Produção de bioetanol
99 Atualmente, a produção do bioetanol com base nos açúcares da cana já é uma tecnologia
madura, e não há muito espaço para grandes aumentos de rendimento, em particular na fase industrial. Entretanto, para a produção de bioetanol com base em material lignocelulósico da cana, como bagaço e palha, as perspectivas são outras. Hoje em dia, a tendência mais clara é de que as usinas se transformem em unidades produtoras não só de açúcar e bioetanol, mas também de volumes significativos de eletricidade, forma de energia que apresenta qualidade
e valor econômico superiores aos dos combustíveis, por unidade de energia produzida. As
opções de co-geração mais avançadas, combinadas com configurações de processo com menor demanda de energia, já vêm permitindo que isso seja possível. E para um futuro pró- ximo, uma parte significativa da palha deverá ser agregada como combustível suplementar ao bagaço, possibilitando a geração de energia elétrica em níveis ainda mais elevados e ge- rando maiores excedentes de energia elétrica, superiores a 100 kWh por tonelada de cana processada. Tendo isso em mente, é razoável esperar que no horizonte de 2020 a relação de energia (produção de energia renovável/consumo de energia fóssil) para o bioetanol de cana
seja próxima a 12, com emissões líquidas evitadas de aproximadamente 2.600 kg CO2eq/m3
de bioetanol [Macedo et al. (2008)].
Ao contrário do caso do bioetanol de cana, ainda existe alguma controvérsia sobre os be- nefícios ambientais do uso do bioetanol de milho em substituição à gasolina. De qualquer forma, não existem dúvidas de que, no melhor dos casos, o benefício é bastante inferior ao conseguido pelo bioetanol da cana. Isso se deve a que, apesar de o processamento do milho para bioetanol demandar uma quantidade de energia significativamente menor que a cana para ser convertida em bioetanol, no caso do milho, toda a energia é proveniente de fontes fósseis. O vapor necessário (10,6 MJ/litro) é produzido em caldeiras a gás natural, e a eletri- cidade (0,4 kWh/litro) é suprida pela rede pública, que nos EUA depende muito de recursos fósseis [Pimentel e Patzek (2005)].
Em um trabalho comparativo realizado recentemente [EBAMM (2005)], diversos estudos foram analisados, levando à conclusão de que a relação de energia mais representativa para o bioetanol de milho nas condições americanas seria 1,3, já considerando os créditos pelos co-produtos, como o DDGS. No caso das emissões, a produção do bioetanol de milho envolve uma emissão total
de cerca de 1.700 kg CO2eq/m3 de bioetanol (também considerando os créditos dos co-produtos),
que seria equivalente a uma emissão líquida evitada de 130 kg CO2eq/m3 de bioetanol, quando
consideramos o seu uso final, como mostrado na Tabela 15. Note-se que esse valor é quase 15 vezes inferior ao observado no caso do bioetanol de cana.
Assim como no caso do bioetanol de cana, a produção de bioetanol com base no milho é também uma tecnologia desenvolvida. Sendo assim, espera-se que os próximos avanços na busca por um melhor desempenho ambiental para o bioetanol de milho estejam concentra- dos no uso da biomassa restante (palha), como combustível ou como insumo para ampliar a produção de bioetanol, possivelmente através da hidrólise. No entanto, cabe enfatizar que os limites para o aproveitamento dessa biomassa são restritos, dada a sua grande importância para a preservação da qualidade do solo.
Bioetanol-03.indd 99
100
Tabela 15 – Balanço de energia e emissões de GEE para o bioetanol de milho nos EUA
Fluxos de energia Valor
Consumo na fase agrícola 5,59 MJ/litro
Consumo na fase industrial 15,24 MJ/litro
Consumo total 20,83 MJ/litro
Produção de bioetanol 21,20 MJ/litro
Valor energético dos co-produtos 4,13 MJ/litro
Output total 25,33 MJ/litro
Relação de energia (produção/consumo) 1,2
Balanço de emissões
Fase agrícola 868 kg CO2eq/m3
Fase industrial 1353 kg CO2eq/m3
Co-produtos -525 kg CO2eq/m3
Emissão na produção de bioetanol 1696 kg CO2eq/m3
Emissões do bioetanol 81 g CO2eq/MJ
Emissões da gasolina 94 g CO2eq/MJ
Emissões líquidas 134 kg CO2eq/m3
Fonte: Farrell et al. (2006) e EBAMM (2005).
Considerando as outras opções de biomassa para a produção de bioetanol, a situação não é muito diferente, pelo menos para os casos da beterraba, do trigo e da mandioca, como apresentado na Tabela 16, na qual os valores da relação de energia e das emissões evitadas são muito modestos [Dai et al. (2006), EBAMM (2005), IEA (2004), Macedo et al. (2006) e Nguyen et al. (2007)]. Recorde-se a importância desses parâmetros: a relação de energia re- presenta a energia renovável produzida na cadeia produtiva do biocombustível, dividida pela quantidade de energia não-renovável requerida para sua produção, e as emissões evitadas nessa tabela correspondem à redução percentual das emissões com relação às emissões do ciclo de vida da gasolina, indicando, respectivamente, a consistência energética e ambiental de cada rota tecnológica para a produção de bioetanol.
Por conta desses resultados, além da cana, que já demonstrou suas vantagens energéticas e ambientais como fonte de bioenergia e, particularmente, de bioetanol, para o médio-longo prazo, a esperança está efetivamente depositada também na produção de biocombustível com base em materiais lignocelulósicos, tendo em vista tanto os critérios ambientais quanto o potencial de produção. Contudo, não se trata de uma tecnologia comercial e muitos esforços de pesquisa e demonstração ainda são necessários para que essa possibilidade venha a ser uma opção realmente viável no futuro. Esse tema será retomado adiante.
Bioetanol-03.indd 100
101
Tabela 16 – Comparação das diferentes matérias-primas para a produção
de bioetanol
Matéria-prima Relação de energia Emissões evitadas
Cana 9,3 89% Milho 0,6 – 2,0 -30% a 38% Trigo 0,97 – 1,11 19% a 47% Beterraba 1,2 – 1,8 35% a 56% Mandioca 1,6 – 1,7 63% Resíduos lignocelulósicos* 8,3 – 8,4 66% a 73%
Fonte: Elaborado com base em Dai et al. (2006), EBAMM (2005), IEA (2004), Macedo et al. (2007) e Nguyen et al. (2007). *Estimativa teórica, processo em desenvolvimento.
Desse modo, a redução das emissões de gases de efeito estufa possivelmente é um dos efeitos positivos mais importantes associados ao bioetanol de cana-de-açúcar. Conforme a Comuni- cação Brasileira para a Convenção-Quadro das Nações Unidas para Mudança do Clima, com valores para 1994, a utilização da energia da cana reduziu em 13% as emissões de carbono de todo o setor energético. Para os volumes de produção dessa agroindústria no Brasil, em 2003, a substituição de gasolina por bioetanol e a geração de energia com bagaço reduziram
as emissões de CO2 equivalente, respectivamente, em 27,5 milhões e 5,7 milhões de tonela-
das [Goldemberg et al. (2008)]. Como uma referência para cálculos em situações parecidas, para cada 100 milhões de toneladas de cana destinadas a fins energéticos, poderia ser evi-
tada a emissão de 12,6 milhões de toneladas de CO2 equivalente, considerando bioetanol,
bagaço e o excedente adicional de energia elétrica fornecida à rede [Unica (2007)].
Bioetanol-03.indd 101
Bioetanol-04.indd 102