projetos renováveis
aproveitamento de
desperdícios de fruta para
produção de bioetanol
Neste artigo apresenta-se um caso de estudo que foi âmbito do relatório de estágio de António
Ferreira – ex-aluno e detentor do Curso de Especialização Tecnológica em Energias Renováveis,
concedido pelo Instituto Politécnico de Leiria.
Edgar Franco � [email protected]
António José Ferreira � [email protected]
Luís Miguel Machado � [email protected]
Partindo do registo dos desperdícios gerados nos últimos anos na esfera
da FRUTUS – Estação Fruteira de Montejunto CRL, e de dados publicados
na literatura relativos ao potencial de produção de Bioetanol por unidade
massa de cada tipo de fruta, procedeu-se a uma estimativa da produtividade média anual desse biocombustível. Para averiguar a viabilidade deste
tipo de aproveitamentos, procedeu-se ainda à elaboração de dois estudos
técnico-económicos, um deles considerando a sua venda direta como produto final e outro considerando a sua utilização para produção e venda de
energia elétrica à rede pública.
1. Introdução
O presente trabalho prático enquadra-se no âmbito dos biocombustíveis
possíveis de obter a partir de biomassa agroalimentar residual. A motivação para a realização deste estudo deve-se ao facto de se gerarem desperdícios nas fases de recolha e armazenamento de fruta, os quais podem ser
energeticamente valorizados.
Nesse âmbito, propõe-se que ao invés de esses desperdícios serem encaminhados para o que se designa na FRUTUS como sendo a “Indústria”1,
sejam utilizados para a produção de Bioetanol, um combustível amplamente
utilizado no Brasil, EUA, entre outros países.
1.1. O etanol
O etanol (álcool etílico) é um dos álcoois alifáticos que tem sido historicamente utilizado como combustível. O sufixo Bio que precede a palavra
“etanol” ou a de qualquer outro combustível2 significa que a sua produção
é realizada a partir de matérias biológicas. Dispõe de caraterísticas que possibilitam a sua utilização em motores de combustão interna que realizam o
ciclo Otto, sendo esse assunto abordado em 1.3.
A sua fórmula química é CH3CH2OH, sendo muitas vezes abreviada por
C2H5OH ou C2H6O, o seu Poder Calorífico Inferior (PCI) é de 21,2MJ/litro
e a sua massa volúmica (ρ) 0,789kg/litro. As suas temperaturas de fusão
e ebulição são, respetivamente, de -114,1o C e 78,5o C. O seu código de
Nomenclatura Combinada (NC)3, para utilização como biocombustível, é
o 2207 20 00.
O etanol é amplamente utilizado em produtos do dia-a-dia, tais como
cosméticos, desinfetantes, anticongelantes, corantes, tintas, produtos farmacêuticos, sendo ainda parte integrante da composição das bebidas alcoólicas. É habitualmente comercializado sob a forma de álcool etílico a 96%,
isto é, com 4% de água [1].
No âmbito das energias renováveis, pode ainda ser utilizado como reagente para produção de Biodiesel de 1.ª geração4, através do processo de
transesterificação catalítica de triglicerídeos [2].
1.2. Produção de etanol e Bioetanol
O etanol pode ser sintetizado através de métodos químicos e biológicos.
Atualmente, o principal processo químico para produção em larga escala é
a hidratação direta de Etileno, um composto possível de obter a partir de
gás de carvão e de subprodutos do petróleo.
A produção através de meios biológicos é realizada por bactérias, leveduras ou combinações entre elas5 sujeitas a condições anaeróbicas, ou por
enzimas. Esses organismos convertem açúcares (como a glicose, frutose e
sacarose) em energia celular sob a forma de Adenosina Trifosfato (ATP).
3 É a nomenclatura das mercadorias da Comunidade Europeia que satisfaz as exigências das
estatísticas do comércio internacional (intra e extracomunitário) e da pauta aduaneira, nos termos do artigo 9º do Tratado que institui a UE. Os respetivos códigos podem ser consultados em
http://webinq.ine.pt/public/files/ConsultaNomenclatura.aspx?Id=565.
1 Fabrico de sumos, Banco Alimentar, Instituições Particulares de Solidariedade Social e afins.
4 Designado por “Biodiesel – FAME” pelo Decreto-Lei n.º 142/2010, de 31 de dezembro
relativo, entre outros assuntos, às normas de especificação técnica para a composição da gasolina
e gasóleo rodoviário.
2 Tais como Biobutanol, Biodiesel, Biogás, Biohidrogénio, Biometano, Biometanol, entre outros
biocombustíveis [21].
5 As quais podem existir na envolvência do composto a fermentar ou ser adicionadas manualmente (sendo que das mais utilizadas é a família Saccharomyces cerevisiae).
1
projetos renováveis
Após o término da fermentação, são removidas as leveduras e o mosto
fermentado é encaminhado para o processo de destilação de onde, por
sua vez, o álcool é encaminhado no estado gasoso para o estágio de desidratação. Por fim, obtém-se Bioetanol anidro (isto é, que quase não contém água na sua composição), o qual pode ainda ser desnaturado num
processo subsequente.
Figura 1 Exemplo de diagrama de fluxo de um processo de produção de Bioetanol a nível
industrial [4].
Nesse processo são produzidos etanol e dióxido de carbono como subprodutos metabólicos.
Para o desenvolvimento deste estudo será considerado o processo de
Fermentação Alcoólica, que é utilizado há vários milénios6 para a produção
de bebidas alcoólicas e para o crescimento de pão e bolos. O seu estudo
científico foi iniciado por Louis Pasteur7, que demonstrou que as reações
químicas eram realizadas por micro-organismos. Ao longo das últimas décadas têm-se vindo a realizar estudos com vista à mutação dos micro-organismos com o objetivo de acelerar o seu crescimento, aumentar a velocidade
das reações e de ser possível realizar o processo de fermentação em meios
mais concentrados.
Após o processo de fermentação, o Bioetanol obtido encontra-se misturado com mostos fermentados da substância utilizada para o efeito. Por
esse motivo, a sua produção em larga escala contempla vários processos,
designadamente [1]:
• Extração da solução inicial da fruta ou de outra cultura utilizada como
matéria-prima (seguida, eventualmente, da hidrólise de hidratos de carbono, tais como celulose ou amido, em açúcares);
• Fermentação alcoólica;
• Destilação;
• Desidratação;
• Desnaturação (opcional).
As matérias-primas mais utilizadas são [3]:
• Açúcares: Melaço, cana-de-açúcar, beterraba, frutos;
• Amidos: Milho, trigo, aveia, arroz, mandioca, batata-doce, ervilha, feijão;
• Celuloses8: Madeira, resíduos industriais e resíduos agrícolas.
Na Figura 1 apresenta-se um diagrama de um processo industrial de
fermentação de açúcares. Nesse esquema verifica-se que são inseridas
leveduras no fermentador 1 e que são introduzidos nutrientes, água e
as matérias-primas ricas em açúcares ou amidos em todos os fermentadores.
6 Mesmo sem que fosse devidamente entendido, tendo sido muitas vezes associado a causas
divinas.
1.3. Bioetanol como combustível
Há vários séculos que se tem vindo a utilizar álcoois como combustíveis,
principalmente para efeitos de iluminação. Em 1860, o inventor alemão
Nikolaus Otto utilizou o etanol como combustível aquando da realização
de testes ao motor de combustão interna a 4 tempos – atualmente o mais
utilizado em veículos a gasolina [5].
