O documento fornece informações sobre a produção de cana-de-açúcar no Brasil em 2008-2009, incluindo área colhida, produção, rendimento e produção de etanol. Também discute a contribuição de energia fóssil no processo e as emissões de gases de efeito estufa associadas.

1. Agrobiologia

2. Sugarcane in Brazil 2008 - 2009
• Harvested area 2009 – 8.7 million ha (Mha)
• Planted area 2009 – 9.8 Mha
• Total cane production 2009 = 690 million tonnes.
• Mean cane yield – 79.5 ton./ha
• Ethanol prodution (2008) - 27 billion litres (5.4 bi
exported)
• Ethanol prodution per ha - 6500 litres
Agrobiologia

3. The Contribution of Fossil Energy
In all stages of sugarcane production and its processing to
produce ethanol there are inputs of conventional (fossil)
energy
For example:
1. Diesel oil for sub-soiling, ploughing, spraying.
2. Fertilizer manufature (natural gas) and its transport and
application (diesel oil).
3. Harvest and transport of cane to factory (diesel oil).
4. Construction of factories/distilleries (cement, steel etc.)
and manufacture of field machinery (tractors, ploughs
harvesting machines) and factory equipment.
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4. Emissions of other greenhouse gases
Apart from CO2 there are two other gases which which also
absorb infra-red radiation (heat). :
Nitrous oxide (N2O) and methane (CH4)
• Nitrous oxide is emitted when nitrogen (in fertilizers and
residues) is applied to the soil; the emissions being
higher when the soil is at high moisture content.
• The quantities are small (typically 1% or less of the added
N) but N2O is approximately 300 times more active than
CO2 in absorption of infra-red radiation.
• Methane is liberated when the cane trash is burned or
when vinasse (distillery waste) is added to the soil.
• Methane is approximately 25 times more active than CO2
in the absorption of infra-red radiation.
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5. Evaluation of the mitigation of greenhouse gas (GHG)
emissions in the full cycle of bio-ethanol production
from sugarcane
Phase 1:
Calculate the ratio between the energy in the ethanol produced
and the energy derived from fossil fuels utilized in the
production process. This ratio is known as the “Energy Balance”
of the bio-fuel.
In this study an inventory was made of the fossil energy in:
1. fuels (principally diesel oil) utilized by tractors, trucks and
other machinery used in the field and in transport of the cane
and other inputs to the factory/plantation.
2. manufacture of inputs, vehicles, machines, structures and
buildings utilizd in the production of ethanol from the cane.
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6. Energy balance for ethanol production from sugarcane*
*Source: Boddey et al., 2008, Bio-ethanol production in Brazil. Chapter 13, In: Pimentel, D., (ed.), Biofuels,
Solar and Wind as Renewable Energy Systems: Benefits and Risks. Springer, New York pp 321-356.
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7. Agrobiologia

8. *
The vehicle running ethanol from sugarcane emits only 20 % of the GHGs which
it would emit using pure gasoline OR
The use of Brazilian bioethanol promotes a mitigation of 80 % of the GHGs
emitted when the same distance is covered using pure gasoline
*S10 Chevrolet pickup
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9. Circular
Técnica 27
Luis Henrique Soares
Bruno J.R. Alves
Segundo Urquiaga
Robert M. Boddey
www.cnpab.embrapa.br/publicacoes/download/cit027.pdf
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10. Impact of the change from manual harvesting of
burned cane to mechanical harvesting of green cane
Less soot and smoke – less health problems.
Soil surface protected – less erosion and evaporation
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11. Comparison of emissions of GHGs from the manual harvesting of
burned cane with the mechanized harvest of green (unburned) cane
a Based on IPCC (2006) methodology for the burning of 13.1 Mg ha-1 of agricultural residues at 80 % efficiency (2.7 kg CH4
Mg-1 burned).
b Based on IPCC (2006) methodology for 13.1 Mg ha-1 of sugarcane residues (0.07 kg N O Mg-1 burned).
2
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
At present ~60% of cane is burned for manual harvest. If burning is
completely replaced by mechanized green cane harvesting the mitigation
of GHG emissions increases from 80 to 87%
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12. Impact on soil C stocks of change from burned cane to
green-cane harvesting
Usina Cruangi, Timbauba, PE* Increase in soil C stocks
on change to green cane
harvesting = ~300 kg C
ha-1 yr-1 over 16 years
*Resende et al., 2006, Plant Soil 281: 337-349
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13. Field N budget for a typical cane variety
growing in São Paulo State
• Yield 84 tonnes/ha
• Total N (kg N /ha/yr) in:
• Cane stems ……………………… 42 kg
• Trash/senescent leaves*………. 52 kg
• Flag leaves (left in field) ………. 62 kg
• Total aerial tissue ………………156 kg
• Removed by burning and exported to mill … 94 kg
• Added as N fertilizer 65 kg N/ha
• Balance = minus 29 kg N ha (not counting leaching, volatilization and
erosion losses)
• Rainfall and dry deposition inputs estimated for Piracicaba as <9 kg N/ha*
* Krusche et al., 2003, Environ. Pollution 121: 389-399
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14. Impact of GHG emissions of biological nitrogen fixation
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15. Emissões de óxido nitroso principalmente associadas as
aplicações de fertilizante nitrogenado
Metodologia
Câmara estática fechada
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16. Agrobiologia

