Todas as energias do sistema bioenergético - OpAA74

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BIOENERGÉTICO: cana, milho, agave, açúcar, etanol, biogás, bioeletricidade e carbono

ano 19 • número 74 • Divisão C • Nov-Jan 2023

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BIOENERGÉTICO: cana, milho, agave, açúcar, etanol, biogás, bioeletricidade e carbono ano 19 • número 74 • Divisão C • Nov-Jan 2023

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Se desejar ouvir o artigo numa outra língua, lido com voz nativa, localize o artigo desejado e toque na bandeira da língua que preferir. Além do português, estão à sua disposição os áudios em inglês, em espanhol, em francês e em alemão. Pelo fato do artigo ser traduzido e lido por robôs, poderá haver pequenas imperfeições.

É lógico que você não precisa viajar para desfrutar desse conforto. O sistema também funcionará na sua mesa de trabalho, andando no parque, na esteira da academia, nas ruas congestionadas da cidade grande ou no sofá da sua Casa. Boa leitura ou boa audição, como preferir.

ARTICULISTAS DESTA EDIÇÃO: 01, Luciano Rodrigues, UNICA e FGV/EESP 02, Gustavo Spadotti Amaral Castro, Embrapa Territorial 03, Luiz Augusto Horta Nogueira, EXCEN-Unifei/NIPE-Unicamp 04, Antonio Alberto Stuchi, Consultor especialista em tecnologias 05, Hudson Giovani Zanin, FEEC-Unicamp

06, Maurício Roberto Cherubin, Esalq/USP 07, Gonçalo Amarante Guimarães Pereira, Unicamp 08, Ricardo Lopes Silva, Raízen 09, Valmir Barbosa, Datagro Alta Performance 10, Luiz Carlos Dalben, Agrícola Rio Claro

11, Guilherme Linares Nolasco, UNEM

12, Silene Cristina de Lima Paulillo, Fermentec

13, Alysson Camargo de Oliveira, Geo Energética

14, Gustavo Mockaitis, Feagri-Unicamp

15, Heloisa Borges Bastos Esteves, EPE 16, José Campanari Neto, MCE

17, Milas Evangelista de Sousa, Renovar Sustentabilidade

18, André Leal de Sá, BlockC 19, Ivana Cesarino e Alcides Lopes Leão, FCA-Unesp-Botucatu

20, Carlos Eduardo Pellegrino Cerri, Esalq-USP

Aqui não tem

milagre, tem tecnologia !

Essa é a solução ideal para áreas com produtividade abaixo de 60 toneladas por hectare. A lógica é muito simples. A operação é aplicada em ruas alternadas. O equipamento faz o corte da cana de ambas as ruas e empurra a cana cortada para as duas ruas laterais.

O trabalho a ser feito pela colhedora passa a ser: cortar da rua que ainda está de pé e recolher, na mesma operação, a cana já cortada pelo equipamento CORT-I-CANA, que recebeu o apelido muito próprio de "engordador de rua".

Esta operação reduz o trabalho da colhedora pela metade, colocando o dobro da cana no elevador. Outra vantagem: para fazer o posicionamento de retorno, a colhedora passa a ter um raio de curva 3 vezes maior, reduzindo o número de manobras, o tempo, a complexidade dos movimentos e o pisoteio. Em função da sua produtividade, um "engordador " atende a duas colheitaderas. Assim, seu uso dobra ou triplica a massa de cana colhida.

O CORT-I-CANA, copia o relevo do solo – independente da ação do operador –permitindo corte bem rasos, e auxilia na abertura de aceiros de colheita evitando o esmagamento da cana. O TCH limite para adensamento passa a depender da capabilidade da colhedora, pois a mesma passará a enfrentar um canavial com TCH dobrado. O uso de tratores com piloto automático facilitará sobremaneira a operação em áreas georeferenciadas.

Temos agora também uma opção para o adensamento de 4 ruas em espaço alternado. O que você acha da ideia de ligar agora para a FCN e pedir uma visita? Se desejar se adiantar, solicite o envio de uma Planilha de Pay-back pelo e-mail Felix@fcntecnologia.com.br. Agora, aperte o botão do Play da página ao lado e assista ao vídeo que mostra a CORT-I-CANA em ação.

Aguardamos seu contato.

O que pode ser mais agradável para um produtor do que ouvir a seguinte frase: " Você pode dobrar a sua produção e baixar seus custos pela metade "

agenda estratégica e políticas públicas

Com quase 500 anos de história no Brasil, o setor bioenergético se posiciona como um dos mais importantes do agronegócio nacional. Trata-se de uma cadeia que envolve cerca de 350 unidades produtoras, 70 mil fornecedores rurais e mais de 2 milhões de empregos dire tos e indiretos.

Apesar dessa condição, o sucesso dessa indústria traz consigo doses adicionais de responsabilidade diante das transformações esperadas para os próximos anos, pautadas essencialmente pela necessidade de ampliar, de maneira eficiente e sustentável, a oferta de alimentos e de energia de baixo carbono.

No caso do açúcar, o setor é responsável por cerca de 45% do comércio mundial do pro duto. Essa demanda se centra essencialmente em países de baixa renda per capita, onde o produto se posiciona de forma relevante como fonte de energia competitiva e acessível para regiões com consumo calórico ainda reduzido.

Nessa área, além da necessidade de melho ria constante nas condições de infraestrutura, produtividade e custos no País, é preciso lidar com as mudanças na geopolítica mundial que devem direcionar parte do comércio inter nacional nos próximos anos. A redução de barreiras tarifárias e não tarifárias (técnicas, sanitárias e burocráticas, por exemplo), além de medidas distorcivas adotadas por vários países produtores, para facilitação das expor tações, também se constituem adversidades a serem superadas.

No campo da energia, por sua vez, o setor se consolidou como principal fonte renovável na matriz brasileira, sendo responsável por mais de 16% de toda a oferta energética do País. Essa condição foi obtida sem prejuízo do uso racional dos recursos naturais ou da produção de alimentos.

Apesar dessa condição privilegiada, as transformações mundialmente em curso exi girão capacidade de adaptação e esforço con centrado dos agentes públicos e privados que atuam nessa cadeia.

Particularmente para o setor sucroenergé tico, a aprovação do RenovaBio e a sua efeti va regulamentação estabeleceram um novo marco para a materialização do potencial dos biocombustíveis como energia limpa nos pró ximos anos.

A esse cenário se soma a recente aprova ção da Emenda Constitucional 123, de 14 de julho de 2022 (EC 123/2022), que incorpo rou, no capítulo ambiental da Constituição Brasileira, a manutenção de regime fiscal que estabeleça diferencial competitivo aos biocombustíveis que concorrem diretamente com substitutos fósseis.

O arcabouço estruturado pelo RenovaBio e pela EC 123/2022 associado à manutenção de regras mais estáveis de precificação de de rivados domesticamente são fundamentais para a expansão da produção de etanol.

Ainda no campo institucional, é preciso trabalhar para que as políticas públicas volta das à mobilidade sejam pautadas pela neutra lidade tecnológica, pela avaliação de emissões de gases de efeito estufa no ciclo de vida e por diretrizes que explorem por completo o conceito de sustentabilidade nas suas vertentes econômica, social e ambiental.

Na mesma linha, a consolidação dos CBIOs como mecanismo de compensação de emissões de gases de efeito estufa (GEE) e a sua conexão com eventuais mercados de carbono regulados precisam ser explorados e podem oferecer uma oportunidade excep cional para valorar as externalidades posi tivas geradas pelos energéticos renováveis produzidos pelo setor.

Além desses esforços para a manutenção de ambiente institucional adequado, o sucesso do setor sucroenergético dependerá essencialmen te do consistente trabalho dos produtores para ofertar novos energéticos e ampliar a eficiência produtiva – econômica e ambiental – daqueles fabricados atualmente.

Alguns exemplos nessa área passam: 1) por inovações no manejo integrado de pragas e doenças da cana-de-açúcar, como a amplia ção do emprego de agentes biológicos e a potencialização do controle natural de pra gas com maior diversidade natural da pai sagem de produção e outros; 2) pela otimização e aprimoramento da logística interna das empresas; 3) por novas técnicas e proce dimentos de controle no processo industrial; 4) pela adoção de ferramentas de agricultura de precisão e inteligência artificial para mo nitoramento da lavoura e digitalização das operações; 5) pelo lançamento de variedades

mais adaptadas ao sistema produtivo, in clusive com o uso de técnicas de engenharia genética; 6) pelo emprego de tecnologias di ferenciadas de plantio, como o uso de mudas pré-brotadas e a sinalização de ruptura tecno lógica diante do desenvolvimento da semente artificial de cana-de-açúcar; 7) por novas téc nicas de cultivo visando a maior retenção de carbono no solo; e, 8) pela maior importância de treinamento e desenvolvimento de capital humano.

Nesse contexto, cabe destacar a importância de consolidação da bioeletricidade e a fabri cação de novos energéticos, como o etanol de segunda geração, o biogás e o biometano. Esses produtos intensificam a visão sistêmica e a agregação de valor à indústria sucroenergética a partir do aproveitamento de subprodutos do processo, fortalecendo os conceitos de economia circular em toda a cadeia.

Também é preciso destacar a importância da revolução observada nos últimos anos com a expansão da produção de etanol de milho de segunda safra no Brasil. O sistema integrado implementado especialmente no Centro-Oeste permitiu a ampliação do milho de segunda sa fra, a maior oferta de etanol e o fortalecimento da cadeia de carnes a partir da venda dos sub produtos da fabricação do etanol como ração animal.

No médio prazo, devem se somar a esses elementos iniciativas para a utilização de sis temas de captura e sequestro de carbono com bioenergia ( bioenergy with carbon capture and storage ou BECCS) e o uso dos produtos do setor na fabricação de hidrogênio verde.

No campo da energia, por sua vez, o setor se consolidou como principal fonte renovável na matriz brasileira, sendo responsável por mais de 16% de toda a oferta energética do País."

Essas diferentes possibilidades podem criar novas rotas de atuação da indústria diante da necessidade de endereçamento adequado da urgência nas respostas à variação climática do planeta, que exigirá opções múltiplas, comple mentares e adaptadas a cada região do globo.

Por fim, a cadeia sucroenergética precisa trabalhar no desafio de comunicação das suas vantagens, se posicionando de maneira tecni camente fundamentada e com linguagem apro priada aos diferentes públicos nos mercados em que atua no Brasil e no exterior.

De todo o exposto, resta evidente que os pró ximos anos serão de muito trabalho para uma indústria que, ao longo de sua história, mostrou, por diversas vezes, capacidade de se reinventar.

Os novos desafios da oferta de alimento a pre ços competitivos e da economia verde irão exigir sistemas de produção otimizados, com tecnologias mais limpas, praticados em uma paisagem de maior diversidade natural, com maior uso de subprodutos, oportunidades de inovação e es tímulos a novos processos, produtos e modelos empresariais.

O aproveitamento das oportunidades vis lumbradas nesse cenário vai exigir articulação e alinhamento de todos os agentes da cadeia sucroenergética, em um esforço conjunto com setor público, para posicionar o País como pro dutor competitivo de alimento e energia limpa e renovável. n

Luciano Rodrigues Diretor de Economia e Inteligência Setorial da UNICA e pesquisador do Observatório de Bioeconomia da FGV/EESP

o carro elétrico a etanol

“O mercado dita!” Esta frase sempre me acom panhou. Por onde andei, no agro e na vida, o mer cado sempre impôs sua verdade, suas condições e suas demandas em troca do desenvolvimento. Mas essa verdade histórica está na corda bamba.

