Mercados de carbono e o potencial dos resíduos agrícolas/agroindustriais:
uma revisão bibliográfica
CARVALHO, Rodrigo Silva Santos*
Departamento de Engenharia de Produção, Universidade Federal de Sergipe – UFS; * Autor de correspondência. E-mail: rodrigo.scarvalho12@gmail.com
R E S U M O
O presente artigo aborda a criação dos mercados de crédito de carbono, a partir dos mecanismos do Protocolo de Kyoto, como alternativa para a redução da emissão de gases do efeito estufa (GEE), e discute o potencial dos resíduos agrícolas e agroindustriais nesse mercado promissor. O objetivo deste trabalho é explorar as possibilidades de uso desse recurso em projetos de redução de emissão de GEE que possam gerar créditos de carbono, além de levantar as oportunidades e desafios enfrentados para se obter créditos de carbono com tecnologias que fazem uso dessa matéria-prima. Para isso, a metodologia utilizada foi a revisão bibliográfica. Concluiu-se que, diante de previsões otimistas acerca do sucesso dos mercados de carbono e da abundância desse tipo de biomassa, os resíduos agrícolas e agroindustriais representam uma grande oportunidade de geração e comercialização de créditos de carbono.
Palavras-chave: Créditos de carbono; Resíduos agrícolas; Resíduos agroindustriais; Sustentabilidade.
Carbon markets and the potential of agricultural and agro-industrial
residues: a literature review
A B S T R A C T
This paper addresses the creation of carbon markets through the flexible mechanisms of the Kyoto Protocol as a way to reduce greenhouse gas (GHG) emissions and the potential of agricultural and agro-industrial residues in this promising market. The objective of this paper is to explore the possibilities of application of this resource in GHG reduction projects, besides presenting the opportunities and current challenges in obtaining carbon credits through technologies that use this kind of feedstock. Therefore, literature review was the methodology used in this article. The conclusion was that, in face of optimistic predictions on the success of these markets and the abundance of this kind of resource, agricultural and agro-industrial residues represent a great opportunity for carbon emission trading.
1 Introdução
Com o agravamento das mudanças climáticas e suas implicações socioeconômicas, governos e organizações privadas em todo o planeta viram-se obrigados a promover iniciativas que visassem a mitigação ou eliminação dos impactos causados pela ação do homem no meio ambiente. Nesse cenário de comprometimento e responsabilização coletiva em prol do desenvolvimento sustentável, foi criada, durante a Rio 92 (Conferência das Nações Unidas para o Meio Ambiente e o Desenvolvimento ocorrida no Rio de Janeiro, em 1992), a Convenção-Quadro das Nações Unidas sobre Mudança do Clima (UNFCCC), com o objetivo de reduzir as emissões de gases de efeito estufa (GEE) na atmosfera (MMA, 2017). A UNFCCC (1992) define mudança climática como “alterações no clima atribuídas direta ou indiretamente à ação humana que alteram a composição da atmosfera global além da variabilidade climática naturalmente observada ao longo do tempo”.
Como resultado dessa conscientização a respeito da contribuição humana para as mudanças climáticas, foi criado pelos países-membros da UNFCCC o Protocolo de Kyoto, em 1997 (BASSETTO et al., 2006). Em vigor desde 2005, o Protocolo estabelece três mecanismos que flexibilizam as metas de redução de emissão de GEE previstas no tratado: o Mecanismo de Desenvolvimento Limpo (MDL), a Implementação Conjunta (IC) e o Comércio Internacional de Emissões (CIE) (LIM; LAM, 2014; SEEBERG-ELVERFELDT, 2010). Enquanto os dois primeiros tratam de incentivos à implementação de projetos que contribuam para a captura e redução de GEE (diferindo apenas com relação aos países abrangidos por cada mecanismo e suas respectivas metas de emissão), o último (o Comércio de Emissões) fornece a base para a criação de um mercado de carbono fundamentado na comercialização de Reduções Certificadas de Emissões (RCEs), os chamados “créditos de carbono” (DHILLON; VON WUEHLISCH, 2013).
