04
20
03
20
02
20
01
20
00
20
99
19
98
19
97
19
96
19
95
19
94
19
93
0
19
in 1.000 t
600
Biofuels in the World
Various birds with a stone?
Mariann Fischer Boel, Commissioner for Agriculture and Rural
Development: “There has never been a better moment to
push the case for biofuels.
Crude oil prices remain high.
We face stringent targets under the Kyoto Protocol.
And the recent controversy over imports of Russian gas has
underlined the importance of increasing Europe’s energy selfsufficiency.
Raw materials for biofuel production also provide a potential
new outlet for Europe’s farmers, who have been freed by CAP
reform to become true entrepreneurs”
Biofuels in the World
World vegetable oil production
Castor
Sunflower Peanut bean
6%
8%
0,5%
Others
13%
Rape
14%
Fonte: Oil World Annual 2003/ABIOVE
Soybean
32%
Palm
27%
Biofuels in the World
Oleaginosas Brasileiras - Potencialidade
Tipo de
Oleaginosa
Teor de Óleo
(%m)
Produtividade
(kg/ha.ano)
Produção de Óleo
(kg/ha.ano)
Mamona
48
1 500
720
Girassol
42
1 600
672
Amendoim
39
1 800
702
Gergelim
39
1 000
390
Canola
38
1 800
684
Dendê
20
10 000
2 000
Soja
18
2 200
396
Algodão
15
1 800
270
Babaçu
6
12 000
720
Biofuels in the World
Biofuels in the World
O Programa Nacional de Biodiesel
Fase 1
Marco
Marco
Regulatório
Regulatório
Lei
Lei 11.097/05
11.097/05
Fase 2
B2
Jan/2005
B5
B2
Jan/2008
2%
2%
Obrigatório
Mercado Potencial
800 milhões de
litros/ano
Mercado Firme
1 bilhões de
litros/ano
FASE CRÍTICA
• Óleos Veg. 1 bilhão L
• Investim. US$ 200 M
B5
Jan/2013
Autorizativo
$ Biodiesel > $ Diesel
Fase 3
até
5%
Facultativo
5%
Obrigatório
Mercado Firme
2,4 bilhões de
litros/ano
RECURSOS: OLEAGINOSAS
Biofuels in the World
ATRIBUTOS DA MATÉRIA-PRIMA
ASPECTOS AGRONÔMICOS
•Teor de óleo e qualidade do farelo e torta;
•Produção por unidade de área;
•Atender a diferentes sistemas produtivos;
•Ciclo da planta (sazonalidade);
•Condições edafoclimáticas favoráveis;
•Conhecimento do sistema de produção;
•Ocupação do solo - hectares por família;
•Equilíbrio agronômico.
ALTERNATIVAS POTENCIAIS PARA PRODUÇÃO DE BIODIESEL NO BRASIL
Biofuels
GIRASSOL
TEOR DE ÓLEO: 44%
120
Potencial: 3 milhões de hectares;
5,4 milhões toneladas
97,4
100
82,0
80
MIL
in the World
60
58,0
49,0
56,3
53,0
Ton.
ha
44,3
40
20 15,8
37,0
.
12,4
0
97/98
FONTE: CONAB
98/99
99/00
ANOS
00/01
03/04
Restrição: Desenvolvimento de Sistemas de Produção
Biofuels in the World
ALTERNATIVAS POTENCIAIS PARA PRODUÇÃO DE BIODIESEL NO BRASIL
BABAÇU
•Teor de óleo na amêndoa: 66,0%
•Produção anual de coco: 10.000.000 t (anos 80)
•Floresta nativa: 17.000.000 ha
(MA, GO, PI, CE, PA, BA, MG)
Restrições: Exploração extrativista;
Tecnologia agronômica.
Biofuels in the World
ALTERNATIVAS POTENCIAIS PARA PRODUÇÃO DE BIODIESEL NO BRASIL
DENDÊ
•Teor de óleo: 22,0%
•Área Plantada: 60.000 hectares
•Produtividade: 2,2 toneladas/hectare
•Potencial: 7 milhões de hectares
5,0 toneladas/hectare
Biofuels in the World
ALTERNATIVAS POTENCIAIS PARA PRODUÇÃO DE BIODIESEL NO BRASIL
DENDÊ
CULTURA DE ALTO IMPACTO SOCIAL
•1.000.000 hectares;
•200.000 famílias;
(20% de uso da mão de obra familiar)
•Reflorestamento áreas degradadas.
Restrições: Logística, crédito, exigência hídrica, alto custo
de implantação, sanida
ajustes nos sistemas de
produção.