O Brasil foi dos primeiros países a incoar-se nesse setor, iniciando a aposta
durante a segunda guerra mundial e reforçando-a após a crise do petróleo
de 1973 com a criação do programa PRÓALCOOL. Atualmente dispõe
de um dos maiores e mais bem-sucedidos programas de biocombustíveis
do mundo, produzindo a maioria do Bioetanol a partir da cana-de-açúcar,
sendo inclusive considerada a primeira economia do mundo a ter atingido
uma utilização sustentável de biocombustíveis [6].
Nos EUA existe igualmente um historial da utilização de Bioetanol,
embora o aumento mais significativo se tenha verificado a partir do ano
2000, tendo ultrapassado os níveis de produção do Brasil em 2006, sendo
este principalmente proveniente de culturas de milho. Estima-se que o Brasil disponha de um balanço energético9 de etanol com um valor médio
de 8, sendo muito mais elevado do que os EUA onde se estima que seja
de 1,3 [7].
A produção mundial de etanol para utilização como combustível no
setor dos transportes quintuplicou desde 2000, aumentando de aproximadamente 17 para 88 mil milhões de litros. Na Tabela 1 apresentam-se os
níveis de produção de etanol relativos ao ano de 2013.
O etanol pode ser diretamente utilizado como combustível ou misturado com a gasolina sob diferentes frações. Em estado puro (anidro)
apenas pode ser utilizado em veículos devidamente preparados para o
efeito, enquanto misturado com gasolina o nível de adaptação dos veículos depende do teor da mistura, conforme se pode verificar na Tabela 2.
As misturas de gasolina com etanol são tipicamente representadas pela
letra “E”, seguida da fração, em volume, de etanol na mistura. Tomando a
sigla E85 como exemplo, significa que a mistura dispõe de 85% de etanol
anidro e 15% de gasolina. As misturas E10 e inferiores são utilizadas em mais
de 20 países e as misturas E20 e E25 têm vindo a ser utilizadas no Brasil
desde o final da década de 1970.
Localização
Produção
[106 litros]
EUA
50346
Brasil
23723
Europa
5190
China
2635
Índia
2063
Canadá
1980
Resto do mundo
2752
Tabela 1 Estatísticas relativas à produção mundial de etanol para uso como combustível no
ano de 2013 [8].
7 Considerado o pai da Zimologia, ciência que estuda os processos de fermentação.
8 Em que, partindo de materiais lignocelulósicos pré-tratados, são utilizadas enzimas (cujos custos são ainda muito elevados), para quebrar a estrutura cristalina da celulose, transformando-a
açúcares simples, tais como a glicose [22].
9 Também designado por “ganho líquido de energia”, corresponde ao quociente entre a energia
contida no Bioetanol produzido e a energia despendida na sua produção, colheita, transporte,
processamento e distribuição.
2
projetos renováveis
Aproveitamento de desperdícios de fruta para produção de Bioetanol
Percentagem
de mistura
de etanol
<= 5%
5 a 10%
10 a 25%
25 a 85%
85 a 100%
Carburador
Sistema de
injeção de
combustível
Bomba de
combustível
Sistema de
regulação de
pressão de
combustível
Filtro de
combustível
Sistema
de ignição
Sistema de
reciclagem
dos gases do
combustivel
Depósito de
combustível
Catalisador
Motor
Óleo do
motor
Coletor de
admissão
Sistema de exaustão
de gases de escape
resultantes
da combustão
Sistema de
arranque
a frio
Sem necessidade de modificações em qualquer veículo
As modificações não são necessárias para veículos desde 1987 a 1992, dependendo da marca e modelo
Veículos especialmente concebidos
Veículos especialmente concebidos
Veículos especialmente concebidos
Sem necessidade de se realizarem modificações em veículos apenas preparados para consumirem gasolina
Com provável necessidade de se realizarem modificações em veículos preparados para consumirem gasolina
Tabela 2 Ajustes necessários em motores a gasolina para mistura de diferentes percentagens de etanol [9].
Quando se dispõem de baixas temperaturas (tipicamente inferiores a 11o C),
as misturas com elevada concentração de etanol dispõem de problemas
em alcançar pressões de vapor suficientes para o combustível evaporar e
desencadear a ignição. Para evitar este problema, os EUA e vários países
europeus adotaram a E85 como a mistura máxima de etanol que pode ser
comercializada para veículos de combustível flexível10, os quais são otimizados para funcionar com essa fração de etanol.
Em países com invernos rigorosos, como os EUA e a Suécia, procedem-se a reduções sazonais da fração da mistura de etanol, respetivamente para
E70 e E75. Em zonas onde as temperaturas descem abaixo de -12o C é
ainda recomendável a instalação de um sistema de aquecimento do motor.
No Brasil, os veículos de combustível flexível com capacidade de utilizarem misturas até E10011 são muito utilizados. Esses veículos são habitualmente equipados com um pequeno depósito de gasolina para proceder ao
arranque a frio, comutando posteriormente para etanol [10].
Na Figura 2 apresenta-se um exemplo de uma bomba de biocombustíveis, de uma tampa de um depósito de combustível E85 e de um veículo
de combustível flexível até E85.
Além da utilização como biocombustível para o setor automóvel, o Bioetanol pode ser diretamente utilizado para produção de energia elétrica em
geradores concebidos para o efeito. Na referência [11] apresenta-se uma
notícia relativa à inauguração da primeira central elétrica a nível mundial,
abastecida com etanol produzido a partir de cana-de-açúcar, situada em
Minas Gerais, Brasil. Em [12] apresentam-se alguns modelos de geradores
elétricos da marca Geraflex, abastecidos a etanol.
1.4. Enquadramento legal e políticas energéticas
Os biocombustíveis são uma das vertentes promovidas pelo Plano Nacional de Ação para as Energias Renováveis (PNAER) – 2020, aprovado pela
Resolução do Conselho de Ministros (RCM) n.º 20/2013, de 10 de abril, a
qual transpôs parte da Diretiva n.º 2009/28/CE, de 23 de abril.
Nesse diploma definem-se metas específicas dirigidas para o setor dos
transportes, designadamente ao nível da integração de biocombustíveis nas
misturas de gasóleo e gasolina. A incorporação de biocombustíveis nos
combustíveis fósseis deverá ser realizada de forma gradual, cujas percentagens, em termos energéticos, até 2020 são as apresentadas na Tabela 3.
Anos
Parâmetros
2011-2012 2013-2014 2015-2016 2017-2018 2019-2020
% de adição de biodiesel no gasóleo
rodoviário, em termos energéticos
5
(5,9)
5,5
(5,9)
7,5
9
10
% de adição de Bioetanol na gasolina
rodoviária, em termos energéticos
0
0
2,5
2,5
2,5
Biodiesel [ton]
331 764
331 764
505 740
615 289
688 321
Bioetanol [ton]
0
0
57 567
57 567
57 567
Massa
correspondente
Tabela 3 Evolução da incorporação de biocombustíveis nos combustíveis fósseis até 2020,
segundo a RCM 20/2013.
Figura 2 Bomba de biocombustíveis com Biodiesel B20 e soluções E85 e E10 (esquerda).
Exemplo de veículo de combustível flexível até E85 (direita, cima) e de uma tampa de um
depósito de combustível de um veículo E85 (direita, baixo).
10 Veículos preparados para operar com gasolina ou misturas de gasolina com etanol até uma
determinada percentagem.
