4º Congresso Internacional de Bioenergia
Congresso Brasileiro de Geração Distribuída e Energias Renováveis
Projeto Paraná Biodiesel
Pinhão
Manso
Soja
Canola
Girassol
PR-BIOENERGIA
O início: Decreto 2101/2003 criando o Programa Paranaense
de Bioenergia, sob gestão da Secretaria de Agricultura e do
Abastecimento e Secretaria de Ciência e Tecnologia e Ensino
Superior e subordinado a este foi criado o Projeto Paraná
Biodiesel.
Objetivo:
“Gerir e fomentar ações de pesquisa, desenvolvimento,
aplicações e uso de biomassa no território paranaense, bem como
implantar no Estado do Paraná o biodiesel, como um
biocombustível adicional à matriz energética”.
2
PR-BIOENERGIA
O DESAFIO:
Desenvolvimento e implementação de um modelo de
pequeno porte para produção de biodiesel que tenha
o pequeno produtor rural como participante e
beneficiário dessa nova perspectiva energética.
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PR-BIOENERGIA
Motivadores para a COPEL:
• Excelente oportunidade para participar iniciar os
estudos e pesquisas sobre um novo segmento
energético de importância estratégica;
• Alta densidade sócio-econômica do projeto com
grande potencial de promover sinergia com o agronegócio, importante segmento da sociedade
paranaense.
4
PR-BIOENERGIA
Início dos trabalhos em meados de 2007 com a criação de um
GT de especialistas paranaenses em biodiesel: Seab, Tecpar,
Lactec, Iapar, Seti, UFPR, UTFPR, Emater e Copel.
Objetivo: com o objetivo de definir as especificações de uma
planta de pequeno porte para produção de biodiesel através da
transesterificação.
E o resultado?
5
PR-BIOENERGIA
Resultado atingido porém:
• Primeiras dificuldades em relação a uma planta de pequeno
porte: falta de escala;
• Dos iniciais 1.000l/dia decidiu-se expandir as análises para
3.000l/dia
• Excesso de água glicerinosa no mercado;
• Elevado custo para concentração da glicerina frente ao porte
do projeto; e
• Potencial problema ambiental à vista nesta escala.
PRIMEIRAS
DÚVIDAS
QUANTO
À
SUSTENTAÇÃO ECONÔMICA DO PROJETO.
VIABILIDADE
E
6
PR-BIOENERGIA
DÚVIDAS:
Qual seria o arranjo para o negócio?
Qual seria o papel da Copel no negócio? Qual seria
o papel dos pequenos produtores rurais?
Qual seria o tipo de relação entre a Copel e os
pequenos produtores rurais neste negócio?
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Principais Matérias-Primas do Biodiesel
Pinhão
Manso
Mamona
Nabo
Forrageiro
Óleo Fritura
Soja
Amendoim
Algodão
Girassol
Macaúba
Gordura
Animal
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PR-BIOENERGIA
Qual seria a oleaginosa a ser utilizada no processo de produção
do biodiesel:
Soja, mamona, crambe, pinhão manso, girassol, amendoin, etc.
TEOR DE ÓLEO NO GRÃO (%)
ESPÉCIE
Produtividade
média (Kg/ha)
Amendoin
2500
Canola/Colza
2000
Girassol
1700
Mamona
1800
Nabo forrageiro
1000
Soja
3000
Fonte: IAPAR (Yamaoka)
Teor médio de
óleo (%)
48
43
42
48
36
19
Produtividade
média de óleo
(Kg/ha)
864
860
714
828
580
570
9
PR-BIOENERGIA
RESPOSTA: soja, apesar do baixo teor de óleo no
grão.
•
•
•
•
•
Tradição no plantio;
Variedades disponíveis;
Plantio, armazenamento e colheita bem definidos;
Mercado bem estabelecido;
Mais de 99% da produção paranaense de
oleaginosas no Paraná é soja.
Etc.
Projeto deverá ser capaz de processar outras
oleaginosas.
10
PR-BIOENERGIA
Extração do óleo:
A idéia vigente era de extração na propriedade rural,
através de micro-extratoras.
Solução adequada?
11
PR-BIOENERGIA
As extratoras analisadas e testadas na ocasião
acusaram baixíssima eficiência de extração do óleo:
dos 19% do óleo cerca de 12% ficavam na torta e 7%
eram extraídos.
Extração química (solvente) muito cara para este
porte de projeto.
12
PR-BIOENERGIA
CONCLUSÃO: extração mecânica, de porte médio,
centralizada no local do empreendimento.