Uma vez que cada RCE equivale a uma tonelada de carbono que deixou de ser emitida por um país ou empresa na atmosfera, esses créditos podem ser usados como moeda entre os países que ultrapassaram suas metas de redução e os que não conseguiram cumprir suas partes no acordo (SILVEIRA, 2005). Assim, nações industrializadas – maiores emissoras de GEE, segundo Dhillon e Von Wuehlisch (2013) – podem investir em projetos de redução de emissões de países em desenvolvimento, que, por sua vez, se beneficiam economicamente enquanto atingem o desenvolvimento sustentável e auxiliam no alcance das metas globais da Convenção (JURGENS et al., 2006).
Dentro do contexto desse mercado relativamente novo, ideias e oportunidades de projetos de MDL surgem até mesmo em indústrias historicamente geradoras de carbono em larga escala, como o agronegócio, transformando resíduos outrora descartáveis em alternativas para produção de energia, combustíveis e outros produtos químicos (AVACI et al., 2013; PEERAPONG; LIMMEECHOKCHAI, 2016; SUN et al., 2018; SURENDRA et al., 2014; WISKERKE et al., 2010). Dessa maneira, o uso de resíduos torna-se peça importante para o Desenvolvimento Rural, em especial nos países em desenvolvimento, ao promover uma produção independente e descentralizada e conduzir pequenos produtores rurais para uma agricultura de baixo carbono (JURGENS et al., 2006; SILVEIRA, 2005).
Com base na relevância dos resíduos agrícolas e agroindustriais para o mercado de carbono e na problemática da viabilidade financeira dos produtos obtidos dessas fontes diante dos derivados de combustíveis fósseis, o presente estudo tem como objetivo avaliar o potencial e os desafios da geração de créditos de carbono oriundos dessas atividades. Para isso, a metodologia utilizada foi a de revisão bibliográfica acerca de usos desses resíduos reportados na literatura.
A justificativa do tema é baseada no interesse global pela redução da emissão de GEE e de suas implicações no meio ambiente, na sociedade e na economia. Uma vez que a agricultura ainda é a atividade econômica mais importante para muitos países em desenvolvimento, que devem superar as nações industrializadas nos níveis de emissão na próxima década (DHILLON e VON WUEHLISCH, 2013), fica evidente a importância de um aproveitamento adequado dos produtos e resíduos gerados por esse setor para o atingimento das metas globais estabelecidas pela UNFCCC.
O artigo em questão foi elaborado por meio de uma abordagem qualitativa, através da realização de pesquisa bibliográfica de artigos científicos internacionais acerca do tema de créditos de carbono e estudos de caso documentando o uso de resíduos agrícolas e agroindustriais em projetos de MDL na base de dados Scopus. Os dados também foram obtidos por meio de pesquisa documental de relatórios técnicos de órgãos e tratados de organizações não-governamentais sobre os impactos da ação humana nas mudanças climáticas.
2 Resíduos agrícolas e agroindustriais como biomassa
A economia atual ainda é altamente dependente de combustíveis fósseis e seus derivados: mais de 85% da energia produzida e consumida no mundo é oriunda das três principais fontes não-renováveis: petróleo, carvão e gás natural (GOLDEMBERG, 2004; WEC,
2016). De acordo com Dhillon e von Wuehlisch (2013), a única fonte renovável de carbono conhecida atualmente com capacidade de ser utilizada como substituta para os combustíveis fósseis é a biomassa. A biomassa pode ser considerada como um recurso renovável devido à vasta gama de matérias-primas, o que resulta em uma reposição rápida das quantidades utilizadas pela humanidade para diferentes finalidades (KLASS, 2004).