11 O etanol anidro pode conter até 4% de água, pelo que muitos autores utilizam a nomenclatura E95 para esses casos.
3
Os artigos 17.º a 19.º e os anexos III e V da suprarreferida Diretiva n.º
2009/28/CE foram, por sua vez, transpostos para o Decreto-Lei (DL) n.º
117/2010, de 25 de outubro, o qual:
• Tal como a RCM 20/2013, fixa as percentagens mínimas obrigatórias de
incorporação de biocombustíveis (em teor energético) nos combustíveis do setor dos transportes terrestres;
• Define critérios de sustentabilidade para produção e utilização de biocombustíveis e biolíquidos;
• Cria um sistema de emissão de títulos de biocombustíveis (TdB);
• Promove, através de incentivos (financeiros), as tecnologias mais sustentáveis;
• Atribui ao Laboratório Nacional de Energia e Geologia (LNEG) a função de Entidade Coordenadora do Cumprimento dos Critérios de
Sustentabilidade12.
12 www.lneg.pt/iedt/unidades/4/paginas/97.
projetos renováveis
Os TdBs são válidos por 2 anos e possibilitam verificar a sua evolução
ao nível da incorporação nos combustíveis fósseis. São emitidos em função do cumprimento dos critérios de sustentabilidade suprarreferidos,
em que um TdB traduz uma determinada quantidade de biocombustível incorporado.
De modo a promover o uso de resíduos, de matérias-primas lenho-celulósicas e endógenas não alimentares, a quantidade de TdBs emitidos
depende da matéria-prima utilizada para produção do biocombustível, conforme se apresenta na Tabela 4.
Matéria-prima
N.º de TdBs por Tep incorporado
Resíduo
2
Celulósica não alimentar
2
Lenho-celulósica
2
Endógena não alimentar
1,3
Endógena
1,1
Tabela 4 Quantidade de Títulos de Combustível atribuídos em função da matéria-prima
utilizada para produção dos biocombustíveis, segundo o Decreto-Lei n.º 117/2010, de 25 de
outubro.
A produção de biocombustíveis pode ser assegurada por Produtores do
Regime Geral (PRGs) ou Pequenos Produtores Dedicados (PPDs), os quais
devem ser reconhecidos como entreposto fiscal de transformação nos termos do Código dos Impostos Especiais de Consumo (CIEC).
Os PPDs devem dispor de um aproveitamento de resíduos ou detritos
para projetos concebidos para o efeito que, em termos de massa, seja igual
ou superior a 60% da matéria-prima consumida na instalação para efeitos
de produção de biocombustíveis. Para as empresas serem reconhecidas
como PPD, necessitam de, cumulativamente:
•D
ispor de uma produção máxima anual de 3000 toneladas de biocombustíveis;
•A
sua produção seja realizada através do aproveitamento de matérias
residuais ou com recurso a projetos de desenvolvimento tecnológico
de produtos menos poluentes, utilizando processos inovadores, ou em
fase de demonstração;
•C
olocar toda a sua produção em frotas e consumidores cativos, identificados contratualmente.
Podem igualmente requer o estatuto de PPD as autarquias, serviços ou
organismos dependentes de autarquias e empresas do setor empresarial
local que, cumulativamente:
•D
isponham de uma produção máxima anual de 3000 toneladas de
biocombustíveis;
•A
sua produção seja realizada através do aproveitamento de matérias
residuais, pelo menos em parte de óleos alimentares usados oriundos
do setor doméstico;
• Coloquem toda a sua produção em própria frota ou, a título não oneroso, em frotas de autarquias locais ou dos respetivos serviços, organismos
ou empresas do setor empresarial local, ou entidades sem fins lucrativos.
Segundo o Decreto-Lei n.º 117/2010, os PPDs beneficiam de isenção de
Imposto Sobre os Produtos Petrolíferos e Energéticos (ISP) nos termos do
CIEC. Por outro lado, segundo o disposto no ponto 1 do Artigo 90.º do
CIEC, os produtores de etanol desnaturado (NC 2207 20 00) com uma
produção anual inferior a 40 mil toneladas por ano são igualmente isentos
de pagamento de ISP, pelo que os PGRs que cumpram com esse limite de
produção são igualmente abrangidos por esse benefício fiscal.
Para se constituir um entreposto fiscal é necessário o cumprimento
dos Artigos 24 e 98 do CIEC. O reconhecimento como PPD é ainda
sujeito ao despacho do diretor-geral de Geologia e Energia, além do emitido pelo diretor-geral das Alfândegas e dos Impostos Especiais sobre o
Consumo.
No caso de se pretender utilizar o Bioetanol para produção de energia elétrica, as instalações eletroprodutoras poderão ser enquadradas no
regime da microgeração13 ou da minigeração14, ambos regulamentados pelo
DL n.º 25/2013, de 19 de fevereiro. Pode ser ainda enquadrada no regime
definido pelo DL n.º 189/88, de 27 de maio e respetivas alterações subsequentes, cuja fórmula e parâmetros para o cálculo do preço de venda de
energia elétrica à rede são definidos pelo Anexo II, na atual redação conferida pelo DL 35/2013, de 28 de fevereiro.
As principais especificidades deste tipo de instalações nos diversos regimes são:
•M
icrogeração: Deverá encontrar-se associada a uma unidade de cogeração, o que não corresponde ao objetivo do presente estudo. A remuneração para 2014 para estes casos, segundo o despacho DGEG de 26
de dezembro de 2013, é de 0,218€/kWh.
•M
inigeração: Como aproveitamento de biomassa, cuja remuneração
para 2014 para o escalão 1, segundo o despacho DGEG de 26 de
dezembro de 2013, é de 0,159€/kWh.
•D
L 35/2013: Segundo o ponto 18 do Anexo II, o coeficiente Z aplicável15 será o g) ii), relativo a centrais de valorização energética, na vertente de queima, de combustíveis derivados de resíduos, que toma o
valor de 3,8.
2. Apresentação da FRUTUS e dos dados relativos
à quantidade de fruta desperdiçada e estimativa da
produtividade média anual de Bioetanol
Nesta seção procede-se à apresentação da FRUTUS e dos dados reais
relativos a produtividade e desperdício de fruta produzida e armazenada
na sua esfera. As frutas que foram alvo de estudo são a Pera Rocha, a
Maçã das variedades Gala, Fuji, Riscadinha de Palmela e Reineta, bem
como a Ameixa.
Os dados que se apresentam nas subseções 2.2 e 2.3 foram recolhidos
e tratados pela Sr.ª Eng.ª Délia Fialho – técnica responsável da FRUTUS.
2.1. Apresentação da FRUTUS
A FRUTUS – Estação Fruteira de Montejunto, CRL. é uma cooperativa
reconhecida como Organização de Produtores de Frutas, sendo um dos
membros da Associação Nacional de Produtores de Pera Rocha (ANP) e
da triPortugal A.C.E.
Foi fundada em 1992 e situa-se no centro da região produtora de pera
rocha no concelho do Cadaval. Na Figura 3 apresenta-se o edifício da central fruteira e sua envolvente, os quais possuem uma área total de 70 000
m2. Dispõe de armazenamento frigorífico com capacidade até 15 000 toneladas e equipamento para calibração e embalamento com capacidade até
12 500 kg/hora.
