Biogás no Planejamento Energético Nacional

BIOGÁS NO CONTEXTO DO PLANEJAMENTO ENERGÉTICO
NACIONAL
Empresa de Pesquisa Energética
Uma Empresa do Ministério de Minas e Energia
Ministério de
Minas e Energia
GOVERNO FEDERAL
Superintendência de Estudos Econômico-Energéticos
POTENCIAL, ECONOMICIDADE E
MERCADO DE MÉDIO E LONGO
PRAZO
Rio de Janeiro, junho de 2014

Biogás no Planejamento Energético Nacional
Estudos de Bioenergia Residual
Portfólio dePortfólio de
ações custoações custo
efetivas deefetivas de
bioenergiabioenergia
para o Brasilpara o Brasil
PRÓXIMO
PASSO

Bioenergia na Matriz Brasileira
Fonte: BEN 2013 Fonte: PDE 2022
Matriz Energética 2012
26,6% de participação de
bioenergia na oferta primária
de energia
Matriz Energética 2022
26,5% de participação de
bioenergia na oferta primária
de energia
Participação da bioenergia
permanece praticamente constante
apesar do crescimento de mais de
60%
Somente a biomassa de cana
apresenta potencial?
Quais outros tipos de biomassa
poderiam entrar na matriz?
Tem relevância?
Há biomassa potencial que possa
substituir a lenha?
São competitivos?
120
Mtep
120
Mtep
75
Mtep
75
Mtep

Contexto para Análises de Bioenergia
Motivadores da Bioenergia no Brasil
 O Brasil sempre foi e continuará uma potência de biomassa
• Agropecuária
• Cana-de-açúcar
• Florestas
• Resíduos Urbanos
 Cadeia Industrial de Bioenergia Estruturada
• Experiência nacional da indústria para a bioenergia
• Experiência em desenvolvimento de negócios de bioenergia
 Políticas de resíduos regulamentadas recentemente
• Além de grande produtor de biomassa residual políticas de resíduos regulamentadas
recentemente obrigam o aproveitamento dos resíduos quando viável técnica e economicamente
(PNSB e PNRS)
• Isso tem como consequência a realização de necessárias análises de viabilidade técnica e
econômica do aproveitamento energético de resíduos
 Potência na biotecnologia
• Além de grande produtor de biomassa residual políticas de resíduos regulamentadas
recentemente obrigam o aproveitamento dos resíduos quando viável técnica e economicamente
(PNSB e PNRS)

Oferta de Biomassas no Brasil
Possibilidades de Biomassas mais Adequadas
 Biomassa Dedicada ( Culturas Energéticas, óleos vegetais)
• Necessita de novas áreas de plantio
• Competição com a produção de alimentos
 Biomassa Residual (Lixo, Esgoto, Resíduos Agrícolas, pecuários,
agroindustrial, resíduos vegetais oleaginosos )
• Necessitam de tratamento
• Já apresentam custos de tratamento ou destinação
• Não necessitam de área exclusiva de plantio
• Grande produção no Brasil
• Diversas políticas regulamentadoras

Oferta de Bioenergias a partir da Biomassa Residual
Possibilidades de Energéticos mais Adequados
 Biocombustíveis líquidos
• Diversas possibilidades de energéticos (etanol de 1ª e 2ª geração, biodiesel, bioquerosene,
butanol, etc) e diversas possibilidades de rotas de conversão (fermentação, esterificação,
hidrólise, gasificação, pirólise, etc)
• Usos como combustíveis veiculares na maioria dos casos
• Em geral apresentam a vantagem de serem “drop-in”
 Biocombustíveis gasosos
• Possibilidades mais limitadas de energéticos (biogás, biometano, gás de síntese) e de rotas de
conversão (digestão anaeróbica e gasificação)
• Em geral como substitutos do gás natural (necessidade de tratamento) ou de combustíveis
líquidos (necessidade de adequação tecnológica) em diversos usos (combustíveis veiculares,
geração elétrica, combustíveis térmicos, etc)
 Biocombustíveis sólidos
• Possibilidades mais limitadas de energéticos (biomassa crua, densificada ou processada) e
diversas rotas de conversão/densificação (peletização, briquetagem, torrefação, pirólise, etc)
• Uso em geral como combustíveis térmicos (em substituição a fósseis) com alguima necessidade
de adequação tecnológica e para geração de eletricidade

