Blog do Consultor e Professor de Graduação e Pós Graduação José Carlos Nunes Barreto
terça-feira, 7 de outubro de 2025
Qual é a margem de contribuição de 1 ton de cana referente a saída em litros de alcool
"qual é a margem de contribuição de 1 ton de cana referente a saída em litros de alcool, megawatts de energia e tratamento do solo via vinhoto, com a substituição de produtos químicos para correção do solo"
O ChatGPT disse:
Pensou por 1m 27s
Boa — vou te dar uma estimativa numérica prática da margem de contribuição por 1 t (tonelada) de cana considerando saída em litros de etanol, geração elétrica (cogeração com bagaço) e o valor fertilizante do vinhaço (substituição de corretivos/insumos químicos). Usei fontes públicas recentes e mostro todas as hipóteses para você poder reutilizar/ajustar com preços e rendimentos locais.
Hipóteses principais (fontes)
Rendimento de etanol: ≈ 80 L de etanol por t de cana (valor típico Centro-Sul/Brasil).
farmdoc daily
Vinhaço: produção ≈ 15 L de vinhaço por L de etanol → portanto ≈ 1,2 m³ de vinhaço por t de cana (80 L × 15 L/L ÷1000).
ScienceDirect
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Conteúdo de potássio (K) no vinhaço: da ordem de ~2,1–2,3 kg K / m³ (literatura/estudos brasileiros).
ResearchGate
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Geração elétrica (cogeração): há grande variação na prática — fontes reportam de ~25 kWh/t (valor conservador) até ~100–135 kWh/t (estimativas mais otimistas para excedente gerado por planta bem equipada). Vou apresentar cenário com 25, 100 e 135 kWh/t.
irena.org
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Preços usados (referência atualizada em 2025): etanol hidratado ~R$ 4,30 / L (valor de varejo/mercado referencial), tarifa industrial/negociação de energia usada como referência ~R$ 0,25–0,60 / kWh (faixa; o preço real de venda de excedente pode ser bem menor/maior conforme contrato). Potássio (MOP) ≈ US$ 350/ton (custo importado) — convertido para BRL com US$1 ≈ R$5,33 (cotação recente). Fontes citadas.
Wise
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GlobalPetrolPrices.com
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GlobalPetrolPrices.com
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Preço médio da cana (custo variável por tonelada, referência São Paulo / CONSECANA): R$ 1.194,50 / t (média indicada em relatório). — esse valor é tratado aqui como custo variável por t de cana.
FAS Apps
Observação: muitos parâmetros variam fortemente por usina, contrato de venda de energia, eficiência do processo e safra (alocação cana para açúcar x etanol). Abaixo eu entrego os cálculos com essas hipóteses — se quiser, eu refaço com seus números.
Cálculo (passo a passo) — valores por 1 t de cana
1) Receita de etanol
Rendimento: 80 L/t × R$ 4,30 /L = R$ 344,00.
farmdoc daily
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2) Receita elétrica (excedente) — três cenários de geração (kWh/t) e faixa de preço de venda (R$ / kWh):
Cenário A (25 kWh/t): receita = 25 × R$0,25 … 25 × R$0,60 → R$ 6,25 … R$ 15,00.
irena.org
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Cenário B (100 kWh/t): receita = 100 × R$0,25 … 100 × R$0,60 → R$ 25,00 … R$ 60,00.
Wiley Online Library
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Cenário C (135 kWh/t): receita = 135 × R$0,25 … 135 × R$0,60 → R$ 33,75 … R$ 81,00.
Wiley Online Library
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3) Valor do vinhaço (substituição de fertilizante potássico)
Vinhaço por t cana ≈ 1,2 m³. Conteúdo de K ≈ 2,12–2,27 kg K / m³ ⇒ ≈ 2,54–2,72 kg K / t cana.
ResearchGate
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Preço implícito do K (a partir de MOP ≈ US$350/t → ≈ US$0,35/kg KCl; convertendo para kg de K elementar e para BRL com US$1=R$5,33) → ≈ R$ 2,72 / kg K (estimativa).
indexbox.io
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Valor substituição (K) por t cana ≈ 2,54–2,72 kg × R$2,72/kg ≈ R$ 9,06 … R$ 9,70.
Resultado: Receita total estimada por 1 t de cana (somando etanol + eletricidade + efeito vinhaço)
Cenário A (25 kWh/t): receita total ≈ R$ 359,31 … R$ 368,70.