Atualmente dispõe de 34 produtores associados, com uma área de cerca
de 450ha e os níveis de produção apresentados na Tabela 5. A pera é, em
99%, proveniente de áreas com Denominação de Origem Protegida (DOP)
13 Considerando apenas o regime bonificado, encontra-se limitada até à potência de 3,68kW
em aproveitamentos instalados em instalações individuais, ou 11,04kW quando associados a um
condomínio com 6 ou mais frações.
14 Dividida em 3 escalões, cujos limites são respetivamente, 20, 100 e 250 kW, para os escalões
1, 2 e 3.
15 Parâmetro que define a bonificação da tarifa em função do tipo de energia renovável utilizada como fonte primária.
4
projetos renováveis
Aproveitamento de desperdícios de fruta para produção de Bioetanol
Ano
2011
2012
Tipo de fruta
Produtividade
[ton]
Desperdício [ton]
Pomar
Armazém
TOTAL
Pera
15 344
1074
2908
3982
Maçã
1 110
222
152
374
Ameixa
670
67
151
218
TOTAL
17 124
1363
3211
4574
Pera
7 282
510
746
1256
Maçã
1011
202
100
302
Ameixa
628
63
39
102
TOTAL
8921
775
885
1660
Tabela 6 Dados relativos à produtividade e desperdício de fruta no pomar e nos armazéns
da FRUTUS em 2011 e 2012.
Figura 3 Vista aérea das instalações da FRUTUS – Estação Fruteira de Montejunto, CRL.
de Pera Rocha do Oeste e a produção de maçã é proveniente de áreas
com Indicação Geográfica Protegida (IGP), designadamente a Riscadinha
de Palmela e as restantes variedades (Gala, Fuji, Reineta) da área da Maçã
de Alcobaça.
A FRUTUS dispõe de um conjunto de certificações ao nível das explorações agrícolas, como por exemplo GlobalGAP desde 2003 e Pera Rocha do
Oeste DOP desde 2001. Dispõe ainda de certificações ao nível de central
fruteira, como é o caso do HACCP desde 2004 e a norma ISO 22000:2005
desde 2008 [13].
2.2. Níveis de produtividade anual de fruta por parte dos sócios da
FRUTUS
À data de elaboração do presente artigo apenas tinham sido apurados os
dados de produção frutícola até 2013, pelo facto da colheita de 2014 ainda
não ter terminado. Na Tabela 5, apresentam-se as quantidades de fruta que
deram entrada nos armazéns da FRUTUS, isto é, sem se descontarem os
desperdícios produzidos durante o respetivo armazenamento, os quais se
apresentam na Tabela 6.
Analisando a Tabela 5, pode-se verificar que os anos de 2011 e 2012 foram
extremos, respetivamente, em termos de excesso e escassez de produção
de Pera. A quebra de produção de Maçã e Ameixa foi menos significativa
em 2012, tendo esta última sofrido uma quebra mais pronunciada em 2013.
Pode-se igualmente verificar que as áreas totais e em produção têm vindo
a aumentar, prevendo-se que esta tendência, acompanhada do aumento de
produção, se venha a manter nos próximos anos.
2011
Pera
Produção total [ton.]
2012
Maçã Ameixa Pera
15344 1110
Maçã Ameixa
670
7282 1011
628
Pera
Maçã
14540 1090
Ameixa
362
46
33
350
50
33
370
53
33
280
25
33
291
25
33
354
36
33
Produtividade
específica [ton./ha]
55
44
20
25
40
19
41
30
10
Desperdício
à colheita [%]
7
Áreas
350
Em produção [ha]
10
7
20
10
7
20
10
Tabela 5 Produtividade de Pera, Maçã e Ameixa pelos sócios da FRUTUS, nos anos 2011
a 2013.
5
2.4. Estimativa dos níveis de produção de Bioetanol em função dos
desperdícios disponíveis
Para se proceder à estimativa do potencial de produção Bioetanol em função dos desperdícios disponíveis na central fruteira, recorreram-se a níveis
médios unitários de produtividade, através do processo de fermentação
alcoólica (descrito em 1.2), por tipo e quantidade de fruta, reportados na
literatura científica do tema.
Os dados para a realização do presente estudo foram obtidos a partir do
capítulo 5 da referência [14], os quais se apresentam na 2.ª coluna da Tabela 7.
Os dados exibidos na 3.ª e 4.ª colunas da Tabela 7, são os mesmos que se
apresentam na última coluna da Tabela 6, relativos à quantidade de resíduos
produzidos nos anos 2011 e 2012.
Na 5.ª e 6.ª colunas apresentam-se as estimativas de produção de Bioetanol. Esses valores foram obtidos, respetivamente, através dos produtos
entre os valores da 2.ª e 3.ª colunas para o ano de 2011 e entre os valores da 2.ª e 4.ª colunas para o ano de 2012. Na 7.ª e última coluna apresentam-se as médias entre os valores de produção estimados para 2011 e
2012, para cada tipo de fruta.
2013
Total [ha]
20
2.3. Quantificação dos desperdícios de fruta em 2011 e 2012
À data de elaboração do presente artigo apenas tinham sido quantificados os desperdícios de fruta até 2012. A contabilização dos desperdícios,
apresentados na Tabela 6, são relativos à fruta que não se encontra apta
para venda no mercado, mas que cumpre os requisitos para ser encaminhada para a “Indústria”.
Relembra-se que nos anos 2011 e 2012 se obtiveram resultados extremos, respetivamente, em termos de excesso e escassez de produção de
Pera. Pela experiência adquirida, considera-se que a utilização de um valor
intermédio ao desses anos seja representativo da quantidade média de resíduos anualmente produzidos, para todas as frutas, nos pomares e armazéns
da esfera da FRUTUS.
Quantidade de
desperdícios
reportada
[toneladas]
Produtividade teórica de Bioetanol
a partir das quantidades de
desperdícios reportadas
[litros]
Tipo
de fruta
Produtividade
unitária
[litros/toneladas]
2011
2012
2011
2012
MÉDIA
Pera
43,53
3982
1256
173 336
54 674
114 005
Maçã
54,50
374
302
20 383
16 459
18 421
Ameixa
41,26
218
102
8995
4209
6602
Tabela 7 Estimativa produtividade média anual de Bioetanol.
projetos renováveis
Por fim, falta apenas determinar a quantidade de Bioetanol que deverá
ser utilizada como base para os estudos técnico-económicos que se apresentam em 3.5, o qual corresponde à soma das quantidades apresentadas
na última coluna da Tabela 7 e que toma o valor de 139 028 litros/ano.
3. Estudos técnico-económicos para venda direta
do Bioetanol e para o seu aproveitamento para produção
de energia elétrica
Nesta secção apresentam-se os modelos matemáticos e vários cenários
com que se pretendem caraterizar os limites de investimento e de custos
de operação e manutenção, em função das remunerações espectáveis, de
dois casos de estudo: venda de Bioetanol como produto final e venda de
energia elétrica, produzida a partir de um gerador, à rede pública.
Considerando os volumes de Bioetanol que se estimam vir a ser possíveis de produzir (apresentados na Tabela 7), verifica-se a necessidade de
se realizar o presente estudo para uma unidade com capacidade de produção diária não inferior a 550 litros. O motivo para tal deve-se ao facto
de que poderão existir anos de elevada produção (como o de 2011, em
que a produção anual de Bioetanol se estimaria ser de 202 714 litros), verificando-se a necessidade de assegurar a capacidade para realizar o processamento de elevadas quantidades de resíduos de fruta.
