UNIVERSIDADE DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO INSTITUTO DE QUÍMICA PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICA CÁLCULO DO INVENTÁRIO DE EMISSÕES DE GASES EFEITO ESTUFA ESTUDO DE CASO EM UMA INDÚSTRIA QUÍMICA Elzbieta Mitkiewicz Orientador: Marco Antonio Gaya de Figueiredo, D.Sc, IQ/UERJ Rio de Janeiro, Agosto, 2007 Livros Grátis http://www.livrosgratis.com.br Milhares de livros grátis para download. UNIVERSIDADE DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO INSTITUTO DE QUÍMICA PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICA Cálculo do Inventário de Emissões de Gases Efeito Estufa Estudo de caso em uma Indústria Química ELZBIETA MITKIEWICZ Dissertação submetida ao corpo docente do Programa de Pós-graduação em Engenharia Química do Instituto de Química da Universidade do Estado do Rio de Janeiro como requisito final para a obtenção do título de Mestre em Ciências em Engenharia Química. BANCA EXAMINADORA ______________________________________________________________ Prof. Dr. Marco Antonio Gaya de Figueiredo – PPGEQ/UERJ (orientador) _____________________________________________________________ Prof. Dr. Fernando Altino Medeiros Rodrigues – IQ/UERJ _____________________________________________________________ Dr. Roberto de Barros Emery Trindade - Petrobras _____________________________________________________________ Prof. Dr. Ubirajara Aluizio de Mattos - FEN / UERJ Rio de Janeiro, RJ – Brasil Agosto - 2007 CATALOGAÇÃO NA FONTE UERJ/REDE SIRIUS/CTC/Q M684 Mitkiewicz, Elzbieta Cálculo do inventário de emissões de gases efeito estufa, estudo de caso em uma indústria química. / Elzbieta Mitkiewcz. – 2007. X, 162 f. Orientador : Marco Antonio Gaya de Figueiredo Dissertação (mestrado) – Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Instituto de Química. 1. Gases de combustão – Levantamentos – Teses. 2. Dióxido de carbono – Estudo de casos – Teses. 3. Ar - Poluição – Teses. I. Figueiredo, Marco Antonio Gaya de. II. Universidade do Estado do Rio de Janeiro. Instituto de Química. III. Título. CDU 504.3 iii RESUMO O Painel Intergovernamental de Mudanças Climáticas da ONU (IPCC) tem comprovado com nível de confiança cada vez maior, ao longo dos últimos anos, a forte relação entre o aumento da temperatura média global e o aumento dos gases de efeito estufa (GEE’s) principalmente quanto ao gás que mais contribui para a composição desses gases: o gás carbônico ou CO2. O Brasil se insere no rol dos emissores desse gás, principalmente devido ao desmatamento das reservas florestais que possui. Assim, assumiu o compromisso na Convenção Quadro das Nações Unidas sobre Mudanças Climáticas (United Nations Framework Convention on Climate Change UNFCCC) de estabilizar suas emissões e inventariar periodicamente os seus GEE’s. Dentro deste contexto, cabe também à indústria levantar sua parcela de responsabilidade significativa neste processo ameaçador para a vida no planeta terra. Desta forma, o principal objetivo do presente trabalho foi o de levantar e contabilizar o Inventário dos GEE’s emitidos em 2006 por uma empresa que produz importantes insumos para a indústria de petróleo. A pesquisa bibliográfica sobre a metodologia mais adequada e sua aplicação para a empresa em estudo foram os principais objetivos específicos. A autora não encontrou fatores de emissão de CO2 (kg CO2/TJ do combustível, detalhado no decorrer deste trabalho) desenvolvidos no Brasil para levantar o inventário, com um nível razoável de confiança, que reflita a situação real e local. Toda a pesquisa bibliográfica feita mostrou que os trabalhos realizados mesmo por órgãos governamentais brasileiros usaram a metodologia do IPCC (versão anterior à usada neste trabalho) que foi elaborada por países desenvolvidos, que não é o nosso caso ou realidade. Foram feitas diversas visitas à empresa, levantadas todas as fontes potenciais de emissão, consumos e características de todos os combustíveis usados, bem como o levantamento do trabalho desenvolvido sobre geração de mudas de plantas no seu horto. Através de cálculos por essa metodologia reconhecida mundialmente (IPCC) a autora encontrou um valor em torno de 76.000 toneladas de CO2 emitidos pela empresa em 2006. A empresa neutralizou cerca de 80 toneladas de CO2, através da produção de mudas (para doação e plantio em torno de uma área que é um passivo ambiental) em seu horto e o que plantou na área desse passivo em 2006. Isso significou cerca de 0,1% do que emitiu. Palavras-chave: Inventário de emissões de gases de efeito estufa; Metodologias para Inventário de emissões e de captura, armazenamento e seqüestro de CO2. iv ABSTRACT The Intergovernamental Panel Climate Change - IPCC from ONU has proved with higher level of confidence, along last years, a strong relation between the global average temperature increasing and the Greenhouse Gases increasing mainly about the biggest contributor to the composition in these gases: the carbonic gas or CO2. Brazil is included in the list of these gas polluters, mainly because of its deforestation. Then, it assumed the commitment with United Nations Framework Convention on Climate Change UNFCCC of stabilize and calculate his Greenhouse Gases (GHG) Inventory. In this context, the industries must to survey their part of responsibility in this threatening process for the life in this planet. For the reasons above, the main purpose from the present work is to calculate the Greenhouse Gases emissions inventory in 2006 from a enterprise that produces important inputs for a petroleum industry. The specific purposes were to research the bibliography about the most suitable methodology and its application for this enterprise. The author of this work didn’t find any emission factors for CO2 developed in Brazil for calculate the inventory, with a reasonable level of confidence, which can show the real and local situation about this subject. Then, the entire bibliographic search done showed that the works found even in governmental institutions used the IPCC methodology, done by developed countries, that isn’t our reality. For this study, it was done several visits to that enterprise and identified all the sources from these GHG, fuel uses and their quantities and intensive bibliographic searches about several national and international methodologies. It was seen the developed work done by this enterprise about generation of seedling (plants) in its market garden. It was chosen the IPCC methodology that was the tool to calculate about 76.000 t of CO2 emitted by the enterprise in 2006. This studied enterprise neutralized 80 t of CO2, through the production of plants cuttings (for donation to people and to plant in around an area that is an environmental passive) in its market garden and what it planted in that passive area in 2006. This was about 0,1% on that it emitted. Key- words: Greenhouse gases Emissions Inventory. Methodologies for Greenhouse gases Emissions Inventory and CO2 capture and storage. v SUMÁRIO RESUMO...................................................................................................................................iv ABSTRACT................................................................................................................................v LISTA DE FIGURAS E DE GRÁFICOS...............................................................................viii LISTA DE TABELAS...............................................................................................................ix LISTA DE ABREVIATURAS..................................................................................................xi 1. INTRODUÇÃO ....................................................................................................................1 2. METODOLOGIA DE TRABALHO ..................................................................................4 3. EMISSÕES DE GASES DE EFEITO ESTUFA ...............................................................6 3.1 Mudanças Climáticas e Emissões......................................................................................7 3.1.1 Quais são os GEE’s e suas fontes?.....................................................................................7 3.1.2 O que é efeito estufa e qual o processo de sua formação?..............................................11 3.1.3 Quais e porque as conseqüências tão temidas? ..............................................................13 3.2 Histórico.............................................................................................................................22 3.2.1 Mudanças Climáticas: Evolução dos debates.................................................................22 3.3 O Protocolo de Kyoto........................................................................................................26 4. MECANISMOS PARA CAPTURA, ESTOCAGEM E FIXAÇÃO DE CO2 ...............28 4.1 Principais métodos para captura de CO2.......................................................................29 4.2 Principais métodos para estocagem de CO2...................................................................29 4.3 Reflorestamento................................................................................................................32 5. PRINCIPAIS TRABALHOS COM METODOLOGIAS DE INVENTÁRIO DE EMISSÕES..............................................................................................................................45 5.1 Primeiro inventário brasileiro de emissões antrópicas de gases de efeito estufa emissões de dióxido de carbono por queima de combustíveis: abordagem “top-down”. 47 5.2 - Coeficientes da matriz de emissões ..............................................................................52 5.3 - Avaliação das Emissões de CO2 pelo uso do Processo “Top-Down” Estendido.......55 5.4 Primeiro inventário brasileiro de emissões antrópicas de gases de efeito estufa por queima de combustíveis (abordagem bottom-up) COPPE/MCT.......................................56 5.5 Transportes........................................................................................................................57 5.6 - IPCC 2006 .......................................................................................................................60 5.7 – Projeto de Norma ABNT/CB-38 38:009.01-001/1.......................................................62 6. ESTUDO DE CASO............................................................................................................64 vi 6.1 - Descrição Resumida da Empresa .................................................................................64 6.2 Situação ambiental da empresa pesquisada...................................................................66 6.2.1 Caracterização Geológica da região de contorno da empresa estudada.......................66 6.2.2 Caracterização Hidrogeológica......................................................................................66 6.2.3 Histórico do passivo ambiental .......................................................................................66 6.2.4 Ações na área ambiental..................................................................................................67 6.3 Levantamento do Inventário de emissões ......................................................................70 6.3.1 Considerações preliminares............................................................................................70 6.3.2 Levantamento por Fontes e Gases emitidos...................................................................75 6.3.3 Síntese dos resultados......................................................................................................92 7. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES.........................................................................96 7.1 Conclusões..........................................................................................................................96 7.2 Recomendações específicas à empresa ...........................................................................97 7.3 Recomendações gerais......................................................................................................97 REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA......................................................................................98 ANEXO I ANP - PORTARIA Nº 104, DE 8 DE JUlHO DE 2002 Especificação de GN ANEXO II ABNT/CB-38 PROJETO 38:009.01-001/1 JANEIRO:2007 ANEXO III Dados e cálculo de CO2 absorvido pela vegetação da empresa estudada ANEXO IV GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA E CONSUMO DE COMBUSTÍVEIS ANEXO V ANUÁRIO ESTATÍSTICO da ANP de 2005 vii LISTA DE FIGURAS Figura 3.1. Participação relativa dos GEE´s na atmosfera .......................................................12 Figura 3.2 Processo de formação do efeito estufa....................................................................13 Figura 3.3 Concentrações atmosféricas passadas e futuras de CO2..........................................15 Figura 3.4 Variação da temperatura da superfície da terra de 1000 a 2100 .............................16 Figura 3.5 Concentrações atmosféricas de importantes GEE’s de vida longa nos últimos 2.000 anos...........................................................................................................................................18 Figura 3.6 Variação da temperatura da superfície da terra com a da concentração de CO2 atmosférico................................................................................................................................19 Figura 3.7 Mudanças na temperatura, nível do mar e cobertura de neve no hemisfério norte..........................................................................................................................................20 Figura 3.8 Contribuição para a força radiativa.........................................................................21 Figura 3.9 Interações entre os parâmetros que influenciam no clima.......................................22 Figura 4.1 Alternativas para captura e estocagem de CO2........................................................30 Figura 4.2 Alternativas para armazenamento geológico...........................................................31 Figura 4.3 Esquema simplificado da fotossíntese.....................................................................35 Figura 4.4 – Cloroplastro..........................................................................................................36 Figura 4.5 Representação de fotossíntese.................................................................................36 Figura 6.1 Fluxograma da empresa avaliada............................................................................65 LISTA DE GRÁFICOS Gráfico 6.1 - Participação por tipo de emissão........................................................................92 Gráfico 6.2 - Determinação da maior fonte das emissões diretas............................................93 Gráfico 6.3 - Participação das fontes de outras emissões indiretas.........................................94 viii LISTA DE TABELAS Tabela 3.1 Potenciais de aquecimento Global (GWH) e tempos de vida atmosférica (anos).........................................................................................................................................10 Tabela 4.1 Listagem das espécies trabalhadas com o respectivo valor do carbono resgatado por indivíduo por ano................................................................................................................39 Tabela 4.2 Densidade e estrutura de algumas espécies maduras da mata atlântica................44 Tabela 5.1 Fatores de emissão FEC (t C/TJ) usados no 1º Inventário Brasileiro (Top Down)50 Tabela 5.2 Fração de carbono oxidado.....................................................................................53 Tabela 5.3 Valores comparativos de FEC’s para 2004.............................................................55 Tabela 5.4 Fatores de emissão para carros de passeio..............................................................59 Tabela 5.5 Fatores de emissão para ônibus...............................................................................59 Tabela 6.1 Valores de tC/TJ de CO2 e de kg CO2/TJ (IPCC 1996 e 2006)..............................72 Tabela 6.2 FE’s de CH4 e N2O para fontes estacionárias.........................................................73 Tabela 6.3 Diferença de FE’s por equipamento........................................................................73 Tabela 6.4 FE’s de CH4 e N2O para fontes móveis..................................................................74 Tabela 6.5 Consumo de matérias primas (Potenciais geradores de GEE’s no Processo).........76 Tabela 6.6 – Consumos de combustíveis pela retroescavadeira, empilhadeiras e refeitório... 76 Tabela 6.7 - Dados e cálculo do consumo em litros de óleo diesel em transporte de cargas....77 Tabela 6.8 Dados e cálculo de consumos totais dos combustíveis para transporte de pessoas79 Tabela 6.9 Balanço de massa da sacarose para tratamento.......................................................80 Tabela 6.10 Dados de entrada para o cálculo dos consumos de combustíveis em unidades de energia.......................................................................................................................................81 Tabela 6.11 Cálculo das Emissões Diretas de GEE’s...............................................................83 Tabela 6.12 Cálculo de Outras Emissões Indiretas de GEE’s..................................................85 Tabela 6.13 Cálculo de FEC e de CO2 emitido de Álcool Etílico Anidro Combustível .........86 Tabela 6.14 Cálculo das emissões de CO2 das biomassas........................................................87 Tabela 6.15 Geração de energia elétrica e consumo de combustíveis......................................88 Tabela 6.16 Consumo de combustíveis na geração de eletricidade no Brasil em 2006 e cálculo de suas emissões........................................................................................................................90 Tabela 6.17 Cálculos das emissões nacionais em t CO2e / GWh.............................................91 ix LISTA DE ABREVIATURAS ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas ANEEL – Agência Nacional de Energia Elétrica ANP – Agência Nacional do Petróleo BEN - Balanço Energético Nacional “Bottom-up” – “de baixo para cima” CCS (Carbon Dioxide – CO2 – Capture and Storage) – Captura e Armazenamento de dióxido de carbono – CO2 CCX – (Chicago Climate Exchange) – Bolsa do Clima de Chicago CETESB - Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental (SP) CFC’s - Clorofluorcarbonos CO – Monóxido de carbono COP – (Conference of Parties) Conferência das Partes COPPE – Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-graduação e Pesquisas de Engenharia DOE – (U.S. Department of Energy) – Departamento de Energia dos EUA Embrapa - Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária EUA – Estados Unidos da América FE’s – Fatores de Emissão de GEE’s FEC’s – Fatores de Emissão de Carbono FEEMA – Fundação Estadual de Engenharia do Meio Ambiente GEE’s – Gases de Efeito Estufa GWP – (Global Warming Potential) – Potencial de Aquecimento Global (PAG) HCFC’s Hidroclorofluorcarbonetos IPCC – (Intergovernmental Panel on Climate Change) - Painel Intergovernamental de Mudanças Climáticas IPEF - Instituto de Pesquisas e Estudos Florestais IPT - Instituto de Pesquisas Tecnológicas ISO – (International Organization for Standarization) – Organização Internacional para Padronização MCT – Ministério da Ciência e Tecnologia MDL - Mecanismo de Desenvolvimento Limpo MME – Ministério de Minas e Energia x MOP – (Meeting of Parts) - Encontro das Partes O3 – Ozônio ONS – Operador Nacional do Sistema elétrico ONU – Organização das Nações Unidas OSCIP e&e - Organização da Sociedade Civil de Interesse Público Economia e Energia PNUMA - Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente PPE - Programa de Planejamento Energético Reference Manual – Manual de referência SEMADS - Secretaria Estadual de Meio Ambiente e Desenvolvimento Sustentável SOx – Óxidos de enxofre SRES – (Special Report on Emissions Scenarios) - Relatório Especial sobre cenários de emissão tep – tonelada equivalente de petróleo “Top-down” – “de cima para baixo” UFRRJ – Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro UNFCCC – (United Nations Framework Convention on Climate Change) – Convenção Quadro das Nações Unidas para Mudança do Clima WMO – (World Meteorological Organization) – Organização Meteorológica Mundial xi 1. INTRODUÇÃO Diante dos constantes alertas sobre as mudanças climáticas globais e suas onerosas conseqüências, além das catástrofes cada vez mais freqüentes observadas de fato, a humanidade está começando a voltar sua atenção para a exausta fonte de vida que a acolhe: a terra. O IPCC - Painel Intergovernamental de Mudanças Climáticas da ONU tem emitido vários relatórios alarmantes ao longo de 2007 (com nível de confiança cada vez maior que os dos anos anteriores) que o aumento da temperatura média global está diretamente relacionado com o aumento dos gases de efeito estufa (GEE’s) de origem antrópica, principalmente quanto ao que mais contribui para a composição desses gases: o gás carbônico ou CO2. O Brasil tem compromisso assumido em inventariar periodicamente os seus GEE’s, de acordo com o artigo 4 [1] da Convenção-Quadro das Nações Unidas para Mudança do Clima (UNFCCC, em inglês) quando a assinou em junho de 1992. Essa Convenção foi ratificada pelo Congresso Nacional, em fevereiro de 1994. A Convenção entrou em vigor para o Brasil em maio de 1994, no nonagésimo dia após a ratificação pelo Congresso Nacional. Dentro deste contexto, cabe à indústria levantar sua significativa parcela de responsabilidade neste processo ameaçador para a vida neste planeta. O objetivo geral deste trabalho foi o de levantar e contabilizar o Inventário dos GEE’s emitidos em 2006 por uma indústria química que produz importantes insumos para a indústria de petróleo, bem como o CO2 fixado através da produção, doação e plantação de mudas em seu horto. Para tal fim, os objetivos específicos foram: • Pesquisar e encontrar métodos confiáveis e adotados no País ou no exterior para o cálculo do inventário de emissões da empresa; • Aplicar o método mais confiável e referenciado nacional e internacionalmente, que foi o do IPCC na sua última versão (2006) e encontrar a forma de apresentar o inventário. • Pesquisar e encontrar bibliografia sobre cálculo de fixação (ou neutralização no sentido de compensação) de CO2 pela vegetação plantada na empresa ou doada a 3os. 1 Todos os trabalhos pesquisados sobre levantamento desse tipo de inventário se basearam nos métodos do IPCC, principalmente em suas versões anteriores. Como exemplo, o 1º Inventário Nacional de GEE’s, coordenado pelo Ministério de Ciência e Tecnologia (MCT) foi realizado, usando a versão do IPCC de 1996 revisada