LIMA, E. A. de

MAGALHÃES, W. L. E.

SILVA, H. D. da

THOMAZ, D. T.

Portuguese

Infoteca-e

183ISSN 1517-5030Colombo, PROutubro, 2007TécnicoComunicadoADCBBalanço Energético daProdução de Eucalyptusbenthamii para Uso emProgramas de BioenergiaEdson Alves de Lima1Helton Damin da Silva2Washington Luiz Esteves Magalhães3Daniel Tonial Thomaz41Licenciado em Ciências Agrícolas, Doutor, Pesquisador da Embrapa Florestas, edson@cnpf.embrapa.br2Engenheiro Florestal, Doutor, Pesquisador da Embrapa Florestas, helton@cnpf.embrapa.br3Engenheiro Químico, Doutor, Pesquisador da Embrapa Florestas, wmagalha@cnpf.embrapa.br4Licenciado em Ciências Biológicas, danieltonial@gmail.comIntroduçãoAproximadamente 87 % da matriz energética mundialestá baseada em fontes não renováveis, sendo que80,3 % têm origem em fontes fósseis, e que apresentaelevada emissão de gás carbônico (CO2), gás que éapontado como o mais importante gás de efeito estufa(GEE) (EMPRESA DE PESQUISA ENERGÉTICA, 2006).Atualmente, é crescente o interesse por fontesrenováveis de energia, principalmente por aquelas quecontribuam em mitigar as emissões de GEE, sobretudoo CO2. Para isso, o uso de biocombustíveis,como lenha,carvão vegetal, bio-etanol e biodiesel é visto hoje comoalternativa viável.Entretanto, pouca atenção vem sendo dada aosestudos do balanço energético, que estabelece arelação entre o total de energia contida nobiocombustível e o total de energia fóssil gasta emtodo o processo da produção do mesmo, incluindo-se oprocesso agrícola e o industrial (URQUIAGA, et al.,2004). Para Gazzoni et al. (2006), o balançoenergético é o parâmetro mais adequado para definir aviabilidade técnica de um programa de bioenergia. Paraser positivo, o balanço energético depende de diversosfatores, em especial do rendimento da cultura e domenor consumo de fertilizantes nitrogenados, quedemanda grande quantidade de energia para suaprodução.Nos EUA e na Europa, trabalhos mostram balançosenergéticos bastante desfavoráveis. Pimentel (2005)calculou o balanço energético de 0,6 para o etanol demilho nos EUA, e Gover et al. (1996) calcularam noReino Unido balanço energético de 0,99 para obiodiesel de canola. Entretanto, trabalhos maisrecentes da Comunidade Européia (ARMSTRONG etal., 2002) concluíram que o balanço energético foi de1,47 para o biodiesel de canola.Já outros biocombustíveis apresentam balançosenergéticos mais favoráveis. Urquiaga et al. (2004)realizaram balanço energético da produção de etanol apartir da cana-de-açúcar e biodiesel de mamona nascondições brasileiras, além do biodiesel a partir de óleode dendê nas condições da Malásia. O biodiesel deFoto: Edson Alves de Lima2 Balanço Energético da Produção de Eucalyptus benthamii para Uso em Programas de BioenergiaABmamona apresentou balanço energético baixo (menorque 2), devendo-se principalmente à baixaprodutividade e à utilização de adubação nitrogenada,que apresenta elevada demanda energética. Segundoos autores, o balanço pode ser melhorado através devariedades mais produtivas e pela substituição e/ouredução da adubação nitrogenada pelo uso deadubação verde com leguminosas em sistema derotação ou consórcio. Por outro lado, o etanol de cana-de-açúcar e o biodiesel de dendê apresentarambalanços energéticos bastante positivos, sendosuperiores a 8.Gazzoni et al. (2006) calcularam o balanço energéticoda produção de biodiesel de girassol e soja emcondições brasileiras. Para cada unidade energéticagasta (produção de grãos e