Por outro lado, atendendo ao facto que os produtores têm vindo a
aumentar as áreas dos seus pomares e, consequentemente, aumentado a
sua produção, optou-se por realizar os estudos técnico-económicos considerando uma unidade com capacidade de produção de 1000 litros de
Bioetanol por dia. Outra razão para este sobredimensionamento, deve-se
ao facto de existirem outras centrais fruteiras nas proximidades da FRUTUS, cujos desperdícios de fruta podem igualmente vir a ser alvo de aproveitamento.
3.1. Dimensionamento e orçamentação do gerador a Bioetanol
Considerando que a unidade de produção de Bioetanol disporá de uma
capacidade de produção de 1000 litros/dia, será esse o valor utilizado como
base para o dimensionamento do gerador elétrico.
Atendendo ao facto de que, conforme referido em 1.1, o PCI do Etanol anidro16 é de 21,2 MJ/litro – correspondente a 5,(8)kWh/litro, a energia diária (Wd) contida em 1000 litros desse biocombustível (VdEtanol) é de:
Wd
 kWh / dia  = Vd  litro / dia  × PCIEtanol  kWh / litro 
Etanol
Wd
= 1000 × 5, 8 = 5888, 8 kWh / dia
Etanol
Etanol
()
()
Devido ao facto de o gerador dispor de um rendimento inferior a 100%,
esse não será o valor da energia elétrica diariamente produzida. Para se
poder efetuar uma estimativa do rendimento deste tipo de gerador, necessita-se de se proceder a uma seleção prévia de uma marca e modelo para
se poderem utilizar os seus dados no cálculo.
Para o presente estudo, selecionou-se o gerador Geraflex Verflex 85
apresentado em [15], o qual não fornece a indicação do rendimento. Por
outro lado, em [16] é referido que este dispõe de um consumo de 0,6
litros de Etanol por kWh de eletricidade produzida, o que permite estimá-lo a partir desse dado.
Ao multiplicar o consumo de Etanol por cada kWh de eletricidade produzida pelo respetivo PCI, conclui-se que é necessária a utilização de 3,53
16 Prevê-se que o Bioetanol produzido na FRUTUS não seja 100% anidro, o que resulta num
PCI inferior a esse valor. No entanto, para o dimensionamento do gerador, a consideração de
um PCI mais elevado é tido como sendo o caso mais desfavorável, ficando o gerador um pouco
sobredimensionado.
kWh de combustível para produzir 1 kWh de eletricidade. Desse modo,
o rendimento do gerador (ƞg) pode ser determinado através da seguinte
expressão:
ηg =
Weletricidade
1
=
≈ 28%
Wcombustível 3,53
Considerando que se pretende que o gerador opere um máximo de 22
horas por dia, a potência (de saída) que o mesmo deverá dispor é dada por:
Pout =
Wd
Etanol
× ηg
t
=
()
5888, 8 × 0,28
22
= 75 kW
Atendendo ao valor da potência ativa resultante da expressão anterior,
o gerador adotado corresponde ao que se tinha selecionado previamente.
O preço do gerador adotado foi obtido a partir da referência [16], sendo
de cerca de 22 000€. Devido ao facto de o gerador necessitar de ser
transportado do Brasil para Portugal, acresceram-se 2 000€ ao preço do
mesmo, considerando-se assim que o custo global do gerador, transporte,
taxa aduaneira de 2,7% sobre o custo do gerador17 e a instalação seja de
cerca de 25 000€.
Em linha com o referido em [17], estimam-se que os custos Operação e
Manutenção (O&M) do gerador sejam de cerca de 0,025€/kWh de energia elétrica produzida.
3.2. Preços de venda de Bioetanol e da eletricidade
Para a realização dos dois casos de estudo de viabilidade económica considerados, é fundamental dispor-se do conhecimento dos custos unitários
de venda do Bioetanol e da eletricidade.
No caso do estudo económico relativo à venda direta do Bioetanol
como produto final, será considerada uma gama de preços compreendida entre 0,4 e 0,75€/litro, a qual foi estabelecida com base nas seguintes informações:
• Relatório de preços da instituição ICIS, apresentado em [18], no qual
é mencionado que a gama de variação de preços dos mercados europeus nos últimos anos tem sido entre 0,7 e 0,8 €/litro;
• O preço no mercado americano do dia 02/09/2014, apresentado em
[19], era de 2,27$/galão, o que nesse mesmo dia equivalia a cerca de
0,45€/litro.
Atendendo à potência do gerador elétrico dimensionado em 3.1 (85 kVA),
o regime de remuneração considerado para estudo económico relativo à
utilização do Bioetanol para produção de energia elétrica, será o da Minigeração renovável.
Nesse sentido, atendendo ao facto que a potência instalada se enquadra no escalão II desse regime, em que o preço de venda da eletricidade é
estabelecido através de uma proposta de desconto ao preço de referência para o escalão I (apresentado em 1.4), propõe-se a adoção da tarifa de
0,157€/kWh até ao 15.º ano do projeto.
3.3. Descrição dos dados técnicos e económicos necessários para este
tipo de sistemas
Para a realização de estudos de viabilidade económica, verifica-se a necessidade de se dispor de um orçamento detalhado para um sistema com
capacidade para produção de 1000 litros diários de Bioetanol, dotado das
seguintes funcionalidades:
• Extração de mosto das frutas consideradas (Maçã, Pera e Ameixa);
17 Segundo o disposto na página 560 do Regulamento de Execução (UE) n.º 1001/2013, de
4 de outubro.
6
projetos renováveis
Aproveitamento de desperdícios de fruta para produção de Bioetanol
• Fermentação, incluindo mecanismos de injeção e recuperação automática de fermentos;
• Destilação;
• Desidratação;
• Desnaturação, pelo facto de corresponder à composição NC 2207 20
00, a qual cumpre os requisitos necessários para que possa ser isento
de pagamento de ISP nos termos do CIEC;
• Produção da energia térmica necessária para o processo;
• Sistema de armazenamento com dimensões que permitam armazenar
o Bioetanol produzido durante um mês (com capacidade para mais
de 30 000 litros).
Por outro lado, este tipo de sistemas necessita de energia térmica e elétrica para a sua operação, requer frequentes trabalhos de manutenção e
envolve custos de operação de diversas naturezas (energéticos, mão-de-obra, transporte de mercadorias, entre outros). Deste modo, nesta fase
entende-se que seja necessário o fornecimento dos seguintes dados por
parte de um fabricante deste tipo de equipamentos:
•M
ontante do investimento inicial, incluindo despesas de licenciamento,
transporte e instalação;
• Custos anuais de O&M (Encargos com energia térmica e elétrica, mão-de-obra, operações de manutenção e de substituição de componentes);
• Vida útil do sistema;
•N
úmero de horas diárias de funcionamento necessárias para assegurar a produção de 1000 litros de Bioetanol;
• E stimativas das potências térmicas e dos consumos energéticos (numa
base diária) para aquecimento do destilador e de outros equipamentos que necessitam de energia térmica;
• E stimativas das potências elétricas e dos consumos energéticos (numa
base diária) dos motores e diversos recetores elétricos de todos os
componentes do sistema;
• Área de implantação (espaço ocupado pelos componentes, expresso
em m2).
Em Portugal não existe tradição ao nível da produção de Bioetanol em
pequenas escalas, tal como em países como Brasil e os EUA. Por esse motivo,
após o estabelecimento de contactos com diversos fabricantes de equipamentos para a indústria destiladora, não nos foram fornecidos, em tempo
útil, nenhum orçamento completo nem os restantes dados referidos na lista
anterior.