com algumas adaptações ao sistema energético brasileiro. É importante frisar que o inventário da empresa estudada neste trabalho não foi obtido por medições dos gases de efeito estufa e sim através de cálculos das emissões desses GEE’s, a partir de fatores de emissão (tabelados nos métodos do IPCC) expressos em toneladas de GEE por unidade energética (em terajoule ou TJ = 1012J) dos combustíveis usados. O método do IPCC escolhido para este trabalho se baseia principalmente no uso desses fatores de emissão para cada combustível e para cada um dos GEE’s emitidos por diversas fontes (estacionárias e móveis) de diferentes setores (no caso específico da empresa, foi adotado o setor energia, pois usa combustíveis fósseis para geração de calor nas fontes estacionárias e para força motriz em suas fontes móveis). Esses fatores de emissão de carbono C (doravante denominados FEC’s) ou CO2 (definidos no Capítulo 5) são padrões (default, em inglês), apesar de que o teor de carbono varia até para o mesmo combustível, pois não é uma substância pura e sim, uma mistura de hidrocarbonetos que pode variar até mesmo entre campanhas ou bateladas. O mesmo acontece com a energia liberada. Por esse motivo, as incertezas na determinação quantitativa das emissões são altas, quando se usa os fatores do IPCC, que foram elaborados por outros países, onde os petróleos, processos e derivados são diferentes entre si e do Brasil. Apenas para se ter uma idéia da variabilidade das características dos combustíveis até dentro do Brasil, o gás natural (um dos mais simples quanto à composição) principal combustível usado pela empresa mencionada, tem especificações da ANP diferentes para o sudeste e norte (ANEXO I). Na pesquisa bibliográfica realizada, constatou-se que o Brasil ainda não desenvolveu seus próprios fatores de emissão de GEE’s (doravante identificados por FE’s), ou seja, os fatos são esses: ainda temos que usar os fatores fora da nossa realidade, mas consagrados 2 mundialmente. Isso reforçou a autora usar os fatores tabelados da versão 2006 do IPCC. Cumpre destacar a dificuldade para encontrar na pesquisa bibliográfica, as características físico-químicas dos combustíveis brasileiros, necessárias para o cálculo do inventário em questão. Foi encontrada apenas uma fonte (ANP) que continha valores médios dessas características, sem considerar as faixas, num nível de confiança aceitável. Quanto à fixação de CO2 por vegetação, foram usados os valores de carbono resgatado pelas espécies nativas do Paraná (de um artigo encontrado e apresentado no decorrer desta dissertação) comuns às que foram plantadas na área da empresa. Para as espécies que não são comuns às do artigo, estimou-se um valor médio na literatura encontrada, por sugestão da bióloga da empresa estudada. O presente trabalho apresenta no Capítulo 2, a metodologia de trabalho adotada para realizar esta dissertação. O capítulo 3 mostra o problema de Mudanças Climáticas, suas causas e conseqüências, além de definir o que é o efeito estufa e os gases que o provocam. O Capítulo 4 apresenta as tecnologias e procedimentos para captura e estocagem do principal gás de efeito estufa (GEE): o gás carbônico ou CO2. Nesse Capítulo também são apresentados trabalhos sobre seqüestro de CO2 por vegetação. O resultado da pesquisa dos trabalhos realizados com métodos existentes para o cálculo do inventário de emissões de GEE’s está no Capítulo 5. O Capítulo 6 apresenta a empresa em questão e o levantamento de suas fontes emissoras, bem como o cálculo das emissões (inventário) através da metodologia escolhida e detalhada. Além disso, apresenta e quantifica a situação atual da empresa, em termos de neutralização destes gases. Finalmente, no Capítulo 7 constam as conclusões e recomendações. 3 2. METODOLOGIA DE TRABALHO Para levantar o inventário de GEE’s emitidos pela empresa estudada, foi realizada pesquisa em diversas fontes bibliográficas nacionais e internacionais sobre cálculos de emissões desses gases. Nessa pesquisa, ficou claro que não foram desenvolvidos fatores de emissão nacionais, para diminuir as incertezas e refletir melhor a realidade brasileira quanto às suas emissões em toneladas de GEE por unidade energética dos combustíveis. Todos os trabalhos vistos adotaram os métodos do IPCC (versões anteriores) usando seus fatores internacionais, à exceção de um estudo, que usou os fatores da versão mais nova do IPCC (2006). Foram também pesquisadas na internet (sites e e-mails para o MME, MCT, ANP) as características médias dos combustíveis nacionais com seus desvios padrão (pelo menos regionalmente) na tentativa de conseguir “fabricar” fatores de emissão locais e, portanto, mais confiáveis. Foi realizado um delineamento dos limites do projeto (físicos e temporais) e dos critérios correspondentes adotados. Assim, foi definido o ano base (2006), bem como identificadas e delimitadas as fontes sob a responsabilidade da empresa estudada. Não foram consideradas neste trabalho, as emissões relacionadas com a obtenção dos insumos utilizados no processo de fabricação do produto principal, a geração decorrente da utilização do produto gerado no processo e nem do transporte aéreo. Realizados levantamentos (através de visitas locais à empresa em questão) de todas as fontes físicas de emissões diretas dos GEE’s, incluindo outras fontes de emissões indiretas (definidas no Capítulo 5) bem como dos combustíveis usados nessas fontes, decorrentes das atividades da empresa. Foram levantados os consumos por equipamento (desde que disponíveis) visando diminuir a incerteza dos resultados obtidos, através de detalhamentos maiores (explicados no Capítulo 5 – Principais Trabalhos com Metodologias de Inventário de Emissões). 4 Coletadas todas as informações disponíveis com o Consultor Técnico de Meio Ambiente da empresa e outros funcionários responsáveis pela unidade fabril. Foram feitos levantamentos, através de visitas locais à empresa e diversos contatos com uma bióloga da empresa, sobre o horto e o entorno de um lago que é um passivo ambiental (descrito no Capítulo 6) e consultas a bibliografias específicas referentes à fixação de CO2 por plantas mais compatíveis com a área de influência da empresa; Foram feitos vários contatos e consultas com o MME e o ONS, MCT e ANEEL, solicitando a matriz de geração eletricidade. O MME forneceu essa matriz, que serviu de base para a autora desta dissertação calcular o fator de emissão nacional por GWh (em toneladas de CO2/GWh) produzido no Brasil. Foi feita adaptação ao método do IPCC de 2006, com relação à gasolina C, que é uma mistura de gasolina A com álcool (diferente das gasolinas usadas nos países desenvolvidos). Foram realizados os cálculos dos GEE’s correspondentes a todas as fontes mencionadas (agrupadas ou separadas, dependendo dos dados disponíveis, apresentados no Capítulo 6). Apresentado o inventário à luz do projeto de Norma ABNT 38:0009.01-001/1 (ANEXO II) [2] (correspondente à Norma ISO 14064 - 1ª Parte) cujo título é: “Especificação com orientação a organizações para a quantificação e a elaboração de relatórios de emissões e remoções de gases de efeito estufa”. Pesquisada bibliografia sobre a capacidade de absorção de carbono por tipo de vegetação. Foram obtidas informações sobre o horto e a taxa de crescimento das mudas, através dos responsáveis pelo horto da fábrica objeto do levantamento de dados. Foi realizado o levantamento sobre a situação da empresa em 2006, sobre fixação de carbono por vegetação. 5 3. EMISSÕES DE GASES DE EFEITO ESTUFA Para entender melhor o assunto apresentado na introdução, o presente capítulo abordará as seguintes questões: 1. Quais são os GEE’s e suas fontes? 2. O que é efeito estufa e qual o processo de sua formação? 3. Quais e porque as conseqüências tão temidas? 4. Como evoluiu no tempo e espaço esse grave problema, que ameaça a vida no planeta? 5. Quais as medidas já tomadas a nível global? Ultimamente, em várias páginas da internet [3,4,5] ou mídias impressas [6], faladas ou mesmo filmadas (como o documentário “Uma verdade inconveniente” do Al Gore, ex vice-presidente dos EUA) tem-se visto alertas sobre gases de efeito estufa (GEE’s) que provocam mudanças climáticas e desastres naturais ocorridos com freqüência e intensidade cada vez maiores. Esses alertas se tornaram mais freqüentes após a publicação, em abril do corrente ano, da 1ª parte do 4º Relatório do Painel Intergovernamental de Mudanças Climáticas (Intergovernmental Panel on Climate Change – IPCC) da ONU, após consenso de cerca de 500 cientistas e relatores em Paris. O IPCC, criado pela Organização Meteorológica Mundial (WMO) e pela Organização Meteorológica Mundial, em 1988, é uma fonte confiável que reúne 2.500 cientistas de mais de 130 países. Esses cientistas se baseiam em obras técnicas e cientificas publicadas, para elaborar relatórios de avaliação, relatórios especiais, artigos técnicos, além de materiaissuporte e metodologias que são muito utilizados por pesquisadores e tomadores de decisão. Quando solicitado, o IPCC presta assessoria à Conferência das Partes (COP) da Convenção Quadro das Nações Unidas sobre Mudanças do Clima. Seu principal trabalho são os relatórios de avaliação (assessment reports) emitidos a cada cinco anos) das mudanças climáticas, que serão mencionados no item 3.2 (Histórico). 6 3.1 Mudanças Climáticas e Emissões 3.1.1 Quais são os GEE’s e suas fontes? Os principais gases de efeito estufa são: • Dióxido de Carbono: CO2 • Óxido Nitroso: N2O • Metano: CH4 • Vapor d’água (nuvens) • Clorofluorcarbonos (CFC’s) • Hidroclorofluorcarbonetos (HCFCs) Os três primeiros GEE’s mencionados são emitidos e retirados da atmosfera por processos naturais. Entretanto, suas concentrações têm aumentado acentuadamente nos dois últimos séculos, devido ao aumento das atividades humanas (origem antrópica) conforme o último relatório (2007) do IPCC, cujas conclusões parciais serão apresentadas no item 3.1.3. A atmosfera terrestre é composta em volume, por nitrogênio (78%) e oxigênio (21%). Em seguida, vem argônio com 0,9%. O 0,1% restante da atmosfera [7] é composto por gases chamados de “gases traços”, constituídos por gases nobres, inertes, não reativos e os GEE’s. É importante diferenciar os denominados GEE’s dos gases poluentes convencionais do ar (CO, SOx, NOx, HC, O3). Os primeiros se misturam uniformemente na atmosfera (“well mixed” em inglês) devido ao seu relativo longo tempo de vida e, assim, seus impactos ambientais não são relacionados ao local de sua emissão. Ao contrário, os gases convencionais têm vida curta e impactam próximo às suas fontes de emissão [8]. Vapor d’água (nuvens ou H2O) não tem vida longa, apesar de ser o GEE mais abundante na atmosfera, além de não misturar-se bem com ela. Sua concentração global não sofre influência direta das atividades antrópicas, mas o aumento dos outros GEE’s pode alterar o ciclo hidrológico. Quanto maior a temperatura (provocada pelo aumento dos outros GEE’s) maior a capacidade da atmosfera em reter a água e formar nuvens, que influenciam no efeito estufa, que será apresentado no item 3.1.2. 7 Gás carbônico (dióxido de carbono ou CO2) é um gás produzido na natureza por microorganismos na fermentação e na respiração celular. As plantas captam o CO2 da atmosfera durante sua fotossíntese, para formar carboidratos, liberando oxigênio para a atmosfera que depois é usado na sua própria respiração (liberando CO2) e de organismos heterotróficos (organismos que utilizam matéria orgânica sintetizada por outros organismos como fonte de energia e nutrição) formando parte do ciclo biogeoquímico do carbono. [8] A concentração de CO2 na atmosfera é aumentada por fontes antrópicas, tais como: queima de combustíveis fósseis obtidos do petróleo ou carvão em termelétricas, em indústrias para geração de calor, na produção de cimento, em veículos, na queima de árvores e do lixo sólido (fontes que aumentam cada vez mais sua concentração). Além das fontes mencionadas, é emitido pela emanação de animais e erupção de vulcões, entre outros. O CO2 é responsável por cerca de 60% [9] do efeito estufa. Metano ou CH4 é emitido principalmente por matéria orgânica em decomposição anaeróbica (sem oxigênio), tanto pela ação da natureza, como antrópica. Origens antrópicas: florestas derrubadas; hidrelétricas que represam e inundam extensas áreas vegetais; agriculturas em áreas alagadas como arroz; gado; degradação de lixo orgânico em aterros; queima de biomassa e combustíveis fósseis. Além dessas fontes, é também emitido durante a produção e transporte do carvão, do gás natural, e do petróleo. [10]. Óxido nitroso ou N2O participa do ciclo natural do nitrogênio através do ar, solo e organismos vegetais e animais. O nitrogênio do ar compõe a matéria biológica, através das bactérias e algas, pelo processo denominado fixação de nitrogênio. Após vários processos bioquímicos, são formados os nitratos que nutrem o vegetal para o seu crescimento. Outras bactérias no solo convertem esses nitratos a nitrogênio gasoso (reação de denitrificação), completando o ciclo mencionado. O N2O (um potente GEE) é um subproduto dessa reação. Suas fontes antropogênicas significativas são: produção de ácido adípico (matéria prima para a produção de nylon), ácidos nítricos, carros com três modos de conversão catalítica (three way, em inglês), queima de biomassa e de combustíveis fósseis. [8] É ainda emitido por atividades agricultoras, bem como pela combustão de resíduos sólidos [10]. 8 Halocarbonetos como os clorofluorcarbonetos (CFC’s), hidroclorofluorcarbonetos (HCFC’s), perfluorcarbonetos (PFC’s), constituídos por cloro, flúor e carbono, além de hexafluoreto de enxofre (SF6) são compostos produzidos pelo homem. Os CFC’s são usados como gases refrigerantes (ar condicionado, refrigeradores) e componentes de aerossóis. Cabe ressaltar que apesar de contribuírem para o aumento do efeito estufa, os CFC’s não são considerados pela Convenção do Clima, mas são tratados pelo Protocolo de Montreal, pois afetam a camada de ozônio [8]. As maiores fontes dos perfluorocarbonetos (PFC’s) CF4 e C2F6 são a produção de alumínio primário e fabricação de semicondutores. HFC’s são usados como substitutos de compostos destruidores da camada de ozônio. PFC’s e SF6 (hexafluoreto de enxofre) são emitidos na produção de alumínio, de semicondutores, transmissão e distribuição de eletricidade [8]. Para comparar os efeitos radiativos (ou capacidades de prender calor) relativos das emissões de vários gases de efeito estufa através de uma medida simples, foi desenvolvido o conceito do Potencial de Aquecimento Global (Global Warming Potential – GWP, em inglês). Esse índice é definido como o forçamento radiativo (ou aquecimento) cumulativo causado por uma unidade de massa de GEE emitida agora, até algum horizonte de tempo escolhido, expresso em relação ao de um gás de referência (é usado o CO2). [11] O aquecimento global futuro (em um determinado horizonte de tempo) provocado por um gás de efeito estufa pode ser avaliado, multiplicando-se quantidade emitida desse gás pelo seu PAG (GWP) para esse horizonte de tempo [11]. Ou seja, o PAG permite converter as emissões de vários GEE’s numa mesma medida (para agregar os impactos de vários GEE’s) em carbono ou equivalentes em dióxido de carbono (CO2e). A incerteza associada aos valores dos PAG’s gira em torno de ± 35%, sem considerar a incerteza da estimativa do CO2 [12]. O IPCC publicou estimativas mais atuais dos valores de referência para PAG’s de diversos GEE’s no Terceiro Relatório de Avaliação do IPCC com relação aos do 2º Relatório, como parte de suas avaliações científicas sobre mudança do clima. Essas diferenças não ultrapassam a incerteza de ± 35% (já mencionada) dos PAG’s. 9 Há três principais grupos ou tipos gases com altos PAG’s: hidrofluorocarbonos (HFC’s), perfluorocarbonos (PFC’s), e hexafluoreto de enxofre (SF’6). Esses compostos são os mais potentes GEE’s. A tabela 3.1 apresenta esses valores de PAG. Tabela 3.1 Potenciais de Aquecimento Global (PAG) e tempos de vida atmosférica (anos) [13] Gás Tempo de vida atmosférica PAGa Dióxido Carbono (CO2) 50-200 1 Metano (CH4) b 12±3 21 Óxido Nitroso (N2O) 120 310 HFC-23 264 11,700 HFC-32 5.6 650 HFC-125 32.6 2,800 HFC-134a 14.6 1,300 HFC-143a 48.3 3,800 HFC-152a 1.5 140 HFC-227ea 36.5 2,900 HFC-236fa 209 6,300 HFC-4310mee 17.1 1,300 CF4 50,000 6,500 C2F6 10,000 9,200 C4F10 2,600 7,000 C6F14 3,200 7,400 SF6 3,200 23,900 a Horizonte de tempo de 100 anos; b O PAG do metano inclui os efeitos diretos e aqueles indiretos devido à produção de vapor de ozônio troposférico e vapor d’água estratosférico. O efeito indireto devido à produção de CO2 não foi incluído. 10 3.1.2 O que é efeito estufa e qual o processo de sua formação? Até uma determinada concentração, os gases de efeito estufa (GEE’s) são benéficos à terra, pois equilibram sua temperatura, aquecendo-a e impedindo que fique congelada à noite. Os GEE’s formam uma camada que permite a entrada dos raios solares de ondas curtas em direção a terra, mas absorvem a radiação infravermelha de ondas longas do calor de volta da superfície da terra em direção à atmosfera, aquecendo-se e elevando a temperatura média do planeta. Esse aquecimento e elevação da temperatura global é o famoso Efeito Estufa. Em outras palavras, durante o dia, parte da energia solar é captada pela superfície da Terra e absorvida e outra parte é irradiada para a atmosfera. Os gases naturais que existem na atmosfera funcionam como uma capa protetora que impede a dispersão total desse calor para o espaço exterior e o planeta permanecer quente. O processo que cria o efeito estufa é natural e é responsável pelo aquecimento do planeta. Certos gases, como o dióxido de carbono, criam uma espécie de telhado, como o de uma estufa, sobre a Terra - daí o nome do fenômeno -, deixando a luz do Sol entrar e não deixando o calor sair. Se não existisse efeito de estufa natural, a temperatura da superfície terrestre seria, em média, cerca de 33ºC [4] mais fria do que é hoje. Assim, o efeito estufa gerado pela natureza é imprescindível para a manutenção da vida sobre a terra. Se a composição dos GEE’s for alterada, para mais ou para menos, o equilíbrio térmico da terra sofrerá conseqüentemente. Entretanto, quando a concentração dos GEE’s atinge valores muito altos, provenientes principalmente das atividades humanas, mais concentrada e densa será a camada da “estufa” e mais calor será absorvido por ela, impedindo-o de se dissipar para espaços além da troposfera (camada mais próxima da Terra que se estende até uma altitude de 10 km nas regiões polares e até 16 km acima do equador) aumentando assim, a temperatura média global da terra e acarretando conseqüências apresentadas no decorrer deste Capítulo. Em junho de 2006, durante a Conferência Internacional Ethos [14] Fabio Feldmann apresentou a seguinte figura (3.1) sobre a contribuição relativa de gases provenientes de 11 atividades antrópicas ao efeito estufa: Figura 3.1. Participação relativa dos GEE´s na atmosfera [14] Diante dessa alta contribuição (60%) do CO2 na atmosfera, entende-se porque esse gás recebe maior atenção quando se fala em projetos de redução de emissões dos GEE’s. Outra fonte mais recente [8] já menciona uma participação maior deste gás: 83%. Fabio Feldmann também define o efeito estufa como um fenômeno natural gerado por gases causadores de efeito estufa -GEE-, os quais absorvem luz infravermelha térmica que deveria ser direcionada ao espaço, aquecendo a atmosfera e garantindo a vida no planeta. É interessante comentar os tempos levados para alcançar o equilíbrio, após redução da emissão de CO2: a concentração do próprio CO2 atmosférico só se estabiliza de 100 a 300 anos; o nível do mar aumenta durante vários milênios devido ao derretimento do gelo e de séculos a milênios devido à sua expansão térmica e a temperatura só se estabiliza após alguns séculos [15]. A figura 3.2 [16] mostra como ocorre o efeito estufa, onde se vê que os raios solares atravessam a atmosfera e parte deles é absorvida pela terra, que reflete outra parcela da radiação solar para o espaço. Uma parte refletida pela terra (radiação infravermelha ou calor) não atravessa a atmosfera, pois os GEE’s os absorvem, aquecendo a superfície da terra. Assim, pode-se concluir que o aumento da temperatura média terrestre é proporcional à concentração dos GEE’s na atmosfera. 12 Figura 3.2 Processo de formação do efeito estufa [16] 3.1.3 Quais e porque as conseqüências tão temidas? Como foi visto, o efeito estufa é essencial à vida sobre a terra. Entretanto, se a concentração dos gases que o provocam for muito elevada, esse efeito se intensifica e a temperatura média global aumenta, desequilibrando o padrão de correntes atmosféricas, marítimas e de precipitações, acarretando então, secas em regiões outrora férteis e vice versa (inundações em áreas outrora secas) bem como desastres naturais cada vez mais intensos e freqüentes como tempestades, ondas intensas de calor, incêndios, degelo, secas e furacões, com perdas de vidas humanas e econômicas incalculáveis e muitas vezes irreparáveis. A 1ª parte do 4º relatório do IPCC foi divulgada [3] no dia 2 de fevereiro de 2007, em Paris (França). O estudo concluiu que o planeta pode ficar 4o C mais quente até 2100, como conseqüência das alterações climáticas provocadas pelo aumento do efeito estufa de origem antrópica. Isso acarretaria o aumento do nível do mar e catástrofes climáticas cada vez mais intensas e freqüentes. “A emissão de gases de efeito estufa nas taxas atuais ou maiores têm 90% de chance de causar aquecimento global e alterações climáticas durante o século XXI maiores do que aquelas observadas no século XX”, segundo o relatório. 13 O relatório apresentou o consenso de que o aumento médio da temperatura da terra será de 1,8oC, até o ano de 2100. Este valor é uma média da maioria das hipóteses levantadas, mas na pior delas, esse aumento pode chegar a 6,4oC. Os cientistas relataram que basta um aumento de 1oC na temperatura global para causar grandes catástrofes, como o derretimento das geleiras nos pólos do planeta e o conseqüente aumento no nível do mar. Segundo o relatório, é possível o derretimento total do gelo no verão do Pólo Norte por volta de 2100, e conseqüente elevação do nível dos oceanos em até 59 cm. Segundo os especialistas, as causas principais do aquecimento global são o aumento das emissões e da concentração de CO2 na atmosfera, principalmente devido ao uso de combustíveis fósseis. O CO2 atmosférico impede a saída do calor, causando grande incremento no efeito estufa. De acordo com o relatório, são de mais de 90% as chances do maior aquecimento global ter sido causado pelo homem, nos últimos 50 anos. Esse relatório, que tem como objetivo estabelecer as conclusões das bases científicas da mudança climática foi o primeiro de vários que o IPCC divulgará durante o ano de 2007 sobre o impacto do aquecimento e as alternativas para contê-lo, finalizando com o documento de síntese, que deverá ser apresentado em Valência (Espanha) em novembro deste ano. Os autores do relatório afirmam que 11 dos 12 anos mais quentes ocorreram a partir de 1995, desde que foram iniciados os registros climáticos confiáveis, em meados de século XIX.