Biofuels in the World
ALTERNATIVAS POTENCIAIS PARA PRODUÇÃO DE BIODIESEL NO BRASIL
MAMONA
TEOR DE ÓLEO: 48%
PLANTIO DA MAMONA NO BRASIL
450
400
415
350
300
281
250
Área colhida (1.000 ha)
239
200
161
150
148
134
100
78
48
50
189
80
0
1980
1990
FONTE: CONAB
1995
Anos
2000
2004
Produção (1.000 ton)
Biofuels in the World
ALTERNATIVAS POTENCIAIS PARA PRODUÇÃO DE BIODIESEL NO BRASIL
MAMONA
TEOR DE ÓLEO: 48%
•Produtividade: 800 kg/ha;
•Potencial: 4 milhões de hectares;
1500 kg/ha;
•Cultura de alto impacto social;
•Agricultura Familiar;
•Região Nordeste.
Restrições: Viscosidade e toxidez;
Variedades;
Desenvolvimento de Sistemas de Produção.
Biofuels in the World
ALTERNATIVAS POTENCIAIS PARA PRODUÇÃO DE BIODIESEL NO BRASIL
SISTEMA DE PRODUÇÃO DA MAMONA
Novas variedades: NORDESTINA BRS - 1500 kg/ha
PARAGUASSU BRS - 50% teor de óleo
Biofuels
in the
PILARES DO PROJETO BIODIESEL
NO BRASIL
World
Biofuels in the World
... o biodiesel é sustentável ?
Biodiesel
Econômico
Ambiental
Social
Sustentabilidade
BiofuelsNOinBRASIL
the World
PERSPECTIVAS - PRODUÇÃO DE BIODIESEL
• O Brasil apresenta todas as condições para a criação de
um programa nacional de produção de biodiesel
sustentável e de grande porte.
•
Diversidade de matérias primas regionalização.
•
Grande potencial
agrícola
•
“Massa Crítica” para iniciar um
programa de biodiesel de grande
porte.
•
Indústria de Óleos Vegetais de
grande porte.
•
Grande experiência com
biocombustíveis – Proálcool.
de
expansão
Biofuels in the World
POTENCIAL DE EXPANSÃO AGRÍCOLA NO BRASIL
• O Brasil é o único país no mundo com grande capacidade
de expandir sua produção de oleaginosas para a produção
de biodiesel.
Área de Expansão do
Cerrado Brasileiro
(milhões hectares)
-
Área Total ………………
Área Agricultável ……..
Pastagem……………….
Culturas Anuais ……….
Culturas Perenes e
Florestas ……………..…
- Área Disponível ……
204
137
(35)
(10)
(2)
90
Fonte: EMBRAPA
Biofuels in the World
Cadeia Produtiva do Biodiesel:
>Produção Agrícola da Oleaginosa
> Beneficiamento e Armazenagem do Grão
> Extração e refino do Óleo vegetal
> Processo de Produção do Biodiesel
> Mistura e Distribuição do Combustível
>Comercialização e Uso do Combustível
in the
World
Hierarquia dosBiofuels
Usos
de
Óleos Vegetais
MERCADOS
POTENCIAIS:
m3 / Ano
PREÇOS
ADMISSÍVEIS:
US$ / ton
< 1 x 105
> 2.000
FÁRMACOS
< 8 x 106
PRODUTOS
QUÍMICOS
< 1 x 10
7
> 5 x 108
PRODUTOS
> 1.000
ALIMENTÍCIOS
> 600
BIOCOMBUSTÍVEIS
< 600
Biofuels in the World
Mercado de Óleos Vegetais
Fármacos
Químicos
Preço
Alimentício
Energético
Escala de Produção
Biofuels in the World
Biodiesel de Mamona
Fontes alternativas para produção de
biodiesel:
Soja (Soybean)
Dendê (Palm)
Babaçu (Babassu Palm)
Amendoim (Peanut)
Girassol (Sunflower)
Canola (Rapeseed)
Mamona (Castorbean)
Pinhão Manso (Jatropha)
Biofuels in the World
A ENERGIA QUE SE PLANTA
Biofuels
in the World
e quais são as matérias
primas?
... óleos vegetais:
Amendoim
Soja
Mamona
Girassol
Dendê
Pinhão
Biofuels in the World
Variedades de Sementes de Oleaginosas brasileiras
Biofuels in the World
Sementes de mamona – matéria-prima do processo
ALTERNATIVAS POTENCIAIS PARA PRODUÇÃO DE BIODIESEL NO BRASIL
Biofuels in the World
Amendoim (Arachis hypogaea); Nabo forrageiro (Raphanus sativus);
Algodão (Gossypium hirsutum); Pequi (Caryocar brasiliensis);
OUTRAS OLEAGINOSAS:
Canola (Brassica napus);
Pinhão manso (Jatropha curcas);
Coco (Cocos nucifera);
Buriti (Mauritia flexuosa);
Macaúba (Acrocomia aculeata); Jojoba (Simmondsia chinensis).
Biofuels in the World
Rape
Biofuels in the World
MUITO OBRIGADO!