Um novo ciclo de desenvolvimento baseado nos pilares do ASG (Ambiental, Social e Governança), uma variação mais moderninha do tripé da sus tentabilidade (Ambiental, Social e ECONÔMICO), parece buscar alternativas mirabulosas para as chamadas emergências climáticas.

Uma dessas alternativas diz respeito aos veículos automotores. Vistos como vilões da emissão de ga ses por queimarem combustíveis fósseis em troca da energia necessária para mover os pistões, nosso “poisé” está prestes a perder seu motorzão barulhento por uma maravilha da ciência, o motor elétrico.

Todos estavam felizes: cientistas, montadoras (novas e tradicionais), am bientalistas, mídia, países desenvolvidos e mineradoras. Só faltava convencer o mercado. Apesar de um primeiro mo mento muito favorável à eletrificação das frotas, alguns players resolveram queimar ATP (adenosina trifosfato), o combustível do nosso cérebro, para fazer cálculos.

O primeiro cálculo diz respeito ao valor investido sobre o retorno espe rado. Considerando os preços de aqui sição e abastecimento dos veículos movidos a gasolina, etanol, gnv ou ele tricidade, somente após 965 mil quilô metros rodados, haveria algum retorno financeiro pela troca de um veículo hí brido por um movido unicamente por eletricidade.

O segundo se refere às emissões de gases de efeito estufa (em gCO2e/km). Nessa comparação, verifica-se que o carro elétrico (baseado na matriz dos EUA) emite, segundo o método do “poço à roda”, 111 gCO2e/km. Bem menos que o carro movido a etanol de milho (230), gás natural (277) e gasoli na (324 gCO2e/km).

Parece sonho, mas o veículo elétrico com célula de combustível a etanol poderá superar os 1.000 km com aproximadamente 40 litros de combustível "

Gustavo Spadotti Amaral Castro Chefe-geral da Embrapa Territorial

Faz sentido, certo? Mas apareceu o cálculo com etanol de cana-de-açúcar, tipicamente tupiniquim. Marcelo Gauto, especialista em marketing energético da Petrobras, mostrou que nosso biocombustível emite, da "fazenda à roda", apenas 65 gCO2e/km, considerando um rendimento de 9 km/L. Supimpa!

Nosso país é o segundo produtor mundial de etanol. Nosso biocombustível renovável é vendido em todos os postos do País. E, graças a uma revolução tecnológica, o etanol passa a ser também uma opção aos carros elétricos, substituindo a energia da rede de tensão, dis pensando as tomadas no sistema plug-in e abrindo mão das baterias de lítio.

Na mágica do processo, catalisadores eficientes quebram as moléculas de etanol (C2H6O), liberando o hidrogênio necessário para as reações químicas que resultam na ge ração de energia elétrica na presença de uma célula de combustível de óxido sólido. No fu turo, outras fontes, como biogás, biometano e o gás natural, poderão ser viabilizadas.

O problema a ser superado é a “sobra” de carbono desse processo, que, mesmo em bai xas concentrações, se acumula como resíduo.

Longe de ser uma barreira intransponível para a ciência tropical, destacadamente para Unicamp, Ipen e Embrapa, financiados pela Fapesp, Finep, Ministério de Minas e Ener gia e parcerias público-privadas com monta doras e demais empresas do segmento.

Essa revolução traz enormes benefícios para o presente e futuro da humanidade. O primeiro na redução da demanda de eletrici dade da rede. No Brasil, mesmo com fontes cada vez mais limpas, como energia eólica, solar e cogeração, não há um excedente de eletricidade suficiente para suprir a demanda imposta por uma frota elétrica, o que exigi ria investimentos gigantescos e urgentes em infraestrutura para geração, transmissão e pontos de abastecimento. No mundo, o im pacto é maior devido à enorme dependência de fontes poluentes, advindas de combustí veis fósseis, para geração de energia elétrica.

Outro ponto a ser considerado são os ma teriais exigidos para a produção das baterias automotivas, dentre os quais se destaca o lítio. Na coluna 1A da tabela periódica, ele é o mais leve e menos denso entre os metais, o que lhe garante propriedades excepcionais. Sua exploração se concentra em 3 países - China, Austrália e Chile – que detêm 87% de toda a produção.

O processo de extração demanda grande quantidade de água e energia, além de ocasio nar expressivo impacto ambiental com o des carte inadequado das baterias. Para atingir as metas estimadas de eletrificação das frotas, seria necessário aumentar em seis vezes a produção mundial de lítio, além de outros ele mentos, como cobalto, níquel e grafite.

Por fim, temos a questão da praticidade. Como a fonte de eletricidade para este mo tor provem do etanol, o carro não precisa de uma bateria que representaria até 25% do seu peso . Ainda com a célula de combustí vel a etanol, não se faz necessária uma rede de carregadores distribuídos pelo país (haja investimento!), tampouco aguardar horas para recarregar a bateria. Com nossos milhares de postos em todo território nacional, em mi nutos temos tanque cheio e garantia de óti ma autonomia. Parece sonho, mas o veículo elétrico com célula de combustível a etanol poderá superar os 1.000 km com aproxima damente 40 litros de combustível!

Os benefícios são tantos que, no futuro, novos catalisadores desse processo de con versão de etanol em energia elétrica podem até mesmo impulsionar a geração de energia em escala suficiente para abastecimento de cidades. Esse futuro promissor me lembrou o relato de nosso eterno ministro Antonio Cabrera, que, ao passar por Fernando de Noronha, se deparou com pontos de carre gamento de carros elétricos, mas lembrou os desavisados que toda a energia produzida na ilha advém da queima de óleo diesel, ou seja, uma ineficiente transferência de emis são de gases.

Os próximos passos para o sucesso da célula de combustível a etanol são funda mentais. Vamos continuar a extrair petró leo (carbono) para sua queima em motores a gasolina e diesel ou aproveitar ao máximo as oportunidades que o etanol, o biodiesel da soja e do sebo bovino, o biogás e o biometano têm a oferecer? Podemos aproveitar ao máxi mo o ciclo do carbono da superfície terrestre. A COP27 se avizinha. Nosso país poderá ser protagonista nas questões climáticas, ou ape nas ser reativo às pressões externas. Defen deremos o Brasil, nossa ciência, nossa tec nologia, nossa indústria e nossos produtores rurais, ou aceitaremos uma imposição pra lá de questionável do ponto de vista ambiental, social e econômico? O mercado ou globalismo ditará. A conferir. n

hidrogênio renovável a partir da biomassa:

perspectivas no Brasil

Descoberto em 1766, por Cavendish, como um gás combustível formado na reação entre metais e ácidos e batizado como “o formador da água” por Lavoi sier, em 1783, o hidrogênio é o elemen to químico mais simples e o mais abun dante, representando 75% da massa do Universo, mas constitui menos de 1% da massa do nosso planeta Terra, quase sempre associado a outros elementos, como com o oxigênio na água.

O hidrogênio (H2) apresenta proprie dades diferenciadas dos demais gases, que podem representar vantagens, como um alto poder calorífico, ou difi culdades, como a baixa densidade (menos de 10% da densidade do ar), alta velo cidade de chama e, curiosamente, ser um dos poucos gases que se aquece ao expandir, impondo o seu resfriamento ao abastecer em segurança tanques que devem suportar pressões muito altas, da ordem de 900 atm.

os 654 milhões de ton de cana que o Brasil colheu na safra 20/21 poderiam produzir 11,6 milhões de toneladas de hidrogênio. Essa produção por eletrólise consumiria 568 TWh, 14% acima do consumo nacional de energia elétrica. Será que há espaço para a biomassa na economia do hidrogênio? "

Embora o uso do hidrogênio para fins energéti cos tenha sido sugerido há muito tempo, por visio nários como Jules Verne, seu alto custo, compara do aos combustíveis fósseis, tem sido um obstáculo para sua difusão nessas aplicações. Não obstante, na atualidade, são importantes as aplicações in dustriais do hidrogênio, especialmente no refino do petróleo e na produção de amônia, com uma

Luiz Augusto Horta Nogueira Centro de Excelência em Eficiência Energética EXCEN da Unifei e Núcleo Interdisciplinar de Planejamento Energético NIPE da Unicamp

demanda global de cerca de 75 milhões de tonela das anuais, produzidas basicamente a partir de gás natural e do petróleo, com a significativa emissão de CO2 fóssil e, portanto, elevando o efeito estufa na atmosfera. Trata-se, assim, de um hidrogênio indesejável.

No contexto da atual transição energética glo bal, com a substituição das fontes energéticas fós seis por renováveis, atendendo a objetivos de des carbonização das matrizes energéticas, incremento da segurança energética e racionalidade econômi ca, o hidrogênio que todos buscam é o hidrogênio verde, isto é, o hidrogênio produzido a partir de energia renovável, substituindo o hidrogênio “sujo” nos usos como matéria-prima e abrindo novos mercados no setor energético, como combustível em fornos e caldeiras em indústrias, em sistemas de armazenamento energético (crescentemente necessários devido à expansão da geração intermi tente das centrais eólicas e solares) e no setor de transporte, onde o óleo diesel, a gasolina e o quero sene ainda dominam amplamente. Nessa direção, diversas agências projetam uma grande expansão da produção de hidrogênio renovável, exigindo in vestimentos superiores a 200 bilhões de dólares, para atender a uma demanda prevista da ordem de 550 milhões de toneladas em 2050. A figura abaixo indica os projetos atualmente em curso, especial mente na Europa e Ásia.

b) a partir da biomassa, por três al ternativas: (1) a reforma do biometano (CH4), principal componente do bio gás, (2) a reforma do etanol (C2H6O), processos endotérmicos similares e tecnologicamente maduros, nos quais com catalisadores adequados e água, a energia desses biocombustíveis per mite manter reatores (reformadores) a temperaturas entre 650 a 900 C , e pro duzir correntes com hidrogênio, que pode ser purificado em teores elevados, e (3) em processos de gaseificação de biomassa sólida de baixo custo, produ zindo gases com teores de hidrogênio mais baixos, mas que também podem ser purificados. Esses últimos proces sos se encontram em desenvolvimento, com resultados promissores, entretan to, sem ainda terem demonstrado sua viabilidade econômica.

De forma preliminar, comparan do os custos de produção do hidrogê nio em eletrolisadores e mediante a reforma de etanol, sem considerar os investimentos em equipamentos e ins talações (certamente mais elevados na eletrólise) e levando em conta apenas os custos dos insumos (eletricidade e etanol), é possível obter a curva de pa ridade indicada na Figura abaixo. Em síntese, o etanol é competitivo na pro dução de hidrogênio, considerando os valores correntes da energia elétrica, que, apenas a valores muito baixos, é a melhor opção.