Dos 19 a 20% de óleo no grão, no máximo 7%
permaneceriam na torta de soja.
Agricultores entregam sua soja para extração no local
da fábrica de biodiesel
13
PR-BIOENERGIA
Ano de 2008: mercado de soja disparou.
Situação que já era crítica inviabilizou a pequena
fábrica de biodiesel
O que fazer?
14
PR-BIOENERGIA
•
•
•
•
•
•
•
Agregar mais valor à cadeia de produtos derivados
da soja: VERTICALIZAÇÃO como possibilidade.
Extração do óleo;
Fabricação do biodiesel;
Lecitina;
Glicerina;
Ração animal;
Carnes;
Leite e derivados.
15
PR-BIOENERGIA
O estudo se complica e começa a ir muito além da
demanda original.
Necessidade de obtenção de características, preços,
produtividade, formulações de rações, etc: conversas
com fabricantes de equipamentos para ração animal,
alimentos humanos, biodiesel, caldeiras, etc.
VERTICALIZAÇÃO
ALTERNATIVA.
APRESENTAVA-SE
COMO
ÚNICA
16
Moega
UNIDADE DE
DEGOMAGEM E
UNIDADE DE
TRATAMENTO DO
ÓLEO
ÁGUA
GLICERINOSA
Pontos de
abastecimento
biodiesel
Armazenagem
e secagem dos SOJA
Grãos
MILHO
TORTA
Silo
Pulmão
Milho
UNIDADE DE
FABRICAÇÃO DE
BIODIESEL
UNIDADE
FABRICAÇÃO
DE RAÇÕES
ANIMAIS
RAÇÕES
(PRODUTORES)
UNIDADE DE
CONCENTRAÇÃO
DA GLICERINA
GLICERINA
CONCENTRADA
(MERCADO)
UNIDADE DE
ESMAGAMENTO
DE GRÃOS
BIODIESEL
(PRODUTORES)
LECITINA
(MERCADO)
ÓLEO
BRUTO
Transporte
dos Grãos
Recepção
dos Grãos
COPEL
Silo
Pulm
ão
Soja
ÓLEO
TRATADO
OLEAGINOSAS
(PRODUTORES)
TANCAGEM
A ESTRUTURA DO PROJETO
PR-BIOENERGIA
Decisão pela necessidade de desenvolvimento de
modelo
econômico-financeiro
deste
processo
verticalizado.
Necessidade de conhecimento mais detalhado da
lógica de funcionamento do mercado de soja e seus
derivados.
18
PR-BIOENERGIA
Necessidade de se construir detalhadamente
balanço de massa de todos os processos:
• limpeza, armazenamento e secagem de grãos;
• extração do óleo;
• produção
do
biodiesel
(transesterificação
posteriormente esterificação);
• fabricação de ração animal; e
• destilação da glicerina.
o
e
19
PR-BIOENERGIA
BALANÇO DE MASSA DO PROCESSO PRODUTIVO DE BIODIESEL
A PARTIR DO ÓLEO DE SOJA - MÉTODO TRANSESTERIFICAÇÃO
VOLUME DESEJADO DE BIODIESEL
5.000,00 LITROS
MASSA DE BIODIESEL CORRESPONDENTE
4.445,00 kg
MASSA DE SOJA NECESSÁRIA
PRODUTIVIDADE DA SOJA
ÁREA NECESSÁRIA PARA A SOJA
35.444,92 kg de soja c/
3.000,00 kg/ha
11,81 ha
MASSA DE TORTA PRODUZIDA
29.743,14 kg
MASSA DE MILHO - FÁBRICA DE RAÇÃO
89.229,42 kg de milho c/
PRODUTIVIDADE DO MILHO
1.500 kg/ha
ÁREA NECESSÁRIA PARA O MILHO
59,49 ha
RAÇÃO
ÓLEO DE SOJA DEGOMADO NEUTRO
119.236,30 kg
14,00%
2,00%
18,00%
35,52%
MILHO
Umidade
Impurezas
% Óleo
Proteína
12,50%
2,00%
4,76%
10,64%
Umidade
12,47%
4.545,72 kg
GLICERINA LOIRA
544,22 kg
LECITINA PRODUZIDA
152,52 kg
FRANGO PRODUZIDO PARA CADA
5000 LITROS DE BIODIESEL PRODUZIDO
TOTAL DE EFLUENTES P/ TRATAMENTO