industrialização) obteve-se2,69 e 4,75 unidades energéticas para biodiesel degirassol e de soja, respectivamente. Assim, alguns dosdesafios da pesquisa agropecuária estão em aumentara produtividade das culturas e o teor de óleo do grão,bem como promover a utilização da adubação verde efixação simbiótica como fonte de nitrogênio. SOARESet al., (2007) analisaram o balanço energético daprodução de biodiesel de girassol. Os autoresbasearam-se em dados recentes de produtividadenacional (1.300 kg ha”1), em sistemas de produçãorecomendados para a cultura do girassol, e em dadosde eficiência industrial considerados para a produçãode biodiesel a partir de óleos vegetais. O balançoenergético calculado foi de 1,13, ou seja, para cadaunidade de energia gasta, obteve-se 1,13 unidadesenergéticas.No entanto, trabalhos relacionados com balançoenergético na produção de biocombustíveis sólidoscomo lenha e carvão inexistem na literatura. Por isso,o objetivo deste estudo foi contabilizar as entradas eas saídas energéticas do sistema de produção dacultura de E. benthamii na região de Guarapuava, PR.Material e MétodosPara a realização deste trabalho, tomaram-se comoreferência os dados da planilha de custos médiospraticados por produtores de E. benthamii da Regiãode Guarapuava, PR. Essa região foi selecionada para atomada de dados em função de ser propensa a fortesgeadas e, por isso, já existir uma grande aceitação doE. benthamii na produção de madeira para energia. Osítio de coleta dos dados dendrométricos usoucoordenadas em UTM 0455524 E 7170739 N -Meridiano Central 51ºW e altitude de 1.133 m. A áreada estudada apresenta 12,1 ha, com seis anos deidade e os dados do inventário florestal sãoapresentados na Tabela 1.DAP Altura Volume / fuste IMA* Produtividade --- (cm) --- --- (m) --- --- (m3) --- ------- (st**) ------- 14,2 18,8 0,1580 292,28 48,7 *IMA = Incremento médio anual; ** Metros estéreos. Tabela 1. Diâmetro à altura do peito (DAP), altura e volume médios do fuste,incremento médio anual (IMA) e produtividade de Eucalyptus benthamii aos seisanos de idade em Guarapuava, PR3Balanço Energético da Produção de Eucalyptus benthamii para Uso em Programas de BioenergiaPara este trabalho, baseou-se nas seguintescaracterísticas da terra: área corrigida quanto ao pH,plana, contínua, com lavoura e plantio direto há maisde dez anos. Foram considerados três ciclos de seteanos (total de 21 anos).Para o balanço energético foram contabilizadas asentradas de energia através do uso de máquinas,fertilizantes, pesticidas, mudas, colheita, mão-de-obrae equipamentos. Os dados de gasto energético forambaseados na literatura existente, conforme a Tabela 2.O gasto de combustível das operações mecanizadas foibaseado em consumo médio, obtido de planilhas decustos fornecidas por produtores da Região deGuarapuava.Os dados de consumo energético em fertilizantesforam baseados em Pimentel (1980).  Considerou-sebalanço energético a razão da quantidade de energiagerada pela biomassa do combustível (madeira) pelaquantidade de energia gasta no cultivo. Paradeterminação do balanço energético da produção de E.benthamii, considerou-se o total de energia contida nabiomassa, descontando-se os gastos de energiadurante cultivo.Resultados e DiscussãoOs resultados do balanço energético da produção de E.benthamii por hectare são apresentados na Tabela 2.O consumo total de energia na produção de E.benthamii no sistema de talhadia (período de 21 anos)foi de 58,2 GJ. Considerando