Processos para produção de hidrogênio renovável: As rotas tecnológicas mais promissoras para produção do hidrogênio renovável são:

a) a partir da eletricidade, mediante o pro cesso de eletrólise, no qual a água é separa da em seus componentes. É o processo mais maduro e amplamente adotado nos projetos atualmente em implantação, nos quais a ele tricidade deverá ser produzida a partir de fon tes renováveis;

H2 da eletricidade é mais barato

H2 do etanol é mais barato

1,60 1,40 1,20 1,00 0,80 0,60 0,40 0,20 0,00 USD/Litro de Etanol 0,015 0,065 0,115 0,165 0,215 0,265

USD/kWh

Iniciativas no Brasil para produzir hidrogênio envolvendo biomassa: Para o Brasil, com boa dotação de re cursos naturais e domínio das tecnolo gias bioenergéticas, a biomassa se con figura como uma alternativa de efetivo potencial na economia do hidrogênio e que vem sendo objeto de iniciativas tão inovadoras como interessantes, apresentadas a seguir. ;

PROJETOS DE HIDROGÊNIO RENOVÁVEL DE GRANDE ESCALA EM CURSO - OUTUBRO 2021

PRODUÇÃO DE H2 EM ESCALA DE GW USO INDUSTRIAL DE H2 EM LARGA ESCALA INFRAESTRUTURA PARA ABASTECIMENTO H2

PROJETOS INTEGRADOS PRODUÇÃO/USO DE H2 INFRAESTRUTURA LOGÍSTICA PARA H2

Source: Hydrogen Council/McKinsey (The Economist,2021)

Hidrogênio a partir da reforma de etanol. A empresa Hytron, de Sumaré, São Paulo, fundada em 2003 como um spin-off da Uni camp, foi incorporada, em 2020, pelo grupo NEA Neuman & Esser, de Aachen, Alema nha, reforçando sua atuação na integração de sistemas com foco em hidrogênio. Entre seus produtos, com tecnologia própria, a Hytron oferece uma linha de sistemas de produção de hidrogênio por reforma de etanol, com ca pacidade de até 750 kg H2/dia, consumindo 7,65 litros de etanol e 2,35 kWh por kg de hi drogênio produzido.

Veículos elétricos com células de combus tível a hidrogênio gerado por reforma de eta nol a bordo. A montadora Nissan desenvol ve, desde 2016, com entidades brasileiras e japonesas, veículos elétricos nos quais a ele tricidade é gerada em células de combustível a óxido sólido, alimentadas com hidrogênio produzido no próprio veículo, mediante a reforma catalítica de etanol. Os testes mos traram a viabilidade técnica, com o protótipo montado em uma van fazendo cerca de 30 km por litro de etanol. O projeto continua em desenvolvimento, visando melhorar o de sempenho e reduzir o volume ocupado pelo reformador. Outras montadoras demostra ram interesse nessa solução para a eletrifica ção de seus modelos.

Produção de amônia verde utilizando hi drogênio produzido por reforma de biometa no gerado na biodigestão da vinhaça de etanol. Em 2021, as empresas Raízen e Yara estabele ceram um consórcio para a produção de amô nia verde, utilizando o hidrogênio produzido a partir do biometano resultante do biogás de vinhaça. Uma caraterística interessante desse projeto é que o biometano será produzido em Piracicaba, injetado no gasoduto Gasbol e transportado até Cubatão, no litoral paulista, onde será usado para produzir hidrogênio e, daí, amônia com baixa pegada de carbono.

Apenas como exercício, considerando que 4,85 m³ de biometano produzem 1 kg de hi drogênio, que, por sua vez, combinado com nitrogênio, dá origem a 5,67 kg de amônia, a estimativa recente da Associação Brasileira do Biogás de uma produção de 2,2 milhões de m³/dia biometano no Brasil, em 2027, poderá significar da ordem de 940 mil tone ladas anuais de amônia verde, 40% acima do consumo nacional aparente de amônia ferti lizante em 2017.

Ainda que essas notas se dediquem ao hidrogênio com origem na biomassa, cabe mencionar que avançam outras rotas conec tando hidrogênio renovável e biomassa.

Como um bom exemplo, o projeto Ome ga Green, em implantação pela BSBios Pa raguay, com investimentos da ordem de um bilhão de dólares, vai utilizar hidrogê nio produzido com hidroeletricidade, farta no país vizinho, e óleos vegetais paraguaios para fabricar diesel verde (HVO) e biocom bustível aeronáutico renovável (SAF), em volume equivalente a mais de um bilhão de litros por ano, em grande parte para expor tar. Empresas brasileiras estão iniciando projetos nesse rumo.

Concluindo...

O hidrogênio não é nem deve ser encarado como uma nova fonte de energia. O hidrogê nio é, de fato, um vetor energético, quem sabe uma promissora tecnologia para transporte de energia, capaz de carregar essa “capacida de de transformar” que chamamos energia. Apresenta propriedades singulares e, quando produzido com baixa pegada de carbono, po derá ser um componente relevante da tran sição energética global, ampliando o espaço das energias renováveis e sustentáveis.

Existem desafios técnicos e econômicos a superar, mas o forte interesse de alguns países e empresas no seu desenvolvimen to está criando condições propícias para a efetiva criação de uma nova indústria ener gética, voltada para a produção e o uso de hidrogênio.

Nesse mundo que está chegando, a bioe nergia encontra novas e relevantes oportu nidades, como procuramos sinalizar nessas notas. Emprestando alguns cálculos do Da niel Lopes, da NEA Hytron, que considerou os vários vetores energéticos que a cana-de -açúcar é capaz de fornecer, etanol 1G e 2G, biogás e bioeletricidade, cada tonelada de cana é capaz de produzir 17,8 kg de hidro gênio.

Assim, apenas especulando, os 654 mi lhões de toneladas de cana que o Brasil colheu na safra 2020/21 poderiam, em tese, pro duzir 11,6 milhões de toneladas de hidrogê nio, cuja produção por eletrólise consumiria 568 TWh, 14% acima do consumo nacional de energia elétrica observado em 2022. Em vista disso, será que há espaço para a bio massa na economia do hidrogênio? n

hidrogênio verde potencial de hidrogênio do setor sucroenergético

O hidrogênio (H2) é o mais simples e mais comum elemento de todo o uni verso. Ele possui a maior quantidade de energia por unidade de massa que qualquer outro combustível conhecido, aproximadamente 120.700 quilojoules por kg, cerca de três vezes mais calor que o petróleo. Quando resfriado ao es tado líquido, o hidrogênio de baixo peso molecular ocupa um espaço equivalente a 1/700 daquele que ocuparia no estado gasoso, sendo possível, então, o seu ar mazenamento e transporte.

Pesquisas de desenvolvimento em re lação ao H2 estão sendo realizadas em todo o mundo com o objetivo de diminuir principalmente os custos de sua produção, armazenagem, transporte, segurança e infraestrutura. A maior parte do hidro gênio produzido ainda é utilizado como matéria-prima na fabricação de produtos como os fertilizantes, conversão de óleo líquido em margarina, processo de fabricação de plásticos e no resfriamento de geradores e motores. Entretanto, as pesquisas sobre o hidrogênio estão rapi damente sendo concentradas na geração de energia elétrica e de água pura através das “Células a Combustível” (CaC), que podem prover energia para equipamen tos estacionários ou móveis.

Chama a atenção principalmente o fa to de o hidrogênio ser o elemento quími co mais básico e abundante na natureza

A conversão do etanol, biometano da vinhaça e eletricidade excedente resultariam numa produção de 5,42 milhões de ton de hidrogênio. Podemos acrescentar 1,79 milhão de ton de H2 a esse potencial, proveniente do etanol de segunda geração. "

Antonio Alberto Stuchi Consultor especialista em tecnologias do setor sucroenergético

e que sua combustão é totalmente limpa. Existe um movimento em favor de uma economia baseada no hidrogênio, e não mais no petróleo.

A tecnologia baseada no hidrogênio é, sem dúvida, muito promissora, e ele será o vetor energético do fu turo. O pleno aproveitamento da energia produzida por fontes intermitentes, como eólica e fotovoltaica, depende da utilização de acumuladores de energia. A densidade de energia das baterias ainda é muito baixa, e o hidrogênio pode ser uma alternativa para o armazenamento da energia com densidade mais alta. Veja detalhes no gráfico 1.

As novas demandas de mercado, principalmente para o acionamento de veículos de transporte terres tre, vêm indicando que as plataformas elétricas irão ocupar um grande espaço, principalmente pela sim plicidade e custos dos veículos elétricos e pela não emissão local de poluentes CO2, C0, NOx, SOx.

Porém alguns problemas se apresentam como a fonte que produz a energia a ser consumida, infraes trutura de distribuição e principalmente baterias, que vão ter seu tamanho associado à potência demandada pelos veículos (densidade de energia) e materiais para construção.

Para veículos de até 10 toneladas, com raio médio de 100 km/dia, provavelmente a solu ção bateria recarregável será a recomendada. Para veículos de até 10.000 t e raio médio de até 1.000 km/dia (carros grandes, caminhões e trens), a solução provável será o uso de hidro gênio com células de combustível. Para tone lagens e distâncias maiores (aviões e navios), provavelmente o uso direto de biocombustível será a recomendada. Veja detalhes no gráfico 2.

O hidrogênio deve ter uma grande partici pação na matriz energética em pouco tempo e pode ser produzido através de fontes renováveis, como energia eólica e fotovoltaica, que são intermitentes e produzidas não necessaria mente próximas aos locais de consumo. Esses problemas podem ser superados com instalação de armazenagem e infraestrutura de distribuição, que, normalmente, demandam altos investi mentos.

A produção de hidrogênio a partir de biomassa superaria os problemas de armazenagem e po deria utilizar a infraestrutura de distribuição de combustíveis existente hoje.

O etanol, assim como o biometano, metanol e amônia, podem ser utilizados como “vetores estáveis” de hidrogênio, que, depois de passar por um processo chamado reforming, podem liberar o hidrogênio e a água. Dessa forma, po demos abastecer diretamente o veículo com

etanol e obter o hidrogênio através de um re formador instalado no próprio veículo ou utili zar reformadores maiores instalados em postos de combustível, que abasteceriam diretamente os veículos com hidrogênio.

Considerando o portfólio de produtos do setor sucroenergético, podemos produzir hi drogênio a partir do etanol, da eletricidade ex cedente e do biometano produzido a partir de torta e vinhaça.

Adotando o cenário de produção da safra 2021/22 podemos calcular o potencial de hidrogênio deixando intacta a produção de açúcar. Supondo uma safra de 660 milhões de toneladas de cana, com 41 milhões de to neladas de açúcar e 31,5 milhões m³ de etanol (base anidro) e 380 milhões de m³ de vinhaça. Para avaliação de potencial, podemos conside rar essas usinas otimizadas para consumo de vapor de processo na ordem de 450 kg vapor por tonelada de cana e utilizando caldeiras de alta pressão (67 bar 500C), o que permitiria uma produção excedente de 33.000 GWh de energia elétrica.

A conversão do etanol, biometano da vinhaça e eletricidade excedente resultariam numa produção de 5,42 milhões de toneladas de hi drogênio. Podemos acrescentar 1,79 milhão de toneladas de H2 a esse potencial, proveniente do etanol de segunda geração (2G).

ARMAZENAMENTO HÍDRICO POR BOMBEAMENTO (LIMITAÇÃO DE CAPACIDADE GEOGRÁFICA) AR COMPRIMIDO

MINUTO HORA DIA SEMANA TEMPORADA DURAÇÃO DO DESCARREGAMENTO

ABORDAGEM GERAL DE TECNOLOGIA DE ARMAZENAGEM DE ENERGIA SEM EMISSÕES DE CARBONO HIDROGÊNIO: PROMISSOR PARA ARMAZENAMENTO DE LONGO PRAZO

ARMAZENAMENTO DE HIDROGÊNIO

BATERIA VOLANTE DE INÉRCIA SUPER CAPACITOR

MINUTO HORA DIA SEMANA TEMPORADA

Essa produção vem da palha, observando a limitação do uso de 50% do potencial para pre servar os benefícios agronômicos da cobertura do solo.