O que e os porquês de priorizar
Critérios de Decisão da Análise de Potencial
 A biomassa residual apresenta grande produção
• O Brasil é grande produtor agropecuário e com grande população urbana (consequente grande
produção de resíduos urbanos) isso leva a uma grande produção de biomassa residual que não
necessita de área de plantio nova e que precisa ser tratada
 Necessidade de atendimento às políticas de resíduos regulamentadas
recentemente
• O atendimento das políticas de resíduos cria diversas oportunidades para a biomassa residual
 Os energéticos derivados da bioenergia devem ser flexíveis e “drop-in”
• Os energéticos de biomassa devem ser de aplicáveis aos sistemas e infraestruturas já existentes
ou apresentar pequeno grau de modificação em relação aos mesmos
 As tecnologias de conversão devem apresentar tecnologia já dominada e
comercialmente viável
• A utilização de tecnologias já comerciais ajuda a alavancar o uso da bioenergia
 Análises alinhadas às ações já em andamento
• Diversos programas de bioenergia em andamento: Estratégico 14 da ANEEL, programa de
Itaipu de biogás, Programa Paulista de Biogás, Política de Gás Natural renovável no Rio de
Janeiro, entre outros.

PONTOS FORTES PONTOS FRACOS
AMEAÇASOPORTUNIDADES
Análise SWOT da Bioenergia Residual
Todos esses pontos
devem ser avaliados de
maneira integrada,
através da metodologia
de Avaliação de Impacto,
para uma melhor decisão
sobre alternativas de
incentivo

Contexto do Setor de Resíduos X Contexto do Setor Energético
Consumo de
Energia
Produção de
Resíduos
Destinação
final
Produção de
Energia
Transmissão e
Distribuição de Energia
Recursos
Energéticos
Coleta de ResíduosTransporte
Transbordo/
Triagem
Aproveitamento
Energético de
Resíduos
Oferta
Descentralizada de
Energia

Processo de Avaliação

Análises de Potencial - ano base 2012
Tipos de Resíduos Analisados
Resíduos Sólidos Urbanos
Fonte: IBGE
QUANTIDADEQUANTIDADE COMPOSIÇÃOCOMPOSIÇÃO
67 milhões de
toneladas
56% Matéria orgânica
36% Recicláveis
8% Outros
POTENCIAL
ENERGÉTICO
1.350 mil tep – 4,3 milhões de m³/dia
Concentrado em áreas de grande população

 Resíduos Agrícolas
Legenda
Limite_UF
Energia Primária Disponível
GJ
0,000000 - 125000,000000
125000,000001 - 350000,000000
350000,000001 - 650000,000000
650000,000001 - 1000000,000000
1000000,000001 - 1750000,000000
1750000,000001 - 2500000,000000
2500000,000001 - 4000000,000000
4000000,000001 - 6000000,000000
6000000,000001 - 9000000,000000
9000000,000001 - 30630871,126152
DISPONIBILIDADEDISPONIBILIDADE QUANTIDADEQUANTIDADE
40% da biomassa,
60% da biomassa
fica no campo
120 milhões de
toneladas em
base seca
POTENCIAL
ENERGÉTICO
Mais de 80% do potencial está nos resíduos de
milho e soja as duas maiores culturas de grãos
PCIPCI
Fator de
metanização
médio de 150
m³/t

Resíduos da Pecuária
Legenda
Limite_UF
Potencial de Biogás Pecuário
GJ
0,000000 - 43407,101635
43407,101636 - 97545,777355
97545,777356 - 173287,378215
173287,378216 - 286759,126784
286759,126785 - 445165,598427
445165,598428 - 652845,133622
652845,133623 - 970793,103653
970793,103654 - 1486808,795972
1486808,795973 - 2476443,456950
2476443,456951 - 4012577,724252
QUANTIDADEQUANTIDADE
320 milhões de
toneladas
POTENCIAL
ENERGÉTICO
62,5% do potencial está nos resíduos de aves. Só
foram considerados rebanhos confinados.
FATOR DE
METANIZAÇÃO
FATOR DE
METANIZAÇÃO
Fator de metanização
médio de 50 m³ de CH4/t

Resíduos da Sucroalcooleiros
QUANTIDADEQUANTIDADE
350 milhões de m³
de vinhaça e 115
milhões de toneladas
de palhiço
POTENCIAL
ENERGÉTICO
62,5% do potencial está nos resíduos de aves. Só
foram considerados rebanhos confinados.
FATOR DE
METANIZAÇÃO
FATOR DE
METANIZAÇÃO
Fator de
metanização médio
de 4 m³ de CH4/m³ e
de 150 m³/t

Alternativas Tecnológicas
Cadeias do Biogás
Biogás
ELETRICIDAD
E
CALOR
BIOMETAN
O