Essa impossibilidade deve-se ao facto de os fabricantes nacionais contactados apenas produzirem parte dos equipamentos necessários (dirigidos para a
indústria vinícola), designadamente extratores de mosto, fermentadores, destiladores e respetivos sistemas de produção de calor. Contactaram-se ainda fabricantes estrangeiros, os quais nunca chegaram a enviar propostas orçamentais.
Uma alternativa possível seria a de solicitar a orçamentação individual
de cada um dos restantes componentes em falta a outros fabricantes. No
entanto, não se considerou essa opção como tecnicamente viável, devido
ao facto de o sistema necessitar de ser automatizado em conjunto, de se
correr o risco de os diversos componentes não serem compatíveis e/ou
de ficar a faltar algum equipamento intermédio.
Atendendo à dificuldade em obter os dados suprarreferidos, optou-se
pela dedução algébrica de modelos matemáticos genéricos que permitem
determinar facilmente os resultados de vários indicadores económicos e
financeiros. Essas expressões, apresentadas na subsecção seguinte, são válidas para ambos os casos de estudo.
Serão ainda apresentados alguns exemplos de resultados obtidos a partir de valores arbitrários definidos para as suas variáveis de entrada, os quais
se julgam poderem rondar, com maior ou menor aproximação, os custos de
investimento e de O&M que o sistema venha a dispor. No caso de futuramente se conseguirem recolher os dados apresentados na lista anterior, esses
modelos permitirão avaliar a viabilidade económica deste tipo de sistemas.
7
3.4. Modelos matemáticos dos indicadores de investimento
Antes de se introduzirem as expressões matemáticas que permitem a
realização dos estudos económicos dos 2 casos que se pretendem analisar, apresenta-se o significado de cada uma das variáveis incluídas nas
mesmas:
• n – Número do ano, a partir do momento em que o investimento
foi realizado (ano 0), em análise;
•H
– Horizonte do projeto (número de anos para o qual o estudo
económico foi realizado);
• I – Montante de investimento inicial [€];
•C
Fn – Cash-Flow18 [€] no ano n;
• i – Taxa de atualização dos Cash-Flows [%];
• зn – Preço de venda do Bioetanol [€/litro] ou da eletricidade produzida [€/kWh] no ano n;
• Pn – Estimativa da quantidade de Bioetanol [litros] ou eletricidade
produzida [kWh] no ano n;
• O&Mn – Custos globais de Operação e Manutenção [€] no ano n;
• IMPn – Taxa de imposto sobre os lucros gerados [%] no ano n;
• ln – Logaritmo natural (ou Neperiano).
Os indicadores de investimento, para os quais se apresentam as expressões de cálculo, são:
• Valor Atual Líquido (VAL): Diferença entre os valores atualizados
das entradas e saídas de dinheiro até ao horizonte do projeto (H).
Deste modo, o VAL mede a viabilidade económica do projeto, a qual
se verifica se o seu resultado for superior a 0;
• Taxa Interna de Rentabilidade (TIR): Percentagem máxima da taxa
de atualização dos Cash-Flows (i) que se pode obter sem que o investimento dê prejuízo. Deste modo, a TIR mede a rentabilidade financeira do projeto. Caso a TIR disponha de um valor igual ao de i,
o VAL será igual a 0. Se TIR for superior a i, o VAL tomará valores
positivos e, se TIR for inferior a i, o VAL tomará valores negativos;
• Payback: Período de tempo decorrido entre o investimento inicial
e o momento em que o lucro líquido acumulado iguala o montante
do investimento.
Um passo intermédio necessário para a determinação de qualquer um
destes indicadores de investimento, é o cálculo do Cash-Flow para cada
ano n do projeto, cuja expressão é:
 I

I
CFn =  ε n × Pn − O&Mn −  × 1− IMPn  +
H



 H
((
)
)
(
)
A equação que permite determinar o VAL é:
H
VAL = −I + ∑
n =1
CFn
(1+ i )
n
Contrariamente às equações anteriores, a expressão seguinte – que possibilita a determinação da TIR – necessita de ser resolvida através de métodos numéricos, visto ser dada por:
H
VAL = −I + ∑
n =1
CFn
(1+ TIR )
n
=0
18 O qual se define como sendo o fluxo do dinheiro do projeto, ou seja, o montante de recebido
e despendido durante um período de tempo definido (neste caso, numa base anual).
projetos renováveis
A equação que permite determinar o Payback nos casos em que se
dispõem de Cash-Flows constantes ao longo do horizonte do projeto
(podendo apenas ser utilizada no caso em que se procede a essa simplificação), é:
Payback =




1

ln 
 1 I  
 −
 ×i
  i CFn  
( )
ln 1+ i
3.5. Resultados dos estudos técnico-económicos
Pelos motivos referidos em 3.3, o desenvolvimento de ambos os estudos técnico-económicos foi realizado através da consideração dos cenários de teste apresentados nas subseções seguintes. Em ambos os casos
de estudo (venda direta do Bioetanol e utilização do mesmo para produção de energia elétrica através de um gerador), consideraram-se os
seguintes pressupostos:
•V
ários montantes de investimento inicial – Os quais são apresentados junto dos resultados dos indicadores de investimento, cobrindo
uma gama de variação que se julga adequada ao custo das respetivas instalações;
• Vários montantes de custos anuais de O&M – Pelos mesmos motivos enunciados para o parâmetro anterior;
• Taxa de atualização dos Cash-Flows (i) de 10% – Baseando-se nos
valores referenciados de cost of equity para indústria europeia de biotecnologia, os quais se apresentam19 em [20];
•T
axa de imposto sobre os lucros gerados (IMPn) de 23% – A taxa
marginal de Imposto sobre o Rendimento das Pessoas Coletivas
(IRC) atualmente vigente para o Portugal Continental20 é de 23%,
segundo o disposto no Art.º 87.º da Lei n.º 2/2014 de 16 de janeiro;
•H
orizonte do projeto (H) de 10 anos: Estabeleceu-se um único
cenário, por questões de simplificação, julgando-se ser um prazo
razoável para os tipos de investimentos em causa.
3.5.1. Venda direta do Bioetanol como produto final
No presente caso de estudo, pelos motivos referidos em 3.2, são considerados 4 preços de venda para o Bioetanol, os quais são de 0,4, 0,5,
0,6 e 0,75€/litro. A partir dos modelos apresentados em 3.3 e dos pressupostos comuns a ambos os casos de estudo (referidos em 3.5), procedeu-se à determinação dos resultados dos indicadores de investimento,
os quais se apresentam na Tabela 8.
Analisando a Tabela 8, pode-se verificar que se testaram diversos montantes de investimento e custos de operação de manutenção para a gama
que se julgue vir a variar o preço venda do Bioetanol.
Considerou-se um custo mínimo de O&M de 10 000€/ano, devido ao
facto de este incluir os encargos com energia térmica e elétrica, com operações de manutenção e de substituição de componentes no caso de avarias,
bem como a mão-de-obra e despesas com transporte das mercadorias.
Conforme se pode igualmente verificar na Tabela 8, para cada um dos
preços de venda do Bioetanol, determinou-se o montante de investimento
19 A taxa referenciada é de 9,25%, tendo-se optado por arredondar para 10% – originando
resultados mais desfavoráveis.