No total, o potencial é de 7,2 milhões de tone ladas de H2 (11,9 kgH2/t cana ou 0,82 tH2/ha), podemos, então, fazer uma comparação da participação na matriz energética com o que representa hoje o etanol.

O etanol representa aproximadamente 16% do consumo de energia dos combustíveis líqui dos no Brasil, considerando o potencial energé tico e não simplesmente o volume. Aproveitan do o potencial de hidrogênio da produção de cana instalada hoje, essa participação passaria a representar 40% da energia consumida, ba sicamente pelo fator de aumento de eficiência na produção de energia pelas células de com bustível.

Se a cana-de-açúcar for utilizada somente para a produção de etanol e energia, o poten cial de produção de hidrogênio sobe para 16,6 kgH2/t cana (1,2 tH2/ha). Para que a matriz de combustível líquido seja 100% a hidrogênio, necessitaríamos de 480 milhões de toneladas de cana, ou seja, uma expansão de 6,5 milhões de hectares.

Obviamente, essa expansão é muito grande, mas, se considerarmos aumento de eficiência na produção de cana-de-açúcar, ou mesmo uso de variedades que aumentem a produção por hectare, mesmo que direcionada à biomassa, a participação dos combustíveis renováveis vai crescer. Outro ponto a se observar é que o etanol pode funcionar bem como ”Vetor de hidrogênio”, evitando investimentos pelo uso da infraestrutura de distribuição e estocagem existentes hoje. n

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Nossos projetos são completos e personalizados para as áreas de etanol, açúcar e levedura seca. Além disso, trabalhamos com diferentes matérias-primas: cana-de-açúcar, milho, melaço de soja e outros amiláceos.

veículos eletrificados ou veículos elétricos veículo

Os veículos a combustão abastecidos com etanol, eletrificados ou híbridos emitem menos CO2 durante a vida útil – do berço ao túmulo –quando comparados aos veículos puramente elétricos (plug-in). Logo, essas opções de veí culos deveriam ser preferidas pelo consumidor e anteceder os veículos elétricos por emitirem menos gases que causam efeito estufa - GEE. Afi nal, a transição energética que estamos vivendo é sobre a redução de emissões de GEE, fenômeno natural de aquecimento global, potencializado pelas atividades humanas. Esses gases se acumulam entre a estratosfera e a troposfera a 12 km de altitude, logo abaixo da camada de ozônio, e evitam que a radiação infravermelha da Terra seja liberada ao espaço sideral, impedindo, que a Terra se resfrie natural e gradualmente. Desde a Revolução Industrial (1760-1820), passa mos a emitir uma quantidade maior de GEE, fato reconhecido pela comunidade científica. O aquecimento global é um grande problema, com reflexos das atividades humanas sobre o clima, com enchentes, estiagens prolongadas, ondas de calor em épocas mais frias e vice-versa e o derretimento das calotas de gelo nos polos, promovendo o aumento do nível dos oceanos. Hoje, temos consciência social, capacidade técnica, vontade política e, sobretudo, soluções que gerariam riquezas e empregos para a sociedade. Do ponto de vista tecnológico há um con junto de tecnologias que poderão nos ajudar, de forma mais inteligente, nessa transformação.

A transição energética será peculiar para ca da região do mundo. No Brasil, temos o etanol, biocombustível com baixa emissão de carbono. O veículo a etanol emite CO e hidrocarbonetos na sua partida fria. Os veículos híbridos, com dois motores trouxeram a vantagem na redu ção da emissão de carbono, além da maior au tonomia. Mas pode melhorar.

Uma das soluções é usar um sistema power train híbrido de menor complexidade e custo para geração de energia elétrica onboarding no setor de mobilidade. Esse sistema é composto por um reformador de etanol em gás de síntese (H2 e CO). Esse gás é convertido diretamente em energia elétrica por um stack de células a combustível de óxido sólido (SOFCs: Solid Oxi de Fuel Cells). A energia elétrica gerada forne ce potência para um motor elétrico de elevada eficiência (η=0,95), enquanto carrega eletrica mente um módulo muito menor de baterias do tipo Li-ion. Todo esse sistema pode alcançar até η=0,70 de eficiência. Muito maior que a eficiência máxima de η=0,35 de um veículo de combustão interna.

Essa solução aproveita a rede de valores criada há anos pela geração de etanol, logística e distribuição em postos de combustíveis. E o mais importante, abastecimento com uma mistura de 55% em volume de etanol e 45% em volume de água em 5 minutos. A água é importante para a reforma eficiente do etanol, produzindo muito mais H2. Além disso, o custo do combustível ao consumidor deverá cair pa ra metade do valor atual, e a autonomia deverá ser compatível aos veículos atuais. Fora isso, a emissão de carbono será muito mais reduzida.

A solução brasileira pode beneficiar 2 bilhões de pessoas no planeta, desta e das próximas gerações. "

Hudson Giovani Zanin Professor da Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação da Unicamp

Coautor: Fábio Coutinho Antunes, Pós doutorando da Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação da Unicamp

Ainda não dominamos completamente a tecnologia de SOFCs a ponto de levá-la ao mercado. Ela já é utilizada para geração de energia estacionária com gás natural e H2 puro, mas precisam ser adaptadas para gás de síntese do etanol reformado e aplicadas na mobilidade. O peso do stack dessas células a combustível precisa ser reduzido, e a eficiência melhorada, o que deve acontecer nos próximos 5 anos.

O veículo plug-in, por outro lado, está pronto, e traz a promessa de emissão zero por não emi tir GEE. Mas essa história não é tão realista. No seu ciclo de vida eles precisam rodar ~100 mil km para equiparar às emissões de CO2 de um veículo a combustão abastecido com etanol, ou seja, praticamente sua vida útil completa. Além disso, o custo, a troca dos módulos de baterias e a manutenção são bastante elevados. São muitos os relatos de danos às baterias por imperfeições das vias, problemas no sistema de recargas, necessidade de investimento em infraestrutura para a rede de distribuição e re abastecimento. O custo para geração de ener gia elétrica limpa e renovável, da distribuição (grid) e dos postos de recargas dos veículos plug-in no Brasil está estimada em US$ 300 bi lhões. Esse investimento em infraestrutura po deria beneficiar amplamente a cadeia de gera ção, transmissão e distribuição de energia, e a conta não deve ser colocada apenas no veículo elétrico. Também não faz sentido ter um veícu lo plug-in e carregá-lo usando energia elétrica gerada por termoelétricas.

O assunto é complexo e requer reflexão pa ra melhores esclarecimentos. A seguir vamos trazer uma breve discussão das principais características desse sistema powertrain híbrido alimentado com etanol, apresentado abaixo.

Trazemos, a seguir, um detalhamento sobre reformador, SOFC, supercapacitores, baterias e motor elétrico.

Reformadores: O reformador de etanol é semelhante aos catalisadores de um veículo a combustão. O reformador é composto de um suporte monolítico cerâmico obtido por extru são ou metálico, com finos canais do tipo uni direcional ou honeycomb. Os canais são reves tidos com uma segunda camada de aderência cerâmica composta de materiais com elevada capacidade de armazenamento e liberação de oxigênio (OSR: oxygen storage-release). Sobre essa camada, diversas nanopartículas de me tais ativos catalisadores suportadas sobre (ou mesmo dentro de) nanopartículas cerâmicas porosas obtidas por infiltração/impregnação, solvotérmica ou coprecipitação de soluções dos sais precursores. Após um processo de secagem e calcinação, são obtidas as fases ativas dos ca talisadores com elevadas dispersão e área su perficial. Esses catalisadores são responsáveis pela conversão do etanol em gás de síntese com elevada seletividade de H2 a uma temperatura de aproximadamente 650 ºC.

Os materiais estado da arte usados nos refor madores de etanol são: 1) suportes monolíticos cerâmicos em cordierita, com baixo coeficien te de expansão térmico (5.10-6 ºC-1) e elevada resistência ao choque térmico ou suportes me tálicos em aço inox ferrítico ou austenítico de elevada condutividade térmica e resistência ao choque térmico; 2) uma camada de aderência cerâmica em CeO2, CeO2-ZrO2 de elevada ca pacidade OSR, ou mesmo Al2O3 ou ZnO, dopa dos com MgO para melhorar a capacidade OSR; e 3) nanopartículas de metais catalisadores do tipo Ni, Ni-Co, Ni-Mo, Ni-Nb, Ni-Cu, suporta das em nanopartículas cerâmicas dos mesmos materiais da camada de aderência cerâmica. O gás de síntese reformado do etanol rico em H2 é direcionado para o stack de SOFCs para ser convertido pelo anodo das células diretamente em energia elétrica, calor, H2O e CO2. ;

SOFCs: A célula a combustível é um dispositi vo eletroquímico no estado sólido que converte a energia das ligações químicas de um com bustível em energia elétrica, semelhantemente às baterias por que as reações eletroquímicas nos eletrodos geram eletricidade. Nas SOFCs, o oxigênio molecular presente no ar é reduzi do no catodo por elétrons, formando ânions de oxigênio (O2-). Esses O2- atravessam o eletró lito em direção ao anodo para oxidar o H2, li berando elétrons para o circuito externo e, em seguida, esses elétrons voltam ao catodo para reduzir o oxigênio do ar em O2-. Essa reação eletroquímica não somente produz elétrons, mas também calor e H2O.

Não podemos utilizar o H2 direto porque é um gás que requer ser crioliquefeito e armaze nado em tanques de alto custo, com riscos de explosão em caso de colisão. Já o hidrogênio é um elemento presente nas moléculas de hidro carbonetos e biocombustíveis, como o etanol. O etanol possui 6 atómos de H que podem formar 3 moléculas de H2 (C2H5OH). Ou seja, os bio combustíveis armazenam hidrogênio na forma líquida. O C2H5OH armazena 18,4 MJoules/ litro, enquanto o H2 armazena apenas 0,01 MJoules/litro de energia em CNTP.

A figura abaixo apresenta um esquema da SOFC com os componentes, os materiais esta do da arte e os coeficientes de expansão térmica respectivos. Além da célula SOFC, podemos ob servar na figura o stack delas. O sistema produz eletricidade para alimentar o motor e as baterias. Em casos de demanda de picos de energia, como em ultrapassagens, o módulo de baterias ou um banco de supercapacitores poderão fornecer potência rapidamente ao motor elétrico.

O banco é usado para reabsorver rapidamen te a energia regenerativa do motor elétrico durante a desaceleração ou frenagem do veículo. Nessa configuração, o módulo de baterias Li-ion suprime a flutuação de potência inerente do sta ck de SOFCs. A figura mostra, A: ampliação em CAD de uma seção transversal de uma célula unitária MS-SOFC e seus componentes, B: CAD de uma célula unitária MS-SOFC e seus inter conectores, C: CAD de um stack de MS-SOFCs, D: componentes da MS-SOFC, E: materiais usados nos componentes das MS-SOFCs, F: coeficientes de expansão térmico dos mate riais dos componentes usados nas MS-SOFCs.

Os motores elétricos assíncronos e magnéti cos de corrente alternada exibem elevados tor que, eficiência na conversão de energia elétri ca em cinética e excelente controle rotacional. Os motores dos veículos plug-in das empresas Tesla e Honda apresentam eficiências de até η=0,92 e η=0,97, respectivamente.