Dentre os recursos disponíveis, encontram-se vegetações, microrganismos terrestres e aquáticos, fezes de animais cultivados na pecuária e resíduos sólidos e líquidos oriundos de esgotos e lixo orgânico nos centros urbanos, além dos resíduos oriundos da exploração florestal e da atividade agrícola e agroindustrial nas zonas rurais (DHILLON; VON WUEHLISCH, 2013). No entanto, o uso de biomassa não implica por si só em um modelo social e ambientalmente sustentável. Em muitos países em desenvolvimento, existe uma cultura de larga utilização da biomassa para produção de energia, mas através da queima direta da madeira em fornos, em processos cuja conversão energética é inferior a 10% (KALTSCHMITT, 2001 apud JURGENS et al., 2006). Adicionalmente, a destinação de terras e de recursos agrícolas que podem ser utilizados como alimentos para a produção de energia e dos chamados biocombustíveis de primeira geração ainda gera debates e é visto com maus olhos por parte da opinião pública (KIRCHER, 2015; KO et al., 2017).
Os resíduos das produções agrícolas e agroindustriais, portanto, ganham importância nesse cenário; ainda considerados refugos por muitos produtores, a biomassa lignocelulósica (resíduos agroindustriais provenientes de fontes vegetais), segundo Ko et al. (2017, p. 1053), “acaba sendo descartada em aterros, o que vem sendo considerado um desperdício de recurso com potencial para substituir a biomassa de primeira geração para produção de energia”. Além da eliminação do debate ético a respeito da utilização de alimentos para produção de energia, a reutilização desse material como matéria-prima reduz a necessidade de investimentos em aterros e outras formas de tratamento de resíduos (KO et al., 2017).
3 Origens e usos dos resíduos agrícolas e agroindustriais
Devido à abundância de fontes de biomassa na forma de resíduos agrícolas e agroindustriais, diversos projetos de MDL que fazem uso desses materiais para obtenção e comercialização de RCEs na forma de créditos de carbono foram registrados em países em desenvolvimento (QIN NG et al., 2012; RAMÍREZ-ARPIDE et al., 2019; SURAMAYTHANGKOOR; LI, 2012; WISKERKE et al., 2010). Segundo Avaci et al. (2013, p. 272), “a biomassa pode ser encontrada na forma de resíduos vegetais e animais, como sobras
de colheitas, excrementos de animais, plantações energéticas e efluentes agroindustriais”. Dentre essas fontes, alguns materiais possuem maior destaque na literatura, sendo fontes de vários estudos em diferentes regiões do planeta.
3.1 Resíduos animais
Compostos de partes de bovinos, suínos, aves e peixes impróprios para consumo humano e das fezes desses animais. Enquanto que os primeiros podem ser reutilizados na fabricação de ração animal, na recuperação de solos e na indústria de limpeza e higiene (SUN et al., 2018), os últimos são usados principalmente na produção de biocombustíveis devido às altas quantidades de gás metano (CH4), um dos principais gases do efeito estufa, em sua
composição; Existem na literatura estudos sobre a obtenção de biogás a partir da digestão anaeróbica de excrementos de suínos (AVACI et al., 2013), de bovinos (GHAFOORI et al., 2007; LAUER et al., 2018) e de híbridos de excrementos animais e resíduos vegetais (PIÑAS et al., 2019; RAMÍREZ-ARPIDE, 2019).
3.2 Resíduos vegetais
Restos de colheitas, bagaços, cascas, sementes, resíduos de fertilizantes e os efluentes oriundos de processos agrícolas compõem a variedade de recursos oriundos de vegetais. Devido à viabilidade econômica, bagaço de cana de açúcar (SURAMAYTHANGKOOR; LI, 2012) e óleos vegetais (QIN NG et al., 2012; WISKERKE et al., 2010) são amplamente utilizados para geração de biocombustíveis, calor e energia limpa e de baixo custo em pequenas plantas. Outras fontes lignocelulósicas, como palha de trigo, palha de arroz, batata, mandioca e até mesmo biomassa oriunda de cacto também foram estudadas como fontes de energia (KO et al., 2017; PEERAPONG; LIMMEECHOKCHAI, 2016; RAMÍREZ-ARPIDE et al., 2019; SHEEHAN et al., 2018). Ainda é feito o uso de resíduos vegetais como fertilizantes naturais e defensivos agrícolas (ANDRADE et al., 2018; SUN et al., 2018).