[17] A 2ª parte do 4º Relatório do IPCC [18] divulgada em 6 de abril de 2007, em Bruxelas, mostra principalmente a urgência de implantar um modelo de desenvolvimento realmente sustentável. (Segundo a ex-primeira-ministra da Noruega, Gro Harlem Brundtland, que presidiu a Comissão Mundial de Meio Ambiente e Desenvolvimento, em 1987, o desenvolvimento sustentável "satisfaz as necessidades presentes, sem comprometer a capacidade das gerações futuras de suprir suas próprias necessidades"). Um dos principais cenários apresentados nesse relatório do IPCC foi a previsão da ameaça de extinção de até 30% das espécies de plantas e animais existentes, se a temperatura aumentar entre 1,5 e 2,5º C. 14 Já foi percebido e comprovado o derretimento parcial das calotas polares, que provocam o aumento dos níveis dos oceanos que acarretam inundações no litoral dos continentes, ameaçando até o desaparecimento de pequenos países insulares inteiros. Concentrações de CO2 e temperaturas médias globais continuarão a se elevar, como mostram os gráficos da figura 3.3 a seguir: [15] Figura 3.3 Concentrações atmosféricas passadas e futuras de CO2 [15] Concentrações atmosféricas passadas e futuras de CO2 (b) (a) (c) Cenários (a) Dados de concentração de CO2 pelo “ice core” (b) Medidas diretas das concentrações de CO2 (c) Projeções futuras para as concentrações de CO2 A figura 3.3 mostra que a concentração de CO2 permaneceu razoavelmente constante desde o ano 1000 (através do “ice core” que será explicado mais adiante) até em torno de 1800, próximo à revolução industrial (1750) quando se iniciou a produção de bens de consumo em 15 grandes unidades industriais e com recurso a máquinas a carvão e, mais tarde, a petróleo, gás natural e eletricidade [19]. A partir daí, sofreu um suave aumento até em torno de 1960, disparando (acentuando a curva ascendente) entre esse ano e 2000, quando as concentrações de CO2 começaram a ser medidas diretamente na atmosfera (diferentemente do “ice core”, definido adiante). A partir daí, a curva apresenta diversas projeções para diferentes cenários, que refletem crescimentos econômicos mais ou menos sustentáveis a serem adotados pela humanidade [15]. A próxima figura 3.4 (apesar da fraca visibilidade, foi a única encontrada, recente e do IPCC, que não deixa margem a dúvidas) mostra um gráfico da variação da temperatura da superfície terrestre, indicando a mesma tendência do aumento de CO2 na atmosfera, apresentada na figura anterior (3.3). O gráfico desta figura (3.4) apresenta também projeções para diversos cenários com desenvolvimentos econômicos em diferentes níveis de sustentabilidade, a partir do ano de 2000 (todas as curvas foram fortemente ascendentes). Figura 3.4 Variação da temperatura da superfície da terra de 1000 a 2100 [15] A partir da temperatura de 1990, oC Observações do Hemisfério Norte (dados indiretos (1)) Projeções Observações globais instrumentais Vários modelos para diferentes cenários SRES (2) Barras mostram a faixa em 2100 produzida por vários modelos Cenários Ano 16 Legenda (Figura 3.4): Dados indiretos (1) são obtidos através de corais, “ice cores” (explicados adiante) e registros históricos. SRES (2) significa “Special Report on Emissions Scenarios” em inglês, cuja tradução é: Relatório especial sobre cenários de emissão. Na figura 3.4, a 1ª parte do gráfico (do ano 1000 até ~ 1860) mostra as variações da temperatura média da superfície do Hemisfério Norte. De 1860 a 2000, são mostradas as variações da temperatura média da superfície terrestre, através de observações instrumentais. De 2000 a 2100, são apresentadas as projeções para a temperatura média global, em função de desenvolvimentos mais ou menos sustentáveis (definidos anteriormente). Essas variações são referentes ao ano de 1990. “Ice-core”, comentado na figura 3.3 e 3.4 é uma amostra cilíndrica retirada a diferentes profundidades e locais (Groelândia, Antártica) de neve ou gelo acumulado ao longo de muitos anos, que preserva a atmosfera antiga (“prende” o ar da época) e fornece informações que podem ser usadas para reconstruir o quadro da mudança climática passada e é um exemplo de registro não instrumental. [20]. Para avaliar temperaturas de tempos muito antigos, usa-se uma técnica denominada paleotermômetro que se baseia na composição isotópica do gelo que varia com a temperatura da neve no local de sua formação. [21] A figura 3.5 a seguir mostra as concentrações de CO2, CH4 e N2O ao longo dos últimos 2.000 anos. Os aumentos verificados desde cerca de 1750 são atribuídos a atividades humanas na era industrial. As unidades de concentração são expressas em partes por milhão (ppm) ou partes por bilhão (ppb) indicando o número de moléculas do GEE por milhão ou bilhão de moléculas de ar, respectivamente, na amostra atmosférica. 17 Figura 3.5 Concentrações atmosféricas de importantes GEE’s de vida longa nos últimos 2.000 anos [22] Concentrações de GEE’s de 0 a 2005 Dióxido de carbono (CO2) Metano (CH4) Óxido Nitroso (N2O) Ano FAQ 2.1, Figure 1 A figura 3.6 a seguir apresenta outro gráfico, indicando a relação entre o aumento da temperatura com o aumento de CO2 atmosférico para períodos anteriores (400.000 anos atrás) aos das figuras 3.3 a 3.5 (1.000 anos atrás) [21]. 18 Figura 3.6 [21] Variação da temperatura da superfície da terra com a da concentração de CO2 atmosférico T e m p e r a t u r a o C A próxima figura (3.7) mostra as mudanças observadas na: (a) temperatura média da superfície global (curva ascendente); (b) o nível médio global do mar (ascendente) avaliado por medidores instrumentais de marés e (c) a cobertura de neve no Hemisfério Norte (descendente) nos meses de março a abril. A linha representa valores médios por décadas, enquanto os círculos mostram valores anuais. A área larga em azul representa os intervalos de incertezas estimadas. Percebe-se que com o aumento da temperatura, o nível do mar sobe e a cobertura de neve cai, indicando as conseqüências do aumento dos GEE’s de origem antrópica, que aumentam a temperatura terrestre. 19 Figura 3.7 Mudanças na temperatura, nível do mar e cobertura de neve no hemisfério norte: [23] Temperatura média global Nível médio global do mar Cobertura de neve no Hemisfério Norte Ano Um índice importante no mecanismo potencial de mudança de clima é a força radiativa (medida pela razão watts/m3) que é uma medida da influência que um fator tem em alterar o balanço de energia de entrada e de saída no sistema terra – atmosfera. Forças positivas tendem a aquecer a superfície, enquanto as negativas tendem a esfriá-la. [24]. A próxima figura 3.8 apresenta os fatores que influenciaram no clima terrestre em 2005, através das estimativas e faixas de suas forças radiativas globais médias que aquecem ou esfriam a terra, se estiverem à direita ou à esquerda do eixo vertical em zero, respectivamente Esse eixo parte do valor zero e fica entre os limites -1 e 1 da abscissa. Os GEE’s são positivos e são bem dispersos (“well mixed”, em inglês) na atmosfera global, enquanto a família dos aerossóis fica mais próxima da área onde são emitidos, em geral. 20 Figura 3.8 Contribuição para a força radiativa [25] Termos FR Valores FR Wm-2 Escala espacial (1) Alto GEE’s de { longa vida Alto Médio Ozônio Estratosférico Troposférico Baixo (2) Albedo de superfície Uso terra Carbono negro na neve (3) (4) Méd. Baixo Méd. Baixo Baixo Baixo Baixo Irradiação solar Total líquido antropogênico Forçamento radiativo, Wm-2 Figure SPM.2 Legenda da figura 3.8: (1) LOSU (explicado adiante); (2) Vapor de água estratosférico de CH4; (3) Efeito direto; (4) Efeito albedo das nuvens (explicado adiante); FR – Forçamento radiativo. O forçamento radiativo antropogênico líquido (em valores), sua faixa e o nível avaliado de entendimento científico (LOSU-Level of Scientific Understanding, em inglês) são mostrados também na figura 3.8. Esses forçamentos radiativos requerem a soma de estimativas com incertezas assimétricas dos termos componentes e não podem ser obtidos por simples adição. Albedo é a razão entre a parcela do volume de luz refletida na superfície de um planeta e o total que este recebe do sol. Áreas cobertas por neve têm alto albedo, devido a sua cor branca. Já a vegetação tem baixo albedo, devido a sua cor escura e em função de parte da luz ser 21 absorvida pela fotossíntese. As nuvens têm albedo intermediário e são os maiores contribuintes para o albedo agregado da Terra. [26] O Sistema Climático da Terra é o resultado de múltiplas interações entre o espaço, a atmosfera, a biosfera, os oceanos e os continentes, como mostra a figura 3.9, a seguir. Se algum desses fatores se altera, suas interações também sofrerão mudanças proporcionais, pois o equilíbrio entre eles é dinâmico e não estável. bio a biosfera, os oceanos e os continentes, como mostra a figura 3.9, a seguir Figura 3.9 Interações entre os parâmetros que influenciam no clima [28] Figura 3.9 – Interações entre os parâmetros que influenciam no clima [27] Radiação solar incidente (onda curta) Radiação terrestre líquida (ondas longas) Absorção Reflexão Emissão Nuvens Vento Precipitação Interação ar-mar Interações ar-gelo Gelo marinho Interações gelo-oceano Correntes Lagos e Rios Gelo / Neve Gases e partículas vulcânicas Descarga fluvial Atividades Humanas Processos no solo 3.2 Histórico 3.2 Histórico 3.2.1 Mudanças Climáticas: Evolução dos debates A partir da década de oitenta, com o surgimento das primeiras evidências científicas que relacionavam as atividades antrópicas (causadas pela ação do homem no meio ambiente) com o aquecimento global, aumentou o interesse público em se discutir as questões das mudanças climáticas e o mundo começou a se preocupar com o que aconteceria no futuro. 22 Resumidamente, a evolução dos debates seguiu a seguinte cronologia: 1873 – Foi criada a Organização Internacional de Meteorologia (World Meteorological Organization - WMO) e, em 1950 discutia questões do clima com 187 estados membros. 1972 – Conferência de Estocolmo – primeira convenção mundial sobre meio ambiente, na Suécia. Essa conferência teve como resultado a ação do Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente (também conhecido por PNUMA). Pela Declaração de Estocolmo, um meio ambiente sadio e equilibrado passou a ser reconhecido como um direito fundamental dos indivíduos, tanto para as gerações presentes quanto para as futuras. 1979 – A Primeira Conferência Mundial sobre o Clima reconheceu a mudança do clima como um problema grave e de interesse global. Nesse ano, foi realizada a Primeira Conferência Mundial sobre o Clima, evento inaugural de uma série que propiciou a união do PNUMA e da Organização Meteorológica Mundial, de cujos estudos extraiu-se a base teórico-científica para a elaboração da Convenção-Quadro das Nações Unidas Sobre a Mudança do Clima (UNFCCC), adotada na Rio-92 (Cúpula da Terra). Essa Convenção entrou em vigor desde março de 1994, em que se fixou, como meta, “a estabilização das concentrações de gases de efeito estufa na atmosfera num nível que impeça uma interferência antrópica perigosa no sistema climático”. 1988 - A Organização Meteorológica Mundial (WMO) e Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente (PNUMA) criam o IPCC, com o objetivo de fornecer informações científicas, técnicas e sócio-econômicas relacionadas às mudanças climáticas globais e melhorar o entendimento científico sobre o tema, através da cooperação dos países membros da ONU. 1990 - A Assembléia Geral da ONU inicia as negociações para a adoção da Convenção sobre Mudanças Climáticas, sob recomendação do IPCC, que publicou o 1º relatório nesse ano. 1992 - A Convenção Quadro das Nações Climáticas (UNFCCC) é adotada em 9 de maio, em Nova York. O Brasil é o primeiro país a assinar a Convenção, em 4 de junho, durante a Conferência Internacional sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento Sustentável (Eco - 92), no Rio de Janeiro. 23 1994 - A Convenção é ratificada pelo Brasil em 28 de fevereiro e entra em vigor em 21 de março. A UNFCCC admitiu as mudanças climáticas como um problema ambiental real e global; reconheceu a interferência humana nessas mudanças e a necessidade de cooperação internacional na solução da emissão de gases que contribuem com o efeito estufa num nível em que as atividades humanas não afetem o clima ou que as mudanças ocorram lentamente, além de assegurar que a produção de alimentos e o desenvolvimento econômico sejam sustentáveis. 1995 - O segundo relatório do IPCC foi publicado e ofereceu incentivo para as negociações do que viria a ser o Protocolo de Kyoto, que será melhor apresentado adiante. No dia 7 de abril, em Berlim (Alemanha) acontece a primeira reunião anual dos representantes dos países signatários da UNFCCC. O encontro é denominado Conferência das Partes (COP). Na COP - 1 é proposta a constituição de um protocolo e decisões sobre o acompanhamento das obrigações da Convenção, batizado em 1997 como Protocolo de Kyoto. 1996 - Entre os dias 8 e 19 de julho acontece a COP - 2, em Genebra (Suíça). Neste encontro, por meio da Declaração de Genebra, é firmada a criação de obrigações legais com metas de redução na emissão de gases que aumentam o efeito estufa. 1997 - A COP - 3, no dia 11 de dezembro, em Kyoto (Japão) dá continuidade às negociações da conferência anterior e culmina com a adoção do Protocolo de Kyoto, estabelecendo metas de redução de gases de efeito estufa para os principais países emissores, chamados países do anexo I. O referido Protocolo será apresentado posteriormente. 1998 - O Protocolo de Kyoto é aberto à assinatura em 16 de março, em Nova York, e a COP - 4 acontece em Buenos Aires, direcionando os trabalhos para implantar e ratificar o Protocolo de Kyoto. 1999 - De 22 de outubro a 5 de novembro é realizada a COP - 5 em Bonn (Alemanha) dando continuidade aos trabalhos iniciados em Buenos Aires. 2000 - Na COP - 6, de 13 a 24 de novembro, em Haia (Países Baixos), as negociações são suspensas por falta de acordo entre a União Européia e os Estados Unidos em relação aos 24 sumidouros e às atividades de mudança do uso da terra. No Brasil, um Decreto Presidencial cria o Fórum Brasileiro de Mudanças Climáticas. 2001 - As discussões são retomadas na COP - 6 e 1/2, em 27 de junho, em Bonn (Alemanha), já sem contar com os Estados Unidos, que se retira sob a alegação de que os custos para a redução de emissões seriam muito elevados para a economia norte-americana. Os Estados Unidos contestam também a ausência de metas de redução para os países do Sul, em especial a China, Índia e o Brasil. Cabe lembrar que os Estados Unidos são responsáveis por cerca de 25% das emissões globais de gases de efeito estufa, conforme os registros de 1990 utilizados como parâmetro. O terceiro relatório do IPCC foi lançado nesse ano e continuou o trabalho de oferecer informações sobre as mudanças climáticas, subsidiando as discussões da COP7. No mesmo ano, entre 29 de outubro e 10 de novembro, em Marrakesh (Marrocos) acontece a COP – 7, onde foi decidido que os relatórios do IPCC continuariam sendo produzidos como fonte constante de dados confiáveis sobre mudanças climáticas. 2002 - A Cúpula Mundial sobre Desenvolvimento Sustentável (Rio+10) acontece entre os dias 26 de agosto e 4 de setembro, em Johanesburg, África do Sul. As negociações internacionais não têm grandes avanços. Entretanto, inicia a discussão sobre o estabelecimento de metas de uso de fontes renováveis na matriz energética dos países. Entre os dias 23 de outubro e 1° de novembro acontece a COP - 8, em Nova Deli, na Índia. 2003 – COP-9 realizada entre 1 e 12 de dezembro em Milão, Itália - Destacou-se a questão da regulamentação de sumidouros de carbono no âmbito do MDL. No mesmo ano foi realizada a conferência Mundial sobre Mudanças Climáticas, em Moscou, com o objetivo de ratificação do Protocolo de Kyoto pela Rússia. Diante da insegurança econômica dos russos, o Presidente Vladimir Putin não ratificou o Protocolo e adiou sua decisão para o segundo semestre de 2004. O governo russo também reforçou as incertezas científicas sobre a existência do aquecimento global, seguindo o discurso do governo americano, o que é inconcebível já que muitos estudos científicos indicam que o aquecimento global está em curso e que se dá por razões antropogênicas. [5] 2004 – Em 30 de setembro, a Rússia ratifica sua adesão ao Protocolo de Kyoto. A Rússia, terceiro maior emissor (cerca de 17% do total global) era o único país capaz de fazer o protocolo entrar em vigor, pois o maior emissor (EUA) tinha se retirado, conforme 25 mencionado. Na COP-10, delegados de cerca de 150 governos marcaram o relançamento das negociações sobre a mudança climática, com o novo impulso imprimido pela ratificação russa ao protocolo de Kyoto. 2005 – Em 16 de fevereiro entra em vigor o Protocolo de Kyoto. A COP-11 foi marcada por um pacto estabelecido entre União Européia, Canadá e países em desenvolvimento (G77). O pacto ainda tem de se tornar oficial com a aceitação formal de todas as partes e concentra-se na adoção de oficinas de trabalho para definir passos contra o efeito estufa e as mudanças climáticas. [28] 2005 – em Montreal, Canadá – Foi realizada em paralelo a 1a Conferência das Partes do Protocolo de Kyoto (COP/MOP 1). Foram duas reuniões de extrema importância, uma vez que a COP 11 e a COP/MOP 1 foram as primeiras conferências realizadas após a entrada em vigor do Protocolo de Kyoto, em 16 de fevereiro de 2005. As discussões giraram em torno das perspectivas para o segundo período do acordo, pós 2012. As associações ambientais da Europa apontam para a necessidade de uma redução de 20 a 30% das emissões de gases de efeito de estufa (com base no ano de 1990) até 2030 e de 60% a 80% até 2050. 2006 – COP-12/ MOP-2 em Nairobi, Quênia – Representantes de 189 nações assumiram o compromisso de levar aos seus países a missão de rever os prós e os contras do Protocolo de Kyoto. A revisão do tratado deve ocorrer em 2008, mas o assunto será retomado na próxima conferência do clima, na Indonésia, em 2007. Durante o evento também foram estipuladas regras do Fundo de Adaptação, ferramenta para o financiamento de projetos que ajudem os países mais pobres a se adaptarem às conseqüências das mudanças climáticas, como inundações e secas. O Brasil participou da convenção com uma proposta de criação de um mecanismo de incentivos positivos para países em desenvolvimento que reduzirem suas emissões de gases de efeito estufa, através do combate ao desmatamento. [5] 3.3 O Protocolo de Kyoto Na primeira sessão da Conferência das Partes (COP-1) que ocorreu em Berlim, em 1995, as Partes concluíram que o compromisso dos países desenvolvidos de voltar suas emissões para os níveis de 1990, até o ano 2000, era insuficiente para se atingir o objetivo de longo prazo da 26 Convenção Quadro das Nações Unidas sobre Mudança de Clima, que consiste em impedir uma interferência antrópica (produzida pelo homem) perigosa no sistema climático. Ministros e outras autoridades responderam com a adoção do “Mandato de Berlim” e com o início de uma nova fase de discussões sobre o fortalecimento dos compromissos dos países desenvolvidos. O grupo sobre o Mandato de Berlim foi então formado para elaborar o esboço de um acordo que, após oito sessões, foi encaminhado a COP-3 para negociação final. Cerca de 10.000 delegados, observadores e jornalistas participaram desse evento de alto nível realizado em Kyoto, Japão, em dezembro de 1997. A conferência culminou na decisão por consenso de adotar-se um Protocolo segundo o qual os países industrializados reduziriam suas emissões combinadas de gases de efeito estufa em pelo menos 5% com relação aos níveis de 1990, até o período entre 2008 e 2012. Esse compromisso prometia produzir uma reversão da tendência histórica de crescimento das emissões iniciadas nesses países havia cerca de 150 anos. O Protocolo de Kyoto foi aberto para assinatura em 16 de março de 1998. Entraria em vigor 90 dias após a sua ratificação por pelo menos 55 Partes da Convenção, incluindo os países desenvolvidos que contabilizaram pelo menos 55% das emissões totais de dióxido de carbono em 1990 desse grupo de países industrializados, chamados países do anexo I. Enquanto isso, as Partes da Convenção sobre Mudança do Clima continuariam a observar os compromissos assumidos sob a Convenção e a preparar-se para a futura implantação do Protocolo. O Protocolo também trouxe a opção dos países do Anexo I compensarem suas emissões, através do Mecanismo de Desenvolvimento Limpo (MDL) considerando como medida de redução os projetos sócio - ambientais sustentáveis implementados nos países em desenvolvimento. Em 2001, os Estados Unidos se retiraram das discussões dos COP´s sob a alegação de que os custos para a redução de emissões seriam muito elevados para a economia norte-americana. Os Estados Unidos contestaram também a ausência de metas de redução para os países do Sul, em especial a China, Índia e o Brasil. Cabe lembrar que os Estados Unidos são responsáveis por cerca de 25% das emissões globais de gases de efeito estufa, conforme os registros de 1990 utilizados como parâmetro. 27 4. MECANISMOS PARA CAPTURA, ESTOCAGEM E FIXAÇÃO DE CO2 Diante do aumento acelerado (provocado por atividades antrópicas) de concentrações de CO2 (principal GEE) com seus níveis atuais considerados perigosos (>380 ppm) e da alta certeza (>90%) de sua relação com os acidentes climáticos ocorridos nos últimos anos, apresentada pelo último relatório do IPCC, a comunidade científica mundial tem focado em tecnologias para estabilização desses níveis atuais de GEE’s. O DOE (Departamento de Energia dos EUA) define o seqüestro de carbono como: “Captura e armazenagem segura de CO2 que de outro modo seria emitido para a atmosfera ou permaneceria nela”. Existem dois tipos de seqüestro de CO2: Direto Captura de fontes estacionárias de CO2 e armazenamento (ou estocagem) em sumidouros Indireto Fixação do CO2 atmosférico, através da estimulação de processos naturais. O IPCC, no seu Relatório especial (Special Report) de setembro de 2005, define a “captura e o armazenamento do dióxido de carbono (CO2) (“Carbon dioxide Capture and Storage” – CCS) como um processo que consiste na separação do CO2 das fontes industriais e fontes energéticas, do seu transporte a um local de armazenamento e de seu isolamento da atmosfera por longo prazo”. Basicamente, envolve a captura e compressão de CO2 das principais fontes, transporte do CO2 comprimido e estocagem do CO2 comprimido. Outras opções de atenuação, diz o relatório, incluem melhorias da eficiência energética, mudança para combustíveis menos intensivos em carbono, energia nuclear, fontes de energia renováveis, aumento de sumidouros biológicos, e redução de emissões de outros GEE’s que não o CO2. Além disso, menciona que a aplicação difundida de CCS dependeria da maturidade técnica, dos custos, do potencial total, difusão e transferência da tecnologia aos países em desenvolvimento e sua capacidade aplicar a tecnologia, aspectos regulatórios, questões ambientais e percepção pública. Esse relatório mostra que nenhuma opção tecnológica única e simples forneceria todas as 28 reduções de emissão necessárias para alcançar a estabilização dos GEE’s, mas seria necessário um portfólio de medidas de atenuação. 