Esse sistema powertrain híbrido tem como vantagens: 1) tanque pequeno para ser abaste cido com etanol hidratado; 2) autonomia de pende do reformador externo, da quantidade de combustível e das eficiências do reformador e do stack de SOFCs e não do módulo de bate rias; 3) o módulo de baterias pode ser reduzido até 1/5 em volume, reduzindo o peso e o custo e 4) a quantidade de substâncias tóxicas e in flamáveis presentes nos eletrodos e eletrólitos das baterias Li-ion serão menores, permitindo também a redução pela demanda de Ni, Li, Co, Al, Cu, Si, Zn, Mn e carbono, frequentemente sujeitas a oscilações de preços e crises. A solu ção brasileira pode beneficiar 2 bilhões de pessoas no planeta desta e das próximas gerações. n

agave nos solos do sertão brasileiro:

sinergia entre energia e sequestro de carbono

Aproximadamente, um terço da população rural nos países em desenvolvimento vive em re giões áridas e semiáridas, enfrentando escassez recorrente de água e insegurança alimentar. Além disso, essas regiões são as mais vulnerá veis aos atuais e futuros cenários de mudanças climáticas. No Brasil, o semiárido se estende por 12% do território nacional (900.000 km2) e abriga cerca de 28 milhões de pessoas, englo bando os nove estados da região Nordeste e a parte norte do estado de Minas Gerais.

O regime climático característico, marcado por chuvas escassas (<800mm), elevadas taxas de evapotranspiração (até 2500 mm ano-1) e longos períodos de seca, consiste em um dos maiores desafios para a sustentabilidade da agricultura e da manutenção dos ecossistemas naturais da região. Estudos recentes apontam para uma intensificação de processos, como a desertificação na última década, principalmen te em áreas de pastagem e do bioma caatinga, impactando, portanto, os ecossistemas natu rais e agrícolas. Nesse contexto de degradação, o combate à perda e à depauperação dos solos do semiárido despontam como um dos maio res desafios da ciência para um futuro marcado por um cenário de mudanças climáticas.

O solo constitui-se como o maior reser vatório de carbono (C) terrestre e, portanto, é peça-chave no combate à desertificação, às mudanças climáticas e à promoção de segu rança alimentar.

Estima-se que a quantidade de carbono es tocada nos solos até um metro de profundidade está em torno de 1.550 Pg de C, o que representa cerca de três vezes a quantidade de C presente na biosfera (vegetação e animais) e duas vezes a quantidade contida na atmosfera terrestre. Somente nos primeiros 30 cm, estocam quase a mesma quantidade de C (800 Pg) armazena da no compartimento atmosférico. Portanto sistemas de produção baseados em práticas de manejo que favoreçam a captura de C atmosfé rico pelas plantas e aumento dos estoques de C do solo contribuem significativamente para a redução das concentrações de C na atmosfera e, por consequência, na atenuação do efeito es tufa e das mudanças climáticas globais.

Nesse contexto, o solo é um componente fun damental dentro do BRAVE – Programa Brasileiro para o desenvolvimento do Agave. Apesar da enorme dimensão do semiárido brasileiro, o projeto, em uma primeira fase, irá concentrar suas atividades no sertão da Bahia, região co nhecida como “Território do Sisal”. Essa região é marcada por solos típicos (representativos) do semiárido brasileiro, com predominância de Planossolos, Neossolos (Litólicos e Regolí ticos), Luvissolos e Vertissolos, conforme de monstrado na figura 1.

Os Planossolos se caracterizam por aumen tos expressivos de argila em profundidade e, portanto, pela presença de um marcado gra diente textural em profundidade.

No Brasil, o semiárido se estende por 12% do território nacional (900.000 km2) e abriga cerca de 28 milhões de pessoas, englobando os nove estados da região Nordeste e a parte norte do estado de Minas Gerais. "

Esalq/USP

Maurício Roberto Cherubin Professor do Departamento de Ciência do Solo da

Coautores: Tiago Osório Ferreira e Carlos Eduardo Pellegrino Cerri, Professores do Depto de Ciência do Solo da Esalq/USP

São solos com severas limitações do ponto de vista físico-hídrico, em especial com relação à drenagem e infiltração de água e, comumente químicas, como por exemplo a presença de sais.

Os horizontes de subsuperfície, caracterizados por elevada densidade e baixa condutividade hidráulica, favorecem eventos de má drenagem durante as épo cas de chuva, assim como a falta de aeração para o sistema radicular das plantas e a erosão.

Os Neossolos Litólicos e Regolíticos são, por sua vez, marcados pela baixa profundidade efetiva e pela presença de contato com a rocha dentro dos primeiros 50cm de solo (e.g., Neossolos Litólicos), ou logo abaixo (e.g., Neossolos Regolíti cos). São solos marcados pela presença de cascalho, ocasionalmente associados a afloramentos de rocha (Figura 2) e que, muitas vezes, apresentam pedregosidade e rochosidade no terreno. Em alguns ca sos, encontram-se associados a condições de relevo mais movimentado, com decli vidades acentuadas. Na região do sisal, os solos dessa ordem encontram-se associa dos a diferentes tipos de rochas, em espe cial aos terrenos marcados pela presença de rochas graníticas e gnáissicas.

Os Luvissolos englobam solos que apresentam diferenciação textural dentro do perfil (horizonte superficial empobre cido em argila seguido de um horizonte com acúmulo de argila em subsuperfície), pela presença de argilas de alta ativida de e de alta fertilidade química. São, em geral, solos pouco profundos, com baixos teores de carbono orgânico e, usualmen te, com pedregosidade na superfície.

2. Cultivo de agave em Neossolos com pedregosidade acentuada e associados a afloramentos de rochas (São Domingos, BA).

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agave: a cana do sertão nordestino

Os Vertissolos, por sua vez, são solos argilo sos com altas proporções de argilas expansivas e que, portanto, comumente formam rachaduras profundas nas épocas secas. São solos de ele vada fertilidade natural, entretanto, com carac terísticas físicas que dificultam seu manejo em condições de uma agricultura pouco tecnificada. Dadas as características dos solos presentes, o manejo torna-se bastante complexo e desafia dor. No BRAVE, serão estudadas alternativas de manejo que visem aumentar o sequestro e estabilização do C do solo e, assim, estabelecer sistemas de produção que resultem em um ba lanço de C positivo. Para tanto, uma das metas do BRAVE será o estabelecimento de práticas de manejo que irão incrementar a produção de biomassa do agave e consequente quantidade de C atmosférico (CO2) capturado por essas plantas. Em paralelo, serão estudados sistemas de produção intensificados, associando práticas

de manejo que adicionem C aos solos (Figura 3) por outras vias, como: 1) consorciação do agave com plantas de cobertura, como capim buffel (Cenchrus ciliares), com ou sem integração com pecuária (caprinos, ovinos e bovinos), 2) adição de resíduos orgânicos frescos, como o resíduo da desfibração do sisal e estercos, e 3) adição de biochar (biocarvão), um composto orgânico obtido a partir da pirólise da biomassa, que po derá ser produzido a partir do cultivo de plantas adaptadas ao sertão, como o pau-de-rato (Poin cianella pyramidalis).

O estabelecimento de novos modelos de produção de agave no campo, fazendo uso de técnicas inovadoras de manejo adaptadas à realidade da agricultura no sertão nordestino, tem o potencial de fazer da cultura do agave uma matriz de transformação da realidade so cial, econômica e ambiental de uma das regiões mais extensas e singulares do Brasil. n

a odisseia para o desenvolvimento de uma

cana para o sertão

No nosso planeta, à exceção das fontes nu cleares, toda a energia utilizada pela civiliza ção vem do sol. Mesmo quando utilizamos o petróleo (ou o carvão), que tiramos de debaixo da terra ou do solo oceânico, estamos nos apropriando de uma fotossíntese ancestral, que ficou retida nos “cadáveres” de animais, plantas e, principalmente, microrganismos fotossintetizantes, ao longo de bilhões de anos. Trata-se de uma poupança de energia extraordinária, de que o homem lançou mão de forma intensa a partir do desenvolvimento das máquinas que deram origem à Revolução Industrial.

De forma extremamente simplificada, tudo passa pela “equação da biomassa”: “energia solar + água + CO2= biomassa”, que dá início a uma longa “cadeia de valor”, que vai desde os organismos fotossintetizantes, na base dessa cadeia, até aqueles que se alimentam dos que se alimentaram da biomassa. Quando colocamos a civilização nessa cadeia, o que fazemos é exatamente a mesma coisa: utili zamos a biomassa, viva ou morta, como fonte de energia para absolutamente tudo o que fazemos, desde a nossa alimentação até as transformações industriais mais sofisticadas. No fundo, é tudo parte de um mesmo fluxo de energia, que não se cria nem se destrói, apenas se transforma. Por exemplo, vamos pensar que plantamos cana e, com ela, produzimos etanol, biometano e bioeletrici dade; o biometano será utilizado para mo vimentar todas as máquinas da usina, e o excedente será convertido em hidrogênio verde; o CO2 puro da fermentação será en terrado ou usado como base carbônica para a produção de novos combustíveis usando a bioeletricidade (o chamado E-Fuel), entre outras inovações.

Essas plantas são capazes de produzir, após cerca de 5 anos, o total de mais de 800 toneladas de biomassa por hectare, o que geraria cerca de 7.500 l de etanol 1G e 2G por hectare/ano quando anualizado. "

Gonçalo Amarante Guimarães Pereira Professor do Instituto de Biologia da Unicamp e Coordenador do Laboratório de Genômica e bioEnergia

Em uma situação como essa, quando fazemos as contas a partir das Análises de Ciclo de Vida (ACV), vamos verificar que “queimar” etanol em um carro flex representará captura líquida de carbono, por mais contraintuitivo que pareça. As diversas transformações da energia levaram ao sequestro líquido do car bono.

Entretanto, o mesmo não se dá com a quei ma dos combustíveis fósseis, cujo processo simplesmente aumenta a quantidade de ga ses de efeito estufa na atmosfera, sem qualquer reciclo. Apenas para termos uma ideia do que isso significa, quando a atmosfera do planeta aumenta em um grau de temperatura devido ao aumento da concentração desses gases, isso representa uma retenção de cerca de 1x1019 kJ de energia solar a mais, um valor que representa, aproximadamente, toda a re serva de petróleo existente no planeta...

Isso é muita energia, que normalmente seria simplesmente refletida e encaminhada de volta para o espaço. Como ela ficou retida, ela tem que sair de alguma forma, e, como aprendemos nas aulas de física da escola, essa dissipação ocorre sob a forma de trabalho, ou seja, uma massa que é transportada de um ponto para outro.

Essa massa são os fluidos, tanto o ar como os líquidos. Esses fluidos, catapultados por essa tremenda energia, acabam gerando al terações nas correntes de ar e oceânicas, que levam à aceleração das alterações climáticas.

Como resultado prático, modifica-se o zo neamento geográfico, ou seja, onde hoje se planta milho (porque temos chuvas regula res), amanhã não será mais possível; onde hoje se planta cana de sequeiro, por causa dos rios voadores que vêm da Amazônia, amanhã não haverá mais água suficiente; onde hoje é floresta, amanhã poderá ser savana, geran do um efeito dominó destruidor para toda a cadeia dependente da água que esse sistema exuberante coloca na atmosfera.

Em resumo, esse é o problema, que parte da “equação da biomassa”. Precisamos au mentar a produção de biomassa, para reter mais CO2 e, assim, reduzir a energia acumulada na atmosfera, o que “pacificaria” o clima.