SOJA
Umidade
Impurezas
% Óleo
Proteína
Pureza
85,1%
66.242,39 kg
2.976,30 litros
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PR-BIOENERGIA
BALANÇO DE MASSA DO PROCESSO PRODUTIVO DE BIODIESEL
A PARTIR DO ÓLEO DE SOJA - MÉTODO ESTERIFICAÇÃO
VOLUME DESEJADO DE BIODIESEL
5.000,00 LITROS
MASSA DE BIODIESEL CORRESPONDENTE
4.445,00 kg
MASSA DE SOJA NECESSÁRIA
PRODUTIVIDADE DA SOJA
ÁREA NECESSÁRIA PARA A SOJA
34.158,90 kg de soja c/
3.000,00 kg/ha
11,39 ha
MASSA DE TORTA PRODUZIDA
28.684,34 kg
MASSA DE MILHO - FÁBRICA DE RAÇÃO
86.053,01 kg de milho c/
PRODUTIVIDADE DO MILHO
1.500 kg/ha
ÁREA NECESSÁRIA PARA O MILHO
57,37 ha
RAÇÃO
ÓLEO DE SOJA DEGOMADO NEUTRO
114.994,06 kg
14,00%
2,00%
18,00%
35,52%
MILHO
Umidade
Impurezas
% Óleo
Proteína
12,50%
2,00%
4,76%
10,64%
Umidade
12,47%
5.385,01 kg
GLICERINA FARMACÊUTICA
455,82 kg
LECITINA PRODUZIDA
152,52 kg
FRANGO PRODUZIDO PARA CADA
5000 LITROS DE BIODIESEL PRODUZIDO
TOTAL DE EFLUENTES P/ TRATAMENTO
SOJA
Umidade
Impurezas
% Óleo
Proteína
Pureza
99,9%
63.885,59 kg
0,00 litros
21
PR-BIOENERGIA
CONCLUSÃO: simulações mostraram o projeto
verticalizado no limiar da viabilidade econômicofinanceira para capacidade mínima de 5.000l/dia.
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A ESTRUTURA DO PROJETO
UNIDADE DE
ESMAGAMENTO
DE GRÃOS
Moega
UNIDADE DE
FABRICAÇÃO DE
BIODIESEL
ÁGUA
GLICERINOSA
Pontos de
abastecimento
biodiesel
Armazenagem
e secagem dos SOJA
Grãos
UNIDADE DE
CONCENTRAÇÃO
DA GLICERINA
TANCAGEM
UNIDADE DE
DEGOMAGEM E
UNIDADE DE
TRATAMENTO DO
ÓLEO
GLICERINA
CONCENTRADA
(MERCADO)
Recepção
dos Grãos
BIODIESEL
(PRODUTORES)
LECITINA
(MERCADO)
ÓLEO
BRUTO
Transporte
dos Grãos
5.000 L/DIA
COPEL
Silo
Pulm
ão
Soja
ÓLEO
TRATADO
OLEAGINOSAS
(PRODUTORES)
MILHO
TORTA
Silo
Pulmão
Milho
UNIDADE
FABRICAÇÃO
DE RAÇÕES
ANIMAIS
RAÇÕES
(PRODUTORES)
120 TONELADAS/DIA
PR-BIOENERGIA
Dúvidas quanto à capacidade de absorção da produção
pelas estruturas de pequenos produtores rurais da região
escolhida para sediar o projeto (Sudoeste do Paraná).
IPARDES: elaboração de estudo de levantamento socioeconômico dos pequenos produtores da região Sudoeste
para de consumos dos produtos do empreendimento e
para fins de suas participações em empreendimento desta
natureza.
A resposta foi positiva tanto para consumo do
biodiesel quanto para consumo da ração animal a ser
produzida.
24
Região a Ser Atendida
50km
São Jorge
D’Oeste
25
PR-BIOENERGIA
Quantidade de variáveis e de incertezas muito grande:
projeto de características de arranjo produtivo e porte inéditos
e com informações restritas;
• Risco de insucesso elevado e com possibilidades muito
restritas;
• Se buscaria todas as formas de viabilidade econômicofinanceira; mas
• Este primeiro empreendimento não poderia ser comercial e
sim um projeto de P&D+I.