que o eucalipto é umacultura perene, torna-se necessário calcular o gastoenergético médio anual para fazer comparação comoutros biocombustíveis a partir de culturas anuaiscomo o biodiesel de soja, girassol, mamona e dendê, osquais têm colheita anual, além do etanol a partir decana-de-açúcar e milho.A produção de E. benthamii apresentou consumoenergético médio anual de 2,77 GJ, que pode serconsiderado baixo, quando comparado às seguintessituações: produção de biodiesel de girassol com 18,66GJ e biodiesel de soja com 17,33 GJ (GAZZONI et al.,2006); produção de etanol de cana-de-açúcar com19,98 GJ (URQUIAGA et al., 2004); produção deetanol de mandioca com 24,71 GJ (SOARES et al.,2007); e produção de biodiesel de girassol com 17,47GJ (ARAÚJO et al., 2007).Observa-se que o item operações mecanizadas foi omais representativo no gasto de energia (48,00 GJ),representando 82 % do total de energia gasta. Dentreas operações mecanizadas, o transporte da produçãofoi o subitem que mais demandou energia (28,37 GJ),representando 48,7 % do consumo total. Nestesentido, devem-se priorizar plantios próximos do localonde será utilizada a produção para a geração deenergia. Os gastos energéticos com operações decultivo (9,87 GJ) e o deslocamento de técnicos/corte(9,83 GJ) representaram 17 % e 16,9 % do totalgasto, respectivamente.   A   energia   consumidapelo   trabalho   humano   foi  praticamente desprezí-vel, com 0,33 GJ e representou apenas 0,6 % do totalde energia consumida. Praticamente toda a energiagasta na produção foi baseada em energia fóssil.4 Balanço Energético da Produção de Eucalyptus benthamii para Uso em Programas de Bioenergia1 Considerando densidade de 0,85 g cm-1 e poder calorífico superior (PCS) de 47.655 kJ kg-1; Densidade da gasolina:  0,75 g cm-3 e PCS de 43.931kJ kg-1;2 Considerando 20 % do custo final das mudas como sendo de gasto de energia, convertida em diesel;3 SFS – gasto de 9.623 kJ kg-1 de P2O5;4 Uréia – gasto de 59.830 kJ kg-1 de N;5 KCl – gasto de 6.694 kJ kg-1 de K2O;6 Defensivos - gasto de 418.394 kJ kg-1 de defensivo (PIMENTEL, 1980);7 Outros insumos (porta-isca e embalagem);8 Considerando o gasto de 6,7 kJ kg h-1 de uma pessoa  de 65 kg (CÁLCULO..., 2007);9 Considerando a produtividade de 192 st ha-1; densidade de 0,46 g cm-3; poder calorífico da madeira de 19.668,7 kJ kg-1; produtividade da 1ªtalhadia de 85% em relação ao primeiro ciclo; produtividade da 2ª talhadia de 85% em relação à 1ª talhadia.Item Unidade Quantidade Energia (GJ) (%) Operações mecanizadas          Operações de cultivo1 - diesel  l 177,13 9,87 17,0      Transporte da producão - diesel l  508,95 28,37 48,7       Deslocamento de técnicos e corte1 l 168,09 9,83 16,9                     Sub-total   48,07 82,6 Insumos           Mudas2 l 74,41 2,09 3,6      Superfostato Simples – SFS3 - P2O5 kg 62,50 0,59 1,0      Uréia4 - N -  kg 12,50 0,75 1,3      KCl5 - K2O kg 512,50 3,43 5,9      Defensivos6 kg 1,50 2,72 4,7      Outros insumos7 l 6,35 0,21 0,4                     Sub-total   9,79 16,8 Operações manuais8 h 783,60 0,33 0,6                     Sub-total   0,33 0,6 Total    58,10 100,0 Gasto energético médio anual   2,77  Produtividade de madeira  (1º ciclo) kg 94.120,00 1.849,00 38,9                                       (2º ciclo) kg 80.002,00 1.572,00 33,0                                       (3º ciclo) kg 68.002,00 1.336,00 28,1 Produtividade em três ciclos (21 anos9) kg 242.124,00  100,0 Produtividade energética (21 