Entretanto, para isso, precisamos de água para irrigar as nossas culturas, que está em falta exatamente como consequência desse processo. Portanto, um típico dilema do quem vem primeiro, o ovo ou a galinha. ;

É exatamente para resolver isso que es tamos lançando um grande Programa, cujo nome reflete a sua ambição: BRAVE – Bra zilian Agave Development . O princípio é simples. Analisando a biosfera, sabemos da existência de um conjunto de plantas capazes de viver no semiárido devido a um metabolismo fotossintético especial, deno minado CAM. A estratégia é fechar os es tômatos (uma espécie de pequenas boqui nhas presentes nas folhas) durante o dia, quando está quente, e abri-los durante a noite para permitir a entrada de CO2.

Esse CO2 é, então, concentrado sob a forma de um ácido (o que explica, por exemplo, a acidez do abacaxi), que vai li berar esse CO2 capturado durante o dia, já dentro da planta, permitindo que ela finalize a fotossíntese. Em alguns poucos casos, esse processo permite não apenas a sobrevivência das plantas, mas uma grande produtividade em biomassa. Esse é exata mente o caso de espécies do gênero agave, que possuem grande variabilidade, algumas acumulando mais açúcar no seu pseudo caule, como a A. tequilana , enquanto ou tras acumulam mais fibras nas suas folhas, como a A. sisalana . Fazendo um paralelo com a cana, é como se tivéssemos a cana -de-açúcar e a cana-energia.

Os número são extraordinários. Essas plantas são capazes de produzir, após cerca de 5 anos, o total de mais de 800 toneladas de biomassa por hectare, o que geraria cerca de 7.500 l de etanol 1G e 2G por hectare/ano quando anualizado. Esses números são muito próximos ao da cana.

Entretanto, são obtidos em áreas de se miárido, com chuvas escassas e irregulares e pouquíssima adição de fertilizante. Mas não se trata de mágica. Isso é o resultado de um melhoramento genético de milhões de anos feito pela evolução. No México, de onde as espécies são originárias, elas são a fonte da Tequila, o que equivaleria à nossa Cachaça, feita a partir da cana. Entretanto, ao contrário do Brasil, o México não avan çou para o desenvolvimento da cadeia de biocombustíveis a partir dessas plantas, e esse é o principal objetivo do BRAVE .

Esse programa, financiado pela Shell a partir da Cláusula de P&D da ANP, visa converter o Agave em uma Cana do Sertão, atuando em todas as frentes necessárias para o desenvolvimento completo da cadeia

“Gente da fibra. Gente de fibra”. Fibra de sisal sendo transportada ;

transportada no campo em Monte Santo-BA, o maior produtor de sisal do mundo, responsável por 70% da produção do Brasil

Equipe de campo composta pela UNICAMP, UFMG, UFRB e Embrapa. Expedição de pesquisa aos prin cipais municípios produtores de Sisal da Bahia.

Agave “Ixtlero Verde” na base do Vulcão de Colima em Jalisco-México, possível ancestral dos agaves produzidos no Brasil. Planta com 4m de roseta.

Porteira da fazenda produtora de Sisal no semiárido Baiano em Conceição do Coité-Bahia. Mata da Caatinga em integração com o Sisal.

Piñas de Agave tequilana sendo processadas para produção de Tequila. Equivalente ao colmo da Cana, a piña é onde os açúcares são acumulados.

de valor e utilizando muito do aprendiza do da cana-de-açúcar, que se desenvolveu de forma intuitiva. Assim, os objetivos do BRAVE , que combinará ciência e tecnologia, com a associação de universidades (Unicamp, USP, Unesp, UF-RB) e institutos de pesquisa e inovação (Senai-Cimatec), são o desenvolvimento dos seguintes pon tos: (1) Variedades adequadas de Agave; (2) Mudas baratas e saudáveis; (3) Varie dades resistentes a herbicidas e insetos; (4) Manejo Agrícola para preparo adequado de solo, plantio, colheita e logística; (5) Sistema para produção de biogás; (6) biorrefinarias para processamento das diferentes partes da planta para a produção de etanol de pri meira e segunda geração; (7) Processo de pirólise para a geração de bio-óleo e biochar; (8) Sistema de incorporação de carbono ao solo a partir do uso do biochar; (9) Sistema de ACV para análise detalhada do ciclo do carbono; e (10) Sistema para integração das biorrefinarias de agave no sertão bra sileiro, com a recuperação da caatinga e a geração de emprego e renda, de forma sus tentável e valorizando a cultura local.

Como sabemos, o sertão corresponde a mais de 10% do nosso território. Viver nessa região é para os fortes, conforme Euclides da Cunha, na sua obra-prima Os sertões .

É extremamente difícil planejar sob as condições ali existentes, que não possui ci clo climático anual. O milho que se planta hoje pode simplesmente não vingar, algo que se pode repetir no próximo e nos anos subsequentes.

Poucas soluções foram encontradas para fazer frente a essa lógica, sendo que uma delas foi exatamente o sisal, hoje plantado principalmente ao redor do município de Valente – nome autoexplicativo –, no cha mado Território do Sisal, que abriga cerca de 700.000 pessoas (vivendo, direta ou in diretamente, da cultura). Assim, já temos um piloto para mostrar que estamos na di reção certa, agora com a oportunidade de amplificar esse princípio.

Estamos à frente de uma revolução. O sertão poderá se transformar em um Oásis de Sol, uma Terra Prometida, onde a ciência e a tecnologia, com as políticas públicas cor retas, vão gerar extraordinárias cadeias de valor, que terão o potencial de transformar o Brasil na primeira, e talvez única, nação carbono negativa do planeta. n

Cacto mandacaru, Cereus jamacaru. Pode atingir 12m de altura. Cacto símbolo da Caatinga, exclusivamente brasi leiro, utilizado como alimento, fármaco e na coméstica.

Agave sisalana, o Sisal, em experimento de manejo em Salgadália-BA, semiárido baiano.

Agave sisalana cultivado no alto da Chapada Diamantina em Varzea Nova-BA, município com 750 mm de chuva/ano.

melhoria do solo e da matéria-prima soluções para operações agrícolas:

O setor sucroenergético tem sido marcado por um cenário de crescimento e transfor mação. Na safra 2021/22, o valor da produ ção agrícola no Brasil atingiu o recorde de R$ 743,3 bilhões em 2021, um aumento de 58,6% em relação ao ano anterior. No País onde a cana-de-açúcar é a principal matéria-prima para a produção de açúcar e eta nol – já tendo evoluído também para a ge ração de eletricidade e outros derivados –, seu conceito vem se adaptando com o tempo, mudando de usina canavieira para unidades produtivas, biofábricas, biorrefi narias ou, mais recentemente, parques de bioenergia.

já existem sistemas que permitem a utilização da torta de filtro compostada, enriquecida com minerais e microrganismos. Com esse adubo organomineral, é possível substituir a aplicação de fertilizantes de origem mineral e fóssil "

Uma das principais mudanças ocorridas no setor, porém, é o aprimoramento do manejo da cultura que, na busca por métodos de pro dução sustentáveis, vem investindo em novas práticas. O incentivo à sustentabilidade e à tecnologia no campo está se mostrando fun damental para favorecer o desempenho produtivo da cana-de-açúcar, reduzir custos e mi nimizar o impacto ambiental das operações. Hoje, mais do que nunca, é preciso respeitar as características do solo e implantar métodos mais eficientes de conservação, sempre ob servando cada realidade produtiva, definindo o período ideal de corte das áreas e critérios varietais, operacionais e logísticos.

Ricardo Lopes Silva Diretor Agrícola da Raízen

Uma abordagem sustentável da agricultura busca utilizar os recursos naturais, de forma que, a partir dela, atividades como aplicação de defensivos agrícolas de irrigação e moni toramento de falhas no plantio se tornaram mais eficientes.

O Brasil consome 8% de toda a produção mundial de defensivos agrícolas, avaliada em 55 milhões de toneladas, mas importa 85% do insumo usado pelo agronegócio, princi palmente da Rússia, que sofre um forte em bargo econômico promovido pelos Estados Unidos, países da Europa ocidental e Japão, por causa da guerra na Ucrânia. Atualmente, adubos feitos com resíduos da cana-de-açúcar prometem ampliar a produtividade e redu zir os impactos ambientais do cultivo de di versas matérias-primas. Na cana-de-açúcar, o uso de vinhaça e torta de filtro, principais resíduos da indústria sucroenergética, vem sendo intensificado cada vez mais.

A fim de reaproveitar a maior quantida de possível do que sobra nos canaviais, já existem sistemas que permitem a utilização da torta de filtro compostada, enriquecida com minerais e microrganismos. Com esse adubo organomineral, é possível substituir a aplicação de fertilizantes de origem mine ral e fóssil, tornando o manejo mais susten tável, já que reduz interferências químicas no solo.

Num contexto em que é cada vez mais ne cessário garantir a eficiência no uso da água, a irrigação é um dos fatores que podem aju dar com que uma lavoura alcance o máximo de seu potencial produtivo. Fatores como o manejo da irrigação e a utilização de ferra mentas, como dados de estações meteoroló gicas, instalações de sensores de solo e ma nutenções preventivas para evitar eventuais vazamentos, podem influenciar em até 30% a redução no consumo total de água nos cana viais. A exemplo disso, a estimativa é que as áreas irrigadas por gotejamento produzam, em média, cerca de 40 toneladas de cana a mais em comparação com a lavoura de sequei ro, sem contar a maior longevidade – tem po de permanência da cultura em campo –, que pode durar até 5 anos a mais.

O gotejamento, método de irrigação mais utilizado, se comparado a outros procedi mentos (superfície, microaspersão ou con vencional), ganha espaço porque tem como vantagem a redução do consumo de água ao

evitar a evaporação e o escoamento superfi cial, aspectos alcançados a partir do funcio namento de baixa pressão e que beneficiam a estabilização da produtividade no decorrer dos anos. Por meio do aumento de produti vidade, uso racional da água e baixo consu mo de energia elétrica, a irrigação ajuda a otimizar custos para produzir mais toneladas de cana, assim como elevar a eficiência nos processos.

Em termos de otimização de recursos e benefícios sustentáveis para a cadeia da ca na-de-açúcar, há, ainda, o controle biológico, que regula a população de organismos vivos que causam danos à cultura. A solução é uma estratégia viável, eficiente e de baixo custo, especialmente para os dois tipos de pragas que mais atacam a cana-de-açúcar: a broca e a cigarrinha-das-raízes, que podem devastar canaviais inteiros. As principais formas para eliminar este tipo de praga são por meio do controle químico e biológico, mas, hoje, já existem tecnologias que fazem a distribuição de moscas predadoras nos canaviais dentro de cápsulas biodegradáveis lançadas por dro nes, fazendo com que seja possível minimizar o impacto causado ao solo, ao meio ambiente e à plantação.

Outras muitas soluções se destacam: am pliação do uso da vinhaça, que otimiza o uso dos recursos hídricos e insumos agrícolas; a rotação de culturas, com a alternância plane jada em uma mesma área; os corretivos, que permitem equilíbrio do pH do solo e absorção de nutrientes para as culturas; bioestimulan tes, prática de manejo que pode incentivar a produtividade dos canaviais se aliada à ma nutenção fisiológica da cana; entre outros benefícios.

O setor sucroenergético se posiciona de maneira estratégica diante da demanda crescente por fontes de energia alternativas ao petróleo e derivados, mas, para produzir outros produtos, é necessária uma cana da qualidade. Agregar implementos e tecnologia de ponta é importante, mas o que garantirá maior eficiência e determinará o desenvolvi mento de novas soluções é alcançar os “três dígitos” na cana, o cuidado com a terra e o melhor aproveitamento dos insumos.

