Biodiesel

Programa interministerial do Governo Federal que objetiva a implementação de forma sustentável, tanto técnica, como economicamente, a produção e uso do Biodiesel, com enfoque na inclusão social e no desenvolvimento regional, via geração de emprego e renda .

• Principais diretrizes do PNPB: – Implantar um programa sustentável, promovendo

inclusão social ;– Garantir preços competitivos, qualidade e suprimento;– Produzir o biodiesel a partir de diferentes fontes

oleaginosas e em regiões diversas.

Programa Nacional de Produção e Uso do Biodiesel

• Incrementar, em bases econômicas, sociais e ambientais, a participação dos biocombustíveis na matriz energética nacional.

• Estabelece a obrigatoriedade da adição de um percentual mínimo de biodiesel ao óleo diesel comercializado ao consumidor, em qualquer parte do território nacional.

• Esse percentual obrigatório será de 5% oito anos após a publicação da referida lei, havendo um percentual obrigatório intermediário de 2% três anos após a publicação da mesma.

Lei 11.097 – 13/01/2005

• Os prazos para atendimento do percentual mínimo obrigatório podem ser reduzidos em razão de resolução do Conselho Nacional de Política Energética - CNPE, observados os seguintes critérios:I - a disponibilidade de oferta de matéria-prima e a

capacidade industrial para produção de biodiesel;II - a participação da agricultura familiar na oferta de

matérias-primas;III - a redução das desigualdades regionais;IV - o desempenho dos motores com a utilização do

combustível;V - as políticas industriais e de inovação tecnológica.

Lei 11.097 – 13/01/2005

Cabendo à ANP definir os limites de variação admissíveis para efeito de medição e aferição dos percentuais acima citados.

Biocombustível: combustível derivado de biomassa renovável para uso em

motores a combustão interna ou, conforme regulamento, para outro tipo de geração de energia, que possa substituir parcial ou totalmente combustíveis de origem fóssil;

Biodiesel: biocombustível derivado de biomassa renovável para uso

em motores a combustão interna com ignição por compressão ou, conforme regulamento, para geração de outro tipo de energia, que possa substituir parcial ou totalmente combustíveis de origem fóssil.

Lei 11.097 – 13/01/2005

BiodieselBiodiesel é um combustível biodegradável derivado

de fontes renováveis como óleos vegetais e gorduras animais que, estimulados por um catalisador, reagem quimicamente com o álcool ou o metanol.

Existem diferentes espécies de oleaginosas no Brasil das quais se pode produzir o biodiesel, entre elas mamona, dendê, girassol, babaçu, soja e algodão.

Introdução

Esse combustível substitui total ou parcialmente o diesel de petróleo em motores ciclodiesel de caminhões, tratores, camionetas, automóveis e também para geração de energia e calor. Pode ser usado puro ou misturado ao diesel em diversas proporções.

A mistura de 2% de biodiesel ao diesel de petróleo é chamada de B2 e assim sucessivamente, até o biodiesel puro, denominado B100.

Introdução

Opção pelo óleo para a produção de biodiesel depende:disponibilidade local ; propriedades de armazenamento; desempenho como cobustível; viabilidade econômica.

Óleo vegetais Gorduras de origem animal

Matérias-primas

Óleo vegetal colza/canola e girassol – União Européia; palma – países tropicais soja – Estados Unidos arroz, caroço de algodão, amendoim, açafrão, coco...;

Gorduras de origem animal sebo; banha.

óleo de descarte.

Matérias-primas

Oleaginosas

Dendê/Palma (Elaeis guineensis / Elaeis oleifera) Abacate (Persea americana) Algodão (Gossypium hirsutum) Amendoim (Arachis hypogaea) Colza/canola (Brassica campestris, Brassica napus) Andiroba (Carapa guianensis) Soja (Glycine max) Babaçu (Orbignya martiana e Orbignya oleifera) Coco (Cocos nucifera)

Oleaginosas

Girassol (Helianthus annus) Gergelim, Sésamo (Sesamun indicum) Pinhão-Manso (Jatropha curcas) Linhaça (Linun usitatissimum) Macaúba (Acrocomia sclerocarpa e Acrocomia

intumescens) Buriti (Mauritia flexuosa e Mauritia vinifera) Nabo forrageiro (Raphanus sativus) Pequi (Caryocar brasiliense, Caryocar nuciferum e

Caryocar villosum)

Totalmente compatível com o diesel; Biodegradável;É derivado de matérias primas renováveis de

ocorrência natural;Gera redução nas principais emissões presentes nos

gases de exaustão (exceto de NOx);Possui alto ponto de fulgor;Apresenta excelente lubricidade.

Vantagens

Alto custo;Emissões de NOx;Baixa estabilidade quando exposto ao ar;Propriedades de fluxo que são particularmente

desfavoráveis nos países da América do Norte.

Desvantagens

• Misturas binárias com petrodiesel;• Pirólise;• Microemulsificação (ou mistura co-solvente);• Transesterificação.

Produção de Biodiesel

Produção de Biodiesel

Produção de Biodiesel

O QUE É BIODIESEL?

Biodiesel

• Óleos vegetais e/ou gorduras animais em conjunto com um álcool (metanol ou etanol) e na presença de um catalisador, são convertidos em ácidos graxos e, finalmente, a ésteres, com o glicerol (glicerina) como sub-produto.