Legenda
limite_uf
Potencial Econômico de Biogás
mil m³
0,000000
0,000001 - 10672,560000
10672,560001 - 21345,120000
21345,120001 - 28460,160000
28460,160001 - 39132,720000
39132,720001 - 49805,280000
49805,280001 - 64035,360000
64035,360001 - 85380,480000
85380,480001 - 120955,680000
120955,680001 - 188548,560000
Potencial Econômico
26282628
232232

Modelos de Negócios e Competitividade
Condicionantes
Disponibilização dos Resíduos
 Propriedade e disponibilização da Biomassa
• A questão da propriedade da biomassa e disponibilização é fundamental para o
desenvolvimento do potencial.
 Logística
• A cadeia logística, com respectivo custo, também é de fundamental importância para qualquer
empreendimento de bioenergia. No caso dos resíduos agrícolas foi considerada uma distância
máxima de 50km.
 Biofertilizantes
 Rural
• Para os empreendimentos rurais é natural a consideração do tratamento do composto para
utilização como biofertilizante.
 Urbano
• A consideração do uso do biofertilizante a partir da biodigestão de RSU não é tão óbvia, pois os
resíduos são mais heterogêneos, necessitam de maior tratamento e maior custo logisticopara a
disponibilização dos mesmos em zonas rurais.
• É necessário que esse composto quando não utilizados seja destinado a aterros.

Condicionantes
Financiamento
 Condições da linha de renováveis do BNDES
• 16 anos, 4,5% de juros ao ano e 90% de financiamento
 Necessário para remoção da barreira de capital
• Financiamento atrativo, além da evidente remoção da barreira de capital, torna-se importante
principalmente para o biogás urbano uma vez que a opção padrão para os RSU é o aterro que
tem somente 40% do investimento no início.
 Custos de tratamento das biomassas
 Taxa de tratamento do lixo e custos de tratamento de resíduos da pecuária
• A taxa de tratamento dos resíduos deve ser considerada como receita para os
empreendimentos. O mesmo ocorre com os resíduos da pecuária.
 Valoração dos recicláveis
• Para o caso específico dos resíduos urbanos a valoração dos materiais recicláveis ou da energia
conservada através da reciclagem pode ser uma fontes de receita no empreendimento em um
determinado modelo de negócio.

Análises de Potencial
Premissas para as análises econômicas
FINANCEIRASFINANCEIRAS
TMA – 10%
Juros – 4,5%
Financiamento – 16 anos
Equity – 10%
RURAISRURAIS
Biomassa Agrícola – R$/t 125
Biomassa Pecuária – R$/t -50
URBANOSURBANOS
Taxa de Tratamento de RSU - R$/t – 50
Energia Conservada – R$/MWh 113
Biodigestão elétrica – 1MW, 35% de
eficiência, FC de 90%, investimento de
MR$ 16
Redução da TUST e TUSD – 50%
Biodigestão elétrica – 1MW, 35% de
eficiência, FC de 90%, investimento de
MR$ 45
Redução TUSD e TUST – 100%
Biodigestão para biometano – 190m³/h
de bio-CH4, 70% de eficiência de
purificação, investimento de MR$ 16
Biodigestão para biometano – 190m³/h
de bio-CH4, 70% de eficiência de
purificação, investimento de MR$ 45
GERAÇÃO DE
ELETRICIDADE
PRODUÇÃO DE
BIOMETANO
Investimentos alemães 15% dos
utilizados (http://web-
resol.org/cartilhas/giz_-
_guia_pratico_do_biogas_final.pdf)
Foi considerada uma sensibilidade
de 50%
Investimentos alemães 15% dos
utilizados (http://web-
resol.org/cartilhas/giz_-
_guia_pratico_do_biogas_final.pdf)
Foi considerada uma sensibilidade
de 50%

Rural – biogás para geração elétrica
ELETRICIDADE X
TARIFA MÉDIA
R$/MWh

Rural – biogás para produção de biometano
BIOMETA
NO X
DIESEL
BIOMETA
NO X
GNV
R$/l e R$/m³
R$/m³

Urbano – biogás para geração elétrica
ELETRICIDADE X
TARIFA MÉDIA
R$/MWh

Urbano – biogás para produção de biometano
BIOMETA
NO X
DIESEL
BIOMETA
NO X
GNV
R$/l e R$/m³
R$/m³