Cenário B (100 kWh/t): receita total ≈ R$ 378,06 … R$ 413,70.
Cenário C (135 kWh/t): receita total ≈ R$ 386,81 … R$ 434,70.
(esses totais já incluem o valor econômico estimado do vinhaço como substituto de K). Cálculos e fontes acima.
Wiley Online Library
+3
farmdoc daily
+3
ScienceDirect
+3
Margem de contribuição simples = Receita total (produtos da 1 t) – custo variável (compra da cana = R$ 1.194,50 / t)
Cenário A: R$ 359 … 369 → margem ≈ −R$ 836 … −R$ 826 / t.
Cenário B: R$ 378 … 414 → margem ≈ −R$ 816 … −R$ 781 / t.
Cenário C: R$ 387 … 435 → margem ≈ −R$ 808 … −R$ 760 / t.
Ou seja: com as hipóteses e preços atuais usados aqui, a operação que usa 1 t de cana e obtém apenas etanol + venda de excedente elétrico + aplicação de vinhaço NÃO cobre o custo da cana (margem de contribuição negativa de ~R$ 760–836 por tonelada). Isso explica por que muitas unidades redirecionam cana para açúcar quando o preço do açúcar está alto — a venda de açúcar dá valor muito superior ao da cadeia etanol/eletricidade em muitos momentos.
Reuters
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Insight prático / ponto de equilíbrio
Com os números acima (cenário intermediário: 100 kWh/t e R$0,25–0,60/kWh e vinhaço com valor estimado), o preço do etanol precisaria subir muito para que a tonelada de cana que vira somente etanol se torne positiva: preço de etanol necessário ≈ R$14,0–14,5 / L (ou seja, ~3–4× o preço de mercado usado aqui) — o que é impraticável hoje. Em outras palavras, para que a unidade seja lucrativa usando cana só para etanol é preciso combinação de: (a) preço de etanol muito maior, (b) muito mais geração elétrica vendável a preços melhores, (c) custo da cana bem menor ou (d) alocação de parte da cana para açúcar (estratégia comum). (Cálculo do breakeven explicado nos passos acima).
GlobalPetrolPrices.com
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Conclusão curta
Margem de contribuição por 1 t de cana (com as hipóteses acima): ≈ −R$ 760 a −R$ 836 / t (faixa dependendo da geração elétrica e preço recebido pela energia).
O principal motor do resultado negativo é o alto custo da cana (≈ R$1.194/t) comparado com a receita limitada proveniente de etanol + eletricidade + valor fertilizante do vinhaço nas condições de mercado atuais.
FAS Apps
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Se quiser eu refaço o cálculo imediatamente com os seus números (por exemplo: rendimento real de etanol por t da sua usina, preço de venda do etanol recebido pela usina — não preço de bomba — preço negociado de energia elétrica para excedente, preço de compra da cana que você usa). Posso também rodar um pequeno modelo que te entrega: (i) tabela por faixa de rendimento etanol (70–90 L/t), (ii) faixas de geração elétrica (25–150 kWh/t), (iii) preços de etanol e energia por você inseridos — e mostro o ponto de equilíbrio. Quer que eu rode esse modelo com alguns cenários alternativos?
Você disse:
sim
O ChatGPT disse:
Pronto — gerei um modelo de cenários e mostrei uma tabela interativa com combinações de rendimento de etanol (70–90 L/t), geração elétrica (25–150 kWh/t) e dois preços de energia (R$0,25 e R$0,60/kWh). Também salvei o resultado como CSV.
Resumo rápido do que você verá na tabela:
colunas: rendimento de etanol (L/t), kWh/t, preço da energia (R$/kWh), receitas (álcool, energia, vinhaço), receita total, custo da cana e margem R$/t.
nos cenários mostrados a margem permanece negativa em todas as combinações (com os preços/hypóteses atuais usadas).
Download do arquivo CSV gerado: Download do CSV com cenários e margens
Quer que eu:
ajuste os preços (ex.: preço do etanol recebido pela usina, preço pago pela cana, preço de energia) — eu atualizo o modelo e re-rodo;
adicione mais faixas (ex.: energia até 300 kWh/t) ou um gráfico de sensibilidade (margem vs rendimento/energia); ou
calcule o preço do etanol necessário para obter margem zero em cada cenário (breakeven)?
Você disse:
faça as 3 hipóteses
O ChatGPT disse:
Pensou por 7s
Pronto — fiz as três hipóteses conforme pedido e calculei o preço do etanol necessário (R$/L) para que a margem por 1 t de cana seja zero em cada combinação de geração elétrica e preço de energia.
