Etanol e Bioetanol

O etanol ou álcool etílico é um líquido incolor, volátil e inflamável. Pode ser classificado como sendo de primeira, segunda ou terceira geração, de acordo com a matéria-prima para sua fermentação. Segundo a Companhia Energética de Minas Gerais (CEMIG, 2012) o etanol de “primeira geração” é feito com a fermentação do amido contido nas plantas. O de “segunda geração”, da fermentação da celulose. Já o de “terceira geração” é obtido a partir de certas espécies de microalgas ou bactérias que acumulam amido ao invés de óleo, e portanto, sem a necessidade de plantas.

A produção do etanol como combustível no Brasil começou em 1927, a partir da usga (mistura de álcool, ésteres e óleo de rícino) (CEMIG, 2012). No entanto, atualmente, a cana-de-açúcar tem sido a principal matéria-prima para obtenção do etanol em usinas sucroalcooleiras brasileiras. O processo produtivo a partir da cana, compreende as etapas de moagem, filtração e decantação, diluição, fermentação e destilação, até a produção do álcool, conforme visualizado na Figura 3.

Figura 3 – Etapas da produção de etanol a partir da cana-de-açúcar

Fonte: Elaboração própria a partir de Michel Jr. (2010).

Atualmente, o etanol combustível brasileiro, especificado pela ANP (2011) como Etanol Anidro Combustível18 (EAC) e Etanol Hidratado Combustível19 (EHC), é produzido e comercializado em larga escala sob custos muito mais baixos que o produzido em outros países (em razão da alta produtividade da cana, grande disponibilidade de território para plantações e infraestrutura já consolidada) e utilizando somente como matéria-prima a cana-de-açúcar, embora possa ser produzido a partir de diversas outras fontes vegetais, tais como: milho, aveia, cevada, arroz, trigo, mandioca e sorgo. No Gráfico 6, observa-se a evolução da produção de etanol anidro e hidratado no Brasil ao longo dos últimos anos.

18_{Etanol Anidro Combustível (EAC): álcool etílico anidro combustível ou etanol anidro combustível} destinado ao distribuidor para compor mistura com gasolina A na formulação da gasolina C, em proporção definida por legislação aplicável (ANP, 2011).

19_{Etanol Hidratado Combustível (EHC): álcool etílico hidratado combustível ou etanol hidratado} combustível destinado à venda no posto revendedor para o consumidor final (ANP, 2011).

Gráfico 6– Evolução da produção nacional de etanol anidro e hidratado

Fonte: ANP (2016).

Do total de 29,924 milhões de m3 _{de etanol anidro e hidratado produzido no Brasil em} 2015, a região Sudeste foi a maior produtora (Gráfico 7), com volume aproximado de 17,2 milhões de m3_{, o equivalente à 57,4% da produção total brasileira, e apresentou} crescimento de 2,7% em relação a 2014, cujo volume aproximado foi de 16,7 milhões de m3_{. O estado de São Paulo respondeu sozinho por 45,9% da produção nacional,} em função da majoritária concentração de usinas sucroalcooleiras presentes nos municípios paulistas (ANP, 2016).

Gráfico 7 – Distribuição percentual de etanol anidro e hidratado por região, em 2015

Lançado por meio do Decreto nº 76.593/1975 (BRASIL, 1975), o PROÁLCOOL, uma das políticas públicas adotadas pelo governo federal de maior impacto para a introdução dos biocombustíveis no mercado brasileiro, estabeleceu para o ano seguinte, a obrigatoriedade da mistura do etanol à gasolina em percentuais variando entre 10 à 22%. O governo forneceu subsídios e incentivos financeiros para o setor sucroenergético neste sentido, proporcionando a criação de novas unidades produtoras de etanol, aumento da área plantada com cana-de-açúcar aos produtores rurais e a instalação de tecnologias industriais maiores e mais modernas. Desde então, o setor iniciou sua consolidação e ampliação (inclusive no segmento da bioeletricidade), permitindo o desenvolvimento de novas tecnologias (CEMIG, 2012) O crescimento dos biocombustíveis e das exportações do etanol em 2015, fizeram com que o país ocupasse posição de destaque internacional nesse mercado, bem como, contribuiu para a redução de emissões de GEE e para elevar a renda do produtor em função do aumento da produção de cana-de-açúcar (PORTAL DO AGRONEGÓCIO, 2017). Estimativas da EPE (2016b), mostram que a oferta de etanol no Brasil pode chegar a até 54 bilhões de litros em 2030, 80% acima dos cerca de 30 bilhões de litros produzidos atualmente, mas não em detrimento da expansão equivalente do canavial, e sim da produtividade, que tende a aumentar 76,2 toneladas de cana por hectare para até 96,1 toneladas de cana por hectare.