4.1 Principais métodos para captura de CO2 Primeiramente, deve-se levar em conta que apenas o CO2 emitido por grandes fontes têm viabilidade técnica econômica para ser capturado e enviado para armazenamento [29]. Assim, o CO2 tem que ser comprimido nessas fontes e transportado para os locais de armazenamento. Os dutos são preferidos para transportar grandes quantidades de CO2 para distâncias até cerca de 1.000 quilômetros. Para quantidades menores do que alguns milhões de toneladas de CO2 por ano ou para maiores distâncias, o uso de navios, onde aplicável, poderia ser economicamente mais atrativo. O transporte por dutos do CO2 opera como uma tecnologia madura de mercado (nos EUA, mais de 2.500 quilômetros de dutos transportam acima de 40 toneladas métricas de CO2 por ano). O transporte do CO2, análogo ao transporte de gases liquefeitos de petróleo, é economicamente viável sob condições específicas, mas é geralmente realizado em pequena escala, devido à demanda limitada. O CO2 pode também ser transportado por tanques ferroviários ou rodoviários, mas é improvável que estas poderiam ser opções atrativas para o transporte de CO2 em grande escala. 4.2 Principais métodos para estocagem de CO2 Os métodos técnicos potenciais de armazenamento de CO2 são: Armazenamento geológico em formações geológicas, tais como campos de óleo e de gás explorados, leitos de carvão não mineráveis e formações salinas profundas; Armazenamento no oceano (lançamento direto na coluna d’água do oceano ou no fundo do oceano) e Fixação industrial de CO2 em carbonatos inorgânicos. O relatório especial do IPCC de 2005 (Carbon Dioxide Capture and Storage) sugere [30] que 29 o armazenamento geológico ainda é a melhor opção, devido aos menores riscos ambientais, maiores tempos de retenção e maior maturidade tecnológica, em relação às outras opções de armazenamento. Com o decorrer do tempo, o CO2 dissolve ou reage com minerais na rocha, resultando num processo mais seguro. Até 2005, existiam 3 projetos operando em escala industrial: na Noruega, Canadá e região do Saara em Algeria. A figura 4.1 apresenta algumas alternativas de armazenamento e estocagem (CCS, em inglês) de CO2. Figura 4.1 Alternativas para captura e estocagem de CO2 [29] Gás para suprimento doméstico GN + captura de CO2 Estocagem geológica de CO2 Biomassa Óleo Carvão Cimento, aço, refinarias, etc. Geração de eletricidade + Captura de CO2 Carbonatação mineral Plantas petroquímicas Futuro uso de H2 Usos industriais Estocagem geológica de CO2 Estocagem oceânica (Navio ou duto) Essa figura (4.1) mostra as fontes para as quais o CCS pode ser relevante e opções de transporte e estocagem de CO2, tais como estocagem geológica e oceânica, carbonatação 30 mineral e usos industriais. Nela, pode-se observar o fluxo de entrada de energia nas diversas atividades humanas e a saída (saldo) do CO2, com várias destinações possíveis. Como há possibilidade de ocorrer escapamento de um reservatório de armazenamento, a fração retida é definida como a fração da quantidade acumulada de CO2 injetado que é retido por um período de tempo especificado, segundo o mesmo relatório. Figura 4.2 Alternativas para armazenamento geológico [29] Óleo ou gás produzido CO2 injetado CO2 armazenado A figura 4.2 mostra uma visão geral das opções de armazenamento geológico, quais sejam: (1) em reservatórios esgotados de óleo e gás; (2) uso do CO2 para aumento da recuperação de óleo e gás; em formações salinas profundas (3a) offshore (no mar) e (3b) onshore (na terra); (4) uso de CO2 na recuperação de metano em leito de carvão. O ponto comum a todas essas tecnologias apresentadas de uma forma bastante simplificada, é que tentam evitar ou diminuir a emissão do carbono e seus derivados (GEE’s) para a 31 atmosfera, através de seu aprisionamento ou isolamento. Entretanto, há outras formas de atingir o objetivo da diminuição dos GEE’s lançados para a atmosfera, que podem ser resumidas numa palavra: Descarbonização, que consiste no uso das seguintes fontes de energia (ou combustíveis): Com menor relação C/H (Carbono/Hidrogênio); Hidrogênio; Energia nuclear e Fontes Renováveis de energia: Solar, Eólica, Biomassa, Geotérmica, Hidrológica. 4.3 Reflorestamento No início deste capítulo, foi visto que além da forma direta de seqüestro de carbono (captura na fonte, transporte e estocagem) existe uma forma indireta de seqüestro: a da absorção do CO2 por estímulo de processos naturais, ou seja, através de biomassa, que depende desse gás para se desenvolver. Neste capítulo, será abordado o reflorestamento, que é uma forma de “neutralizar ou compensar” o que já foi ou está sendo emitido, pois não se trata de uma captura industrial do gás para estocá-lo em reservatório seguro. Cabe mencionar algumas experiências já realizadas por algumas empresas no Brasil, que adotam essa forma de seqüestro, com retornos financeiros muitas vezes nada desprezíveis. Peugeot A Peugeot [31] se engajou num programa de neutralização de GEE’s veiculares, através do seu projeto denominado “Poço de Carbono”. Por esse projeto, a empresa pretendia neutralizar dezenas de milhões de toneladas de carbono por ano, pela reabilitação de vários milhões de árvores em 5.000 ha de terra no Estado do Mato Grosso, através do reflorestamento de zonas antigamente transformadas em pastagens, ao longo de 40 anos. 32 Entretanto, o impacto comercial pretendido pela empresa esbarrou no alto grau de ambição do projeto. A principal causa para o insucesso da empreitada foi relacionada a uma baixa taxa de sobrevivência das mudas florestais plantadas num pasto de brachiária (colmo – caule com nós - herbáceo florescendo todos os anos com flor hermafrodita masculina ou feminina) e as repercussões das tentativas feitas para superar este obstáculo, ao optar pela pulverização aérea do herbicida Roundup. [32] Assim, o projeto foi redirecionado e teve seu objetivo modificado para reflorestamento de 2.000 ha (ao invés de 5.000 ha) e a estimativa inicial de 2 milhões de t C a ser atingido em 40 anos foi reduzida para 500.000 t C em 100 anos. Projeto PLANTAR em Curvelo, MG Segundo Chang Man Yu [32] o Projeto Plantar é um projeto comercial, pois foi fundado no final dos anos 60 devido aos incentivos fiscais para reflorestamento. Mais tarde, foi integrado à produção de ferro gusa para agregar valor, aproveitando a própria matéria prima. O projeto se situa numa região abastecedora de carvão vegetal para as indústrias metalúrgicas de Minas Gerais. (central do cerrado desse estado). O uso do carvão vegetal (ao invés do carvão mineral) como redutor na produção do ferro gusa foi a justificativa do projeto para se candidatar ao MDL (Mecanismo de Desenvolvimento Limpo, mencionado no Histórico Protocolo de Kyoto), visando obter créditos de carbono para vender aos países (desenvolvidos) do Anexo I desse Protocolo. Foi estimado que o projeto poderia gerar créditos de cerca de 1,2 milhões de toneladas pelo reflorestamento de 23.000 ha com eucalipto e de 2,1 milhões t C oriundas do uso do carvão vegetal, ao longo de 28 anos. 33 Klabin [33] A Klabin, maior produtora e exportadora de papéis do Brasil assumiu o compromisso com a bolsa internacional de intercâmbio de emissões de GEE’s (CCX - Chicago Climate Exchange, em inglês, nos Estados Unidos) de reduzir suas emissões desses gases em torno de 1% por ano, a partir de 2003, visando chegar a 6% em 2010. A sistemática de cálculo considera a meta de redução e as emissões reais comprovadas ao longo do período. Esse projeto visa plantar 32 000 hectares de florestas de eucalipto. O carbono seqüestrado, elegível segundo as regras do CCX, representa em torno de 25 toneladas de CO2 por hectare/ano de créditos de carbono. A Klabin foi a primeira empresa brasileira a aderir à CCX, em 2004, habilitando-se a vender créditos de carbono para empresas que necessitam reduzir seus GEE’s emitidos. Eventos Couromoda e SPFW [34] Os responsáveis pelo evento Couromoda (maior feira de calçados da América Latina) de 2007, realizado em São Paulo de 15 a 18 de janeiro, se comprometeram em neutralizar todo o carbono emitido durante os dias da feira, através do plantio de árvores, junto com a Fundação SOS mata atlântica e a Key Associados. Já o evento de moda São Paulo Fashion Week (SPFW) realizado de 24 a 29 de janeiro na Bienal neutralizou sua edição deste ano, da revista e do SPFW Journal. A ONG Iniciativa Verde (The Green Initiative) calculou as emissões do evento, revista, jornal, produtora e do site e ficou de plantar e acompanhar as mudas de 4.290 árvores de mais de 80 espécies nativas em uma área degradada da mata atlântica, durante dois anos. Antes de abordar a metodologia do reflorestamento propriamente dita, é importante apresentar dois processos biológicos fundamentais na troca de oxigênio e CO2 entre o ar e as plantas: Fotossíntese e respiração. 34 Fotossíntese Uma árvore necessita de CO2 para se desenvolver e crescer, através do processo biológico denominado fotossíntese, no qual praticamente toda energia entra na biosfera. Pode ser resumida de maneira muito simplificada pela seguinte reação química: Radiação solar 6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6O2 Clorofila Glicose Durante a fotossíntese, a energia solar quebra a molécula da água (fotólise) além de ser absorvida pelos cloroplastos (definidos adiante) formando oxigênio gasoso e íons de hidrogênio que reduzem as moléculas de CO2, transformando-as em açúcares (como a glicose) ou carboidratos [35]. Dessa forma, a planta cresce, floresce e dá frutos. O termo “fotossíntese” significa “síntese que usa luz”. Organismos fotossintéticos usam energia solar para formar compostos orgânicos que não poderiam ser produzidos sem essa energia. Figura 4.3 Esquema simplificado da fotossíntese. [36] Açúcares Cloroplastos são unidades fotossintéticas formadas por moléculas de clorofila (pigmento verde) agrupadas de forma ordenada. A energia da luz solar é primeiramente absorvida pelos pigmentos da planta. Quando a luz incide em uma molécula de clorofila, esta absorve uma parcela dessa energia e catalisa a reação do CO2 com água, formando carboidratos e liberando 35 oxigênio, conforme já exposto. Assim, a clorofila não se desgasta nem é consumida. O CO2 é retirado da atmosfera e absorvido pelas folhas. A água é vem do solo pela raiz e sobe pelos vasos como seiva. A energia luminosa vem da luz solar. Figura 4.4 – Cloroplastro [37] Outra forma de representar a fotossíntese está representada na figura 4.5 [37]: Figura 4.5 Representação de fotossíntese [37] A fotossíntese é fundamental para o homem. O primeiro e principal processo de transformação de energia no ambiente terrestre ocorre na fotossíntese realizada pelas plantas. Quando o homem ou animal ingere o alimento vindo das plantas, parte das substâncias entra na composição celular e outra parte fornece energia necessária às suas atividades, como o crescimento, força, reprodução, etc. 36 Respiração As plantas respiram, num processo inverso ao da fotossíntese [35]: absorvem o oxigênio do ar para converter os carboidratos em energia para sua manutenção e desenvolvimento. Nesse processo, são produzidos CO2, água e a energia mencionada. A respiração pode ser representada pela reação abaixo: C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + energia As plantas não deixam de respirar na presença de luz, mas sua fotossíntese ultrapassa sua respiração. Sem luz, a taxa respiratória é maior e a planta não tem atividade fotossintética. Em condições ideais, a taxa fotossintética nas partes verdes das plantas é cerca de 30 vezes maior do que a taxa de respiração nas mesmas partes. Dessa forma, a fotossíntese é um processo muito significativo para regular o CO2 e oxigênio terrestres [35]. O carbono pode ficar retido na biomassa (parte aérea e raízes) ou emitido para a atmosfera na queima da mesma. O crescimento da planta ou aumento da biomassa se processa devido à absorção do CO2. Serão apresentadas a seguir questões mais relevantes no que tange ao Reflorestamento, para seqüestro indireto de CO2. É importante conhecer os seguintes conceitos sobre floresta, florestamento e reflorestamento, segundo definições adotadas nas reuniões das COP’s retiradas da categoria Land Use, Land – Use Change and Foresty (LULUCF – Uso da Terra, Mudança do Uso da Terra e Florestas) e da COP 9 (Decisão 19/ CP.9). [38] Floresta Floresta “é a área mínima de terra de 0,05 – 1 hectare com cobertura de árvore (ou nível equivalente de estoque) de mais de 10 a 30% com árvores com potencial de alcançar uma altura mínima de 2 – 5 metros na maturidade in situ. Uma floresta pode consistir de formações florestais fechadas, onde árvores de várias alturas e vegetação e sub bosque cobrem uma grande parte da terra ou floresta aberta Estandes naturais jovens e todas as plantações que 37 ainda forem atingir uma densidade de copa de 10 – 30 por cento ou altura de árvore de 2 – 5 metros são consideradas floresta, assim como áreas que normalmente formam parte de uma área florestal e que estão temporariamente sem estoque como resultado de intervenção humana tal como corte ou causas naturais e que são esperadas a reverter para floresta (CMP.1- Uso da Terra, Mudança de Uso da Terra e Florestas)”. [38] “Florestamento é a conversão induzida diretamente pelo homem de terra que não foi florestada por um período de pelo menos 50 anos em terra florestada por meio de plantio, semeadura e/ou a promoção induzida pelo homem de fontes naturais de sementes; (CMP.1- Uso da Terra, Mudança de Uso da Terra e Florestas)”. [38] “Reflorestamento é a conversão, induzida diretamente pelo homem, de terra nãoflorestada em terra florestada por meio de plantio, semeadura e/ou a promoção induzida pelo homem de fontes naturais de sementes, em área que foi florestada mas convertida em terra não-florestada em 31 de dezembro de 1989 (CMP.1 - Uso da Terra, Mudança de Uso da Terra e Florestas)”. [38] Como já foi exposto, uma das formas de seqüestrar o CO2 emitido é pela vegetação, através da fotossíntese, formando a biomassa. Entretanto, sabe-se também que as espécies têm diferentes capacidades de absorver esse gás, dependendo dos seus potenciais fotossintetizadores, que por sua vez, dependem do “DNA” da planta. Renner, R.M [39] apresentou uma lista com 67 espécies nativas do Paraná e seus respectivos valores de carbono resgatado por indivíduo por ano, visando apresentar o benefício da recuperação florestal pelo Programa Mata Ciliar naquele Estado. No seu trabalho, a autora estimou a biomassa aérea (acima do solo) para as mudas plantadas, usando dados de literatura com a seguinte equação: Biomassa acima do solo (em t/ha) = Vol * Dens * Fexp, onde: Vol: volume por hectare (m3) Dens: Densidade baseada na massa seca (t/m3 ou gramas/ cm3) 38 Fexp: fator de expansão da biomassa foi adotado como 1,74, sugerido por Brown (1997) segundo a autora. O volume foi estimado a partir da área basal, multiplicando o diâmetro médio pela altura média e pelo fator de forma 0,5. Foram usados os dados de densidade da madeira úmida dos trabalhos do IPT (1989), Carvalho (1994), Lorenzi (1992; 1998) e Embrapa (1986), segundo a autora do artigo. Esses valores de densidade (12 a 15 % de umidade) foram transformados para densidade baseada no peso seco pela fórmula: y = 0,0134 – 0,800*x (Brown, 1997) onde y é a densidade baseada no peso seco e x é a densidade a 12 % de umidade. A biomassa por indivíduo foi assim obtida e dividida pela idade, para calcular o incremento anual de biomassa por indivíduo. O valor de incremento de carbono (C) por indivíduo em toneladas por ano foi calculado, multiplicando a biomassa pelo fator 0,5 (C ≈ 50% da biomassa). Foram consideradas as 67 espécies nativas mais utilizadas no programa mata ciliar e o percentual de participação de cada uma delas nos plantios, para o cálculo do valor médio de carbono acumulado por indivíduo. O valor médio encontrado foi de 0,0055 tC/ind/ano. O número de indivíduos considerado para o cálculo efetivo foi baseado na média dos dados de sobrevivência (≈ 55%) de mudas obtidos em vistorias de campo. A tabela 4.1 apresenta os resultados obtidos por esse trabalho. Tabela 4.1 Listagem das espécies trabalhadas com o respectivo valor do carbono resgatado por indivíduo por ano [39] NOME CIENTÍFICO t C/ind/ano Luehea divaricata 0,0050 Pterogyne nitens 0,0015 Anadenanthera colubrina 0,0121 Anadenanthera macrocarpa 0,0143 Psidium cattleianum 0,0007 Annona cacans 0,0269 39 Araucaria angustifólia 0,0039 Schinus terebenthifolius 0,0022 Mimosa scabrella var. aspericarpa 0,0156 Mimosa flocculosa 0,0015 Minosa scabrella 0,0249 Sebastiana commersonia 0,0048 Peltophorum dubium 0,0046 Nectandra lancelota 0,0007 Ocotea puberula 0,0012 Croton floribundus 0,0021 Myrsine ferruginea (Rapanea ferruginea) 0,0061 Clethra scabra 0,0055 Jacaranda puberula 0,0051 Phytolacca dióica 0,0055 Cedrela fissilis 0,0012 Cecropia hololeuca 0,0055 Ilex paraguariensis 0,0007 Albizia hassieri 0,0055 Lonchocarpus muehlbergianus 0,0001 Solanum sp. 0,0055 Campomanesia xanthocarpa 0,0015 Callophyllum brasiliense 0,0011 Schizolobium parahyba 0,0145 Astronium graveolens 0,0059 Parapiptadenea rígida 0,0015 Inga sessilis 0,0015 Tabebuia chrysotricha 0,0007 Tabebuia heptaphylla 0,0011 Cybistax antisyphulitica 0,0059 Heliocarpus americanus 0,0055 Mimosa regnelli 0,0055 40 Peschiera funchsiaefolia 0,0055 Bastardiopsis densiflora 0,0176 Cordia trichotoma 0,0051 Didimopanax morototoni 0,0127 Senna macranthera 0,0055 Mimosa bimucronata 0,0032 Ruprechia loxiflora 0,0004 Guazuma ulmifolia 0,0103 Chorisia speciosa 0,0015 Euterpe edulis 0,0040 Bauhinia forficata 0,0007 Senna multijuga 0,0033 Gallesia integrifólia 0,0020 Cytarexylum myrianthum 0,0011 Caesalpinia férrea 0,0033 Piptadenia gonoacantha 0,0174 Trema micrantha 0,0072 Aegiphila sellowiana 0,0020 Vochysia tucanorum 0,0055 Aspidosperma polyneuron 0,0004 Prunus brasiliensis 0,0018 Podocarpus lambertii 0,0015 Eugenia uniflora 0,0004 Tibouchina sellowiana 0,0055 Croton urucurama 0,0089 Alchornea glandulosa 0,0132 Cyntharexylum myrianthum 0,0011 Vitex polygama 0,0055 Eugenia pyriformis 0,0006 Piptacarpha angustifólia 0,0055 41 A média do carbono resgatado por ano é de 5,4kg de C resgatado /indivíduo/ano (kg C/ind./ano) calculando pelos dados da tabela 4.1. Os valores variaram de 0,1 a 24,9 kg C/ind./ano. Isso mostra como podem variar os incrementos ou absorção de carbono (ou CO2) para formar a biomassa. Esse foi um dos dados de literatura pesquisados. Outra referência interessante [40] diz que diferentes madeiras (ou árvores) apresentam diferentes densidades (biomassa/volume), ou seja, refletem diversas durezas e celuloses por volume de madeira. As menos duras ou “madeiras brancas” são de rápido crescimento, baixa densidade e têm menor valor comercial. A autora desse trabalho [40] considerou o plantio e acompanhamento de uma árvore hipotética por 20 anos, para calcular o C ou CO2 absorvido por ela, através de sua fotossíntese. Segundo ela, essa árvore pode atingir uma altura de 15 metros com 28cm de diâmetro, densidade de 0,48g/cm3 e teor de carbono de 50%, desde que haja boas condições de plantio. Não foi descontada a umidade, pois está incluída na densidade, que é calculada pela massa de madeira seca por volume da árvore viva (úmida na natureza). Assim, o cálculo do carbono contido foi feito pela equação: Carbono na árvore = AB x H x DB x TC x FFA Onde: AB = Área Basal da árvore (m2) estimada a partir de dados de campo; H = Altura total da árvore (m); DB = Densidade básica (massa de madeira seca / volume da madeira fresca; kg/m3); TC = Teor de carbono, considerado como 50% da biomassa seca; FFA = Fator de forma arbóreo, pois a árvore não é um cilindro; é semelhante a um cone com expansão dos galhos da copa. Este fator é calculado experimentalmente e foi adotado o valor de 0,72. Assim, árvore hipotética considerada tem: Carbono na árvore = (0,28m/2)2 (m2) x Pi x 15(m) x 0,5 (t/m3) x 0,5 (%) x 0,72 42 Carbono na árvore = 166 kg de C ou 598 kg de CO2. O número de árvores a serem plantadas para absorver o CO2 emitido é calculado a partir da divisão do total desse CO2 pelo CO2 equivalente retido na biomassa da árvore hipotética mencionada. Entretanto, lembra a autora, a taxa de absorção do CO2 pelas árvores é muito menor do que a taxa que o homem emite esse GEE. Ou seja, o que se emite hoje, só será absorvido daqui a anos (o tempo de crescimento das árvores). Ela afirma que é impossível estimar com precisão quanto CO2 uma árvore é capaz de absorver durante seu crescimento, pois há muitas variáveis influentes nesse processo: a espécie plantada, a fertilidade do solo, temperatura do ambiente, quantidade e distribuição da chuva ao longo do ano, predadores, doenças, densidade do plantio, luminosidade, dentre outros fatores. De acordo com a autora, uma floresta clímax da mata atlântica estoca cerca de 400 toneladas (t) de biomassa (~ 200 t/ha) por hectare (ha) por ano, que equivalem a 720 t (730 pelos cálculos da autora da dissertação) de CO2. Segundo a autora, o brasileiro emite cerca de 0,6 toneladas de CO2 por ano ou 48 toneladas ao longo da vida, considerando 80 anos de idade. Logo, um hectare de floresta pode estocar as emissões de cerca de 15 pessoas. Uma árvore com 90 cm de diâmetro por 30 metros de altura (grande porte) pode estocar cerca de 6 (6,9 pelos cálculos da autora da dissertação) toneladas de carbono (mais de 20 toneladas de CO2) o equivalente às emissões de 33 pessoas/ano. Mas, uma árvore deste porte leva mais de cem anos para atingir essas dimensões, mesmo tempo para uma floresta atingir seu estágio de capacidade máxima de estocagem de carbono. Nessas estimativas de estocagem não foi considerado o carbono do solo, que aumenta com a maturidade de uma floresta. Nesta referência foi apresentada a seguinte tabela (4.2) com alguns dados de densidade e estrutura de espécies adultas de mata atlântica, encontrados na literatura pesquisada [40]: 43 Tabela 4.2 Densidade e estrutura de algumas espécies maduras da mata atlântica [40] Nome vulgar Espécie Família Densidade (g/cm3) Diâmetro (cm) e altura (m) de uma arvore adulta Guapuruvu Schizolobiun parahyba Caesalpinaceae 0,38 80-100 / 20-30 Caixeta Tabebuia cassinoides Bignoniaceae 0,39 30-40 / 12-22 Embaúba Branca Cecropia hololeuca Cecropiaceae 0,43 20-30 / 6-12 Ingá Ingá vera Mimosaceae 0,58 20-30 / 5-10 Bracatinga Mimosa scabrella Mimosaceae 0,67 30-40 / 5-15 Canela-preta Ocotea catharinensis Lauraceae 0,75 60-90 / 25-30 Jequitibá Cariniana estrellensis Lecythidaceae 0,78 90-120 / 35-45 Ipê-Roxo Tabebuia impetiginosa Bignoniaceae 0,96 60-90 / 20-30 Maçaranduba Manilkara salzani Sapotaceae 1,03 40-70 / 10-25 Angico Anadenanthera Mimosaceae macrocarpa 1,05 40-60 / 13-20 44 5 PRINCIPAIS TRABALHOS COM METODOLOGIAS DE INVENTÁRIO DE EMISSÕES Antes de mostrar algumas metodologias encontradas, é conveniente apresentar alguns conceitos, tais como [41]: Fatores de Conversão são coeficientes que transformam as quantidades expressas numa unidade de medida para quantidades expressas em outra unidade. No Brasil, para converter 1 tonelada de lenha em tep (toneladas equivalentes de petróleo), usa-se o coeficiente 0,306, que é a relação entre o poder calorífico da lenha e o do petróleo (3300 kcal/kg / 10800 kcal/kg), ou seja, 1 t de lenha = 0,306 tep. Caloria (cal) - quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de um grama de água de 14,5 ºC a 15,5 ºC, à pressão atmosférica normal (760 mm Hg). 