Resumo rápido dos conjuntos criados:
Conservadora: rendimento 70 L/t; geração 25 e 50 kWh/t; preço da energia R$0,25/kWh.
Breakeven etanol ≈ R$16,75 – R$16,84 / L.
Intermediária: rendimento 80 L/t; geração 75, 100 e 135 kWh/t; preços de energia R$0,30 e R$0,45/kWh.
Breakeven etanol ≈ R$14,05 – R$14,53 / L (varia com kWh e preço de energia).
Otimmista: rendimento 90 L/t; geração 135, 150, 200 e 300 kWh/t; preço energia R$0,60/kWh.
Breakeven etanol ≈ R$11,17 – R$12,27 / L.
Arquivos gerados:
Tabela interativa mostrada no notebook: "Três hipóteses — Breakeven do preço do etanol".
CSV para download: Download do CSV com as 3 hipóteses e breakevens
Gráfico (breakeven vs kWh) salvo em: /mnt/data/breakeven_tres_hipoteses.png
Observações e próximos passos que eu já antecipo:
Esses preços de breakeven são muito altos comparados ao preço de mercado atual (ex.: R$4–5/L); isso confirma que, com os custos de cana considerados, somente etanol + venda de excedente elétrico dificilmente cobrem o custo da cana — como discutimos antes.
Posso agora, se quiseres: (a) refazer as hipóteses usando outros valores (preço da cana, vinhaço, energia), (b) estimar lucro se parte da cana for destinada a açúcar, ou (c) construir um gráfico interativo/heatmap do preço do etanol necessário em função de kWh e rendimento. Quer que eu faça algum desses (ou outro)?
Você disse:
estimar lucro se parte da cana for destinada a açucar
O ChatGPT disse:
Pensou por 23s
Pronto — rodei um modelo rápido com 3 cenários representativos (Conservadora, Intermediária, Otimista) e calculei a margem por 1 t de cana quando uma fração da tonelada é destinada ao açúcar (0%, 25%, 50%, 75%, 100%).
Hipóteses principais usadas
Preço do açúcar (CEPEA 06/10/2025): R$117,56 por saca de 50 kg → R$2.351,20 / t açúcar.
Cepea
Recuperação de açúcar (sucrose recovery): 138 kg açúcar / t cana (0,138 t/t).
Brazilian sugar exporters
Preço do etanol: R$4,30 / L (mantido do seu modelo anterior).
Valor do vinhaço: R$9,40 / t cana (quando 100% para etanol).
Custo da cana: R$1.194,50 / t.
Cenários representativos:
Conservadora: 70 L/t etanol, 25 kWh/t, energia R$0,25/kWh.
Intermediária: 80 L/t etanol, 100 kWh/t, energia R$0,35/kWh.
Otimista: 90 L/t etanol, 200 kWh/t, energia R$0,60/kWh.
Observações sobre as hipóteses: assumi que
a produção de energia (kWh/t) depende da tonelada de cana processada e não varia com a proporção açúcar/etanol (simplificação).
o valor do vinhaço escala com a fração destinada ao etanol (ou seja, se 50% da cana vai para etanol, só 50% do valor do vinhaço é contabilizado).
custos industriais específicos para cada rota (processamento de açúcar vs. destilaria) não foram incluídos — isso tende a favorecer cenários onde se conta só receita bruta. Posso incluir esses custos se você os fornecer ou se quiser estimativas típicas.
Resultados (resumo)
Tabela completa foi gerada e está disponível para visualização/Download (CSV): /mnt/data/margem_split_acucar_etanol.csv.
Aqui estão as margens (R$/t) extraídas do modelo:
Conservadora (70 L/t, 25 kWh/t @ R$0,25):
0% açúcar → margem ≈ −R$877,85 / t
25% açúcar → −R$874,33 / t
50% açúcar → −R$870,82 / t
75% açúcar → −R$867,30 / t
100% açúcar → −R$863,78 / t
Intermediária (80 L/t, 100 kWh/t @ R$0,35):
0% açúcar → −R$806,10 / t
25% açúcar → −R$813,33 / t
50% açúcar → −R$820,57 / t
75% açúcar → −R$827,80 / t
100% açúcar → −R$835,03 / t
Otimista (90 L/t, 200 kWh/t @ R$0,60):
0% açúcar → −R$678,10 / t
25% açúcar → −R$696,08 / t
50% açúcar → −R$714,07 / t
75% açúcar → −R$732,05 / t
100% açúcar → −R$750,03 / t
Interpretação rápida
No cenário conservador a margem melhora (menos negativa) à medida que se destina mais cana ao açúcar — porque o preço do açúcar por tonelada de açúcar (quando convertido por t de cana) gera receita significativa comparada ao baixo rendimento de etanol e baixa geração de energia.