O importante, sobretudo, é realizar as operações com o foco na produção, sem es quecer a importância da manutenção dos re cursos produtivos. n

de interesse:

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Fonte: Google Analytics

produção da cana-de-açúcar

como matéria-prima no sistema bioenergético

Certa vez, numa viagem longa, no meio da conversa, meu amigo disse: “...deveriam inven tar uma máquina que pegasse direto a energia do sol”. “Mas já existem duas”, respondi: as cé lulas fotovoltaicas e as plantas, através da fo tossíntese. A vantagem das plantas é que dão bastante trabalho.

Hoje, reconhecemos o canavial como um painel solar renovável, que usa a energia solar para capturar hidrogênio e estabilizá-lo com carbono. A partir daí, nós podemos usar esse hidrogênio e devolver o carbono para ser nova mente absorvido.

Assim, de um novo ponto de vista, nesse ciclo, o carbono é o carregador e a carga é de hidrogênio, podendo ser visto como um ciclo bioenergético do hidrogênio, com um balanço positivo para o carbono, porque, quanto maior o uso, maior a quantidade de carbono que estará no solo e na biomassa.

A agricultura com boas práticas tem balanço de carbono positivo, pois aumenta a quantidade de biomassa da cultura e de material orgânico no solo, com ganho de fertilidade. Vivenciamos muitos exemplos positivos.

Para refletir sobre a sustentabilidade do negócio da cana-de-açúcar, poderíamos citar diversos indicadores, mas, no nosso assunto, vamos tratar da produtividade agrícola, pois, quanto maior a produtividade, menor será a demanda por área. Portanto, o principal indicador de sustentabilidade de uma empresa agrícola deve ser a sua produtividade, expressa em toneladas de produto por hectare ocupado.

As áreas delimitadas para agricultura devem ser utilizadas com práticas para maximizar a produção, enquanto as áreas delimitadas pa ra funções ambientais devem ser protegidas e manejadas com finalidade de condicionamento do clima, biodiversidade, proteção das águas, produção de algumas espécies e bem-estar.

Infelizmente, muitas de nossas terras são abandonadas, nem agrícola, nem pastagem, nem nativas. Para a produção de bioenergia, nas regiões onde as condições de solo e clima são favoráveis, a cana-de-açúcar apresenta vantagens botânicas, naturais, especialmente devido à sua alta eficiência fotossintética.

o principal indicador de sustentabilidade de uma empresa agrícola deve ser a sua produtividade, expressa em toneladas de produto por hectare ocupado "

Valmir Barbosa Consultor Sênior da Datagro Alta Performance

Tem um sistema de produção com tecnolo gias de gestão, de equipamentos e de insumos bastante desenvolvidos. E com percepções de grande potencial de melhorias, que motivam investimentos em inovações e criação de novas oportunidades.

Atualmente, a baixa produtividade média da cana no Brasil tem sido bastante questionada. E, frequentemente, essa queda tem sido atribuída à mecanização do plantio e da colheita.

Na minha opinião, a causa dessa baixa pro dutividade não é a mecanização. Tive oportuni dade de trabalhar em fazendas e empresas nos extremos de produtividades baixas ou altas e de mecanização. Algumas, 100% mecanizadas e com produtividades bem acima de 100 t/ha e longevidades perto de 10 cortes.

Essa produtividade baixa e estagnada é uma média dentro de um universo com grande amplitude de variação. E, do meu ponto de vista, essa amplitude não parece ser diretamente proporcional à mecanização, ou à inovação, nem à disponibilidade de recursos, mas sim relacionada à gestão, à eficácia das escolhas, à maturidade das organizações.

As tecnologias de gestão e de processos dis poníveis atualmente, acumuladas de várias décadas até as últimas inovações, resultam em um potencial de produção e de garantia da pro dução que pode praticamente duplicar a pro dução de cana.

Assim, podemos fazer as seguintes conside rações.

A área cultivada atualmente, com poucas exceções, não tem tendência de expansão em curto prazo, pois, além de outras comodities estarem muito competitivas, há o entendimen to de que, antes, é preciso melhorar a produti vidade.

A sistematização, que pode ser chamada de preparo do terreno, é uma operação que vem passando por grande evolução conceitual e operacional nos últimos anos. Antes, era pra ticamente sinônimo de conservação de solo, embora muitas vezes ineficaz; atualmente, é caracterizada pela conciliação da novos conceitos de conservação de solo e água, da construção de perfil de solo e de controle de tráfego, com um novo desenho do canavial ─ pré-requisito para a produtividade e a longevidade num sis tema mecanizado.

Essas mudanças do terreno, que já duram duas décadas, inviabilizaram a prática do plan tio direto. Acredito que, após a estabilização do desenho do canavial, o plantio direto precisa ser relembrado.

Por sua vez, a operação do preparo de solo não apresenta relevantes mudanças de conceitos ou operações nos últimos anos. Técnicas, insumos e equipamentos para a construção de um perfil de solo adequado para a produção desejada existem, e bastante amadurecidas.

A operação de plantio apresenta, hoje, di versas opções de semimanual e de modelos de mecanização, bem como as técnicas de mudas, sementes, MEIOSI, replantio etc. Todos com condições de resultar em canaviais produtivos e longevos, dependendo mais da gestão das tec nologias do que do modelo escolhido.

Na escolha das variedades de cana, continuo considerando que o agricultor deve ser arrojado para experimentar e conservador para expan dir. Que deve ser moderado na multiplicação, porque multiplicar é perigosamente rápido, enquanto conhecer é que demanda alguns anos e métodos.

Em fertilizantes e defensivos, temos, hoje, oferta de solução para praticamente todos os casos, sendo frequente a ocorrência de erros por excessos ou falta de critério ou “conforto técnico”, no mau sentido.

A colheita mecanizada sem queima, que nes te ano completa 35 anos de prática, criou um sistema de produção aceitável pelo mercado e continua a criar oportunidades de negócios.

A cana-de-açúcar tem bastante flexibilida de de épocas de plantio e de colheita. Tem boa tolerância às variações de tempo, como verani cos, geada etc., pois, tendo crescimento durante todo o ano, as perdas de um período podem ser compensadas por ganhos em outras.

Para a indústria, a colheita da cana sem queima significa a possibilidade de moagem de cana limpa e fresca, com forte contribuição para ganhos de rendimento industrial, e todo o potencial de uso da palha. E os sistemas de lo gística, cada vez mais estabilizando o processo.

Para a gestão dos processos, vejo que, em agricultura, o foco centrado no resultado pode levar ao insucesso, pois o foco deve ser no processo. O agricultor, por natureza, aplica capri cho em cada operação porque “acredita” que, assim, o resultado virá na colheita. Ou seja, nós temos métodos para estabelecimentos das metas e gestão dos processos para assegurar o resultado.

Assim, com as suas características naturais e disposição de tecnologias de gestão e de pro cessos, a cana-de-açúcar tem elevada previsibi lidade de produção, que dá confiabilidade para os investidores e empreendedores em todos os pontos da cadeia. n

cana-de-açúcar:

do facão ao drone

Para falar da cultura da cana-de-açúcar no Brasil, temos que lembrar quando, em 1532, Martim Afonso de Souza trouxe, no porão de um dos navios que comandava, as primeiras mudas de canas para São Vicente, onde descar regou a primeira viagem e jamais imaginaria que estaria iniciando um ciclo que transfor maria o Brasil no maior produtor mundial de cana e que só o estado de São Paulo teria uma lavoura maior que a da Índia, segundo maior produtor.

Essa planta que, em um passado muito dis tante, foi considerada ornamental, se transformou na maior e mais completa cultura energética do planeta. Passou por várias provações, sendo vilã de juízes, promotores, ambientalistas mal informados etc., até que tivesse seu reconheci mento por técnicos, cientistas e estudiosos como produtora de energia limpa.

Trazida ao Brasil apenas para produzir açú car e adoçar os diferentes paladares, transformou-se num “banco energético” limpo e renová vel. Sua dificílima genética associada a grandes avanços tecnológicos fizeram da cana-de-açú car uma matéria-prima para biocombustível reconhecidamente avançado e, com a cria ção do Próalcool na década de 1970, ganhou

Em tecnologia, saímos do facão, passando pela TI, satélite, GPS, piloto automático e utilizamos, atualmente, drones para controle de dados, distribuição de insumos e controle de pragas. "

avanços, passando pelo famoso “rabo de ga lo”, mistura do anidro à gasolina substituindo o chumbo tetraetila, até chegar ao carro flex nos anos 2000. Muito recentemente, renomados pesquisadores desse setor estão dando um passo gigantesco, produzindo hidrogênio verde a partir do etanol e movendo veículos de uma forma estupidamente limpa, colocando o carro elétrico à marginalidade dos modelos, pois a maior parte da energia produzida na Europa, China, Canadá, EUA, Oriente Médio e outros é de origem fóssil ou atômica, emitindo gases de efeito estufa antes mesmo de ligar o veículo na tomada elétrica.

O compromisso da sociedade mundial com a redução de emissões associado à crise ener gética na Europa e mundo afora necessita de fontes limpas, e a cana é, sem dúvida, uma delas. Nessa linha de biocombustíveis e reno váveis, temos também o biometano, através da transformação da vinhaça, sendo mais um combustível limpo para substituir parte do diesel fóssil.

Luiz Carlos Dalben Presidente da Agrícola Rio Claro

O etanol 2G, cuja tecnologia vem sendo aprimorada e buscando reduções nos custos de produção, é, sem dúvida, uma alternativa que vai aumentar a produção de etanol por área de cana plantada. Nesta biorrefinaria onde se produz energia elétrica a partir da biomassa, biocombustíveis e alimentos a partir caldo, não podemos nos esquecer da produção de leveduras para consumo humano e animal e da famosa cachaça, entre muitos outros produtos, como vemos no quadro em destaque (não faço a menção do autor, por não ter conseguido identificá-lo). A partir do bagaço, tem-se o vo lumoso para complementação da alimentação animal, bagaço peletizado, e ainda aproveita mos parcialmente a palha da cana, seja através de enfardamento no campo ou como cana inte gral e separação na indústria.

Mais recentemente, estamos vendo o crescimento genético da cana-energia, que surge como uma opção avançada para o setor, tanto em energia como em biocombustíveis.

Da porteira para dentro, geramos milhares de empregos, renda, desenvolvimento e tecno logias ligadas aos compromissos sociais e am bientais. O programa de biocombustíveis do se tor é uma referência mundial, que muitos países gostariam de ter ou copiar. O Brasil, com carac terísticas territoriais continentais, clima, luz, solo e logística favorável, foi “premiado”, pois esse programa exige extensas áreas, embora

a cultura da cana ocupe apenas 9,5 milhões de hectares, pouco mais de 1,4% da área com agricultura existente hoje no País.

Da porteira para fora, somos gigantes e grandes clientes de insumos agrícolas, como fertilizantes, corretivos, defensivos, produtos biológicos, etc.

Na indústria de transformação e montado ras, EPIs, ferramentas, veículos, máquinas, co lhedoras, caminhões e os mais variados e sofis ticados equipamentos agrícolas.

O setor está presente em todas as redes de postos de combustíveis e agências de manuten ção automotivas afins.

Em tecnologia, saímos do facão, passando pela TI, satélite, GPS, piloto automático e uti lizamos, atualmente, drones para controle de dados, distribuição de insumos e controle de pragas.