Parâmetros de reação: Tipo de catalisador; Razão molar entre o álcool e o óleo vegetal; Tempo de reação; Grau de refino do óleo vegetal empregado; Efeito da presença de umidade; Ácidos graxos livres.

Produção do Biodiesel

Tipo de catalisadorCatálise Homogênea:

Básicos: KOH, NaOH, Metóxido, Etóxido. Proporcionam processos muito mais rápidos que

catalisadores ácidos.Ácidos: Sulfúrico, Sulfônico, Fosfórico, Clorídrico.

Catálise Heterogênea:Enzimática suportada; Resinas iônicas; Sem

catalisador.

Produção do Biodiesel

ÁlcoolCatálise Homogênea:

Básicos: KOH, NaOH, Metóxido, Etóxido. Proporcionam processos muito mais rápidos que

catalisadores ácidos.Ácidos: Sulfúrico, Sulfônico, Fosfórico, Clorídrico.

Catálise Heterogênea:Enzimática suportada; Resinas iônicas; Sem

catalisador.

Produção do Biodiesel

Tecnologia e Caracterização do Biodiesel

GIRASSOL, AMENDOIM, DENDÊ E MAMONA - Oleaginosas

PONTOS CRÍTICOS – Além do preço de mercado:• Limitação da oferta anual de grãos e óleo;• Forte concorrência com outras cadeia de suprimento concorrentes –

alimentos, farmacêuticos, químicos, cosméticos etc.;• O aumento de produção descontrolada do óleo pode causar problemas para

outras cadeias de suprimento concorrentes no que se refere ao óleo e aos co-produtos.

ALTERNATIVA:Estabelecimento de cadeias de suprimento dedicadas à produção de combustível com abrangência regional e complementar (curto prazo) ao insumo principal, com possível inversão de papéis no longo prazo.

Insumo: óleos e gorduras - Brasil

Insumo: óleos e gorduras - Brasil

Fonte: Meirelles, F. S. Federação da Agricultura do Estado de São Paulo.

Tabela 1: Características de algumas culturas de oleaginosas, e gordura animal com potencial de uso energético.

Insumos – Catalisador: Brasil

CATALISADORES

Principal produtor: Pan-Americana

Excedente de produção anual hoje: 12.000 t(possibilidade de ampliação para 24.000 t)

=> Necessidade anual para B2: 7.400 t

=> Necessidade anual para B5: 22.000 t

A Potassa Cáustica, KOH, é o catalisador preferencialmente utilizado na produção de Biodiesel;

A Pan-Americana é a única produtora de potassa na América Latina, e localiza-se no Rio de Janeiro.

Catalisadores e Co-produtos

A glicerina é biodegradável, porém pode conter resquícios de metanol que são prejudiciais ao meio-ambiente.

O aumento da oferta de glicerina com a obrigatoriedade de B2 pressionará seu preço para baixo. Por outro lado, preços menores da glicerina viabilizam novas utilizações e aplicações.

Provável destino da glicerina no curto prazo: Repasse da glicerina a empresas que destilem e re-aproveitem os

resquícios de metanol;

Queima em caldeiras;

Despejo em rios.

Catalisadores e Co-produtos: glicerina

Possível formação de acroleína (tóxica)

Prejuízo ao meio ambiente (ILEGAL)

O MCT através da Rede Brasileira de Tecnologia de Biodiesel está investindo em pesquisa e desenvolvimento de novas utilizações para a glicerina: Atuação em processos industriais como

lubrificante, umectante, solvente, anticongelante, amaciante ou emulsificante;

Produção de Compostos oxigenados para aditivação de combustíveis;

Uso direto para injeção em poços de petróleo; Mistura com fibras para formação de

materiais para a construção civil; Matéria-prima para processos petroquímico.

Catalisadores e Co-produtos: glicerina

Processo: Brasil

TRANSESTERIFICAÇÃO ALCOÓLICA DE ÓLEO OU GORDURA POR CATÁLISE HOMOGÊNEA BÁSICA:

Rota metílica

Rota etílica

Excesso aser reciclado

Excesso aser reciclado

ADEQUAÇÃO AO USO DE ÓLEOS/GORDURASDepende do processo – o usual não é crítico, a menos quanto ao

rendimento;Atenção especial à qualidade dos insumos residuais.

GARANTIA DE SUPRIMENTO DE ÓLEO DE SOJA: Incentivo ao esmagamento adicional de grãos;Uso da capacidade ociosa de esmagamento;Equilíbrio do mercado de farelo;Competição com o H-Bio.

Pontos Críticos – Processo: Brasil

SUPRIMENTO DE ÓLEOS VEGETAIS QUE NÃO SOJA:Atender percentuais “selo verde” por região;Competição com outros mercados mais nobres;Alavancagem da produção agrícola;Capacidade de esmagamento – existência/distribuição.

COMPLEXIDADE DA ROTA ETÍLICA:Complexidade do processo;Custo do etanol anidro;Reaproveitamento do etanol hidratado.

Pontos Críticos – Processo: Brasil

Pontos Críticos – Processo: Brasil

Propriedades críticas (processo de produção)

Glicerina total (Reação completa)

Glicerina livre (Separação da glicerina)

Cinzas (Separação do catalisador residual)

Acidez total e corrosividade (Ausência de ácidos graxos livres)

Ponto de fulgor (Separação do álcool)