No cenário intermediário e otimista, o efeito muda: quando a produção de energia e o rendimento de etanol são melhores, direcionar mais cana ao açúcar pode reduzir a margem (tornando-a mais negativa). Isso acontece porque nestes cenários a combinação etanol+energia+vinhaço gera mais receita que a mesma tonelada transformada em açúcar (com as recuperações e preços usados).
Resultado prático: a decisão ótima (mais açúcar vs mais etanol) depende fortemente de: preço do açúcar no mercado local, preço que a usina consegue pelo etanol (preço de usina, não preço de bomba), preço e contratos de venda de energia, e eficiência de recuperação (kg açúcar/t e L etanol/t).
O que posso fazer a seguir (opções)
Refazer a análise com faixa de preços de açúcar (ex.: R$100–R$160 por saca) e mostrar um gráfico de sensibilidade (margem vs % açúcar).
Incluir custos de processamento específicos (custos de fábrica por tonelada para produzir açúcar vs etanol) para uma margem mais realista.
Rodar uma otimização simples: dado preços e custos, qual a fração ótima de cana direcionar a açúcar para maximizar a margem?
Ajustar todas as hipóteses com números da sua usina (yield real, preço do etanol recebido, preço de energia contratado, custo de processamento).
Qual dessas opções você prefere que eu faça agora?
Você disse:
rodar uma otimização simples: dado preços e custos, qual a fração ótima de cna direcionar a açúcar para maximizar a a margem
O ChatGPT disse:
Executei a otimização (varrendo frações de 0% a 100% em passos de 1%) para cada um dos três cenários e aqui estão os resultados principais:
Resumo (fração ótima e margem correspondente)
Conservadora — melhor fração 100% para açúcar (f = 1.00) → margem = −R$863,78 / t. Receita de energia: R$6,25/t.
Intermediária — melhor fração 0% para açúcar (f = 0.00) → margem = −R$806,10 / t. Receita de energia: R$35,00/t.
Otimista — melhor fração 0% para açúcar (f = 0.00) → margem = −R$678,10 / t. Receita de energia: R$120,00/t.
O que isso significa, na prática:
No cenário conservador (baixo rendimento de etanol e pouca energia vendável), direcionar toda a cana para açúcar reduz a perda (ainda negativa, mas menor em magnitude) — porque o açúcar rende mais receita por tonelada de cana naquela hipótese de preços.
Nos cenários com maior rendimento de etanol e/ou maior geração/valor da energia, manter a cana inteiramente para etanol é mais vantajoso (ainda negativo em todas as simulações com os custos e preços usados, mas menos negativo do que mandar para açúcar).
Arquivos gerados (para inspeção/uso):
CSVs com séries margem vs fração para cada cenário:
/mnt/data/margens_Conservadora.csv
/mnt/data/margens_Intermediaria.csv
/mnt/data/margens_Otimista.csv
Gráficos (margem vs fração) salvos em:
/mnt/data/margem_plot_Conservadora.png
/mnt/data/margem_plot_Intermediaria.png
/mnt/data/margem_plot_Otimista.png
Resumo CSV: /mnt/data/otimizacao_fracao_acucar_resumo.csv
Limitações importantes e próximos passos recomendados:
Usei preços e parâmetros padrão (preço do açúcar CEPEA, preço de etanol de referência, custo da cana já fornecido). Se você tem preços da usina (preço efetivo do etanol vendido pela usina, preço real recebido por energia, custo de moagem/processamento para cada rota), a otimização pode mudar significativamente.
Não incluí diferenças de custo operacional entre produzir açúcar e produzir etanol (ex.: consumo de vapor, mão de obra, insumos). Incluir esses custos por tonelada processada poderia alterar a fração ótima.
A otimização foi univariada (apenas fração); uma otimização mais realista teria restrições de capacidade (moenda, destilaria), contratos de energia, e preços variáveis ao longo da safra.
Quer que eu:
Refaça a otimização incluindo custos de processamento por rota (estimados ou com números seus)?
Rode uma análise de sensibilidade (mapa/heatmap) mostrando a fração ótima em função do preço do açúcar e do preço do etanol?
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