1 cal = 4,1855 J e 1 J = 0,239 cal Poder Calorífico - quantidade de calor, em kcal, produzida na combustão completa por 1 kg ou 1m3 N de combustível [42]. Poder calorífico superior (PCS) e inferior (PCI): [43] Poder calorífico é a quantidade de calor produzida pela combustão completa de uma unidade de massa do combustível, expresso geralmente em kcal/kg. O calor liberado pela combustão de uma unidade de massa de um combustível numa bomba de volume constante, com toda a água produzida no estado líquido é definido como Poder Calorífico Superior (PCS). Já o Poder Calorífico Inferior (PCI) é o calor liberado pela combustão de uma unidade de massa de um combustível, em pressão constante, com a água vaporizada. PCI = PCS - entalpia de vaporização da água Para calcular os GEE’s emitidos em todos os métodos pesquisados, deve-se transformar o consumo de cada combustível usado de suas unidades originais (m3, litros, toneladas, etc.) para unidades energéticas (em TJ) através do seu Poder Calorífico Inferior (PCI). Depois, 45 multiplica-se esse consumo energético pelo fator de emissão de cada GEE, expresso em kg ou toneladas do GEE por TJ (tabelado pelo IPCC ou desenvolvido no País) para esse combustível e chega-se a um valor de kg do GEE emitido. Repete-se o procedimento para cada combustível consumido e cada GEE. Para obter o resultado final, somam-se todas essas parcelas. Caso o inventariante queira obter os resultados de todos os GEE’s baseados em CO2, basta converter os GEE’s não CO2 em CO2e (CO2 equivalente) através dos seus PAG’s correspondentes. Para o GEE CO2, os fatores de emissão refletem o teor padrão (default, em inglês) de carbono de cada combustível por unidade de energia contida (no setor energia) que é baseada no PCI do combustível. Nas versões anteriores à do IPCC 2006, os fatores eram expressos em toneladas de carbono (C) por TJ. Os fatores padrões de emissão (FE’s) para os outros GEE’s não CO2, tais como metano (CH4) e óxido nitroso (N2O) também são expressos em kg CH4/TJ e kg N2O/TJ, respectivamente. Os métodos do IPCC também apresentam três níveis de complexidade relativos aos fatores de emissão, visando diminuir as incertezas, que vão desde os valores padrões tabelados (nível 1) até a tecnologia do equipamento de combustão, condições operacionais, etc.(nível 3) passando pelos fatores desenvolvidos pelo país sendo inventariado (nível 2) para a versão 2006. O conceito desses níveis mudou das versões anteriores do IPCC para a de 2006, mas não é o foco por ora, pois o método adotado no inventário do estudo de caso adotou a de 2006. As metodologias das versões anteriores do IPCC pesquisadas adotaram a seguinte equação (de formas ligeiramente diferentes) para o cálculo de emissões de CO2: CO2 = Mc*PCI*FE*44/12 Onde: CO2 é a quantidade em t ou kg do CO2 emitido, quer seja CO2 ou CO2 eq (de outros GEE’s); Mc é a massa do combustível consumido em Gg (Gg = gigagrama = 109 g) t ou kg para fins energéticos; PCI é o poder calorífico inferior geralmente expresso em TJ/kg , definido anteriormente neste 46 capítulo; FE é o fator de emissão de carbono, expresso em tC/TJ; 44/12 é a relação de pesos moleculares de CO2/C, para transformar a massa de carbono em CO2. Quase todos os métodos encontrados se basearam nos fatores de emissão (FE em tC/TJ da equação 1 apresentada) do IPCC 1996, pois a versão mais nova é a de 2006, onde os FE’s já são expressos em kg de CO2/TJ. Assim, a equação 1 não usa o fator 44/12, para a última versão 2006 pesquisada e adotada no trabalho desta dissertação. Na pesquisa realizada, foram encontrados os seguintes trabalhos para o cálculo de emissões de GEE´s: 5.1 Primeiro inventário brasileiro de emissões antrópicas de gases de efeito estufa por queima de combustíveis: abordagem “top-down”. Em escala macro, o COPPE elaborou e o MCT coordenou esse inventário pela metodologia Top-down [44] recomendada pelo IPCC de 1996 (Reference Manual) [45] mas adaptada para calcular as emissões de carbono do sistema energético brasileiro. O trabalho visou comparar a evolução das emissões de CO2 de 1990 a 1994, por setores e seus consumos de combustíveis fornecidos em tep pelo BEN (Balanço Energético Nacional). A tep representa a energia contida em uma tonelada do petróleo médio consumido, que, em média, é 10.000 Mcal. No Brasil, essa energia corresponde a 10.800 Mcal ou 45,217 x 10-3 TJ, que é função do tipo de petróleo adotado. Assim, se 1 tep padrão é igual a 10.000 Mcal (41,868 x 10-3 TJ), 1 tep brasileira será igual a 10.800/10.000 x 41,868 x 10-3 TJ = 45,217 x 10-3 TJ ~ 45,22 x 10-3 TJ Os dados fornecidos pelo BEN (consumo em tep) se baseiam no PCS ao invés do PCI (os fatores de emissão do IPCC se baseiam no PCI) dos combustíveis. Assim, não é possível transformar as quantidades expressas em tep diretamente para TJ. Nesse trabalho do MCT, cada tep com base no PCS foi convertido para TJ baseado no PCI, através da seguinte expressão: 47 Fator de conversão (tep com base em PCS para TJ com base em PCI) = 45,22x10-3 x fator de correção; onde o fator de correção para os combustíveis sólidos e líquidos é 0,95 e 0,90 para os combustíveis gasosos, conforme recomendação do método do IPCC empregado nesse trabalho do MCT. Esse método permite calcular as emissões de CO2, apenas com dados sobre a oferta de energia do país sem detalhar o destino onde esta energia é consumida. Consiste na quantificação da produção doméstica (brasileira, no caso) de combustíveis primários, das importações e exportações de combustíveis primários e secundários e da variação interna dos estoques destes combustíveis. A metodologia top-down considera que, uma vez introduzido na economia nacional, em um determinado ano, o carbono contido em um combustível fóssil ou é emitido para a atmosfera ou é retido de alguma forma (por exemplo, sua transformação em produtos não energéticos, da sua retenção parcial não oxidada nos resíduos da combustão ou através do aumento do estoque do combustível). Para se ter uma idéia, pode-se resumir essa metodologia nas seguintes etapas: 1. Avaliação do consumo dos combustíveis, nas suas unidades de medida originais. 2. Conversão desse consumo para uma unidade de energia (TJ) através do PCI de cada combustível. 3. Transformação desse consumo de cada combustível em conteúdo de carbono, através da sua multiplicação pelo fator de emissão de carbono do combustível considerado. 4. Quantificação do carbono de cada combustível destinado para fins não energéticos e dedução desta quantidade de carbono contido no consumo citado no item 3, para calcular o conteúdo real de carbono que pode ser emitido. 5. Correção dos valores encontrados na etapa 4, considerando combustão incompleta do combustível, descontando a fração não oxidada (fornecida pelo IPCC) para calcular a quantidade de carbono oxidado na combustão. 6. Conversão da quantidade de carbono oxidado em emissões de CO2, através da razão do peso molecular de CO2 (44) com o peso atômico do carbono (12). A emissão de CO2 pelo uso de uma fonte de energia pode ser determinada, através da seguinte 48 equação: onde: ω = emissão anual real de CO2 (Gg CO2) α = produção anual doméstica de energia primária, medida em unidade original β = importação anual de energia primária e secundária, medida em unidade original χ = exportação anual de energia primária e secundária, medida em unidade original δ = energia anualmente embarcada em bunkers internacionais, medida em unidade original ε = variação anual dos estoques de energia (positiva, caso haja aumento dos estoques), medida em unidade original Φ = fator de conversão da unidade original para terajoules (TJ/unidades originais) γ = fator de emissão de carbono por unidade de energia contida no combustível (t C/TJ) η = quantidade anual de carbono estocado em produtos não energéticos (t C) λ = fração do carbono realmente oxidado na combustão Esse método adotado pelo MCT não apresenta qualquer detalhamento do setor ou tecnologia onde os combustíveis (ou energéticos) foram usados, ou destinos (veículo, equipamento, etc.) e teve a finalidade de calcular as emissões do País. Além disso, os fatores de emissão são meras cópias da tabela 1.1 na página 1.13 do capítulo 1 (Energia) do Manual de Referência do IPCC 1996 [46]. A exceção ficou por conta do álcool, cujo valor foi a média obtida na CETESB (1994) dos fatores de emissão da frota nacional. A tabela 5.1, a seguir, mostra os fatores de emissão de carbono (tC/TJ) usados. [44] 49 Tabela 5.1 Fatores de emissão FEC (t C/TJ) usados no 1º Inventário Brasileiro (Top Down) [44] Combustível Primários Fósseis-Líquidos Petróleo 17.2 Gasolina 18.9 Querosene de Aviação 19.5 Querosene Iluminante 19.6 Óleo Diesel 20.2 Óleo Combustível 21.1 GLP 17.2 Secundários Fósseis-Gasosos Primários 22 Lubrificantes 20 20 Outros Produtos Não Energéticos de Petróleo 20 Carvão Metalúrgico 25.8 Carvão Vapor 25.8 Alcatrão 25.8 Coque de CM 29.5 Gás Natural 15.3 Outras Primárias Fósseis Biomassa-Líquida 27.5 Outros Produtos Secundários de Petróleo Secundários Gás de Refinaria Biomassa-Sólida 20 Asfalto Coque de Petróleo Fósseis-Sólidos 20 Líquidos de Gás Natural Secundários Nafta Primários FEC 18.2 20 Lenha para Queima Direta 29.9 Lenha para Carvoejamento 29.9 Bagaço de Cana 29.9 Resíduos Vegetais 29.9 Carvão Vegetal 29.9 Caldo de Cana 20 Melaço 20 Álcool Anidro 14.81 Álcool Hidratado 14.81 50 Os fatores desta tabela (5.1) são os recomendados pelo IPCC (IPCC, 1996), com as exceções a seguir: • Para os outros produtos não energéticos do petróleo e outros produtos secundários do petróleo foram adotados o FE do Other Oil definido no IPCC. • Para o carvão vapor, adotou-se o mesmo valor do FE do carvão betuminoso - Other Bituminous Coal, pois não há recomendação do IPCC. • Para o alcatrão obtido como subproduto da transformação do carvão metalúrgico em coque, adotou-se o mesmo FE do carvão metalúrgico (não há recomendação do IPCC). • É desconhecida a composição das fontes incluídas em outras fontes primárias fósseis. Sendo assim, adotou-se o mesmo FE do petróleo. • Para o álcool etílico, adotou-se o FE médio da frota nacional, calculado no módulo específico de transporte a partir dos dados obtidos na CETESB (1994), para o período 1990/1994. Esta metodologia apresenta ainda as estimativas das emissões de CO2 oriundas do consumo de biomassa no sistema energético e analisa a sua evolução ao longo do tempo, no período já mencionado (1990 a 1994). As estimativas das emissões de CO2 da biomassa foram incluídas no inventário nacional apenas como informação (segundo recomendação do IPCC) sem adicionar às emissões dos combustíveis fósseis. Ressaltam-se as vantagens comparativas do Brasil, relativas às emissões de CO2 do seu sistema energético pelo uso de fontes renováveis, e a necessidade de implantar políticas para a manutenção dessas vantagens. [47] No final do relatório, é apresentada uma metodologia diferente do IPCC, levando em conta o uso de biomassa para energia e a diferenciação entre biomassa renovável da não renovável (função do uso da mesma). Assim, a quantidade de biomassa renovável variou de acordo com o setor de consumo, para o caso da lenha utilizada por queima direta. [47] Foi considerado que 50% da lenha energética para o setor residencial eram renováveis, pelo tipo de coleta praticado – aparas de árvores e lenha catada do chão. Logo, somente 50% do 51 consumo residencial contribuíram para o aumento do efeito estufa. Para o setor industrial, levou-se em conta que apenas 20% da lenha usada eram de origem renovável (principalmente nas indústrias de papel e celulose) pelos programas de reflorestamento. Considerou-se que toda a lenha consumida era renovável, para as usinas autoprodutoras de eletricidade. Essas hipóteses foram adotadas com base na experiência da equipe do PPE/COPPE sobre o assunto, já que não foram encontradas estatísticas publicadas sobre uso de lenha nativa para queima direta. 5.2 - Coeficientes da matriz de emissões O objetivo desta metodologia [48] "Fornecimento de Instrumentos de Avaliação de Emissões de Gases de Efeito Estufa acopladas a uma Matriz Energética" foi estimar a matriz de emissão dos GEE’s oriundos da queima dos combustíveis usados em vários setores da economia. Para tal finalidade, o referido trabalho visou obter um coeficiente que, multiplicado pelo consumo de cada energético em um específico setor da economia, forneça a quantidade emitida de cada um dos gases do efeito estufa. No cálculo, foram usados os valores dos fatores de emissão fornecidos pelo IPCC, revisão de 1996. Segundo o trabalho, a metodologia do IPCC separa o cálculo dos gases do efeito estufa da seguinte forma: a. Emissão de CO2 a partir do teor de carbono dos combustíveis; b. Emissão de CH4, N2O, NOx e CO a partir do consumo do energético organizado por setor da economia; c. Emissão de SO2 a partir do teor de enxofre no combustível e da retenção de enxofre nas cinzas. A seguir, são descritos os passos usados nessa metodologia: a) Coeficientes para emissão de CO2 a.1) Conversão de massa, volume ou tep (tonelada equivalente de petróleo) para terajoule 52 (TJ), usando o seguinte cálculo: 1tep = 10.000 Mcal = 41,868TJ*10-3. Ou seja, o fator de conversão para terajoule usado é A = 41,868 TJ/ 103 tep. a.2) Multiplicação pelo fator de emissão para calcular o teor de carbono. O IPCC fornece fatores de emissão (em toneladas de C/TJ) para líquidos fósseis primários e secundários, sólidos fósseis primários e secundários, gás natural e biomassa sólida, líquida e gasosa. Assim, o fator de emissão de carbono passou a ser identificado por B (B = fatores de emissão de carbono do energético). a.3) Correção para carbono oxidado. Nem todo o energético (ou combustível) é totalmente queimado ou oxidado para CO2 + H2O e parte dele se transforma em fuligem (C não oxidado). Portanto, apenas a fração oxidada da Tabela 5.2 deve ser considerada para efeitos de emissão de CO2. Tabela 5.2 Fração de carbono oxidado [48] Carvão 0,98 Petróleo e seus produtos 0,99 Gás 0,995 Ficou então estabelecido que C = Fração de carbono oxidado do energético. a.4) Conversão do carbono oxidado em emissão de CO2. Assim, o coeficiente de emissão de carbono em Gg/10 3 tep de combustível pode ser obtido, multiplicando-se o fator de conversão (item 1) pelo fator de emissão (item 2) para um determinado combustível (vezes10-3 para termos o fator em Gg de C/TJ) e pela fração de carbono oxidado correspondente (item 3). Para se obter o coeficiente de emissão de CO2 basta multiplicar esse coeficiente (de carbono) por 44/12 (PM de CO2 / PA de C). Assim, tem-se a seguinte equação: Coeficiente de emissão de CO2 = A* B*10 –3 * C* 44/12 (Gg de CO2/103 tep). b) Coeficientes para emissão de CH4, N2O, NOx e CO b.1) Conversão para terajoule. 53 O fator de conversão para terajoule usado é A = 41,868 TJ/103 tep. b.2) Multiplicação pelo fator de emissão (do respectivo gás) para o setor da economia e referente a esse combustível. O IPCC fornece fatores de emissão para esses GEE’s (item b) para os energéticos e setores da economia (em kg/TJ) a seguir: Energético: petróleo, gás natural, gasolina, diesel, carvão, lenha e rejeitos de lenha, biomassa e outros. Setor: Indústria de energia, Indústria manufatureira e Construção, Transporte (aéreo, rodoviário, ferroviário e hidroviário) e Outros Setores (comercial/institucional, residencial, agricultura, silvicultura e pesca). Ficou definido que B = fator de emissão de cada um desses energéticos para cada setor da economia. O coeficiente de emissão do GEE em Gg/103tep pode ser obtido, multiplicando-se o fator de conversão pelo fator de emissão (vezes 10-6 para obter Gg do GEE/TJ) de acordo com a seguinte equação: Coeficiente de emissão (do respectivo gás) = A* B*10 -6 (Gg / 10 3 tep) c) Coeficiente para emissão de SO2 c.1) Conversão para terajoule. O fator de conversão para terajoule usado é A = 41,868 TJ/103 tep; c.2) Cálculo do fator de emissão de SO2. B = 2* [(% do teor de enxofre /100)]*[1/valor calorífico líquido]*[(100-% retenção do enxofre na cinza)/100. Coeficiente de emissão de SO2 = A*B* (Gg/103 tep). 54 5.3 - Avaliação das Emissões de CO2 pelo uso do Processo “Top-Down” Estendido O trabalho trata de um levantamento de dados para revisão do Balanço de Carbono, objeto do Termo de Parceria entre a OSCIP e&e e o MCT. Apresenta a tabela 5.3 que chamou atenção da autora, por comparar diversos Fatores de Emissão [49]: Tabela 5.3 Valores comparativos de FEC’s para 2004[49] Utilizado COPPE Obtidos tC/TJ e&e MCT IPCC tC/TJ tC/TJ e&e* BEN tC/TJ tC/TJ Petróleo 20.0 20.0 20 IPCC Crude Oil Líquidos de Gás Natural 17.2 17.2 17.2 Natural Gas Liquids Gasolina 18.9 18.9 18.9 18.9 Gasoline Querosene de Aviação 19.5 19.5 19.5 19.5 Jet Kerosene Querosene Iluminante 19.6 19.6 19.6 19.6 Other Kerosene Óleo Diesel 20.2 20.2 20.2 20.2 Gas/Diesel Óleo Combustível 21.1 21.1 21.1 21.1 Residual Fuel Oil GLP 17.2 17.2 17.2 17.2 LPG Nafta 20.0 20.0 20.0 20.0 Naphta Asfalto 22.0 22.0 22.0 22.0 Bitumen Lubrificantes 20.0 20.0 20.0 20.0 Lubricants Outros Não Energéticos de Petr. 20.0 20.0 20.0 20.0 Other Oil Coque de Petróleo 27.5 27.5 27.5 27.5 Petroleum Coke Carvão Vapor 25.8 25.8 25.8 25.8 Other Bituminous Coal Carvão Metalúrgico 25.8 25.8 25.8 25.8 Coking Coal Alcatrão 25.8 25.8 25.8 Coque de CM 29.5 29.5 29.5 29.5 Coke Oven / Gas Coke Gás Natural 15.3 15.3 15.3 15.3 Natural Gas (Dry) Gás de Refinaria 18.2 18.2 18.2 18.2 Other Oil Outras Fontes Secundárias Petr. 20.0 20.0 20.0 20.0 Other Oil Gás Canalizado 18.2 Tars 15.3 Gás de Coqueria 29.5 29.5 29.5 13.0 Coke Oven Gás Lenha Queima Direta 28.6* 29.9 28.6 29.9 29.9 Solid Biomass Lenha Carvoejamento 28.6* 29.9 28.6 12.4 29.9 Solid Biomass Carvão Vegetal 29.9 29.9 20.5 32.2 29.9 * Solid Biomass Caldo de Cana 20.0 20.0 20.0 Liquid Biomass Melaço 20.0 20.0 20.0 Liquid Biomass Bagaço 24.2* 29.9 29.9 29.9 Solid Biomass Resíduos Vegetais 29.9 29.9 29.9 29.9 Solid Biomass 28.9 Peat 20.0 20.0 20.0 20.0 Other Primary Fuel Fóssil Lixívia 20.0 20.0 20.0 20.0 Liquid Biomass Álcool Etílico Anidro 18.8* 14.8 18.8 14.8 20.0 Liquid Biomass Alcool Etilico Hidratado 18.8* 14.8 18.8 20.0 Liquid Biomass 24.2 Turfa Outros Primárias Fósseis Alcatrão + Pirolenhoso 23.9 Convenção da Tabela 2.2 Solid Biomass * Coincidentes com IPCC e outros Adotados IPCC Cálculo e&e (*) Os valores recomendados pelo IPCC referem-se genericamente à biomassa líquida ou sólida. 55 A tabela 5.3 mostra que quase todos os valores de fatores de emissão coincidem com os do IPCC, salvo as seguintes exceções: • Lenha queimada e carvoejamento – Diferença entre e&e (Organização Social Economia e Energia) e IPCC • Carvão vegetal - Diferença entre e&e, MCT e IPCC • Bagaço - Diferença entre e&e e IPCC • Álcool Etílico Anidro - Diferença entre e&e e IPCC (Posteriormente no capítulo 4, serão mostrados vários FE’s para o álcool, de diversas referências) • Álcool Etílico Hidratado - Diferença entre COPPE, e&e e IPCC (Observação da autora deste trabalho: única diferença vista dos valores da COPPE com os do IPCC?). 5.4 Primeiro inventário brasileiro de emissões antrópicas de gases de efeito estufa por queima de combustíveis (abordagem bottom-up) COPPE/MCT [50] O relatório desse inventário apresenta estimativas das emissões de dióxido de carbono (CO2) metano (CH4) monóxido de carbono (CO) óxidos de nitrogênio (NOx ) óxido nitroso (N2O) e de compostos orgânicos voláteis não metânicos (NMVOC) oriundos da queima de combustíveis no Brasil no período de 1990 a 1994 [50]. Esse trabalho se baseou na abordagem bottom-up das Diretrizes Revisadas de 1996 do IPCC [51]. O inventário calculou o CO2 pelo nível 1 e os outros gases pelo nível 2 (mais detalhado) de acordo com a versão do IPCC adotado na época. O relatório desse inventário foi dividido em duas partes. A primeira apresentou os cálculos e análises das emissões de CO2 por setor e a segunda, das emissões setoriais dos outros GEE’s. As análises das emissões foram feitas à luz das peculiaridades da matriz energética brasileira oferecida ao País da época, em que predominou o uso de fontes de energias renováveis, energia hidráulica, bagaço e álcool de cana-de-açúcar, o carvão vegetal e lenha. 56 Dos gases não-CO2, apenas o CH4 e o N2O são gases de efeito estufa direto. As emissões de CH4 e N2O foram principalmente associadas a quatro combustíveis: o Álcool Etílico, a Lenha, o Bagaço e o Carvão Vegetal. Esses quatro combustíveis juntos foram responsáveis por 96% das emissões de CH4 e de 73% das emissões de N2O. A metodologia do IPCC tem como referência [50] pesquisas e metodologias elaboradas por especialistas de países desenvolvidos, onde as emissões oriundas da queima de combustíveis fósseis significam a maior parcela de suas emissões. Assim, a metodologia e os fatores de emissão devem ser aplicados com cuidado, pois não refletem totalmente, a realidade brasileira. “O uso da metodologia do IPCC pelos países em desenvolvimento impõe a esses países um ajuste a um sistema para cuja elaboração pouco contribuíram”, segundo o relatório do inventário em referência. Mas não há pesquisa no Brasil para avaliar os fatores apresentados e a metodologia proposta, segundo esse relatório (COPPE/MCT). Segundo o mesmo relatório, ainda não há no Brasil, legislação que obrigue as empresas a fornecer informações com respeito às suas emissões de GEE’s. Além disso, a busca e coleta de informação não são adequadas por causa do alto custo de obtenção e armazenamento de dados, quando comparado a qualquer melhoria da precisão da estimativa. Portanto, não se justifica o inventário de emissões de GEE’s por si só. Assim, devem-se priorizar estudos e pesquisas de emissões nos setores e GEE’s principais, pois as estimativas e a qualidade dos dados podem melhorar ao longo do tempo, ainda aponta esse relatório. 5.5 Transportes [40] Segundo Tannizak, Lenny, autora do trabalho “Base teórica para o cálculo de emissões de CO2 relacionadas a meios de transporte”, os combustíveis mais usados em transportes no Brasil são [40]: • Gasolina (automotivo ou aéreo) • Diesel (automotivo) 57 • Gás Natural Veicular (GNV) (automotivo) • Querosene de Aviação (QAV) (aéreo) De acordo com a autora, deve-se avaliar o consumo do combustível (ou teor de carbono), do rendimento e da maneira como o motorista dirige o veículo, para se calcular a emissão de CO2 (principal GEE veicular). Entende-se a maneira que o motorista dirige o veículo, como muitas paradas ou freadas seguidas de mais ou menos bruscas acelerações, etc. Na metodologia em questão, foi considerado carro de passeio como o veículo com apenas um passageiro e os ônibus com 30 passageiros. O cálculo anual considera a distância percorrida por dia multiplicada por 365 dias por ano. Essa consideração visou a emissão causada pelo transporte por pessoa. Para calcular as emissões causadas pelo transporte de uma pessoa, foram adotadas as equações abaixo: Carro: Emissões (kg de CO2) = CC x DP x DC x TC x 3,6 Ônibus: Emissões (kg de CO2) = CC x DP x DC x TC x 3,6 / NP Onde: CC = Consumo de combustível (l/km) DP = Distância percorrida (km) DC = Densidade do combustível (kg/l) TC = Teor de carbono no combustível (%) NP = Número de passageiros TO = Taxa de ocupação dos assentos No trabalho em referência, foi feita a tabela 5.4 abaixo, com fatores de emissão por quilômetro percorrido. Para carros de passeio, o consumo de gasolina é função da potência do veículo. 