20 Ao longo do horizonte do projeto optou-se, por questões de simplificação dos cálculos, por
manter esta taxa constante. Todavia, é expectável que durante os próximos 10 anos esta venha
a sofrer uma redução. Não foram considerados benefícios fiscais/reduções à matéria coletável,
assim como ao cálculo da derrama.
máximo para 10000€/ano de custos de O&M, bem como os custos máximos de O&M para cada montante de investimento testado. Esses resultados permitem que o leitor disponha de uma noção dos limites máximos
de investimento e de custo de O&M, para cada preço de venda do Bioetanol, para o qual o investimento é viável.
Caso se pretendam conhecer resultados intermédios dos indicadores
para outros montantes de investimento, outros custos de O&M ou para
outro preço de venda do Bioetanol, devido ao facto das relações entre as
variáveis serem lineares, podem-se obter através de interpolação linear.
3.5.2. Produção e venda de energia elétrica ao abrigo da minigeração
renovável
No presente caso de estudo, pelos motivos referidos em 3.2, o preço de
venda da energia elétrica à rede é considerado como sendo de 0,157€/kWh.
Na expressão seguinte, apresenta-se a estimativa da quantidade de energia
elétrica possível de gerar anualmente através da quantidade média de Bioetanol disponível (apresentada em 2.4):
Wan.
 kWh / ano  = Van.  litro / ano  × PCIEtanol  kWh / litro  × η g
Etanol
Wan.
= 139 028 × 5, 8 × 0,28 ≈ 229 242 kWh / ano
Eletricidade
Eletricidade
()
Neste caso de estudo, o montante de investimento inicial contempla
não só o sistema completo de produção de Bioetanol, bem como um
gerador elétrico de caraterísticas análogas ao referido em 3.1.
Considerando os parâmetros anteriores, a partir dos modelos apresentados em 3.3 e dos pressupostos comuns a ambos os casos de estudo
(referidos em 3.5), procedeu-se à determinação dos resultados dos indicadores de investimento, os quais se apresentam na Tabela 9.
Analisando a Tabela 9, verifica-se que a viabilidade económica deste
projeto se encontra limitada superiormente por um montante de investimento de 125 000€ e custo de O&M de 13 300€, ou por um montante
de investimento de 143 200 e custo de O&M de 10 000€. O critério
utilizado para gerar os resultados é análogo ao referido para o caso de
estudo anterior.
Estes resultados encontram-se claramente abaixo dos apresentados no
cenário mais desfavorável do caso de estudo anterior (em que o preço
de venda do Bioetanol é de 0,4€/litro). A principal razão para tal deve-se ao facto de o gerador a Etanol dispor de um rendimento de cerca
de 28%, pelo que não aproveita grande parte da energia contida no biocombustível.
4. Conclusões
O Etanol é um biocombustível substituto da gasolina que pode ser produzido através da fermentação de resíduos de frutas. O processo industrial de produção de Bioetanol é composto por várias etapas, tendo que,
no final, ser sujeito a um processo de desnaturação para que possa ser
isento de pagamento de ISP nos termos do CIEC.
Este pode ser utilizado diretamente como combustível, ou misturado
com a gasolina sob diferentes frações. Os veículos comuns dispõem da
capacidade de utilizar, sem se danificarem, gasolina com misturas até 10%
de etanol. À medida que se aumenta a percentagem de Etanol misturado na gasolina, aumenta também necessidade de adaptação dos veículos para o efeito.
Em termos legais, a produção de Bioetanol deverá cumprir com o disposto no DL n.º 117/2010, podendo ser assegurada por PRGs ou PPDs, os
quais devem ser reconhecidos como entreposto fiscal de transformação
nos termos do CIEC. No caso de se pretender utilizar o Bioetanol para
8
projetos renováveis
Aproveitamento de desperdícios de fruta para produção de Bioetanol
Pressupostos de cálculo
Preço de
venda do
Bioetanol
Montante de
investimento
inicial
(є)
[€/litro]
(I)
[€]
100 000
0,4
150 000
200 000
251 320
100 000
150 000
0,5
200 000
250 000
300 000
327 925
100 000
0,6
150 000
200 000
Custos de
O&M
Resultados dos indicadores
de investimento
VAL
TIR
Payback
[%]
[ano]
(O&M)
[€/ano]
[€]
10 000
129 934
35,65%
3,27
20 000
82 620
27,00%
4,31
30 000
35 307
17,71%
6,36
37 460
0
10,00%
10,00
Pressupostos de cálculo
Preço de
venda do
Bioetanol
Montante de
investimento
inicial
(є)
[€/litro]
(I)
[€]
300 000
0,6
400 000
Resultados dos indicadores
de investimento
Custos de
O&M
VAL
TIR
Payback
(O&M)
[€/ano]
[€]
[%]
[ano]
10 000
89 756
16,59%
6,73
20 000
42 442
13,20%
8,11
28 970
0
10,00%
10,00
10 000
3 888
10,23%
9,85
10 820
0
10,00%
10,00
10 000
0
10,00%
10,00
10 000
360 158
74,60%
1,52
312 845
66,79%
1,70
218 219
50,95%
2,26
10 000
63 343
19,12%
5,94
20 000
16 030
12,43%
8,51
28 400
0
10,00%
10,00
10 000
44 066
14,91%
7,36
20 000
40 000
60 000
123 593
34,51%
3,38
80 000
28 966
16,39%
6,80
86 125
0
10,00%
10,00
10 000
317 225
49,80%
2,32
19 315
0
10,00%
10,00
10 000
0
10,00%
10,00
10 000
195 712
47,11%
2,46
20 000
148 399
38,92%
2,98
30 000
101 086
30,43%
3,83
40 000
53 773
21,44%
5,36
51 365
0
10,00%
10,00
10 000
152 778
30,57%
3,82
20 000
105 465
24,66%
4,71
30 000
58 125
18,42%
6,14
42 290
0
10,00%
10,00
10 000
109 845
21,67%
5,31
20 000
62 531
16,87%
6,63
33 215
0
10,00%
10,00
10 000
66 911
15,92%
6,96
20 000
19 598
11,80%
8,86
24 145
0
10,00%
10,00
10 000
23 977
11,83%
8,84
15 065
0
10,00%
10,00
10 000
0
10,00%
10,00
10 000
261 491
58,23%
1,96
20 000
514 177
50,26%
2,29
40 000
119 551
33,79%
3,46
60 000
24 925
15,53%
7,11
65 270
0
10,00%
10,00
10 000
218 557
38,44%
3,02
20 000
171 244
32,81%
3,56
40 000
76 617
20,90%
5,49
56 195
0
10,00%
10,00
10 000
175 623
27,97%
4,16
20 000
128 310
23,47%
4,92
40 000
33 684
13,79%
7,84
47 200
0
10,00%
10,00
404 525
100 000
150 000
200 000
0,75
250 000
300 000
350 000
400 000
450 000
500 000
519 435
20 000
269 912
44,40%
2,61
40 000
175 285
33,30%
3,51
60 000
80 659
21,44%
5,36
77 050
0
10,00%
10,00
10 000
274 291
36,93%
3,15
20 000
226 978
32,69%
3,57
40 000
132 351
23,86%
4,85
60 000
37 725
14,23%
7,65
67 975
0
10,00%
10,00
10 000
231 357
28,85%
4,03
20 000
184 044
25,29%
4,59
40 000
89 418
17,80%
6,33
58 900
0
10,00%
10,00
10 000
188 423
23,21%
4,97
20 000
141 110
20,10%
5,69
40 000
46 484
13,50%
7,97
49 825
0
10,00%
10,00
10 000
145 490
18,99%
5,97
20 000
98 177
16,19%
6,86
40 750
0
10,00%
10,00
10 000
102 556
15,68%
7,05
20 000
55 243
13,13%
8,15
31 675
0
10,00%
10,00
10 000
59 622
13,00%
8,21
20 000
12 309
10,63%
9,58
22 600
0
10,00%
10,00
10 000
16 688
10,77%
9,49
13 525
0
10,00%
10,00
10 000
0
10,00%
10,00
Tabela 8 Resultados dos indicadores de investimento para diversos cenários do caso de estudo relativo à venda direta do Bioetanol como produto final.