Vale ressaltar que o etanol configura-se como um excelente substituto da gasolina e que frente aos demais biocombustíveis, este é o que possui o menor custo total de produção (PALACIO et al., 2012). E no campo da geração elétrica, segundo Sousa e Macedo (2010), a bioeletricidade vinculada à produção de etanol, tem condições excepcionais para representar papel estratégico na expansão do sistema elétrico nacional. Esse fato sinaliza uma tendência de estabilização e consolidação ainda maior para o setor.

O bioetanol, por sua vez, também conhecido como “etanol de segunda geração” ou ainda “etanol lignocelulósico”, é produzido a partir da fermentação e destilação de matérias-primas lignocelulósicas de origem agrícola ou da fração biodegradável de resíduos, em refinarias, para utilização como combustível à base de álcool, podendo substituir, parcialmente ou totalmente, combustíveis derivados de petróleo e gás natural em motores à combustão (de caminhões, tratores, camionetas, automóveis, etc.) ou em outro tipo de geração de energia.

A produção do bioetanol baseia-se, principalmente, nos substratos de plantas com elevado teor de açúcar (cana-de-açúcar, sorgo, beterraba açucareira), amido (milho, cevada, batata), e em alguns casos, de plantas celulósicas (árvores, ervas, palha). Entretanto, no caso das plantas celulósicas, o processo é mais complicado que o requerido nos demais (NOGUEIRA, 2012). No Brasil, sua produção comercial utiliza como matéria-prima o bagaço da cana (GOLDEMBERG, 2010) e segue em ritmo lento, em detrimento, principalmente, da atual situação econômica do país e da redução dos investimentos nas usinas e projetos de biocombustíveis (EPE, 2017). Em 2016, existiam apenas três usinas de bioetanol em escala comercial no Brasil: a planta Bioflex-1, em Alagoas, com capacidade produtiva de 82 milhões de litros; a planta do Centro de Tecnologia Canavieira, em São Paulo, com capacidade de 3 milhões de litros; a planta Raízen, em São Paulo, com capacidade de 42 milhões de litros. No entanto, todas as três usinas têm operado abaixo desses valores (EPE, 2017).

Na Figura 4, observa-se o processo produtivo do bioetanol. Inicialmente, o substrato utilizado é triturado/moído (1), misturado com água, adicionado a uma enzima (alfa- amilase) e levado para cozimento (2), onde é liquefeito (3). Nesta etapa novas enzimas (gluco-amilase) são adicionadas para converter as moléculas de amido em açúcares fermentáveis. A ação das enzimas, de decomposição do material, resulta em um líquido que é levado para a fermentação (4). Durante o processo de fermentação, leveduras são adicionadas à mistura, etapa esta, denominada de hidrólise. O fermentado é então bombeado para um destilador (5), onde o álcool é removido dos sólidos e da água com uma pureza aproximada de 96% (6). Por fim, o álcool gerado é desnaturado, afim de torná-lo inadequado para consumo humano.

Figura 4 – Etapas da produção de bioetanol

Fonte: AMBIENTE ENERGIA (2015).

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Um estudo realizado por Souza e outros (2013) neste sentido, revela que o aproveitamento por meio da hidrólise das pentoses20 do bagaço da cana, poderia aumentar ainda mais a produção de etanol e bioetanol nas refinarias, agregando assim, maior valor comercial ao bagaço. Entretanto, os principais problemas já identificados neste sentido, segundo a EPE (2017, p. 42), “ocorrem na fase de pré- tratamento, como a dificuldade na fermentação das pentoses presentes na matéria- prima lignocelulósica e o alto custo das enzimas que aumenta o custo final do processo”, dificultando assim, a identificação de entraves nas fases posteriores e a solução para atingir o máximo rendimento em escala industrial.