58 Tabela 5.4 Fatores de emissão para carros de passeio [40]: Combustível Teor C Densidade Potência Consumo km/l ou Emissões (kg (kg/l ou m3) do Motor km/m3 ou (l/km) CO2/km) Gasolina* 0,67 0,800 1,0 a 1,4 12 (0,08) 0,161 Gasolina* 0,67 0,800 1,5 a 2,0 10 (0,1) 0,194 Diesel 0,84 0,840 1,0 a 1,4 12 (0,08) 0,212 Diesel 0,84 0,840 1,5 a 2,0 10 (0,1) 0,254 GNV 0,75 0,750 1,0 a 1,4 12 (0,8) 0,169 GNV 0,75 0,750 1,5 a 2,0 10 (0,1) 0,203 *- Com 20% de álcool incluído. Tabela 5.5 Fatores de emissão para ônibus [40]: Combustível diesel Teor densidade C (kg/l) 0,84 0,840 Consumo Pass./ônibus km/l ou (l/km) 30 4 (0,25) Emissões (kgCO2/km) 0,0059 Transporte aéreo: não foi incluído neste trabalho [40], por não ser objeto do estudo proposto. 59 5.6 - IPCC 2006 A metodologia do IPCC 2006 [52] – Diretrizes para Inventários Nacionais de GEE’s que atualizou a de 1996 é composta por 6 volumes, quais sejam: • “Diretrizes para Inventários Nacionais de GEE’s” (com 4 capítulos) • “Volume 1 Orientação Geral e Relatório” (com 8 capítulos) • “Volume 2 Energia” (com 6 capítulos) • “Volume 3 Processos Industriais e Uso do Produto” (com 8 capítulos e 4 anexos) • “Volume 4 Agricultura, Silvicultura e Outro Uso da Terra” (com 12 capítulos e 3 anexos) • “Volume 5 Lixo” Essas novas diretrizes de 2006 abrangem novas fontes e gases e atualizam os métodos anteriormente aplicados onde houve progresso do conhecimento técnico e científico. O IPCC apresenta vários métodos ou níveis (Tiers, em inglês) de complexidade metodológica, para serem escolhidos, dependendo dos dados disponíveis para o responsável pelo inventario. Esses níveis vão do número 1 que é o mais simples até o 3, que é o mais complexo e conseqüentemente mais preciso, por requerer dados mais detalhados, tanto dos equipamentos quanto dos combustíveis usados (tecnologia, condições operacionais, setor-atividade, etc.). Nível 1 O Nível 1 é um método que se baseia na quantidade de cada combustível queimado e nos seus fatores “default” de emissão, que o IPCC disponibiliza para todos os GEE’s relevantes (CO2, CH4 e N2O). A qualidade desses FE’s varia entre os GEE’s. Os FE’s para o CO2 dependem principalmente do conteúdo de carbono (C) no combustível, não tendo importância significativa as condições de combustão (eficiência, carbono retido nas cinzas, etc.). Assim, tem-se um valor bem preciso através da quantidade de combustíveis queimados e do conteúdo padrão de C de cada combustível. Os FE’s (default) do IPCC para cada combustível e cada GEE podem ser encontrados nos capítulos 2 e 3 do Volume 2 (Setor Energia), para as fontes estacionárias e 60 móveis, respectivamente. Para os GEE’s CH4 e N2O, os FE’s dependem da tecnologia de combustão e condições operacionais e variam significativamente, tanto entre instalações de combustão individuais, como ao longo do tempo (tempo: tecnologia ou idade do equipamento, segundo interpretação da autora desta dissertação). Assim, o uso desses FE’s “default” introduz grandes incertezas, devido à grande variabilidade nas condições tecnológicas, segundo o IPCC. Para os esses GEE’s não CO2, o IPCC tenta diminuir as incertezas, usando fatores de emissão por tipo de equipamento ou veículo; por exemplo, o fator de emissão “default” de N2O para gás natural queimado em equipamentos não discriminados em indústrias (0,6 kg N2O/TJ) é diferente do fator para caldeiras, usando o mesmo gás natural (1 kg N2O/TJ). Ambos os fatores são fornecidos pelo IPCC. Por essa razão, foi citado no Capítulo 2, página 6, que quanto maior o detalhamento do consumo de combustível por equipamento, melhor será o resultado, quanto à precisão. Em outras palavras, menores serão as incertezas. Nível 2 O Nível 2 é similar ao nível 1, com a diferença da exigência de usar FE’s desenvolvidos no País. Cabe ressaltar que nas versões anteriores, a definição dos níveis era diferente da de 2006. O nível 2 não exigia FE’s desenvolvidos no País inventariante. Esse método de 2006 também reforça que, quanto mais desagregadas as fontes de emissão e seus consumos, além dos reais conteúdos de C, menores serão as incertezas. Nível 3 O Nível 3 demanda modelos de emissão detalhados ou medidas e dados com detalhamento de plantas individuais, embora considere o custo de esforços e informações mais detalhadas, para os GEE’s não CO2, principalmente. Segundo a descrição desse nível, o monitoramento contínuo do fluxo dos gases emitidos não se justifica apenas para medições precisas de CO2 (devido ao custo relativamente alto), mas podem ser aproveitados medidores já instalados que 61 estejam medindo outros poluentes como SO2 ou NOx. Na versão do IPCC de 2006, os fatores “default” de emissão já são fornecidos em kg de CO2/TJ. Esses FE’s em kg de CO2/TJ, nada mais são do que os FE’s do IPCC 1996 (carbono padrão contido no combustível em tC/TJ à exceção de poucos FE’s que foram modificados ou incluídos) multiplicados por 44/12, que é a relação da massa molecular do CO2 para a massa atômica do carbono Cabe ressaltar que o IPCC 2006 Volume 2 - Energia adotado apresenta os resultados das emissões por fontes estacionárias separadas das móveis, por combustível e por GEE, diferentemente da abordagem da metodologia da ABNT, a seguir. 5.7 – Projeto de Norma ABNT/CB-38 38:009.01-001/1 [2] ANEXO II Os projetos de Norma da ABNT são compostos por 3 partes: Parte 1: Especificação com orientação a Organizações para a quantificação e a elaboração de relatórios de emissões e remoções de gases de efeito estufa Parte 2: Especificação com orientação a Projetos para quantificação, monitoramento e elaboração de relatórios das reduções de emissões ou melhoria da remoção de gases de efeito estufa Parte 3: Especificação com orientação para a validação e verificação de declarações relativas a gases de efeito estufa Apenas o projeto de Norma ABNT/CB-38 38:009.01-001/1 Parte 1 (que corresponde à Norma ISO 14064 - 1ª Parte) foi usado neste trabalho, pois trata da orientação a organizações para quantificar e elaborar os relatórios de emissões, um dos objetos desta dissertação. Define o que são fontes diretas e indiretas de emissões de GEE’s, além de especificar princípios e requisitos para a quantificação e elaboração de relatórios de emissão de GEE’s. Em outras palavras, orienta a forma de apresentação dos resultados, mediante suas definições. 62 A seguir, são mostradas as definições adequadas ao presente inventário e adotadas por esse projeto de Norma da ABNT, visando organizar os resultados por fontes usuárias de combustíveis e os gases emitidos. Assim, o projeto define: • Inventário de gases de efeito estufa como fontes de gases de efeito estufa, sumidouros de gases de efeito estufa, emissões e remoções de GEE de uma organização. • Emissão direta como emissão de GEE de fonte de gases de efeito estufa pertencente ou controlada pela organização. O item 2.14 mencionado no projeto de norma define fonte de gases de efeito estufa como unidade física ou processo que libera um GEE na atmosfera. • Emissão indireta de gases de efeito estufa por uso de energia como a emissão de GEE na geração de eletricidade, calor ou vapor importados pela organização, para seu consumo. • Outras emissões indiretas de gases de efeito estufa como emissões de GEE não associadas à energia importada, e que sejam uma conseqüência de atividades da organização, mas advindas de fontes de gases de efeito estufa que pertencem ou são controladas por outras organizações. • Dióxido de carbono equivalente CO2e como unidade para comparar a intensidade de radiação de um GEE ao do dióxido de carbono. • Potencial de aquecimento global PAG como fator que descreve a intensidade da irradiação de uma unidade de massa de um dado GEE relativa a uma unidade equivalente de dióxido de carbono durante um dado período de tempo. A forma de apresentação dos resultados por este projeto de Norma (fontes diretas e indiretas) difere da do IPCC (fontes estacionárias e móveis) e foi adotada neste trabalho. É importante ressaltar que esse projeto não propõe qualquer método para o cálculo do inventário de emissões, como pode ser visto no ANEXO II. A escolha do método de cálculo fica por conta do responsável pelo inventário. Ele apenas ajuda a organizar os dados, os resultados e na apresentação do relatório do inventário. 63 6. ESTUDO DE CASO 6.1 - Descrição Resumida da Empresa A empresa está situada no Rio de Janeiro e emprega aproximadamente 500 trabalhadores, entre empregados e terceiros. Ela produz insumos para indústria de petróleo, suprindo o mercado nacional e parte do mercado Latino Americano, com capacidade instalada de 32.000 t/ano dos produtos. Essa empresa não autorizou divulgar o tipo de produtos, sua razão social e nem esclarecer seu fluxograma. Entretanto, forneceu e autorizou a divulgação do fluxograma simplificado, conforme a figura 6.1 a seguir. As fontes emissoras de GEE’s são: 3 Secadores Flash (“Flash Driers”) 3 Calcinadores, 1 Secador Spray (“Spray Drier”) e 2 caldeiras aquotubulares que fornecem 30 toneladas por hora de vapor d'água à pressão de 14 kgf/cm2 ao processo. O combustível usado em todos esses equipamentos mencionados (fontes estacionárias) é o Gás Natural (doravante denominado GN). 64 Figura 6.1 Fluxograma da empresa avaliada BOC H2SO4 BOC NaOH Caulim Água NaHMP Sulfato de Aluminio Aluminato Al2(SO4)3 Natal Soda Cáustica Caulim Suspensão de Caulim Preparo da Suspensão de Cogel Silicato de Sódio ReCl3 HCl Terras Raras ReCl3 Água Decationizada Preparo da Semente Soda Cáustica Silicato de Sódio Silicato de Sódio Preparo da Alumina Água Decationizada Preparo da Zeólita NaY Soda Cáustica Água Decationizada Solução Amoniacal BOC NaOH 50% Troca Iônica Moagem, Secagem e Calcinação PREPARO DA ALUMINA H HCS seed Solução de Troca Iônica Recuperação do RE Solução de PRA Ácido Nítrico 54% Amônia Recuperada Ácido Sulfúrico 30% Ácido Fosfórico 33% Silicato de Sódio ou Sisol Recuperação do NH3 Preparo de FCC Bruto "Strike" Efluente Para Tratamento Externo Água Atmosfera Gases Secagem "Spray" Recuperação de Finos Lavagem Queima de Gases (TDU) Solução Amoniacal ((NH4)2SO4 e água p/ lavagem Secagem "Flash" Calcinação FCC Acabado 65 6.2 Situação ambiental da empresa pesquisada 6.2.1 Caracterização Geológica da região de contorno da empresa estudada: A geologia da área é marcada pela presença de depósitos fluviais intercalados com depósitos marinhos, composta predominantemente por argila e secundariamente por areia. 6.2.2 Caracterização Hidrogeológica: Existe o Canal de São Francisco a uma distância aproximada de 0,5 km a leste da fábrica. Deste canal, atualmente é bombeada a água que abastece a empresa depois de ser processada em sua estação de tratamento de água. 6.2.3 Histórico do passivo ambiental Inicialmente, durante os 5 primeiros anos de operação da fábrica, de 1988 a 1993 eram estocados cerca de 1.000 toneladas de um resíduo da fábrica dentro de sua própria área de aproximadamente 6,0 ha, localizada na borda leste da mesma. Durante 2 anos seguidos, esse resíduo foi destinado para tratamento externo. Em 1995, o resíduo apresentou granulometria mais grossa, ou seja, d50 de 30 micra (50% retido na peneira de 30µ) e foi novamente armazenado no mesmo local anterior (aproximadamente 600 t em base seca). Posteriormente, este despejo no terreno sofreu uma terraplanagem – com uma cobertura de argila com cerca de 20 cm de espessura. Esse resíduo sólido gerado pela fábrica é seco, com fração de argila e composto por sódio, cloreto, amônia, sulfato e elementos da família dos lantanídeos (terras raras) possuindo como principal característica a salinidade (prejudicial ao meio ambiente) com a seguinte composição em base seca: 9.4 % Na2O, 6.03 % de SO4, 2.963 ppm de Cl, 53,9% SiO2 , 130 ppm de NH4 e 3,8% de Óxido de Terras Raras. O resíduo foi caracterizado como não inerte classe II, segundo a norma 10.004 da ABNT, em função da presença de sulfato e cloreto de sódio. 66 6.2.4 Ações na área ambiental Em 2000, foi assinado o Termo de Compromisso de Ajuste Ambiental entre a empresa, FEEMA e SEMADS (Secretaria Estadual de Meio Ambiente e Desenvolvimento Sustentável). Como conseqüência desse Termo, foi criado em 2001 e mantido até hoje, um horto florestal de 1007,5 m2, onde são produzidas mudas para o reflorestamento do entorno do lago formado para dessalinização da área mencionada. Em 2001, foi iniciado o processo de dessalinização da área de deposição de resíduos (Área do entorno do lago: 81.525,85 m2 e do espelho d’água do lago: 60.000,00 m2) utilizando o efluente da área de utilidades da fábrica com as seguintes características: • pH alcalino (máximo 9,5) • teores altos de sólidos em suspensão e alumínio (450 ppm e 100 ppm, respectivamente) • vazão ao redor de 15 m3/hora; • elevada condutividade elétrica (600 a 900 microsiemens/centímetro ou µScm-1). Condutividade elétrica é a propriedade que a água tem de conduzir corrente elétrica e é relacionada com a presença de íons dissolvidos, que são partículas carregadas eletricamente. Quanto maior a quantidade de íons dissolvidos, maior será a condutividade elétrica da água. [28]. Em 2002, passou a ser utilizada parte da água bruta captada do canal mencionado em substituição à da área de utilidades com as seguintes características vantajosas: • pH na faixa de especificação da FEEMA (6,0 a 9,0); • baixa condutividade elétrica (80 a 100 µScm-1); • menores teores de sólidos em suspensão (em relação aos anteriores) incorporando menos resíduos no lago de dessalinização; • vazão em torno de 70m3/h. Em novembro de 2001, iniciou-se o processo de reflorestamento da área do entorno do local em dessalinização, através do plantio de 1200 mudas de espécies nativas e exóticas (Ipê Rosa 67 (Tabebuia impetiginosa), Ipê Roxo (Tabebuia heptaphyla), Albízia (Albizia Lebecck), Jamelão( Syzygium cumini (L.) ), Aroeira (Schinus terebinthifolius ), Guapuruvu (Schizolobium parahyba), Orelha de Negro (Enterolobium contortisiliquum), Olho de Dragão (Adenanthera pavonina ), Cedro Rosa (Cedrela fissilis), Pata de Vaca (Bauhinia fortificata), Sabiá (Mimosa caesalpineafolia) e Topã (Ochroma pyramidale) produzidas no próprio horto florestal da fábrica. O reflorestamento foi efetuado primeiramente ao redor da área do dique construído para a criação do lago. O processo de reflorestamento iniciou-se com uma cobertura verde, amenizando o impacto visual e formando posteriormente uma floresta secundária. Como atividades da empresa em relação ao horto, também são realizadas as seguintes ações: produção de mudas e compostagem de escolas de municípios vizinhos e entidades governamentais, doações de mudas a pessoas físicas, jurídicas e entidades governamentais interessadas e práticas de educação ambiental. Compostagem é o tratamento de resíduos orgânicos através de sua biodegradação controlada e pode ser definida como um processo aeróbico (presença de ar). O horto da empresa é composto por seis áreas: preparo das sementes e transplantes de mudas, sementeira, viveiro, canteiro de crescimento de mudas, compostagem e canteiro para cultivo de plantas medicinais. O viveiro possui uma área de compostagem para a produção de adubo orgânico que é utilizado no próprio horto florestal. A matéria prima para o processo de compostagem é gerada pelos resíduos de poda, jardinagem e pó de café usado do restaurante. Toda a matéria orgânica produzida pelos resíduos de poda e jardinagem é acondicionada em baias do horto, para a decomposição orgânica que dura 90 dias em média e produção de composto orgânico. Cada baia mede 2,5 x 2,0 x 2,0 m = 10m3. Como há 21 baias, seu volume total é de 210m3. O aporte médio mensal de insumos é de 20m3 e a densidade do composto gira em torno de 0,62g/ml. 68 A empresa produz cerca de 1500 mudas por mês, originárias do seguinte processo: 1. Compra de sementes em instituições reconhecidas, tais como UFRRJ e IPEF (Instituto de Pesquisas e Estudos Florestais) ou realização da prática de coleta de sementes e de propagação de plantas existentes nas localidades. 2. Priorização das espécies nativas da mata atlântica. Quando não há disponibilidade de sementes de espécies nativas nas instituições, é realizada a compra de sementes de plantas exóticas, que se adaptam às condições de clima, solo e vegetação da área de influência da empresa. 3. Essas sementes vão para a sementeira para germinarem, onde ficam cerca de 30 dias, conforme a espécie. 4. Após esse tempo, essas sementes germinadas vão para a área com sombrite, uma fase intermediária para o desenvolvimento, onde permanecem de 30 a 40 dias. O sombrite é uma tela que permite uma distribuição uniforme da luz no interior do viveiro, evitando o desenvolvimento irregular das mudas. 5. Finalmente, vão para uma área externa (ao sol) prontas para serem doadas. Foi realizada uma estimativa da capacidade de absorção de CO2 pelas mudas do horto, cujos valores foram os encontrados na literatura [39] para as plantas comuns a essas mudas e estão apresentados na tabela do ANEXO III. Para as mudas de plantas sem referência bibliográfica, adotou-se um valor de 2,5 kg de C resgatado por indivíduo e por ano (ou absorção de 8,5 kg CO2/ind./ano), baseando-se na sugestão da bióloga da empresa (é um valor aproximado da média dos dados dessa referência [39] (2,7 kg C/indivíduo/ano) considerando uma sobrevivência das mudas em torno de 50%, também adotada nessa referência. A base de cálculo para a estimativa das capacidades de absorção de CO2 fixado no composto orgânico, bem como resultado por indivíduo e total absorvido pelas plantas estão no ANEXO III. 69 6.3 Levantamento do Inventário de emissões 6.3.1 Considerações preliminares Adotando as definições do mencionado projeto da ABNT, o presente trabalho separou os inventários por emissões diretas, indiretas e outras indiretas (para somar todas as emissões no final). Ficou definido que as emissões diretas da empresa são provenientes de todos os equipamentos que usam combustíveis dentro da área da empresa e sob sua responsabilidade. Conforme essas considerações, as fontes de emissões diretas de GEEs da empresa foram provenientes da combustão de gás natural (GN) no processo, de óleo diesel na retroescavadeira e do GLP usado nas empilhadeiras e no refeitório durante o ano de 2006, que foi o ano base adotado de comum acordo. A eletricidade comprada e consumida foi a fonte de emissão indireta da empresa. Para saber ou calcular quanto emite cada GWh produzido, a autora deste trabalho solicitou dados da matriz de geração de eletricidade junto a diversas instituições, quais sejam: ANEEL, ONS, MCT, COPPE e MME. Apenas o MME forneceu os dados apresentados no ANEXO IV, que serviram de base para os cálculos (pela autora desta dissertação) da emissão de CO2 por GWh produzido no Brasil. Quanto às outras emissões indiretas, as fontes foram o transporte veicular de cargas e pessoas, além do tratamento do efluente contendo sacarose em uma empresa vizinha à em estudo (não autorizadas suas identificações). Ficou estabelecido que a abrangência do inventário incluiria essas emissões mencionadas, não levando em conta as emissões decorrentes da fabricação das matérias primas ou do uso do produto da empresa. Além disso, não foram também consideradas as viagens aéreas dos funcionários da empresa em questão. Apesar da adoção da metodologia do IPCC que separa os resultados das emissões por fontes móveis das de fontes estacionárias, os resultados deste trabalho foram apresentados pelas definições de fontes diretas e indiretas do Projeto 38:009.01-001/1 de Norma da ABNT [2] 70 sobre “Especificação e orientação a organizações para a quantificação e a elaboração de relatórios de emissões e remoções de gases de efeito estufa” de janeiro de 2007. Entretanto, nada impede apresentar também os resultados de acordo com o IPCC, somando separadamente as emissões de todas as fontes e de todas as estacionárias. O resultado final é o mesmo, pois os resultados são apenas organizados e apresentados de outra forma. Conforme já exposto anteriormente, o método de cálculo das emissões do IPCC apresenta 3 níveis de complexidade, principalmente para os gases não CO2 (CH4 e N2O). No caso em estudo, foi adotado o método do nível 1 do IPCC versão 2006, pois ainda não há FE”s desenvolvidos no Brasil, para aplicar o método do nível 2. Para os combustíveis usados pela empresa, os FE’s em kg de CO2/TJ, adotados pelo IPCC 2006, nada mais são do que os FE’s do IPCC 1996 (carbono padrão contido no combustível em tC/TJ ou toneladas de carbono por terajoule), multiplicados por 1000 (de t para kg) e por 44/12 que é a relação da massa molecular do CO2 para a massa atômica do carbono, conforme citado anteriormente no Capítulo 5. Para exemplificar e comparar, a tabela 6.1 a seguir apresenta os valores dos FE’s dos IPCC de 1996 e os de 2006, para os combustíveis usados pela empresa estudada. Essa tabela 6.1 é a tradução (pela autora) de parte da tabela 1-1 da página 1.13 do capítulo 1 – Energia do Manual de Referência das Diretrizes Revisadas de 1996 para Inventários Nacionais de GEE’s [53] e de parte da tabela 1-4 da página 1.23 do capítulo 1 – Energia – Introdução das Diretrizes de 2006 para Inventários Nacionais de GEE’s [54], ambas do IPCC. No presente trabalho, para o cálculo das emissões de CO2, foram usados esses valores “default” dos FE’s do IPCC 2006 (tabela 6.1) já em kg CO2/TJ, como apresentados na tabela 6.1, para os combustíveis usados pela empresa estudada, para fontes estacionárias e móveis, pois já foi comentado na página 60 que os “FE’s para o CO2 dependem principalmente do conteúdo de carbono (C) no combustível, não tendo importância significativa as condições de combustão (eficiência, carbono retido nas cinzas, etc.).” 