17. Menores emissões em Latossolos estariam relacionadas a alta
drenagem e as condições de evapotranspiração em regiões tropicais
Após quase 1 dia sob
inundação, o potencial
redox reduz ao ponto do
NO3- ser consumido de
forma mais significativa
(Sposito, 1989).
Infiltração de água em Latossolo Vermelho,
Sto Antonio de Goiás
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18. Soil N2O-N fluxes after vinasse and urea application on sugarcane
crop growing on a Cambisol of Campos dos Goytacazes
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19. Soil N-N2O emission from a sugarcane crop treated with vinasse
and urea and from a non-fertilized control area, used to calculate
emission factors for both N sources
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20. Fator de emissão de N2O
Ciclo de FE baseado em
obtido de estudos feitos pela avaliação1
N-Fertilizante
área de
Uso do solo Tipo de solo
equipe da Embrapa (fonte kg N ha-1)
(dias) referência (%)
Agrobiologia em solos
agrícolas Londrina, PR Latossolo
Milho SP rotação (ano 1 e 2) 136/141 Uréia – 80 Vermelho 0,05/0,04
Milho PD rotação (ano 1 e 2) 136/141 Uréia – 80 distroférrico 0,09/0,03
Fator de emissão direta
Passo Fundo, RS
Dados medidos no Brasil Trigo PD rotação 137 Uréia – 40 0,13
Média geral Soja/trigo PD (ano 1 e 2) 1 ano Fert+Res – 0,56/0,81
120/116
0,30 % (0,20 – 0,47%) Soja/trigo PC (ano 1 e 2) 1 ano Fert+Res –
Latossolo
0,47/0,52
Vermelho
126/133
escuro
Milho/trigo PD 1 ano Fert+Res – 162 0,41
Milho/trigo PC 1 ano Fert+Res – 141 0,70
Sorgo/trigo PD 1 ano Fert+Res – 193 0,24
Sorgo/trigo PC 1 ano Fert+Res – 193 0,29
Santo Antônio de Goiás, GO
Milho PD sucessão 140 Uréia – 80 Latossolo 0,22
Arroz sequeiro PD (ano 1 e 2) 133/132 Uréia – 90 Vermelho 0,13/0,14
Feijão irrigado PD 149 Uréia – 80 Escuro 0,12
Fator de emissão direta
Seropédica, RJ
IPCC Milho SP 120 Uréia – 50 0,16
1% (0,3 – 3%) Milho SP 120 Uréia – 100 Argissolo 0,35
Milho SP 120 Uréia – 150 Vermelho 0,33
Capim elefante 180 Uréia – 40 Amarelo 0,18
Capim elefante 180 Uréia – 80 0,22
Capim elefante 180 Uréia – 120 0,22
Capim elefante 180 Uréia – 160 0,37
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21. Impacto nas emissões de GEEs da expansão da área
utilizada para a produção de etanol da cana-de-açúcar
Duas perguntas:
1. Quais terras estão sendo convertidas para a
produção de etanol?
Resposta: Principalmente pastagens de baixa
produtividade e alguma área de lavoura
2. Qual é a diferença das emissões de GEEs no uso
atual da terra comparado com a substituição da
produção de etanol da cana.
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22. Principais emissões de GEEs em pastagens
1. Metano ruminal: para uma pastagem de baixa produtividade (0,7
UA/ha) = 120 g CH4 ou 2.500 kg CO2eq/ha/ano.
2. Óxido nitroso da urina 240 g N2O ou 74 kg CO2eq/ha/ano
3. Outras emissões =~260 kg CO2eq/ha/ano
TOTAL 2.840 kg CO2eq/ha/ano
____________________________________________________________
Principais emissões de GEEs em soja/milho
