Produção de bioetanol
93 das energias envolvidas no processo de produção agroindustrial, devem ser consideradas as
emissões de GEE associadas ao seu ciclo de vida, resultantes não só da queima dos combustí- veis fósseis (por exemplo, pelos tratores nas operações agrícolas) como daquelas provenientes de outros efeitos (por exemplo, na produção e uso de fertilizantes), conforme esquematizado na Figura 15.
Como pode ser observado na Figura 15, as fronteiras do sistema a ser analisado podem mudar, dependendo do estudo conduzido, mas, em geral, as análises de ciclo de vida visam determinar os gastos de energia e as emissões de GEE desde a produção da matéria-prima até o uso final do combustível. Também são considerados os consumos de energia e emis- sões associados à produção dos insumos e equipamentos utilizados na cadeia produtiva do
biocombustível. É importante notar que, em princípio, todo o CO2 liberado na queima de
produtos da biomassa é reciclado por meio da fotossíntese no crescimento da biomassa no próximo ciclo produtivo, mas a parcela correspondente aos combustíveis fósseis consu- midos na produção do bioetanol significa um acréscimo líquido da quantidade desses gases na atmosfera.
Figura 15 – Diagrama do ciclo de vida de um biocombustível
Fonte: Seabra (2008).
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Recentemente, surgiram alguns questionamentos sobre o impacto da mudança do uso da terra determinada pela produção de matéria-prima para biocombustíveis nas emissões de GEE. Afirma-se que, dependendo da vegetação anterior na área utilizada para a produção do biocombustível, a perturbação provocada pela mudança do uso do solo poderia liberar para a atmosfera uma quantidade de carbono, antes “aprisionado” na vegetação e no solo, suficientemente alta para comprometer o seu benefício ambiental. Essa questão, no entanto, é ainda muito controversa, pelo fato de que a disponibilidade de dados medidos sobre esse efeito ainda não é suficiente para adiantar conclusões.
De todo modo, essa é uma área que merece atenção e mais pesquisas ainda são necessárias para estimar de modo mais consistente a real parcela dessas emissões no ciclo de vida dos biocombustíveis. Não obstante, pelo menos no caso brasileiro, é pouco provável que possam ser associadas perdas de cobertura florestal à produção de bioetanol, pois a expansão da la- voura canavieira ocorreu em áreas antes ocupadas por pastagens de baixa produtividade ou culturas anuais destinadas, em grande parte, à exportação, como a soja, atividades com me- nor retenção de carbono que a realizada pela cultura da cana-de-açúcar. Outro aspecto a ser levado em conta é o efeito do incremento da colheita de cana crua, com maior quantidade de palha e, portanto, de carbono sendo incorporada ao solo.
Sem explorar essa questão, diversos estudos já foram realizados com o intuito de avaliar os impactos energéticos e ambientais dos biocombustíveis. No caso da cana, considerando a substituição de gasolina e a mitigação das emissões de GEE, já são reconhecidas há bastante tempo as vantagens ambientais do bioetanol no Brasil, desde a divulgação dos primeiros tra- balhos mais detalhados sobre o tema [Macedo e Horta Nogueira (1985) e Macedo (1992)]. Desde então, estudos de atualização vêm sendo publicados [Macedo (1998) e Macedo et al. (2004)], acompanhando a evolução das práticas agroindustriais no setor sucroalcooleiro e o avanço do conhecimento sobre os aspectos ambientais.
Na última avaliação publicada, foram analisados os balanços de energia e emissões de GEE para a situação atual e para um cenário para 2020, considerando uma abordagem “do plan-
tio da cana ao portão da usina” [Macedo et al.(2008)]. Com base nas médias dos principais
parâmetros agrícolas e industriais de 44 usinas na Região Centro-Sul do Brasil, esse estudo indica que, atualmente, para cada unidade de energia fóssil utilizada na produção do bioe- tanol de cana, mais de nove unidades de energia renovável são produzidas, na forma de bioetanol e excedentes de energia elétrica e bagaço, como apresentado na Tabela 12. É inte- ressante notar que, mesmo considerando a maior mecanização e o uso de tecnologias agríco- las que devem ampliar a demanda energética em 12% nesse período de 15 anos, o in cremento da produção de bioetanol por tonelada de cana processada e, principalmente, a significativa ampliação da produção de energia elétrica deverão permitir que a agroindústria da cana-de- açúcar se mantenha como a mais eficiente forma de produzir biocombustíveis e, em propor- ções crescentes, bioeletricidade, com expectativas de que a relação de energia (produção/ consumo energético) alcance níveis superiores a 11. Essas estimativas assumiram excedentes de energia elétrica de 9,2 kWh e 135 kWh, por tonelada de cana, e taxas térmicas nos siste-
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95 mas de co-geração de 9 MJ/kWh e 7,2 MJ/kWh, respectivamente, para 2005/2006 e 2020, valores compatíveis com as tecnologias disponíveis e em desenvolvimento, que consideram, nesse último caso, a utilização da palha da cana-de-açúcar (40% de recuperação) como com- bustível suplementar ao bagaço em sistemas com turbinas de extração-condensação de alta pressão e processos com consumo reduzido de vapor (340 kg de vapor por tonelada de cana processada) [Macedo et al. (2008)].