4 Principais aplicações da biomassa de resíduos agrícolas e agroindustriais
Geração de energia
É a forma mais usada de aproveitamento de biomassa no mundo, devido a seu uso na combustão direta em fornos e caldeiras para aproveitar a alta capacidade calorífica da biomassa para geração de vapor e energia elétrica (KO et al., 2017). Porém, tanto resíduos animais quanto vegetais podem ser convertidos em biogás por meio do processo de digestão anaeróbica (PIÑAS et al., 2019; RAMÍREZ-ARPIDE, 2019). A produção de bioetanol a partir de biomassa
lignocelulósica também pode ser planejada com foco na cogeração de energia elétrica (SURAMAYTHANGKOOR; LI, 2012).
Biocombustíveis
É um dos campos mais promissores entre as energias renováveis por conta da grande variedade de tecnologias desenvolvidas e da quantidade de matérias-primas que podem ser usadas. Além do bioetanol, que pode ser sintetizado principalmente a partir da cana de açúcar e de seus resíduos (que produzem o etanol de segunda geração) e do milho, há um grande potencial na produção de petróleo, gasolina e biodiesel por meio de processos de Fischer-Tropsch (combustíveis F-T), que usam o gás de síntese obtido por meio de gaseificação (SARKAR et al., 2011; SEARCY; FLYNN, 2010).
Gaseificação
Processo de produção de gás de síntese (mistura rica em hidrogênio, monóxido de carbono e hidrocarbonetos) e biocarvão a partir da elevação da temperatura da biomassa lignocelulósica na presença de quantidades insuficientes de oxigênio para realizar uma combustão completa da matéria-prima. O gás de síntese pode ser usado para obtenção de diversos bioprodutos, entre eles o metanol, amônia e diferentes biocombustíveis (KO et al, 2017; SARKAR et al., 2011).
Outras aplicações
Apesar de a maioria da biomassa oriunda de resíduos agrícolas e agroindustriais ser utilizada para geração de energia e produção de combustíveis, existem muitas outras aplicações desses recursos. A recuperação e reuso do fósforo dos fertilizantes utilizados através de pirólise e a adição ao solo de matéria orgânica (excrementos, restos de colheita) e de efluentes gerados pela digestão anaeróbica dos resíduos agrícolas como biofertilizantes ajuda a aumentar sua composição de nutrientes (DHILLON; VON WUEHLISCH, 2013; LIU et al., 2016; MATHEWS, 2008; SON et al., 2018). A reutilização e conversão desses resíduos em bioprodutos que retornam para o meio agrícola demonstram que, para desenvolver um projeto de redução de emissões efetivamente sustentável, é necessário integrar a matéria-prima e seus produtos à cadeia produtiva, dentro do conceito da Economia Circular (KIRCHER, 2015).
As principais aplicações abordadas nessa seção foram elencadas no Quadro 1 de acordo com a origem da biomassa usada.
Quadro 1 – Aplicações de biomassa oriunda de resíduos agrícolas e agroindustriais.
Fonte Biomassa Aplicações
Animal
Estrume de gado Produção de biogás, gás de síntese e biocarvão
Estrume de porco Produção de biogás
Vísceras e ossos de animais Produção de ração animal Gordura de animais Produtos de limpeza e higiene
Vegetal
Bagaço e palha de cana Queima direta para geração de vapor e energia Bagaço de cana e frutas e palha de cana Produção de bioetanol de segunda geração Óleos extraídos de resíduos vegetais Produção de energia
Fósforo recuperado do solo agrícola Produção de biofertilizantes
Resíduos lignocelulósicos em geral Produção de gás de síntese e biocarvão Fonte: Autoria própria
5 Potencial para geração de créditos de carbono
É evidente que as tecnologias envolvendo o uso de biomassa de resíduos agrícolas e agroindustriais representam um grande potencial para geração de RCEs e sua comercialização no mercado de créditos de carbono a partir de projetos de MDL (nos países em desenvolvimento), e de JI (nos países industrializados). Para isso, é necessário realizar um monitoramento constante de dados para a quantificação da redução dos equivalentes de CO2,
além de um acompanhamento das cotações dos RCEs nos mercados disponíveis. Portanto, esse mercado traz oportunidades e desafios para os produtores rurais que almejam criar iniciativas visando a redução de emissões e o aumento de renda de maneira sustentável.