71 Tabela 6.1 Valores de tC/TJ de CO2 e de kg CO2/TJ (IPCC 1996 e 2006) [53] [54] IPCC 1996 IPCC 2006 [54] [53] Em kg CO2/TJ Em tC/TJ Combustível Valor Valor Limite inferior Limite superior “default” “default” (*) (*) Gás Natural 15,3 56.100 54.300 58.300 Gasolina 18,9 69.300 67.500 73.000 GLP 17,2 63.100 61.600 65.600 Óleo diesel 20,2 74.100 72.600 74.800 (*) Intervalo de confiança igual a 95% Para transformar o consumo do combustível em energia (TJ) foram usados os valores dos PCI’s e densidades dos combustíveis usados pela empresa e encontrados no Anuário estatístico de 2005 da ANP ANEXO V Cabe destacar que essa foi a única referência encontrada com esses dados, após diversas pesquisas bibliográficas. Mesmo assim, esse Anuário apresentou apenas os valores médios, sem qualquer informação sobre desvios padrões dessas características, apesar dos combustíveis não serem substâncias puras, devendo apresentar faixas de variação, dentro de um intervalo de confiança aceitável. Para exemplificar a variabilidade dos derivados de petróleo mesmo no Brasil, basta dizer que a especificação da ANP no ANEXO I [55] para o PCS do GN (combustível composto praticamente só por metano e etano) varia de região para região no Brasil e até dentro da uma mesma região, ou seja, de 34.000 a 38.400 kJ/m3 na região Norte. Para as outras regiões, incluindo o Sudeste (onde se encontra a empresa estudada) os valores especificados vão de 35.000 a 42.000 kJ/m3. Sua composição também varia entre essas regiões: mínimo 68% para metano e máximo 12% de etano para a região Norte e mínimo 86% e máximo 10%, respectivamente para esses compostos, nas outras regiões (incluindo o Sudeste, por essa especificação da ANP. Para calcular os GEE’s CH4 e N2O (gases não CO2) foram usados os FE’s (“default”) da tabela 2.3 de página 2.18 do Capítulo 2: Combustão Estacionária (quanto às fontes) e os FE’s 72 da tabela 3.2.2 da página 3.21 do Capítulo 3: Combustão Móvel (fontes móveis) ambos do Volume 2 – Energia das Diretrizes do IPCC de 2006 para Inventários Nacionais de GEE’s. Parte dessas tabelas foi traduzida pela autora deste trabalho, gerando as tabelas 6.2 e 6.4 com os FE’s dos combustíveis usados pela empresa. Tabela 6.2 [56] FE’s de CH4 e N2O para fontes estacionárias FE’s “default” para combustão estacionária em Indústrias kg GEE/TJ com base no PCI GEE CH4 N2O Valor Limite Limite Valor Limite Limite Default inferior superior Default inferior superior (GN) 1 0,3 3 0,1 0,03 0,3 GLP 1 0,3 3 0,1 0,03 0,3 Combustível Gás Natural O próprio nome da tabela 6.2 já indica que esses FE’s são usados para qualquer fonte estacionária industrial (sem discriminação do equipamento). Entretanto, o IPCC prevê uma desagregação, através de FE’s específicos para cada equipamento de combustão industrial (Tabelas 2.6, 2.7 e 2.8 nas páginas 2.25 a 2.27, respectivamente no capítulo 2: Combustão Estacionária do Volume 2 - Energia) e numa parte traduzida e condensada pela autora na tabela 6.3 abaixo (para o GN - único combustível usado no processo da fábrica em questão): Tabela 6.3 Diferença de FE’s por equipamento [57] Equipamento a GN FE’s, kg/TJ GEE CH4 N2O Caldeiras (“Boilers”) 1 1 Secadores (“Driers”) 1,1 ND ND = Não disponível O valor do FE para o N2O desta tabela 6.3 (1 kg/TJ) difere cerca de 10 vezes do da tabela 6.2 (0,1 kg/TJ), para o mesmo combustível (GN) e o mesmo GEE. Essa diferença mostra como é importante desagregar os consumos dos combustíveis nos equipamentos. A empresa estudada 73 não tinha os valores de GN por equipamento, acarretando o uso dos valores “default” dos FE’s da tabela 6.2 (consumo de GN agregado ou total usado em todos os equipamentos do processo). Tabela 6.4 FE’s de CH4 e N2O para fontes móveis [58] FE’s “default” de CH4 e N2O e faixas de incerteza para transporte rodoviário GEE CH4 N2O Combustível / Categoria (kg/TJ) Valor (kg/TJ) Valor representativa do veículo Valor Valor Valor Valor Default Inferior Superior Default Inferior Superior Motor a gasolina – sem 33 9,6 110 3,2 0,96 11 catalisador de oxidação 25 7,5 86 8,0 2,6 24 Óleo diesel 3,9 1,6 9,5 3,9 1,3 12 Gás Natural 92 50 1540 3 1 77 GLP 62 Nf (*) Nf (*) 0,2 Nf (*) Nf (*) Carros a Etanol (Brasil) 18 13 84 Nf (*) Nf (*) Nf (*) catalisador Motor a gasolina – com Essa tabela 6.4 mostra a diferença entre as emissões dos motores a gasolina sem e com catalisador, tanto para o CH4 (33 e 25 kg/TJ) como para o N2O (3,2 e 8,0 kg/TJ), confirmando o que já foi mencionado sobre a influência da tecnologia sobre a emissão desses gases. Assim, quanto mais desagregados (ou separados) os consumos por equipamento, mais específicos e, portanto, mais precisos serão os resultados, mesmo no nível 1 do IPCC. Para os GEE’s CH4 e N2O, foram calculadas as emissões em CO2e, através da multiplicação das quantidades calculadas desses gases pelos seus respectivos PAG’s (em relação ao CO2 ) cujos valores são 21 e 310, respectivamente. A CETESB publicou um trabalho em 2006 [59], mostrando o teor médio de emissão de CO2 (não tinha as de CH4 e de N2O) para veículos leves novos, para a gasolina C, que é uma mistura de 78% de gasolina A com 22% de álcool. Mas, tanto o IPCC [59] diz que “As emissões de CO2 da combustão de biomassa não são incluídas nos totais nacionais, mas são 74 registradas como um item de informação” como o Projeto de Norma da ABNT [2] diz: “As emissões de CO2 originadas da combustão de biomassa deverão ser quantificadas separadamente”. Assim, ambas prevêem o cálculo separado para as emissões de biomassa, como é o caso do álcool na gasolina C. Assim, foi decidido separar as emissões do álcool e calcular separadamente da gasolina A. As emissões do tratamento do efluente contendo sacarose também foram contabilizadas à parte, pelos mesmos motivos. Para calcular as emissões de CO2 do álcool, foi considerada sua queima total pela reação de combustão apresentada e comentada posteriormente na tabela 6.13 e comparadas essas emissões, usando o FEC desenvolvido por esta autora e o FE adotado pelo IPCC para “biogasoline”. 6.3.2 – Levantamento por Fontes e Gases emitidos Como já foi comentado, para calcular a quantidade emitida do GEE por um determinado combustível, multiplica-se o seu fator de emissão (kg de GEE/TJ) para esse combustível pelo seu volume queimado e transformado em energia, através do seu PCI em TJ/l ou TJ/kg. Os fatores de emissão usados já foram apresentados nas tabelas 6.1, 6.2 e 6.4. A empresa avaliada forneceu o consumo mensal de gás natural em m3 (sem discriminar o consumo por equipamento) e de solução a 66% de sacarose em toneladas (Tabela 6.5) ambos usados no processo. Forneceu também o consumo de óleo diesel para a retroescavadeira e o GLP usado nas empilhadeiras e no refeitório durante o ano de 2006 (Tabela 6.6). 75 Tabela 6.5 Consumo de matérias primas (Potenciais geradores de GEE’s no Processo) CONSUMO DE MATÉRIAS PRIMAS PARA O PROCESSO ANO 2222 0000 0000 6666 MÊS SACAROSE comprada, t (sol. a 66%) Consumo de GÁS NATURAL 3 no Processo, m Jan 209,21 2350656,00 Fev 315,17 2536684,00 Mar 268,90 2518064,00 Abr 274,36 2102506,00 Mai 353,30 2308376,00 Jun 292,57 2612423,00 Jul 388,13 3094374,00 Ago 335,61 2595767,00 Set 233,46 2629830,00 Out 301,48 2879101,00 Nov 272,79 2713489,00 Dez 37,92 787923,00 3282,90 29129193 Tabela 6.6 – Consumos de combustíveis pela retroescavadeira, empilhadeiras e no refeitório Equipamento Combustível Consumo mensal Consumo anual Retroescavadeira Óleo diesel 250 litros 3000 litros Empilhadeiras (2) GLP 1920 kg 23040 kg Refeitório GLP 405 kg 4860 kg A empresa também forneceu o consumo de eletricidade (fonte de emissão indireta) cujo valor foi de 43,3 GWh dos quais 35% são usados na geração de utilidades (vapor, ar de instrumento e processo, água gelada, de refrigeração, processo e potável) e 17% no equipamento spray drier. O restante é usado num varejo de mais de 550 motores para bombas, agitadores, sopradores, etc. O cálculo da emissão será detalhado na tabela 6.16. Para o cálculo das outras emissões indiretas, a empresa forneceu o consumo veicular de cargas e pessoas, a distância média percorrida por viagem, bem como o número de viagens por/mês ou por/ano, além do consumo médio de cada veículo apresentados nas tabelas 6.7 e 6.8. Esses dados foram organizados e os totais de combustíveis para cada tipo de veículo 76 foram calculados (pela autora desta dissertação) nas 2 últimas colunas (Tabelas 6.7 e 6.8). Tabela 6.7 - Dados e cálculo do consumo em litros de óleo diesel em transporte de cargas Consumo Quantidade Modelo Tipo do médio de transportada do veículo combustível combustível em t por km/l viagem Caminhão TRUCK Distância Numero Consumo média Total km de por combustível ano viagem viagem litros por ano em km Diesel 4 1 500 120 60000 15000 Diesel 4 24,91 440 82 36080 9020 Diesel 4 10,95 70 387 27090 6772,5 Caminhão caçamba Diesel 4 3,114 25 8 200 50 Caminhão com caçamba Diesel 4 0,88 41 13 533 133,25 Caminhão Diesel 4 0,393 41 8 328 82 Caminhão Diesel 4 1,697 41 53 2173 543,25 Caminhão Diesel 4 4,784 41 27 1107 276,75 Caminhão Diesel 4 1,8 70 50 3500 875 Caminhão Diesel 4 1 70 31 2170 542,5 Caminhão Diesel 4 0,3953 70 86 6020 1505 Caminhão Diesel 4 8,8 70 21 1470 367,5 Caminhão Diesel 4 1,287 65 6 390 97,5 Caminhão Diesel 4 0,24 95 5 475 118,75 Caminhão TRUCK Diesel 4 28 1190 1330 1582700 395675 Caminhão TRUCK Diesel 4 31 510 492 250920 62730 Caminhão TRUCK Diesel 4 21 290 350 101500 25375 Caminhão TRUCK Diesel 4 26 980 54 52920 13230 Caminhão TRUCK Diesel 4 26 680 20 13600 3400 77 Tabela 6.7 Dados e cálculo do consumo em litros de óleo diesel em transporte de cargas Continuação Consumo Quantidade Distância Numero Consumo Modelo do Tipo do médio de transportada média por Total km de viagem combustível veículo combustível combustível em ton por viagem ano por ano litros km/l viagem em km Caminhão Diesel 4 26 710 796 565160 141290 TRUCK Caminhão Diesel 4 26 470 308 144760 36190 TRUCK Tubovia - 4 - - - Caminhão Navio (Amapá) Caminhão (granel) Diesel 4 25 650 702 456300 114075 4 1400 6000 1 6000 1500 4 20 25 70 1750 437,5 Caminhão Diesel 4 25 1900 220 418000 104500 4 500 18900 4 75600 18900 4 19 85 105 8925 2231,25 4 19 420 56 23520 5880 4 630 9400 4 37600 9400 Diesel 4 25 85 100 8500 2125 Diesel 4 23 380 143 54340 13585 Caminhão Diesel 4 18 600 6 3600 900 Caminhão Diesel 4 18 500 4 2000 500 Caminhão TRUCK Diesel 4 18 500 20 10000 2500 Caminhão Diesel 4 18 500 12 6000 1500 Caminhão Diesel 4 18 500 7 3500 875 Caminhão Diesel 4 18 Caminhão Diesel 4 18 Caminhão Diesel 4 25 TRUCK Tubovia 4 Caminhão Diesel 4 16 Caminhão Diesel 4 16 Total de óleo diesel consumido pela empresa, l 500 500 3 9 1500 4500 375 1125 8 16 128 32 530 530 24 20 12720 10600 0 3180 2650 999545 Navio (China) Caminhão (big bag) Caminhão TRUCK Navio (Alemanha) Caminhão (big bag) Caminhão TRUCK Diesel 0 78 Tabela 6.8 Dados e cálculo de consumos totais dos combustíveis para transporte de pessoas Distância média Numero Total Total km por de km/ todos viagem viagem veículo veículos em km/ por mês veículo Total consumo todos veículos Tipo do veículo Tipo do combustível Consumo médio de combustível Automóvel (14 veículos de passeio) GNV, 3 km/m 14 122 2520 307440 4304160 307440 3 m Ônibus (6) Diesel km/litro 3 163 122 19886 119316 39772 l Automóvel GNV, 3 km/m 14 200 22 4400 4400 314 m Automóvel GNV, 3 km/m 14 125 872 109000 109000 7786 m Automóvel (3 veículos de passeio) Gasolina km/litro 12 168 22 3696 11088 924 l Automóvel (2 veículos de passeio com catalisador) Gasolina km/litro 12 140 22 3080 6160 513 l Automóvel (9 veículos de passeio) GNV, 3 km/m 14 50 234 11700 105300 7521 m Automóvel (2 veículos de passeio) GNV, 3 km/m 14 40 120 4800 9600 686 m Ônibus Diesel km/litro 3 40 22 880 880 293 l km Volume 4532460 323747 120196 40065 17248 1437 Total Gás Natural Veicular (GNV), km e 3 m Total Óleo Diesel, km e l Total Gasolina, km e litros 3 3 3 3 A empresa também forneceu dados que permitiram fazer o balanço de massa da sacarose e, consequentemente, calcular as emissões de CO2. A tabela 6.9 apresenta esses dados também organizados e o balanço de massa da sacarose excedente para tratamento (calculado pela autora deste trabalho). 79 A tabela 6.9 mostra o total de solução a 66% de sacarose comprada (3282,9 t de solução que corresponde a 2166,7 t de sacarose base seca, tbs) e do produto (11809,0 t) que reteve 0,8% de sacarose (cerca de 94 t de sacarose base seca, tbs) permitindo calcular a quantidade que sobrou (ou excedente) de sacarose (2073 t) enviada no efluente a ser tratado numa outra empresa. Tabela 6.9 Balanço de massa da sacarose para tratamento PRODUÇÃO, toneladas base seca (tbs) ANO 2 0 0 6 MÊS Consumo Produção produto com 0,8% de sacarose, tbs (base seca) SACAROSE (sol. a 66%), t 783,1 1102,6 1022,8 1098,9 1319,2 915,2 1375,7 1217 822,0 1003 881,5 268,1 209,2 315,2 268,9 274,4 353,3 292,6 388,1 335,6 233,5 301,5 272,8 37,9 Janeiro Fevereiro Março Abril Maio Junho Julho Agosto Setembro Outubro Novembro Dezembro Total produto com 0,8% de sacarose, tbs 11809 Total sacarose no produto e comprada, tbs 94 (a) Total Sacarose no produto (0,8%), tbs (base seca) (b-a) 3283 2167 (b) Total Sacarose comprada, tbs (base seca) 2073 Toneladas de sacarose excedente Tratamento efluente 80 A tabela 6.10 a seguir apresenta o resumo das características dos combustíveis fornecidas pela ANP (ANEXO V) e seus consumos (pela empresa) para calculá-los em unidades de energia, através dos seus PCI’s e densidades. Tabela 6.10 Dados de entrada para o cálculo dos consumos de combustíveis em unidades de energia Dado Valor Consumo de GN no processo, m3 29.129.193 PCI do GN, kcal/kg 11900 Densidade do GN, t/ m3 ou kg/l 0,00074 Consumo de GLP no Refeitório, kg 4860 PCI do GLP 11300 Consumo de óleo diesel na retroescavadeira, l 3000 PCI do óleo diesel, kcal/kg 10350 Densidade do óleo diesel, t/ m3 ou kg/l 0,8520 Consumo de GLP nas empilhadeiras, kg 23040 Consumo de Óleo diesel para transporte de cargas, l 999545 Consumo de Óleo diesel para transporte de pessoas, l 480784 Consumo de gasolina C para transporte de pessoas, l 11088 (1) PCI de gasolina A, kcal/kg 10550 Densidade da gasolina A, kg/l 0,742 Consumo de gasolina C para transporte de pessoas, l 6160 (2) Consumo de GN para transporte de pessoas, m3 3884966 (1) Carros sem catalisador (2) Carros com catalisador Só foi possível detalhar mais (desagregar) as emissões (gases não CO2) dos veículos com catalisador dos sem catalisador, pois foram fornecidos os dados de consumo de cada tipo. Assim, foram adotados os FE’s “default” do IPCC mais precisos, por estarem desagregados os consumos. Os dados da tabela 6.10 permitiram transformar os consumos de cada combustível em energia (kcal e depois em TJ) através dos seus respectivos PCI’s (e densidades, quando a unidade 81 original foi fornecida em volume), como já foi comentado anteriormente. Depois foi só multiplicar esses consumos em TJ pelos respectivos FE’s (em kg/TJ do GEE) para cada GEE e cada combustível, já apresentados nas tabelas 6.1, 6.2 e 6.4, obtendo-se assim, as quantidades totais de GEE’s de cada fonte. Para os GEE’s não CO2, usou-se ainda o PAG do CH4 e do N2O, para calcular essas emissões em CO2 equivalente (CO2e). Dessa forma, foram elaboradas as tabelas 6.11 e 6.12 a seguir, para as emissões diretas e outras emissões indiretas, respectivamente. Para calcular as emissões indiretas, foi construída a tabela 6.17 detalhada posteriormente, a partir dos dados fornecidos (matriz de geração de eletricidade) pelo MME, conforme já citado. Para esclarecer melhor a elaboração dessas 2 tabelas, toma-se como exemplo na tabela 6.11, o cálculo da emissão de GEE’s do GN total no processo, cujo consumo foi de 29.129.193 m3, com PCI de 11.900 kcal/kg e densidade de 0,00074 t/m3. Multiplica-se o PCI (kcal/kg) pela densidade (t/m3) e por 1000 (t para kg), para se obter 8806 kcal/m3. Multiplica-se esse valor pelo consumo total do GN (29.129.193 m3), para obter-se o consumo em 2,57*1011 kcal, que é transformado em TJ, dividindo esse valor por 2,39*108 (1TJ = 2,39*108 kcal), resultando em 1.073,3 TJ de consumo de GN no processo, em unidade energética. Para calcular o CO2 emitido, basta multiplicar esse consumo energético calculado em TJ (1.073,3 TJ) pelo FE de CO2 para o GN (56.100 kg CO2/TJ na Tabela 6.1, chegando-se ao valor de 60210481 kg de CO2 emitidos no processo. Para os outros GEE’s, adota-se o mesmo procedimento, substituindo o FE do CO2, pelos do N2O (0,1 kg/TJ) e do CH4 (1 kg/TJ), conforme apresentados na tabela 6.2, chegando a valores de 107 kg de N2O (em laranja) e de e 1.073,3 kg de CH4 (em verde). Multiplicando-se esses valores pelos respectivos PAG’s (310 e 21, respectivamente), obtém-se os valores de 33.271 kg CO2e para o N2O e de 22.539 kg CO2e para o CH4. Somando todos esses valores (em CO2e), chega-se a um valor total de 60266291 kg de CO2e emitidos no processo. Repete-se esse procedimento para todas as outras fontes, usando os dados específicos dos FE’s para cada combustível, bem como suas características listadas na Tabela 6.10. Resumindo, basta fazer uma planilha em Excel e entrar com dados de consumo, características de cada combustível por equipamento, PAG’s e os FE’s do IPCC ou do País. 82 Tabela 6.11 Cálculo das Emissões Diretas de GEE’s Emissões Diretas (ABNT) Considerando ANP 2005 (1) PROCESSO 3 Consumo GN Processo, 29129193 m 3 8806 kcal/m PCI = 11900 kcal/kg 3 Densidade = 0,00074 t/m Consumo GN (em energia) 2,57E+11 kcal FE CO 2 GN Emissão CO2: 56100 kg/TJ FE N2O GN Emissão N2O: 0,1 kg/TJ (2) PAG N2O = 310 FE CH4 GN Emissão de CO 2e: 1 kg/TJ PAG CH4 = 21 Consumo GLP = PCI= 11300 kcal/kg Consumo GLP (em energia) FE CO 2 GLP 63100 kg/TJ FE N2O GLP 0,1 kg/TJ Emissão CH4: 33271 kg CO 2e 1073,3 kg CH4 Emissão de CO 2e: 22539 kg CO 2e Total Emissão CO2e: REFEITÓRIO 4860 kg 54918000 kcal Emissão CO2: Emissão N2O: (2) PAG N2O = 310 Emissão de CO 2e: FE CH4 GLP Emissão CH4: 1 kg/TJ PAG CH4 = Emissão de CO 2e: 21 Total Emissão CO2e: RETROESCAVADEIRA Consumo óleo diesel 3000 litros PCI = 10350 kcal/kg ? 8818 kcal/l Densidade = 0,852 kg/l Consumo óleo diesel (em energia) 26454600 kcal FE CO 2 Óleo Diesel Emissão CO2: 74100 kg/TJ FE N2O Óleo Diesel 3,9 kg/TJ (2) PAG N2O = 310 FE CH4 Ól. Dies. PAG CH4 = Emissão CH4: Emissão de CO 2e: 21 Consumo de GLP PCI= 11300 kcal/kg ? Consumo GLP (em energia) FE CO 2 GLP 63100 kg/TJ FE N2O GLP 0,2 kg/TJ (2) PAG N2O = 310 FE CH4 GLP PAG CH4 = Produto CFC-12 HCFC-22 HFC-134a Emissão N2O: Emissão de CO 2e: 3,9 kg/TJ Total Emissão CO2e: EMPILHADEIRA 23040 kg 2,6E+08 kcal Emissão CO2: Emissão N2O: Emissão de CO 2e: Emissão CH4: Emissão de CO 2e: 62 kg/TJ 21 PAG(4) 10600 1700 1300 Total Emissão CO2e: Outras Fontes estacionárias kg CO2eq Consumo 286200 27 kg 346800 204 kg 88530 68,1 kg 721530 kg CO 2eq Total Emissões Diretas (ABNT) (1) Anuário Estatístico da ANP (2) Potencial de Aquecimento Global 1073,3 TJ 60210481 kg CO 2 107 kg N2O 60266291 kg CO 2e 0,23 TJ 14499 kg CO 2 0,023 kg N2O 7 kg CO 2e 0,23 kg CH4 5 kg CO 2e 14511 kg CO 2e 0,11 TJ 8202 kg CO 2 0,432 kg N2O 134 kg CO 2e 0,43 kg CH4 9 kg CO 2e 8345 kg CO 2e 1,09 TJ 68737 kg CO 2 0,22 kg N2O 68 kg CO 2e 67,5 kg CH4 1418 kg CO 2e 70223 kg CO 2e 61080900 kg CO 2e 83 Na tabela 6.11 são também apresentadas as emissões diretas dos gases refrigerantes: CFC-12 (27 kg/ano), HCFC-22 (204 kg/ano), HFC-134a (68,1 kg/ano) de outras fontes estacionárias. Essas quantidades foram fornecidas pela empresa, considerando o volume usado para completar o nível dos equipamentos em 2006, ou seja, para substituir o que foi perdido para a atmosfera. A quantidade de cada um desses gases foi multiplicada pelo seu respectivo PAG, para transformá-la em CO2e e somar às outras emissões em CO2 ou CO2e. Quanto às outras emissões indiretas (transporte de cargas e pessoas) descritas na planilha da tabela 6.12, o procedimento é o mesmo do exemplo do GN da tabela 6.11, mas usando os valores dos FE’s da Tabela 6.4, para os GEE’s não CO2 das fontes móveis. Cumpre descrever a adaptação que se fez ao método do IPCC, no que tange às emissões da gasolina C, composta de 78% de gasolina A e 22% de álcool de mínimo 99,3º INPM (ou 99,3% em peso de etanol). Decidiu-se calcular separadamente as emissões da gasolina A ao considerar como quantidade consumida sua fração (78%) multiplicada pelo volume total de gasolina C, chegando-se a valores de 8.649 litros (78% do volume de 11.088 l de gasolina C) de gasolina A nos veículos sem catalisador e de 4.805 litros nos veículos com catalisador. Essa adaptação se deveu às orientações do IPCC e do projeto da ABNT de não incluir as emissões de biomassa no inventário, bastando anotar essas emissões. Assim, para calcular as emissões do álcool contido nos veículos a gasolina C (com e sem catalisador) foi considerada queima total do etanol (a 100%, após transformação do álcool a 99,3º INPM) na reação de combustão, levando em conta as relações estequiométricas dos reagentes (etanol com oxigênio) com os produtos (CO2 e água). Esses cálculos estão apresentados na planilha da Tabela 6.13. Foi também calculado o FEC para o álcool, através do seu PCI (6750 kcal/kg) e da relação do peso molecular do etanol para 2 átomos de carbono (relação estequiométrica) na mesma tabela 6.13. O FEC assim calculado (18,3 tC/TJ) foi comparado aos FEC’s obtidos de outras fontes já mencionadas na pesquisa bibliográfica. O valor calculado para a emissão de CO2 a partir desse FEC calculado (5648 kg de CO2) ficou próximo do valor calculado pela estequiometria da reação (5702 kg de CO2) e do valor a partir do FEC do IPCC de 19,3 tC/TJ ou FE de 70800 kg CO2/TJ (5960 kg de CO2). 84 Tabela 6.12 Cálculo de Outras Emissões Indiretas de GEE’s Outras Emissões Indiretas (ABNT) Considerando ANP 2005 (1) TRANSPORTE CARGAS Consumo óleo diesel 999545 litros PCI = 10350 kcal/kg ? 8818 kcal/l Densidade = 0,852 kg/l Consumo óleo diesel (em energia) 8,81E+09 kcal FE CO 2 Óleo Diesel Emissão CO2: 74100 kg/TJ FE N2O Óleo Diesel 3,9 kg/TJ (2) PAG N2O = 310 37 TJ 2732766 kg CO 2 144 kg N2O Emissão N2O: Emissão de CO 2e: FE CH4 Ól. Dies. 3,9 kg/TJ PAG CH4 = 21 44587 kg CO 2e 144 kg CH4 Emissão CH4: Emissão de CO 2e: Total Emissão CO2e: TRANSPORTE PESSOAS Consumo óleo diesel 480784 litros PCI = 10350 kcal/kg ? 8818 kcal/l Densidade = 0,852 kg/l Consumo óleo diesel (em energia) 4,24E+09 kcal FE CO 2 Óleo Diesel Emissão CO2: 74100 kg/TJ FE N2O Óleo Diesel 3,9 kg/TJ (2) PAG N2O = 310 3020 kg CO 2e 2780374 kg CO 2e 17,7 TJ 1314469 kg CO 2 69,2 kg N2O Emissão N2O: Emissão de CO 2e: FE CH4 Ól. Dies. 3,9 kg/TJ Emissão CH4: PAG CH4 = 21 Emissão de CO 2e: 21447 kg CO 2e 69 kg CH4 1453 kg CO 2e 1337368 kg CO 2e Total Emissão CO2e: PCI (gas. A) = 10550 kcal/kg ? 