Biodiesel

Comparaçao da Produçao de Energia com Diesel e Biodiesel Analisando Todos os Custos Envolvidos

RESUMO
Este trabalho tem como objetivo um estudo comparativo entre duas fontes de energia: diesel e biodiesel. Para a análise comparativa, é utilizada a Análise de Custos Completos, uma ferramenta de análise comparativa, que engloba todos os fatores incorridos num determinado empreendimento; nao somente aspectos técnicos e econômicos, como também ambientais e sociais. A partir dos resultados obtidos neste estudo, conclui-se que os dois combustíveis se equiparam, obtendo praticamente a mesma pontuaçao. Contudo, o diesel é mais viável do ponto de vista técnico-econômico, enquanto o biodiesel se mostra bastante promissor dos pontos de vista ambiental e social.

1. INTRODUÇAO
A crise energética brasileira gerou questoes em discussao quanto a disponibilidade de recursos energéticos e a oferta de energia. Várias propostas foram debatidas e o governo adotou medidas emergenciais de investimento no setor elétrico para conter a falta de oferta em algumas regioes do Brasil. Um dos setores da indústria que destacou neste período foi a produçao de grupos geradores, pois, para atingir as metas de racionamento sem prejudicar a produçao, as indústrias recorreram aos grupos geradores para fugirem do mercado spot. O principal combustível utilizado para a geraçao de eletricidade é o óleo diesel, subsidiado pelo governo, sendo aproximadamente 15% da quantidade consumida nacionalmente importada. É derivado do petróleo, combustível fóssil nao-renovável e principal fonte poluidora de gases responsáveis pelo aquecimento global; questao problemática nas principais metrópoles do mundo. Vários países tem feito pesquisas que visam a substituiçao do óleo diesel pelo biodiesel, dentre eles a Alemanha, que já produz biodiesel a custos igualitários ao óleo diesel. No Brasil existem centros de pesquisa que estudam a viabilidade de produçao do bioidiesel no país, projetos piloto em alguns estados e o PROBIODIESEL, Programa nacional de incentivo ao Biodiesel, criado em 2003.

Dada a ampla disponibilidade de óleos vegetais e álcool etílico de cana-de-açúcar, esta tecnologia representa um grande potencial como alternativa energética para o Brasil. Assim, o escopo deste trabalho é focalizar a produçao de energia elétrica utilizando estes dois combustíveis e fazer uma análise comparativa através da ferramenta de custos completos, incorpora todos as dimensoes de análise relevantes a tal empreendimento.

2. GERAÇAO DE ENERGIA ELÉTRICA COM DIESEL

A geraçao de energia elétrica com óleo diesel é encontrada principalmente em centrais termelétricas, regioes isoladas da rede elétrica e indústrias que utilizam grupos geradores como sistemas de emergencia e operaçao na ponta, visando aumentar a confiabilidade da planta e economizar a fatura de energia. O foco deste trabalho foi direcionado a utilizaçao de grupos geradores operando na ponta, por se tratar de seu uso mais freqüente nas indústrias.

A implantaçao de grupo gerador requer um estudo minucioso de operaçao, conexao com a rede e proteçoes do sistema elétrico, exigidas pela concessionária no paralelismo. Dependendo do tipo de utilizaçao, o custo de instalaçao varia de 10 a 30% do equipamento e sua vida útil é de 20 a 25 anos, com custo de manutençao a R$ 0,30/ kW, chegando a um custo de geraçao pós racionamento (fim de 2002) de R$280,00/MW para óleo diesel e R$340,00 para biodiesel, e de R$480,00/MW e R$ 610,00/MW (valores atualizados de 2004). Tais quantias podem sofrer variaçoes intimamente ligadas ao custo do combustível. Do ponto de vista técnico-econômica, indica-se o óleo diesel como fonte mais vantajosa, pois o prazo de retorno de capital investido é de 2 a 2,5 anos operando na ponta de indústrias com fatores de carga e demanda típicas. O biodiesel ainda nao é viável economicamente, no entanto apresenta vantagens ambientais com baixas emissoes de poluentes e a possibilidade de tornar-se um produto promissor para o setor agrícola.

3. BIODIESEL

O Biodiesel (éster de ácidos graxos) é um substituto do diesel, de combustao mais limpa, feito de fontes naturais renováveis tais como óleos vegetais e animais. Assim como o diesel mineral, o biodiesel opera em motores de combustao-igniçao. Pode ser usado como um substituto, mistura ou aditivo ao óleo diesel. Misturas de até 20% de biodiesel (a 80% de diesel convencional) podem ser usadas em praticamente qualquer equipamento diesel e sao compatíveis com a maioria dos equipamentos de armazenamento e distribuiçao. Tais misturas (20% ou menos) nao requerem nenhuma modificaçao de motor e podem proporcionar performances próximas as do diesel. Misturas mais elevadas, ou até o biodiesel puro (100% biodiesel, ou B100), podem ser usadas em muitos motores com pequenas alteraçoes, posto que as propriedades físicas do Biodiesel sao muito semelhantes as do Diesel.

