Produção de madeira para geração de energia elétrica numa plantação clonal de eucalipto em Itamarandiba, MG

Abstract

Este trabalho teve como objetivo principal mostrar o potencial da biomassa de eucalipto para a geração de energia elétrica distribuída, por meio da simulação de um projeto piloto de reflorestamento com eucalipto. Foi implantado um experimento em áreas da ACESITA energética, no município de Itamarandiba – MG, utilizando o delineamento experimental em blocos ao acaso (3 repetições), no esquema de parcelas subdivididas (“Split Plot in time”). As parcelas foram constituídas por 5 espaçamentos iniciais de plantio e a subparcela, pelas épocas de medição (7, 12, 18 e 24 meses). A partir dos dados de produção em biomassa/hectare foi calculada a área necessária para atender a três plantas com diferentes capacidades instaladas (1MW, 5MW e 10MW). Para avaliação da viabilidade econômica, foram considerados os custos de implantação, manutenção e colheita por hectare, para cada espaçamento, nos três diferentes cenários. Em seguida foi realizada uma projeção de receitas com a comercialização de créditos de carbono. Foram estimados o VPL, o B(C)PE, a relação B/C e a TIR para a avaliação dos tratamentos. A fim de avaliar os aspectos ambientais relacionados com o sistema de manejo adotado, foram realizadas análises químicas para a determinação da quantidade de nutrientes alocados nos compartimentos das árvores (copa e fuste). A área de plantio necessária para atender a cada planta apresentou relação inversa com a densidade de plantio. A produção de eletricidade, nas condições específicas deste trabalho, se mostrou viável para os espaçamentos 3,0x0,5 e 3,0x1,0 em diferentes taxas de juros e para o espaçamento 3,0x1,5 na taxa de juros de 8%. Quando considerada a receita adicional proveniente da comercialização de créditos de carbono, observou-se um acréscimo da atratividade dos espaçamentos estudados, tornando viáveis os espaçamentos 3,0x1,5 e 3,0x2,0 (este último sendo viável somente para as taxas de juros de 8 e 10%). Com relação ao balanço nutricional da exploração da floresta aos 24 meses de idade, em todos os casos observou- se que 21 a 23% dos nutrientes estão alocados na copa, 63 a 67% estão alocados na casca e 11 a 16% estão alocados no lenho. A exploração florestal aos 24 meses de idade tem maior impacto, principalmente, na exportação de P, Ca, Mg e K (em menor proporção) que apresentam maiores concentrações na casca (93,82%, 90,81%, 96,97% e 42,5% respectivamente). Considerando o balanço nutricional, a necessidade de reposição de nutrientes, devido à exploração, foi inversamente proporcional à densidade de plantio. Considerando o sistema de exploração da madeira sem a casca, a necessidade de reposição nutricional, via fertilização, é drasticamente reduzida em função do retorno proporcionado pela manutenção da biomassa de copa e da casca no sítio florestal. Isto se constitui um indicativo de que a silvicultura com eucalipto representa um importante meio de produção de biomassa como insumo para a geração elétrica distribuída.

The main objective of this work was to show the potential of eucalypt biomass for the cogeneration of distributed electric energy by using a simulation based on a pilot eucalypt reforestation project. A research trial was established in area belonging to ACESITA Energética, in Itamarandiba, MG, by using a statistical design of Randomized Blocks (3 replications), with Split Plots in time. The treatments consisted of 5 initial planting spacings with measurements taken at the ages of 7, 12, 18 e 24 months. Based on the production data in terms of biomass per hectare it was estimated the area needed to supply three power plants with different capacity to generate electricity (1MW, 5MW e 10MW). To evaluate the economic feasibility of those plants it was taken into consideration the establishment, tending and harvesting costs per hectare of the eucalypt plantations for each different spacing. The next step consisted in estimating the revenues obtained with the commercialization of carbon credits. The Present Net Worth (PNW), the Benefit (Cost) Periodical-Equivalent (B(C)PE), the Benefit/Cost (B/C) and the Internal Rate of Return (IRT) were used to evaluate the treatments under the economics point of view. To evaluate the environmental aspects related to the addopted forest management system several chemical analysis were carried out to determine the amount of nutrients in different parts of the trees (crown, stem, bark). The area needed to be planted to supply each electrical facility was inversely proportional to the density of the eucalypt plantation. Electricity production for the conditions of this work was economically feasible for the initial planting spacings of 3.0 m x 0.5 m and 3.0 m x 1.0 m for different values of interest rates and for the 3.0 m x 1.5 m spacing at an interest rate of 8% per year. When considering the additional revenue accrued from the commercialization of carbon credits it was possible to note a increase of the economic feasibility of the studied initial spacings, making it possible to use also the 3,0 m x 1.5 m and the 3.0 m x 2.0 m (this last one being feasible only for the intererest rates of 8% and 10% per year). Regarding the nutritional balance during the harvesting operation of the plantations at the age of 24 months it was observed in all treatments that 21% to 23% of the nutrients were located in the crown of the trees with 7% in the bark and finally, 11% and 16% in the wood in the stem. Cropping the plantations at the age of 24 months has a greater impact mainly in the export of P, Ca, Mg and K (the last one in small proportion) which are concentrated more in the bark (93,82%, 90,81%, 96,97% e 42,5% respectively). Considering the nutritional balance the need to replace nutrients due to the harvesting of the eucalypt plantations was inversally proportional to the density of the plantation. In case of harvesting and debarking the trees in the field the need to replace nutrientes in the field is drastically reduced due to the ammount of nutrients left in the site through the bark and the crown of the trees. This work shows that short rotation eucalypt plantations with high density of trees per hectare is an important source of forest biomass to be used in the cogeneration of distributed electricity