anos) GJ  4.757,00 100,0 Produtividade energética média anual 226,52  Balanço energético (energia produzida/energia gasta) 81,80  Saldo anual de energia (Gcal/ano)                                                               223,75 Saldo total na produção de E. benthamii em 21 anos (GJ)                           4.698,89  Tabela 2. Balanço energético da produção de E. benthamii na Região de Guarapuava, PR.5Balanço Energético da Produção de Eucalyptus benthamii para Uso em Programas de BioenergiaConsiderando a produtividade média do E. benthamii daregião estudada, verifica-se que a produtividade totalde madeira (21 anos) foi de 242.124 kg ha-1 (Tabela2). Já a produtividade energética total foi de 4.757,00GJ, resultando em produtividade média anual de226,56 GJ. Urquiaga et al. (2004) observaramrendimento energético de 161,1 GJ para o etanol decana-de-açúcar nas condições brasileiras. Verifica-se,portanto, que a produtividade energética do E.benthamii foi 40 % superior a do etanol de cana-de-açúcar. No entanto, quando se compara aprodutividade energética do E. benthamii com outrosbiocombustíveis, a superioridade é ainda maior, sendo719 % e 350 % maior que o biodiesel de girassol esoja, respectivamente.Ao descontar a energia gasta da energia produzida,tem-se o saldo energético anual. Observa-se que osaldo energético do E. benthamii foi de 223,75 GJpositivos (Tabela 2). Já para a produção de etanol,tem-se saldo energético de 141,12 GJ (URQUIAGA etal., 2004). Apesar de o etanol apresentar elevadaprodutividade energética, grande quantidade daenergia é gasta durante o processo industrial pararemover o etanol (8 %) da água (92 %) (PIMENTEL;PATZEK, 2005).Porém, o melhor indicador de eficiência energética é obalanço energético.  Nota-se, na Tabela 2, que obalanço energético da produção de E. benthamii foi de81,87. Este valor é extremamente elevado, quandocomparado a outros biocombustíveis como etanol decana-de-açúcar (8,06); biodiesel de dendê sobcondições da Malásia (8,66) (URQUIAGA et al., 2004);etanol a partir da mandioca (1,52) (SOARES et al.,2007); biodiesel de girassol  (1,87) (ARAÚJO et al.,2007); biodiesel de girassol  a 2,69; biodiesel de soja(1,57) (GAZZONI et al., 2006); etanol de milho – EUA(1,23); biodiesel de canola – Europa (1,47)(ARMSTRONG et al., 2002). Na produção de E.benthamii, para cada unidade energética investida nosistema obtém-se 81,87 unidades energéticas namadeira, demonstrando a elevada eficiência energéticada cultura.ConclusõesO E. benthamii cultivado na região de Guarapuavaapresentou produtividade energética total de 4.757,00GJ, com saldo anual de 223,75 GJ positivos, sendosuperior aos observados para o etanol a partir da cana-de-açúcar (141,12 GJ) e mandioca (16,27 GJ);biodiesel de soja (9,84 GJ), girassol (11,44 GJ) edendê (136,58 GJ).Para cada unidade energética gasta na produção,obteve-se 81,8 unidades energéticas contidas namadeira, superior ao etanol de cana-de-açúcar (8,06),etanol de mandioca (1,52), etanol de milho – EUA(1,23); biodiesel de dendê (8,66), biodiesel de girassol(1,87 a 2,69), biodiesel de soja (1,57) e biodiesel decanola – Europa (1,47).Estes resultados colocam o E. benthamii como umaexcelente alternativa para uso em programas debioenergia devido ao baixo investimento em energiafóssil e ao elevado retorno energético.ReferênciasARAÚJO, E. S.; SOARES, L. H. B.; ALVES, B. J. R.;BODDEY, R. M.; URQUIAGA, S. S. Balanço energético dacultura do girassol (Helianthus annuus L.) para produção debiodiesel. In: CONGRESSO INTERNACIONAL DEAGROENERGIA E BIOCOMBUSTÍVEIS, 1., 2007, Teresina.Energia de resultados: palestras e resumos. Teresina: EmbrapaMeio-Norte, 2007. (Embrapa Meio-Norte. Documentos, 143).Disponível em: <http://www.cpamn. embrapa.br/agrobioenergia/trabalhos/004.PDF>. Acesso em: 15 ago.2007.ARMSTRONG, A. P.; BARO, J.; DARTOY, J.; GROVES, A. P.;NIKKONEN, J.; RECKEARD, D. J. Energy and greenhouse gasbalance of biofuels for Europe: an update. Brussels: Concawe,2002. 