Principais Modelos de Negócios
 Garante fluxo de caixa, diminui aversão ao risco e facilita financiamentos
• Na eletricidade em geral são entendidos somente através dos leilões centralizados (PPA). Mas
podem ser realizados através de contratos bilaterais e mesmo em esquemas de autoprodução
ou compensação de energia.
• Para o biometano a principal modalidade e a injeção na rede de gás natural, para isso é preciso
competitividade e acesso à rede. Outra opção que deve ser considerada é a utilização como
combustível veicular em frotas, principalmente no caso urbano, além dos esquemas de
autoconsumo.
Compra Garantida
 Esses arranjos devem buscar a redução dos custos para prefeituras e ajudar
no cumprimento da PNRS
• O melhor arranjo é o de uso de biometano na frota de coleta de lixo. Com condições de
financiamento como as do Fundo Clima e com o desenvolvimento de projetos (e consequente
redução dos custos) haverá redução de gastos com tratamento de lixo nas cidades.
• Para a eletricidade a compensação seria o melhor arranjo.
Arranjos com prefeituras

Principais Modelos de Negócios
 A utilização ou venda do biofertilizante é um fator de aumento da
rentabilidade dos projetos de biogás rural
• A valorização do composto aumenta a competitividade em aproximadamente 20% para
plantas rurais.
Uso do biofertilizante
 As plantas de vinhaça aproveitam a já estruturada cadeia de bioenergia do
setor sucroalcooleiro
• A integração energética do biogás/biometano na respectiva unidade aumentaria os fluxos
excedentes de energia
• O uso do biometano na frota de caminhões tende a ser mais rentável.
Plantas de Vinhaça
 A valorização da energia conservada através da reciclagem de materiais
Esquemas de valorização de recicláveis

Considerações – Pontos de desenvolvimento
 Adequação jurídico-regulatória
• Esquemas de compensação seriam mais interessantes com o “virtual net metering”
(http://www.aneel.gov.br/aplicacoes/consulta_publica/detalhes_consulta.cfm?IdConsultaPublica=256)
• O biometano ainda precisa de regulamentação. A regulamentação do biometano mitiga riscos e facilita o
desenvolvimento de projetos garantindo a uniformidade do biometano para as diversas realidades do Brasil.
 Logística das biomassas
• A resolução da logística da biomassa é fundamental. No caso urbano a correta coleta e logística de
recicláveis é fundamental. Para o caso rural a coleta de resíduos agrícolas, e decisão de localização das
unidades são fatores primeiros na decisão.
 Biofertilizante para as zonas rurais
• Necessidade de especificação e padronização do biofertilizante para comercialização.
 Coordenação dos agentes
• Dada a grande diversidade de quantidade e níveis dos agentes envolvidos uma correta coordenação é
necessária. Diferentes barreiras impedem ainda a penetração: desconhecimento, custos de transação,
objetivos conflitantes de diferentes agentes em diferentes fases da cadeia.
• A estruturação da indústria de equipamentos e serviços também é fator importante para um
desenvolvimento ótimo deste potencial.
 Esquemas de financiamento
• Linhas com condições atrativas e de fácil acesso são condições essenciais para o desenvolvimento desse
potencial.

Oferta de Biometano no Longo Prazo
Biometano combustível e
biometano equivalente para
geração de eletricidade

Considerações Finais
Considerações sobre o Aproveitamento Energético de Resíduos
 A eletricidade ainda apresenta baixa competitividade, apesar de ter nichos de
mercados específicos
• A competitividade da eletricidade foi inferior contudo há nichos de viabilidade, dependendo das
características locais (disponibilidade e tipo de resíduos e tipo de consumidor)
 O biometano para uso veicular é o que apresenta maior competitividade
• Apesar da adequação de frotas o biometano para uso como combustível veicular é o modelo que apresenta
melhor remuneração do investimento
 No setor rural o biofertilizante pode ser fator importante de aumento da
competitividade
• Dado que há grande demanda por fertilizante no meio rural é importante que sejam criadas condições para
o aproveitamento dos biofertilizantes produzidos no processo da biodigestão.
 No setor urbano a valoração dos recicláveis e da energia conservada pelos recicláveis
é fator fundamental no aumento da rentabilidade
• A remuneração possível com a energia conservada pela destinação correta dos recicláveis é fator de grande
impacto na viabilidade dos projetos. É preciso que sejam estruturadas as cadeias logísticas e modelos de
negócio que viabilizem estes fluxos.
 Os benefícios do aproveitamento desse potencial são multidimensionais
• O aproveitamento desse potencial apresenta benefícios diretos em diferentes dimensões: econômica
(aumento da competitividade e estruturação de uma nova cadeia industrial), ambiental (mitigando os
impactos de má destinação de resíduos) social (renda e empregos)

OBRIGADO
Luiz Gustavo Silva de Oliveira
luiz.oliveira@epe.gov.br
Empresa de Pesquisa Energética
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