O uso do Biodiesel em um motor convencional a diesel reduz substancialmente as emissoes de hidrocarbonetos nao queimados, monóxido de carbono, sulfatos, hidrocarbonetos aromáticos policíclicos, e material particulado. Tais reduçoes aumentam conforme a quantidade de biodiesel misturado ao diesel. As maiores reduçoes sao obtidas usando-se o B100 (biodiesel puro). Há ainda diminuiçao da fraçao de carbono sólido de material particulado (já que o oxigenio do biodiesel possibilita uma combustao mais completa do CO2) e reduz a fraçao de sulfatos (biodiesel contém menos de 24 ppm de enxofre), mantendo constante ou aumentando a porçao solúvel de material particulado. Assim, o biodiesel funciona bem com novas tecnologias como catalisadores (que reduzem a fraçao solúvel de partículas diesel, mas nao a fraçao de carbono sólido) e recirculaçao de gases de escape. Emissoes de óxidos nítricos, no entanto, aumentam de acordo com a concentraçao do biodiesel no combustível e o tipo de biodiesel usado.

A maior desvantagem do biodiesel é ainda o seu custo de geraçao, mais elevado que o do diesel, analisado mais adiante neste trabalho. Subsídios do governo seriam essenciais para possibilitar a produçao do biodiesel. O potencial de substituiçao do diesel convencional é ainda pequeno, já que a quantidade de óleo vegetal necessária para servir a produçao de biodiesel teria que ser suplementar a utilizada para a indústria de alimentaçao e demandaria grandes volumes de safra para atender ao mercado de combustíveis.

3.1 Produçao de Biodiesel

O biodiesel é uma evoluçao na tentativa de substituiçao do diesel por biomassa, iniciada pelo aproveitamento de óleos vegetais "in natura". É obtido por transesterificaçao ou alcoólise, processo que consiste na reaçao de óleos vegetais com um intermediário ativo, formado pela reaçao de um álcool (normalmente o metanol) com um catalisador. A reaçao traz como produtos um éster metílico (biodiesel) e glicerol. Os ésteres tem propriedades físico-químicas muito semelhantes as do diesel, conforme dados colhidos de inúmeras experiencias realizadas mundialmente.

A produçao do biodiesel a partir de óleos e gorduras pode ser feita a partir de tres reaçoes básicas:
. Transesterificaçao do óleo a partir de catalisaçao básica;
. Transesterificaçao direta do óleo a partir de catalisaçao ácida;
. Conversao do óleo para ácidos graxos e depois para biodiesel.

A maioria do biodiesel produzido internacionalmente é feita a partir da reaçao de catalisaçao básica por uma série de motivos:
. Sua baixa temperatura e pressao;
. Alta conversao (98%) com baixo tempo de reaçao;
. É uma conversao direta ao biodiesel sem formaçao decompostos intermediários;
. Nao é necessária a utilizaçao de materiais de construçao estranhos.

O processo geral consiste num óleo ou gordura reagindo com um álcool, como etanol, na presença de um catalisador, produzindo glicerina e ésteres metílicos ou etílicos (biodiesel). O metanol ou etanol é carregado em excesso para ajudar na rápida conversao, sendo recuperado para reutilizaçao. O catalisador usado normalmente é o sódio ou o hidróxido de potássio, já misturado ao álcool.

3.2 Motivaçoes para o Uso Nacional do Biodiesel

A substituiçao do diesel pelo biodiesel se mostra mais interessante em situaçoes comprovadas de benefícios econômicos e ecológicos. A meta de uma possível indústria de biodiesel nao é tampouco substituir o diesel, mas extender sua utilidade. O papel do biodiesel é trazer benefícios nos campos econômico, social, ambiental e político, contribuindo ainda para a longevidade e eficiencia dos motores Diesel usados em geradores, atendendo a mercados que requisitem um combustível mais limpo e seguro.

No campo ambiental, apesar do aumento da emissao de compostos nítricos, o biodiesel proporciona a reduçao de poluentes como materiais particulados, monóxido de carbono, hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (compostos cancerígenos), óxidos de enxofre, e gás carbônico, em relaçao ao diesel mineral.

O Brasil é um país de grande biodiversidade, muito rico em oleaginosas, cujas culturas, porém, sao restritas a fins alimentícios. Há um grande potencial a ser explorado, tanto em relaçao ao aproveitamento energético de culturas temporárias e perenes, como em relaçao ao aproveitamento energético do óleo residual proveniente da alimentaçao.