7828 Densidade= 0,742 kg/l Cons.gas. C carros s/cat., l 11088 8649 Cons.gas. C carros c/cat., l 6160 4805 FE CO 2 gas. A 69300 kgCO2/TJ FE N2O gas. A s/cat. 3,2 kg/TJ gas. A, l 67702419 kcal gas. A, l 37612455 kcal Emissão CO2: FEN2O gas. A c/cat. Emissão N2O: 8 kg/TJ (2) PAG N2O = 310 Emissão N2O: Emissão de CO 2e: FE CH4 gas. A. s/cat. FE CH4 gas. A. c/cat. PAG CH4 = kcal/l 33 kg/TJ Emissão CH4: 25 kg/TJ Emissão CH4: Emissão de CO 2e: 21 Total Emissão CO2e: Consumo GN PCI = 11900 Densidade = 0,00074 Consumo GN (em energia) FE CO 2 GN 56100 FE N2O GN 3 kcal/kg t/m 3 3,42E+10 kcal Emissão CO2: kg/TJ Emissão N2O: Emissão de CO 2e: FE CH4 GN 92 kg/TJ PAG CH4 = 21 (1) Anuário Estatístico da ANP Emissões Diretas (ABNT) Emissõe indiretas (eletricidade) ABNT Outras emissões indiretas (ABNT) Total emissões, kg Total emissões, ton. 1,26 kg N2O 671 kg CO 2e 9,3 kg CH4 3,9 kg CH4 279 kg CO 2e 31487 kg CO 2e 3884966 m3 3 8806 kcal/m kg/TJ (2) PAG N2O = 310 TJ 0,283 TJ 0,157 30537 kg CO 2 0,91 kg N2O Emissão CH4: Emissão de CO 2e: Total Emissão CO2e: 143,1 TJ 8030283 kg CO 2 429 kg N2O 133122 kg CO 2e 13169 kg CH4 276551 kg CO 2e 8439956 kg CO 2e 61080900 2416802 12589185 76086887 76087 kg CO 2e kg CO 2e kg CO 2e kg CO 2e t CO 2e 85 Tabela 6.13 Cálculo de FEC e de CO2 emitido de Álcool Etílico Anidro Combustível (AEAC) Consumos de AEAC nos veículos sem e com catalisador (22% na gasolina A) Consumo Densidade do AEAC, kg/l AEAC 2439 1916 kg Etanol = 0,791 (99,3% etanol) s/cat.,l Consumo AEAC 1355 1064 kg Etanol c/cat.,l Total de etanol (100%) consumido 2980 kg etanol Considerando combustão total: 2CO2 + 3H2O C2H6O + 3O2 46 kg C2H6O 88 kg CO2 1 -Por estequiometria: CO2 Etanol 46 88 2980 x x= 5702 kg CO2 CO2 emitido pelo AEAC total 2 - Cálculo do FEC de AEAC: C2H6O + 3O2 46 kg C2H6O 46 kg C2H6O PCI AEAC 2CO2 + 3H2O 88 kg CO2 24 kg C 6750 kcal/kg Transformação unidades: 1TJ = 2,39E+08 kcal xTJ = 6750 kcal (PCI) 2,82E-05 TJ/kg 23,8 (*)kg C x kg C 1,30E-03 TJ 1 TJ 1,30E-03 TJ em 46 kg C2H6O x= 1,83E+04 kg C/TJ 1,83E+01 t C/TJ 18,3 t C/TJ FEC do AEAC Essas considerações são para a queima completa do AEAC, conforme a reação acima Outras referências, FEC Álcool Etílico Fatores de Emissão, Referência PCI AEAC: tC/TJ 1 - IPCC 2006 AEAC consumido, kg 19,3 (Biogasoline) 2 - CETESB 1994 AEAC consumido, TJ 14,81 e&e 18,8 (**) COPPE 14,8 MCT 20 Pelo FEC 18,3 tC/TJ Autora (Elzbieta) 18,3 (***) (*) O teor mínimo de etanol puro no AEAC é 99,3% (ANP RT 7/2005) (**) Considerou todo ciclo de vida (insumos para a produção do álcool) (***) AEAC (só CO2 emitido, sem ciclo de vida) 3 - Pelo FE do IPCC "Biogasoline": 70800 kg CO2/TJ 2,82E-05 TJ/kg 2980 kg 8,42E-02 TJ 5648 kg CO2 5960 kg CO2 86 Na tabela 6.14, foi mostrado o resultado das emissões do tratamento do efluente contendo sacarose em uma empresa vizinha à indústria em estudo, bem como as emissões da queima do álcool da gasolina C. Os cálculos de carbono na sacarose nesta tabela se basearam na relação entre a massa de carbono (C) contida na sacarose e a massa molecular desta (12*12/342 = 0,42105). Assim, multiplicando esse valor encontrado pela massa de sacarose excedente (0,42105*2072) chegou-se ao valor de 873 toneladas de carbono para o tratamento. Como 40 a 60% de C são transformados em CO2 (referência [60] na tabela 6.14), multiplicase a massa de C (873 t) contido na sacarose por 0,4 e 0,6 e por 44/12 (CO2/C) para calcular o limite mínimo e máximo de 1279,7 a 1919,6 toneladas de CO2 emitidos no tratamento de sacarose, respectivamente. Somando esses valores à média do CO2 emitido pelo álcool (5,8 t) calculada a partir dos FE’s da tabela 6.13, as emissões totais produzidas pelas 2 fontes renováveis (álcool e tratamento do efluente orgânico) totalizaram de 1285,5 a 1925,3 toneladas de CO2, como mostra essa Tabela 6.14. Tabela 6.14 Cálculo das emissões de CO2 das biomassas [60] 1 - Emissões de CO2 no Tratamento do Efluente (sacarose) Sacarose excedente, t 2072 Peso molecular de C12H22O11 342 Relação C/Sacarose = Relação C/Sacarose Empresa: 0,42105 873 t C Pela referência [60], 40 a 60% de C vai para o crescimento de microorganismos (MO) do tratamento do efluente. Portanto de 40 a 60% de C se transforma em CO2. 1279,7 t CO2 a 1919,6 t CO2 2 - Emissões de CO2 do Álcool contido no total da gasolina C consumida Assim, foram emitidas de: Pelo FEC 18,3 tC/TJ cálculo (pela autora da dissertação) na tabela 6.13 Pelo FE do IPCC "Biogasoline": 5648 kg CO2 5960 kg CO2 5702 kg CO2 Por estequiometria: Média desses valores, total de t de CO2 emitido 3 - Total CO2 emitido pelas biomassas sacarose + álcool, t 5,8 t CO2 1285,5 a 1925,3 87 Quanto às emissões indiretas da empresa causadas pelo consumo de eletricidade, a tabela 6.15 mostra os dados de consumo de combustíveis na matriz brasileira de geração de eletricidade no ano de 2006, fornecida pelo MME [61]. Tabela 6.15 Geração de energia elétrica e consumo de combustíveis [61] 2006 BRASIL CENTRAIS PÚBLICAS GÁS NAT.ÚMIDO milh m3 Consumo de combustíveis (unidade física) 0 GÁS NAT. SECO milh m3 2.928 2.577 13.049 FONTES DE ENERGIA Consumo de combustíveis (mil tep) Geração GWh 0 C.VAPOR 3100 mil t 390 115 269 C.VAPOR 3300 mil t 2.130 660 1.672 C.VAPOR 4200 mil t 82 33 44 C.VAPOR 4500 mil t 2.825 1.200 4.458 C.VAPOR 4700 mil t 0 0 C.VAPOR 5200 mil t 0 0 C.VAPOR 6000 mil t 73 42 80 335.761 28.875 335.761 152 HIDRÁULICA GWh LENHA mil t 158 49 BAGAÇO DE CANA mil t 0 0 LIXÍVIA mil t 0 0 OUTRAS RENOV. mil tep 35 35 237 ÓLEO DIESEL mil m3 1.613 1.368 5.484 ÓLEO COMBUST. mil m3 632 606 2.684 GÁS DE COQUERIA milh m3 0 0 URÂNIO C. UO2 48 3.582 t GÁS DE REFINARIA mil m3 0 0 OUT.EN. PETRÓLEO mil m3 0 0 ALCATRÃO mil m3 0 0 TOTAL DE GERAÇÃO GERAÇÃO POR DERIVADOS DE PETRÓLEO 13.754 377.644 8.168 A tabela 6.16 a seguir mostra os resultados dos cálculos de emissões (a partir da tabela 6.15 e dos dados de combustíveis) por GWh produzido no País. Para esclarecer como essa tabela 6.16 foi construída, focando no GN Seco participante na 88 geração de eletricidade, deve-se transformar seu volume (2.928.200 mil m3) em energia, como foi feito na tabela 6.11, ou seja, multiplicar seu PCI (11.900 kcal/kg) pela sua densidade (0,00074 t/ m3) e por 1.000 (t para kg), obtendo-se o valor de 8.806 kcal/m3. Esse valor é multiplicado pelo volume mencionado (2.928.200 mil m3) e por 1000 (mil m3 para m3) chegando ao valor de 2,58*1013 kcal. Depois, transforma-se esse valor em kcal para TJ, encontrando o valor de 107.890 TJ. Finalmente, multiplica-se esse valor pelo FE do GN (56.100 kg CO2/TJ) cujo resultado foi 6.052.634 toneladas de CO2 emitido pelo GN seco, que é um dos componentes da geração de eletricidade que contribuem para a emissão deste GEE. Repete-se esse procedimento para cada um dos componentes (em amarelo) que são emissores de CO2. Não foram considerados emissores deste GEE, a energia hidráulica, urânio, lenha e outras fontes renováveis. Tem-se a o CO2 emitido (21.078.322 t) pela geração total de eletricidade brasileira em 2006. Para GEE’s CH4 (verde) e N2O (laranja) o procedimento foi similar ao descrito no parágrafo anterior e foi construída a tabela 6.17, considerando os FE’s para cada um deles e para cada combustível, além dos seus PAG’s: 21 e 310, respectivamente. Foram obtidos os valores de 26750 e 61537 t para o CO2e do CH4 e do N2O, respectivamente Somam-se então as parcelas calculadas de CO2 emitido da tabela 6.16 com os valores de CO2e do CH4 e do N2O da tabela 6.17, para calcular a emissão total de CO2e cujo resultado foi 21.166.609 t. Divide-se esse total (21.166.609 t de CO2e) pelo total de energia gerada (377.644 GWh) para encontrar a emissão por GWh gerado, cujo resultado foi 56 t CO2/GWh. Esse resultado ficou próximo ao encontrado num trabalho realizado pela empresa ICF International para a indústria Aracruz Celulose [62] em 2005, cujo valor foi 54,3 t CO2/GWh. Multiplicando esse último valor pelo consumo de eletricidade pela empresa em estudo (43,3 GWh) chega-se a um valor de 2425 t. de CO2 emitido por essa fonte indireta. 89 Tabela 6.16 Consumo de combustíveis na geração de eletricidade no Brasil em 2006 e cálculo de suas emissões CENTRAIS PÚBLICAS BRASIL FE, t Consumo CO2 Consumo Consumo CO2/TJ combustíveis Geração combustível, combustível, emitido, t (unidade GWh IPCC kcal (a) TJ (b) (d=b*c) física) (c) FONTES DE ENERGIA GÁS NAT.ÚMIDO GÁS NAT. SECO C.VAPOR 3100 C.VAPOR 3300 C.VAPOR 4200 C.VAPOR 4500 C.VAPOR 4700 C.VAPOR 5200 C.VAPOR 6000 HIDRÁULICA LENHA BAGAÇO DE CANA LIXÍVIA OUTRAS RENOV. ÓLEO DIESEL ÓLEO COMBUST. GÁS DE COQUERIA URÂNIO C. UO2 GÁS DE REFINARIA OUT.EN.PETRÓL. ALCATRÃO Cálculos (pela autora da dissertação) das emissões nacionais de CO2 da geração de eletricidade, t milh m 3 3 mil m mil t mil t mil t mil t mil t mil t mil t GWh mil t mil t mil t mil tep 3 mil m 3 mil m 3 milh m t 3 mil m 3 mil m 3 mil m TOTAL DE GERAÇÃO, GWh 0 2.928.200 13.049 390 269 2.130 1.672 82 44 2.825 4.458 0 0 73 80 335.761 335.761 158 152 0 0 35 237 1.613 5.484 632 2.684 0 48 13.754 0 0 0 2,58,E+13 1,21,E+12 7,03E+12 3,44E+11 1,27E+13 107890 5059 29410 1441 53190 56,1 94,6 94,6 94,6 94,6 6052634 478541 2782190 136319 5031810 4,38E+11 1833 94,6 173367 1,42,E+13 6,21E+12 59528 26000 74,1 77,4 4411053 2012408 377.644 Total CO2 emitido, t 21078322 90 Tabela 6.17 Cálculos (pela autora da dissertação) das emissões nacionais em t CO2e / GWh Cálculos (pela autora da dissertação) das emissões nacionais em t CO2e / GWh produzido BRASIL FE, kg Consumo combustível, CH4/TJ TJ (b) IPCC (e) FONTES DE ENERGIA GÁS NAT. ÚMIDO GÁS NAT. SECO C.VAPOR 3100 C.VAPOR 3300 C.VAPOR 4200 C.VAPOR 4500 C.VAPOR 4700 C.VAPOR 5200 C.VAPOR 6000 HIDRÁULICA LENHA BAGAÇO DE CANA LIXÍVIA OUTRAS RENOV. ÓLEO DIESEL ÓLEO COMBUST. GÁS DE COQUERIA URÂNIO C. UO2 GÁS DE REFINARIA OUT.EN.PETRÓLEO ALCATRÃO milh m 3 CH4 emitido, kg (f) FE, kg N2O/TJ IPCC (g) N2O emitido, kg (h) 3 mil m mil t mil t mil t mil t mil t mil t mil t GWh mil t mil t mil t mil tep 3 mil m 3 mil m 3 milh m t 3 mil m 3 mil m 3 mil m TOTAL de GERAÇÃO, GWh: 107890 5059 29410 1441 53190 1 10 10 10 10 107890 50586 294100 14410 531904 0,1 1,5 1,5 1,5 1,5 10789 7588 44115 2162 79786 1833 10 18326 1,5 2749 59528 26000 3 3 178585 78000 0,6 0,6 35717 15600 377.644 (f) = (b)*(e) (h) = (b)*(g) 1273802 kg CH4 PAG = 21 26750 Somando o CO2 calculado na tabela 6.16 com os CO2e do CH4 e do N2O, teremos total de CO2e, em t (i): (j) Divisão de (i) pelo total de geração nacional em GWh 198505 kg N2O PAG = 310 t CO2e 61537 21078322+26750+61537 = t CO2e 21166609 56 t CO2e/GWh 91 6.3.3 Síntese dos resultados A tabela 6.12 apresentou as quantidades totais de emissões em CO2e (transformadas de kg para toneladas abaixo) emitidas pela empresa do estudo de caso, quais sejam: • Emissões Diretas – 61081 t • Emissões Indiretas – 2417 t • Outras Emissões Indiretas – 12589 t Somando todas essas emissões, chegou-se ao valor total emitido de 76.087 toneladas de CO2e. É interessante calcular a participação em % de cada tipo de emissão, como apresentado pelos gráficos abaixo: Gráfico 6.1 - Participação por tipo de emissão Participação por Tipo de Emissão 100,0 80,0 % 60,0 40,0 20,0 0,0 Tipo de Emissão Outras emissões indiretas 16,5 Emissões indiretas (eletricidade) 3,2 Emissões Diretas 80,3 Pelo gráfico 6.1, percebe-se que as emissões diretas são predominantes, com valor de 80,3 % das emissões totais. 92 Para saber qual a fonte que mais contribuiu para as emissões diretas (maior participação) verifica-se no gráfico 6.2 a seguir que o maior responsável foi o processo. A identificação das fontes neste gráfico 6.2 é: Process significa Processo Refeitóri significa Refeitório Retroes significa Retroescavadeira Empilha significa Empilhadeira Outras significam as fontes estacionárias de gases refrigerantes. Gráfico 6.2 - Determinação da maior fonte de emissões diretas Emissões Diretas 100,00 80,00 % 60,00 40,00 20,00 0,00 Processo Process Refeitóri Retroes Empilha Outras 98,67 0,02 0,01 0,11 1,18 Fontes O 2º tipo de emissão de maior peso é o de outras emissões indiretas (1,18%) geradas pelo transporte de pessoas e de cargas, cujos pesos (em %) são mostrados no gráfico 6.3 a seguir: 93 Gráfico 6.3 - Participação das fontes de outras emissões indiretas Outras Emissões Indiretas 80,00 60,00 77,91 % 40,00 20,00 0,00 22,09 Transporte Cargas Transporte Pessoas Fonte A fonte com maior peso entre as fontes de outras emissões indiretas foi a de transporte de pessoas (~78%). Cabe lembrar que não foram contabilizadas nesses valores as emissões de álcool da gasolina C e nem tampouco as do tratamento do efluente com sacarose excedente, por se tratarem de biomassas. As emissões causadas pela combustão de GN no processo (60.267 t de CO2e) foram as mais significativas dentre todas as outras e representou cerca de 79% das emissões totais e quase 99% das emissões diretas (controladas pela empresa). Entre as outras emissões indiretas (controladas por outras empresas, mas causadas pelas atividades da empresa em estudo) a que mais pesou foi a causada pelo transporte de pessoas (9.809 t de CO2e), representando cerca de 78% dessas emissões e 13% das emissões totais. As fontes que mais emitiram nessa categoria foram os veículos a GN (86% das emissões do transporte de pessoas). Somando apenas as emissões dessas duas fontes (Processo e transporte de pessoas) chega-se a uma participação de 92% do total emitido pela empresa. O efluente contendo sacarose emitiu no tratamento aeróbico de 1285,5 a 1925,3 toneladas de CO2 (tabela 6.14), levando em conta que cerca de 40 a 60% do insumo em carbono se transforma em CO2, de acordo com a referência mencionada nessa tabela. 94 O Álcool total contido na gasolina C usada emitiu 5,8 toneladas de CO2. Esse valor foi obtido tanto pela estequiometria da reação de combustão do álcool, como pelo fator de emissão do IPCC (“biogasoline”) e do calculado pela autora deste trabalho. Somando as emissões da sacarose com as do álcool, o total de CO2 emitido ficou entre 1285,5 e 1925,3 toneladas, que não são incluídas no inventário total da empresa (citação nas páginas 74 e 75). A empresa produz no horto, cerca de 360 plantios de mudas de espécies resistentes à salinidade da área por ano. Isso significa uma captação de cerca de 900kg de CO2 captado, que somados às 80 toneladas produzidas no horto, dá um total de cerca de 81 toneladas de CO2 captado em 2006. Isso representa aproximadamente 0,1% do que foi emitido pela empresa (76.087 toneladas de CO2) em 2006. 95 7. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES 7.1 Conclusões Não existem fatores de emissão desenvolvidos no Brasil, para permitir adotar o método de nível 2 do IPCC, mais preciso que o de nível 1 usado neste trabalho. Nem mesmo as características físico-químicas básicas dos combustíveis (PCI e densidade) encontradas na única fonte encontrada na pesquisa (ANP) foram apresentadas com faixas de valores, mas apenas um valor, como se esses produtos fossem substâncias químicas puras, o que não é verdade. Cabe lembrar que esses FE’s foram desenvolvidos por países desenvolvidos, o que não reflete a realidade brasileira, onde os combustíveis devem ter diferentes conteúdos padrões de carbono, pois são obtidos a partir de outros petróleos e outros esquemas de refino. Em outras palavras, um valor obtido no País com os teores reais e locais de carbono dos seus combustíveis geraria resultados mais precisos e confiáveis. Os métodos do IPCC são internacionais e são os mais usados em todas as referências consultadas sobre cálculos de GEE’s. Assim, ainda é necessário usar os FE’s e PAG’s do IPCC, enquanto o Brasil não desenvolver faixas confiáveis das características de seus combustíveis, principalmente no que tange aos teores de carbono e dos PCI’s. 96 7.2 Recomendações específicas à empresa Com base nos valores obtidos e considerando as informações prestadas pela empresa, recomenda-se: Instalação de sistema de medição nos equipamentos que utilizam o gás natural no processo (maior emissor de GEE’s) visando implantar um programa de identificação e racionalização do uso do referido combustível por equipamento; Estudo da viabilidade técnica e econômica da substituição total ou parcial do gás natural por outra fonte de energia renovável; Participação da empresa em projetos de reflorestamento regional ou nacional, posto que, por sua iniciativa para neutralização, seria necessário um aumento de mil vezes do que faz atualmente; Incentivo do uso de combustíveis de origens renováveis às empresas transportadoras de pessoas, principalmente, por serem as fontes com maior peso (em torno de 78%) dentro das emissões indiretas. 7.3 Recomendações gerais Envidar esforços para o País desenvolver seus próprios fatores de emissões, visando avaliar melhor sua realidade emissora e impactante. Para alcançar esse objetivo, seria necessário conhecer melhor as faixas das características dos combustíveis por equipamento, principalmente dos seus teores de carbono e PCI’s. 97 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS [1] Disponível em http://www.mct.gov.br/index.php/content/view/4092.html Acesso em 17/08/2007 [2] ABNT/CB-38 Projeto 38:009.01-001/1 – Janeiro:2007 [3] Disponível em www.noticias.terra.com.br/ciencia/interna acesso em 02/02/2007 [4] Disponível em www.conpet.gov.br acesso em 03/02/2007 [5] Disponível em www.carbonobrasil.com acesso em 03/02/2007 [6] Jornal O Globo e Jornal do Brasil de 03/02/2007 [7] Santos, M. A., Inventário de Emissões de Gases de Efeito Estufa Derivadas de Hidrelétricas. Tese* de D. Sc., COPPE/UFRJ, RIO DE JANEIRO, RJ, Brasil, 2000. [8] DUBEUX , C. Mitigação de emissões de gases de efeito estufa por municípios brasileiros: metodologias para elaboração de inventários setoriais e cenários de emissões como instrumentos de planejamento. Tese* de Dsc., COPPE/UFRJ, Rio de Janeiro, RJ, Brasil, 2007 [9] Disponível em www.pr.gov.br acesso em 10/07/2007 [10] Disponível em www.epa.gov/climatechange/emissions acesso em 06/07/2007 [11] Disponível em http://www.eia.doe.gov/oiaf/1605/gg04rpt/global.html acesso em 16/08/2007 [12] Disponível em http://200.130.9.7/Clima/ciencia/relato06.htm acesso em 20/08/2007 [13] Disponível em www.epa.gov/nonco2/econ-inv/table.html (tabela traduzida) acesso em 01/04/2007 [14] Conferência Internacional Ethos – Empresas e Responsabilidade Social, em São Paulo (junho de 2006) [15] Climate Change 2001 Synthesis Report – Summary for Policemakers (IPCC) [16] Disponível em www.rudzerhost.com/ambiente/estufa acesso em 02/04/2007 [17] Disponível em www.ethanolsummit.com acesso em 15/04/2007 [18] Jornal O Globo de 7/04/2007 [19] Disponível em www.atmosphere.mpg.de acesso em 20/07/2007 [20] Disponível em www.earthscape.org/r1/ari02/glossary.html acesso em 15/08/2007 [21] Disponível em http://www.sciencepoles.org/index.php?s=2&rs=home&uid=650&lgen acesso em 16/08/2007 [22] IPCC Fourth Assessment Report – Working Group I Report “The Physical Science Basis” - Chapter 2 (AR4WG1) 98 [23] Sumário da contribuição do grupo de trabalho I para o 4º Relatório de Avaliação (AR4) do IPCC (2007) [24] Disponível em www.ipcc.ch/SPM2feb07.pdf acesso em 16/05/2007 [25] IPCC/TAR/WG1/SPM, adapted Prather [26] Disponível em http://www.ivig.coppe.ufrj.br/pbr/livro01_glossario.htm acesso em 28/08/2007 [27] A Circulação Oceânica em Grande Escala e sua importância no Sistema Climático Prof. Dr. Edmo Campos Depto. de Oceanografia Fisica, Química e Geológica IOUSP 2005 encontrado em www.labmon.io.usp.br/cursos/difusao_cultural/Aula_Sep_2007.ppt acesso em 28/08/07 [28] Disponível em www.ambientebrasil.com.br acesso em 09/08/2007 [29] Carbon Dioxide Capture and Storage – Summary for Policymakers and Technical Summary (IPCC, 2005) [30] Disponível em www.greenhouse.gov.au/ccs/publications/key-findings.html acesso em 27/04/2007 [31] Disponível em www.peugeot.com.br acesso em 06/05/2007 [32] Seqüestro florestal do carbono no Brasil – Dimensões políticas socioeconômicas e ecológicas - Chang Man Yu - Tese de Doutorado em Meio Ambiente e Desenvolvimento, na UFPR em janeiro de 2004. [33] Disponível em www.embalagemmarca.com.br acesso em 06/05/2007 [34] Disponível em www.latinchemical.com.br acesso em 04/05/2007 [35] Scarpinella, Gustavo d’Almeida Reflorestamento no Brasil e Protocolo de Quioto, julho de 2002 (Tese de mestrado IEE/PIPGE/USP). [36] Disponível em www.ciagri.usp.br/~luagallo/FOTOSSINTESE acesso em 01/05/07 [37] Disponível em www.br.geocities.com/saladefisica acesso em 06/05/07 [38] Disponível em http://www.cepea.esalq.usp.br/pdf/Artigo_projetos%20florestais.pdf acesso em 08/01/07 [39] Renner, R.M e Bittencourt, S.M Estimativa de estoque e incremento de carbono das espécies nativas plantadas e áreas abandonadas para regeneração natural pelo Programa Mata Ciliar no Estado do Paraná; www3.pr.gov.br/mataciliar/metodologia_carbono.php em 20/05/2007. [40] Tannizak, Lenny – “Base teórica para o cálculo de emissões de CO2 relacionadas a meios de transporte” no site www.florestas dofuturo.org.br, acesso em 16/04/2007. 99 [41] Economia e Energia, ano II, No 11- Nov/Dez 1998 [42]Economia & Energia No 40: Setembro-Outubro 2003 [43] Disponível em www.demec.ufmg.br acesso em 08/03/2007 [44] Disponível em www.mct.gov.br acesso em 24/01/07 [45] Manual de Referência do IPCC,1996 [46] Revised 1996 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gás Inventories: Reference Manual [47] Rosa, Luiz Pinguelli et al. Primeiro Inventário Brasileiro de Emissões Antrópicas de Gases de Efeito Estufa - Relatórios de Referência Elaborado conforme contrato entre o Programa das Nações Unidas para o Desenvolvimento - PNUD, a agência implementadora do Fundo Global para o MeioAmbiente - GEF, e o Instituto de Pós-Graduação e Pesquisa em Engenharia - COPPE, no âmbito do Projeto BRA/95/G31. Abordagem top-down 2006. [48] Disponível em www.ecen.com acesso em 23/01/07 [49] Disponível em www.ecen.com/eee58/eee58p/avaliacao_das_emissoes_de_co2_.htm acesso em 23/04/07 [50] Primeiro inventário brasileiro de emissões antrópicas de gases de efeito estufa emissões de gases de efeito estufa por queima de combustíveis abordagem bottom-up COPPE/MCT [51] Diretrizes Revisadas de 1996 do IPCC, editado em 1997 [52] Disponível em www.ipcc-nggip.iges.or.jp/public/2006gl/index.htm acesso em 05/07/2007 [53] Revised 1996 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories: Reference Manual pág. 1.13 [54] 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories – Volume 2: Energy Chapter 1: Introduction [55] PORTARIA ANP Nº 104, DE 8.7.2002 - DOU 9.7.2002 [56] Tradução de parte da tabela 2.3 da página 2.18 do Capítulo 2: Combustão Estacionária Volume 2 – Energia das Diretrizes do IPCC de 2006 [57] Tabelas 2.6, 2.7 e 2.8 nas páginas 2.25 a 2.27, respectivamente no capítulo 2: Combustão Estacionária do Volume 2 - Energia [58] Tradução de parte da tabela 3.2.2 da página 3.21 do Capítulo 3: Combustão Móvel Volume 2 – Energia das Diretrizes do IPCC de 2006 [59] Relatório de qualidade do ar no Estado de São Paulo [60] Madigan, Michael T., Martinko, John, M. e Parker, Jack. (2004). Microbiologia de 100 Brock. Capítulo 5: Nutrição, Cultivo Laboratorial e Metabolismo dos Microrganismos. 10a Edição, Prentice-Hall. [61] Dados fornecidos pelo Departamento de Planejamento Energético - Secretaria de Planejamento e Desenvolvimento Energético - Ministério de Minas e Energia [62] Protocolos para Medição e Geração de Dados relativos a Gases de Efeito Estufa (GEE) elaborados pela ICF International para a Aracruz Celulose, editados em 2006. 101 Livros Grátis ( http://www.livrosgratis.com.br ) Milhares de Livros para Download: Baixar livros de Administração Baixar livros de Agronomia Baixar livros de Arquitetura Baixar livros de Artes Baixar livros de Astronomia Baixar livros de Biologia Geral Baixar livros de Ciência da Computação Baixar livros de Ciência da Informação Baixar livros de Ciência Política Baixar livros de Ciências da Saúde Baixar livros de Comunicação Baixar livros do Conselho Nacional de Educação - CNE Baixar livros de Defesa civil Baixar livros de Direito Baixar livros de Direitos humanos Baixar livros de Economia Baixar livros de Economia Doméstica Baixar livros de Educação Baixar livros de Educação - Trânsito Baixar livros de Educação Física Baixar livros de Engenharia Aeroespacial Baixar livros de Farmácia Baixar livros de Filosofia Baixar livros de Física Baixar livros de Geociências Baixar livros de Geografia Baixar livros de História Baixar livros de Línguas Baixar livros de Literatura Baixar livros de Literatura de Cordel Baixar livros de Literatura Infantil Baixar livros de Matemática Baixar livros de Medicina Baixar livros de Medicina Veterinária Baixar livros de Meio Ambiente Baixar livros de Meteorologia Baixar Monografias e TCC Baixar livros Multidisciplinar Baixar livros de Música Baixar livros de Psicologia Baixar livros de Química Baixar livros de Saúde Coletiva Baixar livros de Serviço Social Baixar livros de Sociologia Baixar livros de Teologia Baixar livros de Trabalho Baixar livros de Turismo