18 p. Disponível em: <http://www.concawe.be/1FGJLPMJAJBJBHPCIKJIDBDFJPDBY9DBYW69DW3571KM/CEnet/docs/DLS/2002-00213-01-E.pdf>. Acesso em: 20 ago.2007.EMPRESA DE PESQUISA ENERGÉTICA. Balanço energéticonacional 2006: ano base 2005: resultados preliminares Rio deJaneiro, 2006. 28 p. Disponível em: <http://www.ben.epe.gov.br/downloads/Resultados_Pre_BEN_2007.pdf>. Acesso em: 10 jul. 2007.CÁLCULO de necessidades diárias de energia. Disponível em:<http://www.cdof.com.br/nutri7.htm>.  Acesso em: 15 set.2007.GAZZONI, D. L.; FELICI, P. H. N.; CORONATO, R. M. Balançoenergético das culturas de soja e girassol para produção debiodiesel. 2006. Disponível em: <http://www.biodiesel.gov.br/docs/congressso2006/agricultura/BalancoEnergetico.pdf>. Acesso em: 25 mar. 2007.GOVER, M. P.; COLLINGS, S. A.; HITCHCOCK, G. S.; MOON,D. P.; WILKINS, G. T. Alternative road transport fuels: apreliminary life-cycle study for the United Kingdom. Oxford:Energy Technology Support Unite, 1996. 2 v. (ETSU. RreportR92).PIMENTEL, D.; PATZEK, W. Ethanol production using corn,switchgrass, and wood; biodiesel production using soybean andsunflower. Natural Resources Research, v. 14, n. 1, p. 65-76,2005.PIMENTEL, D. (Ed.) Handbook of energy utilization inagriculture. Boca Ratón: CRC Press, 1980. 475 p.6 Balanço Energético da Produção de Eucalyptus benthamii para Uso em Programas de BioenergiaExemplares desta edição podem ser adquiridos na:Embrapa FlorestasEndereço: Estrada da Ribeira Km 111, CP 319Fone / Fax: (0**) 41 3675-5600E-mail: sac@cnpf.embrapa.br1a edição1a impressão (2007): conforme demandaPresidente: Luiz Roberto GraçaSecretária-Executiva: Elisabete Marques OaidaMembros: Álvaro Figueredo dos Santos,Edilson Batista de Oliveira, Honorino R. Rodigheri,Ivar Wendling, Maria Augusta Doetzer Rosot,Patrícia Póvoa de Mattos, Sandra Bos Mikich,Sérgio AhrensSupervisão editorial: Luiz Roberto GraçaRevisão de texto: Mauro Marcelo BertéNormalização bibliográfica: Elizabeth Câmara Trevisan,Lidia WoronkoffEditoração eletrônica: Mauro Marcelo BertéComitê dePublicaçõesExpedienteComunicadoTécnico, 183CGPE 6519SOARES, L. H. B.; ALVES, B. J. R.; BODDEY, R. M.;URQUIAGA, S. S. Cultura da mandioca (Manihot esculentaCrantz) em um programa para produção de etanol: cálculo dobalanço energético. In: CONGRESSO INTERNACIONAL DEAGROENERGIA E BIOCOMBUSTÍVEIS, 1., 2007, Teresina.Energia de resultados: palestras e resumos. Teresina: EmbrapaMeio-Norte, 2007. (Embrapa Meio-Norte. Documentos, 143).Disponível em: <http://www.cpamn.embrapa.br/agrobioenergia/trabalhos/005.PDF>. Acesso em: 15 ago.2007.URQUIAGA, S.; ALVES, B. J. A.; BODDEY, R. M. Produçãode bio-combustíveis: a questão do balanço energético. In:CONGRESSO BRASILEIRO DE MAMONA, 1., 2004, CampinaGrande. Energia e sustentabilidade: resumos. Campina Grande:[s.n.], 2004. v. 1, p. 22.

Balanço energético da produção de Eucalyptus benthamii para uso em programas de bioenergia.

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