9
projetos renováveis
Pressupostos de cálculo
Preço de
venda do
Bioetanol
Montante de
investimento
inicial
(є)
[€/litro]
(I)
[€]
Resultados dos indicadores
de investimento
Custos
de O&M
VAL
TIR
Payback
(O&M)
[€/ano]
[€]
[%]
[ano]
10 000
37 104
18,08%
6,25
12 500
25 276
15,61%
7,08
15 000
13 447
13,05%
8,19
17 850
0
10,00%
10,00
10 000
15 637
12,84%
8,30
12 500
3809
10,70%
9,53
13 300
0
10,00%
10,00
10 000
0
10,00%
10,00
100 000
0,157
125 000
143 200
Para o nível de produção de Bioetanol estimado para o ano de 2011
(202 714 litros), atendendo a que a massa volúmica (apresentada em 1.1)
é de 0,789kg/litro, verifica-se que existe uma produção anual de cerca
de 160 toneladas. Esse valor cumpre com o limite de 3000 toneladas/
ano, pelo que a FRUTUS compre com esse requisito – necessário para
que possa ser enquadrada no estatuto de PPD.
Como nota final, caso se venha a verificar a viabilidade económica
deste tipo de aproveitamentos, a sua difusão por outras cooperativas e
associações agrícolas que trabalham diretamente com matérias suscetíveis de ser fermentadas alcoolicamente, poderia contribuir para a produção do Etanol necessário para assegurar a percentagem de mistura
com a gasolina rodoviária, requerida pelo PNAER a partir de 2015 (ou,
eventualmente, assegurá-la na sua totalidade).
Referências bibliográficas
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Tabela 9 Resultados dos indicadores de investimento para diversos cenários do caso de
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Springer, 2008.
[7]
J. Joel K. Bourne, “Green Dreams Making fuel from crops could be good for the planet - after
produção de energia elétrica, mediante a potência do aproveitamento,
poderá ser enquadrado no regime da microgeração, minigeração ou no
definido pelo DL 189/88.
Devido ao facto de os regimes de remuneração disponíveis se relacionarem com a potência dos aproveitamentos, para se poder apurar o
regime de remuneração é necessário, em primeiro lugar, proceder ao
dimensionamento do gerador. No presente caso, devido ao facto de se
ter adotado um gerador de 85kVA, o aproveitamento é enquadrável no
escalão 2 da minigeração.
Devido ao facto de não existir um mercado nacional do Etanol, verificou-se a necessidade de se pesquisarem os seus preços de venda nos
mercados internacionais, tendo-se considerado os preços de 0,4, 0,5,
0,6 e 0,75€/litro para a realização do estudo económico. O preço de
venda de energia elétrica foi considerado como sendo de 0,157€/kWh,
em concordância com descontos, relativamente às tarifas de referência
do escalão 1 da minigeração, habitualmente praticados.
Devido ao facto de não ter sido possível a obtenção dos dados que
permitam determinar o montante de investimento inicial e os custos
anuais de O&M, verificou-se a necessidade de se realizarem os estudos
económicos recorrendo a valores arbitrários. Através das expressões
apresentadas e/ou dos resultados obtidos para ambos os casos de estudo
é possível, na presença dos dados em falta que possam ser fornecidos por
empresas do setor, determinar os resultados dos indicadores de investimento e verificar se este tipo de sistemas é economicamente viável.
Por outro lado, analisando os resultados dos indicadores de investimento, pode-se concluir para os pressuposto considerados, que a opção
de venda direta do Bioetanol dispõe de claras vantagens em termos económicos quando comparada com a respetiva utilização para produção
e venda de eletricidade. Tal deve-se, em grande medida, ao facto de
serem utilizados geradores que realizam o ciclo Otto, o qual é menos
eficiente que, por exemplo, o ciclo Diesel. Essa ineficiência traduz-se no
não aproveitamento de boa parte da energia contida no biocombustível.
a breakthrough or two,” National Geographic Magazine, p. 41, October 2007.
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10
projetos renováveis
Aproveitamento de desperdícios de fruta para produção de Bioetanol
Apresentação dos autores
Edgar Filipe da Silva Franco
[email protected]
É licenciado em Engenharia Eletrotécnica – Ramo de Energia e Automação e mestre em Engenharia Eletrotécnica – Sistemas de Automação, pela Escola Superior de Tecnologia e Gestão do Instituto Politécnico de Leiria, obtendo respetivos graus
em 2009 e 2011. Concluiu em janeiro de 2013 o Curso de Doutoramento (não conferente de grau) em Engenharia Eletrotécnica e de Computadores pela Faculdade de Engenharia da Universidade de Porto.
Foi projetista de instalações elétricas em 2010 e bolseiro de investigação do INESC Coimbra em 2011.
É docente do Curso de Especialização Tecnológica de Energias Renováveis do Instituto Politécnico de Leiria desde janeiro de 2011.
António José Rodrigues Ferreira
[email protected]
É detentor do Curso de Especialização Tecnológica em Energias Renováveis pelo Centro de Formação para Cursos de Especialização Tecnológica do Instituto Politécnico de Leiria, obtendo o respetivo grau em 2013.
É licenciado em Geografia, variante de Cartografia e Sistemas de Informação Geográfica pela Faculdade de Letras da Universidade de Lisboa, obtendo o respetivo grau em 2006.
É técnico superior da Câmara Municipal de Cadaval, desempenhando funções na Divisão de Serviços Urbanos, desde janeiro
de 2008.
Luís Miguel Porto Romão Machado
[email protected]
É detentor do MBA pela Universidade de Warwick, Reino Unido (com distinção, tendo-lhe sido atribuído o prémio para a
elaboração da melhor dissertação), obtendo o respetivo grau em 2010.
É mestre em Ciências Empresariais – Especialização em Estratégia Empresarial, pela Faculdade de Economia da Universidade
de Coimbra, obtendo o respetivo grau em 2006. É licenciado em Economia pelo Instituto Superior de Gestão da Universidade Técnica de Lisboa, obtendo o respetivo grau em 1995.
Iniciou a sua atividade profissional como auditor da KPMG, tendo desenvolvido vários projetos em África, nomeadamente
na Guiné-Bissau, Cabo Verde e Angola.
Foi diretor comercial e de marketing, durante vários anos, de empresas industriais com forte exposição ao mercado internacional, para além de
ter sido também diretor financeiro e administrativo de outras empresas.
Foi docente na Escola Superior de Tecnologia e Gestão e na Escola Superior Educação e Ciências Sociais do Instituto Politécnico de Leiria e na
Universidade Jean Piaget de Cabo Verde.
Atualmente, é doutorando em Gestão de Empresas na Faculdade de Economia da Universidade de Coimbra e docente na Escola Superior Educação e Ciências Sociais do Instituto Politécnico de Leiria.
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