A implementaçao de um programa energético de biodiesel abre oportunidades para grandes benefícios econômicos e sociais. O aproveitamento do biodiesel traz o efeito econômico benéfico de reversao no fluxo internacional de capitais além da comercializaçao internacional de certificados de reduçao de emissoes de gases de efeito estufa. O Brasil importa cerca de 35% do diesel que consome, 15% na forma de petróleo para refinar e 20% do diesel já refinado. O diesel corresponde a 42% dos derivados de petróleo usados no país, sendo a gasolina responsável por 26%. Com o programa Biodiesel o Brasil compraria 33% a menos de petrodiesel, o que, de acordo com estudos, representaria uma economia nas importaçoes brasileiras do petrodiesel próxima a US$ 75 milhoes anuais (o álcool, em quase tres décadas, já permitiu uma economia acima de US$ 4 bilhoes com a quantidade evitada de petróleo importado).
Do ponto de vista social, pode-se apontar benefícios decorrentes de um alto índice de geraçao de empregos (fala-se em 200.000 empregos) por capital investido; aquecimento de economias regionais com o incremento da área de cultivo em 100.000 hectares de cana-de-açúcar (no caso de aplicaçao do biodiesel etílico), 2.500.000 hectares de girassol ou 5.000.000 hectares de soja, (dependendo do óleo utilizado); valorizaçao do campo e promoçao do trabalhador rural; e ainda demanda por mao de obra qualificada para o processamento e beneficiamento dos óleos vegetais. Como benefício agrícola pode-se ainda apontar o aumento da oferta da fraçao protéica das oleaginosas, importante insumo para a indústria de alimentos e raçao animal, além de nitrogenar o solo durante o crescimento, viabilizando o consórcio do plantio de outras culturas.

3.3 O uso nacional do Biodiesel

No Brasil, há diversas experiencias sobre o uso do biodiesel, proveniente de óleos novos e usados, puros ou misturados ao diesel. Porém, apenas em 98 a Agencia Nacional de Petróleo, órgao regulador do setor, publicou a Resoluçao no. 180, sobre a necessidade de realizaçao de testes pré-aprovados para a homologaçao de combustíveis nao especificados.

Nos últimos anos foram constatados diversos avanços em relaçao a implantaçao do Biodiesel no Brasil, como o lançamento do programa do governo, o PROBIODIESEL, o projeto de se misturar entre 3 e 5% de biodiesel ao diesel usado em veículos no país, em parceria com o MCT e universidades brasileiras, e o Projeto Biodiesel Brasil, da USP de Ribeirao Preto, que criou o primeiro biodiesel totalmente renovável do mundo, reduziu o tempo de reaçao de produçao de 6 horas para 30 minutos e cujo laboratório conta com uma capacidade de produçao inicial de 1000 litros por dia. Há projetos de implantaçao em diversos estados brasileiros. No Paraná o biodiesel já é uma realidade, sendo discutida sua expansao de uso; no Rio Grande do Norte, o primeiro projeto-piloto de produçao de biodiesel da Petrobras está sendo desenvolvido a partir da mamona; no Rio de Janeiro, o governo estadual planeja produzir o combustível a partir do girassol e o Acre deve ser um dos primeiros estados amazônicos a utilizar o biodiesel como fonte energética.

Em relaçao ao uso de oleaginosas para a produçao nacional de biodiesel, há diversas possibilidades como soja, girassol, milho, pequi, dende, babaçu, macaúba, algodao, amendoim, entre outros. O Brasil é o maior produtor de soja do mundo, porém maior destaque também deve ser dado a outras oleaginosas, pois da soja sao obtidos apenas 400 kg de óleo por hectare, enquanto o girassol e o amendoim rendem o dobro e tem uma extraçao mais simples do que a da soja, viável somente para grandes industrias. O rendimento das palmeiras é ainda mais superior, tendo como principais representantes o babaçu (1600 Kg de óleo por hectare), a Macaúba (4000 Kg) e o Dende (5900 Kg por hectare). No entanto, as grandes produçoes de biodiesel no Brasil deverao ser feitas inicialmente com óleo de soja, em funçao da maior capacidade produtiva atual desse setor; produtores de pequeno e médio porte poderao recorrer a cultivos de amendoim e girassol.
Quanto ao uso do álcool para a produçao do Biodiesel, muitas vantagens podem ser obtidas se utilizado o etanol, posto que o metanol é um combustível tóxico, nao-renovável (derivado do petróleo) e de tecnologia de produçao importada. Já o etanol nao é tóxico, tem origem vegetal e seria obtido nacionalmente, já que o Brasil é o maior produtor mundial de cana de açucar. Tal uso resultaria na retençao de recursos econômicos no país, permitindo o incremento da área plantada, a geraçao de empregos e aplicando uma tecnologia totalmente nacional, já desenvolvida e economicamente viável.
As dificuldades anteriores observadas durante os processos de separaçao de fases e purificaçao foram completamente superadas, o processo foi simplificado e os ésteres etílicos já sao foram extraídos com rendimentos químicos equivalentes aqueles obtidos na rota metílica. Além do domínio nacional na obtençao do Biodiesel, houve avanços consideráveis na purificaçao dos subprodutos do processo, glicerina e fertilizantes.