5.1 Desafios
Por se tratar de um sistema complexo de trocas de créditos, existem falhas nos sistemas de medição das reduções; é estimado que até 20% dos RCEs emitidos não condizem com reduções reais (SURENDRA et al., 2014). Isso gera uma desconfiança no mercado, que resulta em desvalorização da “moeda” (os próprios certificados de emissão). Ainda segundo Surendra et al. (2014), barreiras de entrada nos mercados de carbono e para a realização de investimentos de larga escala também precisam ser derrubadas para aumentar o fluxo de capital para pessoas, empresas e governos de países emergentes que desenvolvem projetos com potencial para reduções de emissões relevantes em escala mundial. A desinformação a respeito do funcionamento desses mercados afasta tanto afasta novos stakeholders quanto inibe os investidores.
Por fim, há ainda a problemática da disponibilidade da biomassa: dependendo da região e das quantidades requeridas para a finalidade, o acesso e transporte de resíduos de produção agrícola ou agroindustrial pode inviabilizar todo um projeto em termos financeiros. A situação
se torna mais complexa quando é levado em conta que essa matéria-prima é biodegradável e exige condições diferenciadas de armazenagem, o que acaba por aumentar os custos logísticos e pode vir a reduzir os benefícios da economia de escala (SARKAR et al., 2011).
5.2 Oportunidades
Levando em consideração a matriz energética de países em desenvolvimento e a quantidade de matéria-prima encontrada na forma de resíduos agrícolas e agroindustriais, existe um enorme potencial na biomassa das sobras da produção agrícola, dos desperdícios e efluentes oriundos do processamento de alimentos e do estrume gerado pela pecuária. Com a difusão de tecnologias geradoras de biogás, gás de síntese e outros biocombustíveis a partir de fontes de energia de segunda geração, criam-se novas possibilidades de geração de créditos de carbono, que por sua vez podem gerar aumentos de receita para financiar novas pesquisas e projetos (SURENDRA et al., 2014).
Segundo estimativas da UNFCC, o mercado de carbono tem potencial para atingir US$ 1 trilhão em valor nos próximos 10 anos. Como muitas economias emergentes dependem fortemente do agronegócio, torna-se evidente que esse setor é estratégico para que esses países atinjam as metas de desenvolvimento sustentável e auxiliem na geração de receita e de novos empregos por meio da comercialização de certificados de emissão de GEE (OH; CHUA, 2010).
6 Considerações finais
A severidade da situação climática e dos impactos da ação humana no meio ambiente exigiram uma resposta enérgica e rápida das lideranças mundiais para impedir o avanço da mudança climática antropogênica. O Protocolo de Kyoto forneceu, através dos seus mecanismos de flexibilização, a base para o mercado de créditos de carbono, que visam incentivar iniciativas de redução de emissões de carbono.
A biomassa de resíduos agrícolas e agroindustriais possui um potencial que hoje é subutilizado pela maioria dos países em desenvolvimento, que poderiam explorar esse recurso renovável para alavancar seu desenvolvimento econômico e social. Advindas de resíduos animais e vegetais, essas fontes possuem diversas aplicações já descobertas na literatura, principalmente na geração de energia e produção de biocombustíveis.
Para a geração e comercialização de créditos de carbono a partir de projetos de MDL e JI utilizando a biomassa oriunda desses resíduos, os países, especialmente os emergentes, encontram algumas barreiras de entrada referentes à complexidade do próprio sistema de emissão e troca dos RCEs e à disponibilidade desses recursos em relação aos custos logísticos
associados. Por outro lado, a UNFCCC vê com otimismo o futuro desse mercado, o que representaria uma enorme oportunidade para os países com economias baseadas no setor agrícola, que poderiam utilizar a biomassa dos resíduos desse mercado para geração de energia limpa e renovável e ainda se beneficiariam da comercialização dos créditos de carbono gerados pela redução da emissão de gases do efeito estufa.
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