Em termos de emissões de gases de efeito estufa, atualmente a produção do bioetanol ani-
dro de cana-de-açúcar envolve uma emissão de quase 440 kg CO2eq/m3 de bioetanol, com
perspectivas de alguma redução nos próximos anos, como mostrado na Tabela 13. Contudo, quando considerado o seu uso em misturas com gasolina, em teores de 25%, como adotado no Brasil, associado aos efeitos devidos ao uso do bagaço e da eletricidade excedentes, a emissão líquida evitada, resultante da diferença entre as emissões na produção e as emissões
evitadas, alcança 1.900 kg CO2eq/m3 de bioetanol, para as condições atuais, e possivelmente
chegará a níveis superiores a 2.260 kg CO2eq/m3 de bioetanol, para as condições esperadas para
2020, como apresentado na Tabela 14. Isso ocorre porque, quando se substitui a gasolina pelo bioetanol, toda a emissão associada ao uso do combustível fóssil é mitigada, passando a valer somente as emissões relacionadas com a produção do bioetanol, que, por sua vez, de- pendem da eficiência no uso final desse biocombustível. Para essas avaliações, foi assumido ainda que o bagaço excedente deve substituir óleo combustível em caldeiras e que a energia elétrica produzida na agroindústria do bioetanol passa a ocupar o lugar de energia elétrica
gerada com os fatores de emissão médios mundiais (579 e 560 t CO2eq/GWh para 2005 e
2020, respectivamente) [Macedo et al. (2008)].
Tabela 12 – Balanço de energia na produção de bioetanol de cana (MJ/tc)
Componente do balanço energético 2005/2006 Cenário 2020
Produção e transporte de cana 210,2 238,0
Produção do bioetanol 23,6 24,0
Input fóssil (total) 233,8 262,0
Bioetanol 1.926,0 2.060,0
Excedente de bagaço 176,0 0,0
Excedente de eletricidade 82,8 972,0
Output renovável (total) 2.185,0 3.032,0
Produção/consumo energético
Bioetanol + bagaço 9,0 7,9
Bioetanol + bagaço + eletricidade 9,3 11,6
Fonte: Macedo et al. (2008).
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Tabela 13 – Emissões na produção do bioetanol de cana (kg CO2eq/m3)
2005/2006 Cenário 2020
Bioetanol Hidratado Anidro Hidratado Anidro
Emissão total 417 436 330 345
Combustíveis fósseis 201 210 210 219
Queimadas 80 84 0 0
Solo 136 143 120 126
Fonte: Macedo et al. (2008).
Tabela 14 – Emissões líquidas na produção e no uso do bioetanol de cana (kg CO2eq/m3)
2005/2006 Cenário 2020
Forma de uso do bioetanol E100 E25 E100 E100-FFV* E25
Emissões evitadas 2.181 2.323 2.763 2.589 2.930
Uso da biomassa excedente 143 150 0 0 0
Excedente de eletricidade 59 62 784 784 819
Uso do bioetanol 1.979 2.111 1.979 1.805 2.111
Emissões líquidas -1.764 -1.886 -2.433 -2.259 -2.585
Fonte: Macedo et al. (2008). * FFV: veículos flexíveis.
Vale lembrar que esses resultados se baseiam nas condições médias da amostra de usinas do Centro-Sul brasileiro, dentro da qual podem ocorrer variações dos balanços energéticos conforme são considerados os parâmetros agrícolas e industriais individuais de cada usina. A Figura 16 ilustra a influência individual da variação desses parâmetros sobre o uso de energia nas usinas e sobre a relação de energia (produção/consumo de energia), enquanto a Figura 17 apresenta a sensibilidade das emissões de GEE e das emissões líquidas de GEE, conside- rando os intervalos de variação verificados para essa amostra de usinas. Sob tais limites, esses resultados podem ser considerados característicos para a agroindústria energética baseada na cana-de-açúcar com bons indicadores de desempenho, como praticada em diversos países tropicais com clima favorável a essa cultura.
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Figura 16 – Análise de sensibilidade para o uso e a relação de energia para o
bioetanol de cana-de-açúcar no cenário atual (2005/2006)
Fonte: Macedo et al. (2008).
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Figura 17 – Análise de sensibilidade para as emissões de GEE para o bioetanol de
cana-de-açúcar no cenário atual (2005/2006)
Fonte: Macedo et al. (2008).
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