1. Adubos e operações de campo = 810 a 1017 kg CO2eq/ha/ano
2. Óxido nitroso do N dos resíduos e N fertilizante = 0,55 a 0,80 kg
N2O ou 270 a 390 kg CO2eq/ha/ano
Para 75 % soja e 25 % milho estima se uma emissão de
TOTAL 1160 kg CO2eq/ha/ano
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23. Mudança nas emissões de GEEs na conversão de lavoura
(soja/milho), ou pastagem de baixa produtividade, para
a produção de etanol
1. Soja/milho: 1.160 para 3.244 kg CO2eq/ha/ano – maior emissão de
GEEs, quase 2000 kg CO2eq/ha/ano a mais.
2. Pastagem 2.840 para 3.244 kg CO2eq/ha/ano – pouco mudança em
emissões.
MAS! o etanol produzido de 1 ha de cana (6.500 litros) pode substituir
4.500 litros de gasolina que emitiria 16.425 kg CO2eq/ha/ano. Os
6.500 litros de etanol só emite 3.244 kg CO2eq/ha/ano de GEEs.
CONCLUSÃO: Se o etanol substitui a gasolina pura, 1
ha de cana substituirá 13,2 toneladas de CO2 fóssil.
Qualquer emissão devido a mudança do uso da terra é
pequena em comparação.
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24. Mudanças no Uso da Terra Indiretas
ILUC
Desmatamento (ha)
Aumento na área da
cana (ha)
?
- No momento o EPA/USA – Considera inviável o etanol
brasileiro devido a
- As negociações com a Europa ainda vão começar
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25. Com a passagem dos anos as melhorias no manejo da
lavoura da cana vem aumentando gradualmente o
rendimento de etanol/ha com apenas pequenos
aumentos no uso de insumos não renováveis.
A prática de queima da cana com a colheita manual
está sendo substituída pela colheita mecanizada de
cana crua, que aumenta a poder de mitigação da etanol
da cana-de-açúcar.
Só o plantio de florestas ou de capim elefante para uso
para produção de energia por combustão pode ser
mais efetivo por hectare do que o etanol da cana na
mitigação do aquecimento do planeta
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26. A EQUIPE
Bruno J.R. Alves
Segundo Urquiaga
Ednaldo da Silva Araújo
Luis Henrique de B. Soares
Robert M. Boddey
bob@cnpab.embrapa.br
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27. Agrobiologia

28.  Vinhaça
• Principal subproduto da indústria sucroalcooleira
• Composição variada
• Ferti-irrigação
• Efeitos no solo
• Efeitos no ambiente
Fotos: Fernando
Zuchello
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29. Fotos: Fernando
Zuchello
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30. Câmaras ao longo do canal de vinhaça
Foto: Fernando
Zuchello
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31. • As análises de gases serão realizadas utilizando os
cromatógrafos da Embrapa Agrobiologia.
• Caracterização da vinhaça:
 pH;
 Potencial redox;
 Temperatura;
 Acetato;
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32. Fluxos de metano
em diferentes
pontos de uma lagoa
de vinhaça
Entrada de vinhaça
4,5 gCH4.m-2.h-1
60oC
Canal de distribuição
185,5 gCH4.m-2.h-1
25oC
52oC
37oC
20,9 Foto: Fernando
gCH4.m-2.h-1
Zuchello
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