3.4 Avaliaçao de Custos Completos

Englobando os conceitos de desenvolvimento sustentável e planejamento integrado de recursos, os custos completos sao uma ferramenta que trabalha questoes como o uso eficiente de energia aos aspectos naturais, econômicos e principalmente humanos propondo incorporar, na avaliaçao de um determinado empreendimento, todos os custos incorridos em sua realizaçao, impactos e custos sócio-ambientais internos ou externos.

4. ANÁLISE COMPARATIVA

É adotada uma abordagem qualitativa de avaliaçao, no intuito de evidenciar os impactos associados a cada recurso. As etapas de avaliaçao consistem em: estudo de possíveis impactos de cada recurso; montagem das Matrizes de Avaliaçao ; definiçao de pesos e valoraçoes para cada item (impacto) considerado; aplicaçao da Matriz para ambos os recursos; discussao dos resultados globais.

Para a avaliaçao, definimos quatro áreas de comparaçao de geraçao de energia elétrica entre os dois combustíveis: Ambiental, Técnico-Econômica, Política e Social. Cada área subdivide-se em ítens a serem avaliados. É atribuído um fator de influencia (FIR) exercido por cada indicador, com pesos de 1 (baixa influencia) a 4 (influencia determinante), conforme a importância de um fator na tomada de decisao de um recurso. A cada item é atribuída uma classificaçao, com pontuaçoes variando de 2 (ruim) a 10 (bom), conforme o desempenho de cada item. A valoraçao final de cada item é obtida multiplicando-se a classificaçao pelo FIR atribuído ao item. Na matriz de avaliaçao tem-se a ordenaçao dos impactos associados a cada área de comparaçao.

A pontuaçao de cada área é obtida a partir da somatória dos itens referentes a mesma. Após a comparaçao dentro de cada área, obtemos uma comparaçao unificada dos dois recursos, através da normalizaçao das pontuaçoes de cada área, obtendo uma pontuaçao global. A pontuaçao global do recurso possibilita uma conceituaçao final para cada combustível, sendo o recurso mais vantajoso aquele que obtiver uma maior pontuaçao.

Após a valoraçao e a descriçao de cada item e a comparaçao dos recursos dentro de cada área com a obtençao de conclusoes específicas, obtemos agora um panorama global dos recursos comparados. Como explicado no capítulo anterior, nao podemos somar pontuaçoes de áreas diferentes, sendo necessária uma ponderaçao, para que os quatro fatores sejam considerados em grau igualitário de importância. Agregando-se as pontuaçoes referentes a cada área, agora recalculadas como diferenças percentuais, atingimos uma pontuaçao global para cada recurso. As valoraçoes percentuais, assim como a valoraçao global obtida podem ser vistas na tabela abaixo:

Área Recurso	Técnico/Econômica	Ambiental	Política	Social	Total
Biodiesel	120 71,5%	102 100%	36 54,5%	60 100%	326%
Diesel	168 100%	58 57%	66 100%	42 70%	327%

5. CONCLUSOES
O resultado global indica que ambos os recursos se equiparam, já que o diesel, como visto anteriormente, é favorável a partir das análises técnico-econômica e política, e o biodiesel apresenta vantagens ambientais e sociais. Temos, portanto, uma igualdade, com cada recurso excedendo-se em duas áreas. Assim, a escolha do recurso mais eficiente deve ser feita conforme a área que mereça maior enfase. É importante salientar que o resultado obtido nao é definitivo, podendo ser modificado conforme os fatores de influencia e as valoraçoes atribuídas a cada recurso, que podem variar a médio e longo prazo, com a produçao do biodiesel no Brasil e o seu conseqüente aumento de disponibilidade. O desenvolvimento de programas e leis que favoreçam a difusao do biodiesel também podem ampliar a sua viabilidade econômica e aumentar as suas aplicaçoes. Comparando os custos de geraçao de ambos os combustíveis em relaçao a rede elétrica, para valores de tarifa referentes a 2002, conclui-se que a operaçao usando geradores a diesel somente é viável para horários de ponta. O biodiesel registrou, para essa mesma faixa de horário, custo semelhante ao da rede. Para valores atualizados, o custo do biodiesel (R$ 610/MW) supera em muito o custo de geraçao na ponta, de R$ 410, 00?MW, provando-se inviável, pelo menos para tal aplicaçao.