26
PR-BIOENERGIA
Apesar do seu pequeno porte do projeto:
• Há necessidade de atuação em diversos segmentos não
dominados
pela
Copel:
agricultura,
produção
e
armazenamento de grãos, comercialização de biodiesel e
ração, etc.;
• Necessidade de adequada organização e estruturação dos
produtores rurais;
• Requisitos de logística do empreendimento muito distintos
daqueles em que a Copel atua;
• O projeto tornou-se complexo em sua concepção;
• Estudos adicionais mostraram ser fundamental para o projeto
a isenção tributária;
Dentre outros aspectos.
27
PR-BIOENERGIA
Para ter viabilidade o projeto somente poderia ser
desenvolvido com o apoio da Copel, porém liderado
por uma estrutura organizada de agricultores, como
uma cooperativa, para autoconsumo de biodiesel e
ração, de forma a usufruir dos benefícios do ato
cooperativo.
A Copel não poderia participar do negócio.
28
PR-BIOENERGIA
Necessidades adicionais:
• Combinar com as cooperativas da região para propor
parceria / estruturação do empreendimento;
• Discussão com a Agência Nacional do Petróleo - ANP
sobre os requisitos necessários à viabilização do autoconsumo.
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Estrutura Âncora e Apoio Regional
CLAFs
COASUL
Associações
Produtores
Cooperativa
Âncora
SISCLAF
COOPAFI
Cooperativas
de Crédito
30
AGRICULTURA
FAMILIAR
Frango, suínos e
leite, outros.
Ração
Biodiesel
Grãos:
Soja, Milho,
COOPERATIVA(S)
Transporte
Transporte
Fábrica Ração
Mercado
(Comercialização)
Carne de frango,
suína, leite e
derivados,
glicerina, óleo
degomado,
lecitina, outros.
Soja
Fábrica Biodiesel
Milho
Energia Elétrica
Armazenagem
Mercado
Óleo Diesel, Metanol,
Ácidos, Catalisadores
Farelo, Sorgo, Trigo, PréMix, outros.
Energia Elétrica, Água e Lenha
31
Leiaute Preliminar do Empreendimento
Fábrica de
Ração
Usina de
Biodiesel
Moega
Silos
Recepção
PR-BIOENERGIA
Participação do biodiesel no faturamento total
do projeto (em %)
Ração
84%
Biodiesel
16%
Fonte: PEREIRA, 2009
33
PR-BIOENERGIA
Participação do biodiesel no faturamento
total negócio de carnes, leite e derivados (em %)
Carne Aves
/ Ração
90%
Biodiesel
10%
Fonte: PEREIRA, 2009
34
O envolvimento de outras instituições
e seus papéis: Tecpar, Seab, Iapar,
Copel,
Emater,
Cooperativas
e
prefeitura de São Jorge D’Oeste.
A transformação do projeto em um
plano de desenvolvimento da microregião.
Parceiros
Projeto
Paraná
Biodiesel
SISCLAF
Cooperativas
35
PR-BIOENERGIA
Outros desenvolvimentos adicionais complementares:
• Melhoria da eficiência na extração do óleo;
• Pesquisa de outras oleaginosas para o projeto;
• Melhorias do plantel da agricultura familiar;
• Processos e rotas alternativas para melhoria da
eficiência inicial
36
PR-BIOENERGIA
Riscos ainda são grandes:
• Assistência aos agricultores;
• Administração do empreendimento e a necessidade
de formação e treinamento da equipe da
cooperativa (SISCLAF);
• Capital de giro;treinamento dos cooperados;
• O uso do biodiesel e os eventuais problemas
técnicos decorrentes;
• Coleta dados completos para gestão mais eficiente.
37
PR-BIOENERGIA
A necessidade de aperfeiçoamento do modelo
econômico-financeiro para torná-lo mais amplo e a
validação dos balanços de massa dos processos para
fins de avaliações futuras mais consistentes.
38
PR-BIOENERGIA
O que a Copel espera disso tudo:
• Que o projeto tenha sucesso;
• Ter condições de replicação do projeto;
• Fortalecimento da economia paranaense;
• Futuros empreendimentos de porte e avaliação da
possibilidade de entrada da Copel neste mercado.
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PR-BIOENERGIA
Contatos
• Antonio Luiz Soares, Engenheiro Mecânico
alsoares@copel.com
• Francisco J. A. de Oliveira, Engenheiro Eletricista, Mestre
chico@copel.com
• Noel Massinhan Levy, Químico, Doutor
noel@copel.com
• Richardson de Souza, Engenheiro Agrônomo
richards@pr.gov.br
• Thulio Cícero Guimarães Pereira, Bach. Ciências Contábeis,
Doutor
thulio.pereira@copel.com
40
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Projeto Paraná Biodiesel