As entidades de pesquisas e desenvolvimen tos estão intimamente ligadas ao setor, e a busca por novas variedades de canas mais produtivas aliadas às mais variadas técnicas são uma cons tante no setor, bem como a troca constante de informações e tecnologias em eventos e reuniões técnicas. O Brasil está muito presente no pro cesso de descarbonização mundial, à frente dos países que nos cobram resultados, e ocupa lu gar privilegiado; o complexo cana está inserido nesse contexto e representa, hoje, 19% da ener gia renovável no Brasil. n

TODOS (PELO MENOS, POR ENQUANTO) PRODUTOS PRODUZIDOS COM A CANA-DE-AÇÚCAR

Caldo

à Base de Proteínas Fertilizantes

Cana de Açúcar

Folhas e Bandeiras

Bioenergia Alimentos para Animais Etanol 2G

Bagaço

Bioenergia Bríquetes de Bagaço Celulose Furfural Placas para Isolamento Térmico e Acústico Lignina Papel Papelão Corrugado Medula

Nitroceluloses Acetato de Celulose Rayon Plástico Celofone

Plástico Vanilina Fibra Sintética Dacron Adesivo Produto Clarificante

Explosivos

Inseticidas Álcool Tetra Hidro Furfurílico Furacinase Antissépticos Plástico Moldável Resinas para Troca Iônica Álcool Furfurílico Álcool 2G Resinas Foto sensitivas

etanol de milho: parte da solução da transição energética

O avanço do desenvolvimento econômico e social projetado para as próximas décadas, motivado pelo crescimento populacional e a inclusão de classes so ciais menos favorecidas ao ambiente de consumo, nos submete a uma reflexão em torno dos desafios e das responsabilidades da agenda global de tran sição energética, descarbonização e aumento da produção e oferta de alimentos ao redor do mundo. O Brasil tem vocação para dar uma resposta rá pida à demanda mundial por bioenergia e produ ção de alimentos sustentável. O País é detentor de características únicas de uma agricultura tropi cal, com disponibilidade de solos férteis, recursos hídricos e tecnologia adaptada aos seus diversos biomas, capazes de produzir duas a três culturas, em condição normal, num mesmo ano safra, po dendo chegar a quatro cultivos com a incorpora ção da irrigação.

Com isso, tem capacidade de multi plicar sua produção agrícola sem ter que avançar sobre novas áreas de exploração. Segundo a Conab, o Brasil vai produzir mais de 125 milhões de toneladas de mi lho na safra 2022/23, em uma área de aproximadamente 22 milhões de hectares, ou seja, algo em torno de 95 sacas de milho por hectare. Mas tem gente co lhendo “180 sacas”.

Ao mesmo tempo, em Mato Grosso, apenas 55% da área total cultivada de soja (11,5 milhões de hectares) recebe o milho de segunda safra (6,4 milhões de hectares). Paralelo a isso, o estado ain da tem mais de 10 milhões de pastagens com aptidão agrícola e grande potencial de intensificação da produção por meio da Integração Lavoura + Pecuária + Flo resta (iLPF), proporcionando um círculo virtuoso de aumento da produção agrí cola de alimentos, fibras, carnes e biocom bustíveis, mais uma vez sem a necessidade de avançar sobre áreas ainda intactas.

O País é detentor de características únicas de uma agricultura tropical, capazes de produzir duas a três culturas, num mesmo ano safra, podendo chegar a quatro cultivos com a incorporação da irrigação. "

Guilherme Linares Nolasco

Presidente executivo da UNEMUnião Nacional do Etanol de Milho

Como há muitos anos diz o eterno Ministro Alysson Paulinelli, o milho será a grande cultura do Brasil, previsão antiga e já confirmada nessa última safra, saindo da condição de “sa frinha” para uma produção maior que a safra de soja em Mato Grosso.

Precisamos nos apropriar das nossas exter nalidades e transformar o potencial do cresci mento da produção agrícola sustentável bra sileira em ativo de moeda verde para atração de investimentos que busquem setores ESG, com contribuição para a descarbonização do planeta e estímulo ao aumento da produção de alimentos.

Nossas inesgotáveis fontes de energia reno vável, como o etanol, o biodiesel, o bioagás, a energia fotovoltaica, hidroelétrica, eólica e a produção de alimentos de forma sustentável, são ativos vocacionados da atividade econômica nacional com carência de definição, re conhecimento e incentivo através de políticas públicas consistentes, que tornem nossos pro dutos sustentáveis reconhecidos e valorizados nos mercados nacionais e internacionais, por meio de pagamentos por serviços ambientais e remuneração na economia de baixo carbono.

O setor de etanol de milho é um case de su cesso nessa vertente de economia verde com modelo de governança ESG. Nos últimos cinco anos, atraído pela garantia de oferta abundante do milho de segunda safra no Centro-Oeste, o setor sustentou vultosos investimentos, ampa rado na dependência da rotação de cultura da soja, favorecendo a oferta e o suprimento do milho de segunda safra, independente das con dições do mercado. De nicho de mercado em 2015, saímos de uma produção ínfima para a capacidade atual instalada de mais 5 bilhões de litros de etanol (anidro + hidratado) nesta sa fra, incorporamos tecnologia que, atualmente, transforma uma tonelada de milho em mais de 430 litros de etanol em um ciclo de desfrute de mais de 90% da capacidade instalada, operando 350 dias ininterruptos a cada ciclo anual, com uma manutenção programada de 15 dias.

Em períodos de mudanças de governo, insta bilidade econômica e política, o setor segue sus tentado nas premissas das grandes agendas glo bais de transição energética, descarbonização e produção de alimentos como pilares mais ro bustos do crescimento da economia verde como estratégia e vocação de negócios para o Brasil. n

Educação

Imagine que você descobrisse que o médico com o qual você vai fazer uma cirurgia cardíaca na manhã seguinte se formou em 2002 como o melhor aluno da sua classe, na melhor faculdade de medicina do País.

Muito bom. Entretanto, nos últimos 20 anos, ele não leu nenhum livro, nem participou de nenhum congresso, nem teve por costume ler regularmente revistas especializadas da sua área médica.

Você faria a cirurgia em paz?

No que se refere a nossa área, quantas tecnologias foram desenvolvidas e implantadas nessas duas décadas como o estado da arte e, depois de algum tempo, substituídas por uma nova opção, muito mais eficaz e eficiente, que tomaria o lugar da anterior, até ser igualmente substituída por uma mais nova ainda. Quantas pragas e doenças apareceram, desapareceram, e algumas até voltaram? Quantas técnicas agrícolas e industriais foram implantadas e substituídas nesses últimos 20 anos?

Nenhum conhecimento é eternamente imutável. A faculdade está sempre atualizada, mas apenas até o dia da sua formatura. Os livros, igualmente, até o dia da sua publicação. As opções que são con tinuadamente atualizadas são os congressos e as publicações regulares das áreas.

continuada gratuita

Conhecendo esse cenário e o que passou a representar nesses 20 anos de operação para as universidades, centros de pesquisa e empresas do sistema agroflorestal, a Revista Opiniões decidiu abrir inscrições para que todos os estudantes de qualquer curso do agroconhecimento, de qualquer parte do Brasil e do mundo, passem a receber gratuitamente as suas publicações.

O objetivo é fazer com que o estudante, desde o primeiro dia de aula, passe a participar da vida empresarial na qual se integrará, em alguns anos, já com atualizado conhecimento do que está sen do discutido, avaliado e implantado no setor. Muitos dos executivos e cientistas que escrevem na Revista Opiniões declaram que liam nossas edições desde quando eram estudantes nas universidades.

Ampliando o projeto de educação continuada, decidimos também abrir as inscrições gratuitas para todos os funcionários das áreas técnicas, agrícolas e industriais das empresas produtoras e fornecedoras dos sistemas bioenergético e florestal de qualquer parte do Brasil e do mundo.

Todos os artigos da Revista Opiniões têm áudios traduzidos para cinco idiomas: português, inglês, espanhol, francês e alemão.

O acesso à informação dirigida é a mais eficiente forma de nivelar, unificar e atualizar o conhecimento entre todos os funcionários em cargos de comando da empresa, bem como preparar os funcionários em ascensão para assumi-los. Esta é a mais eficaz e natural forma de gerar a educação continuada.

Para se cadastrar e passar a receber regular e gratuitamente as edições da Revista Opiniões, basta enviar um e-mail para o endereço em destaque, com o título "Educação Continuada", informando o e-mail para o qual deseja que seja enviado o link de acesso de cada edição. O interessado pode ca dastrar até dois endereços de e-mails profissional e pessoal. Garantimos, conforme a Lei nacional de proteção de dados, que a informação não será utili zada para qualquer outro interesse.

Envie sua mensagem para: Educacao-Continuada@revistaopinioes.com.br Assunto: Educação Continuada Gratuita

No corpo do e-mail, informe o curso que frequenta na universidade ou a área de trabalho na empresa, e os endereços de e-mails que deseja cadastrar. Nenhuma outra informação será necessária.

produção de biodiesel

a partir da vinhaça

A produção de biocombustíveis re nováveis é uma das soluções para a re dução de emissões de gases que causam o aquecimento global. E vem como uma alternativa sustentável ao substituir o uso de combustíveis fósseis pelos reno váveis. Entre os principais biocombus tíveis, temos o bioetanol, que é produzi do a partir da fermentação do mosto de cana-de-açúcar ou milho, o biometano, que é produzido a partir da digestão anaeróbica da vinhaça, e o biodiesel. Quando falamos na produção do biodiesel, logo associamos que sua pro dução é dependente de frutos, semen tes oleaginosas ou mesmo de gordura animal. E é bem verdade que os maio res produtores de biodiesel do mundo utilizam-se de óleos vegetais, principal mente o de palma (Indonésia) e óleo de soja (Brasil e Estados Unidos). O que demanda terras cultiváveis, que, muitas vezes, ficam limitadas por não poderem expandir. Já a produção de biodiesel a partir da vinhaça, que é um resíduo das destilarias produtoras de etanol à base de cana-de-açúcar, não é dependente da produção de cultura alguma vegetal nem animal.

A produção de biodiesel de vinhaça está voltada às 368 usinas do País. As usinas produzem 335 bilhões de litros de vinhaça/ano, suficientes para tornar as destilarias autossuficientes em diesel, além de se produzir o biometano a partir da mesma matéria-prima."

Por isso, não compete com áreas agrícolas. Trata-se do uso de um resíduo industrial como matéria -prima para a produção de um produto “nobre” como biodiesel. Essa tecnologia foi desenvolvi da pela Fermentec em parceria com a Universi dade do Minho.

Essa tecnologia é inovadora e utiliza leveduras que são capazes de produzir e acumular ácidos gra xos em seu interior, utilizando, nesse caso, os com postos orgânicos da vinhaça como sua fonte de nu trientes. Esse processo reduz a DBO em até 80%, remove 94% dos ácidos mono e dicarboxílicos (ácido acético, láctico, oxálico, málico e succínico).

Silene Cristina de Lima Paulillo Coordenadora de Pesquisas em Fermentação e Seleção de Leveduras da Fermentec

Coautor: Mário Lúcio Lopes, Diretor Científico da Fermentec

Essas leveduras, além de baixar a DBO da vinhaça, ao consumir alguns ácidos orgâni cos, também elevam o pH da mesma, o qual chega próximo da neutralidade, fazendo com que diminua o poder poluente e corrosivo da vinhaça e a torne pronta para o uso na pro dução do biometano, por conta da elevação de seu pH. Uma vez que as leveduras arma zenam o óleo, as células são removidas para que os lipídeos sejam extraídos.

Esses lipídeos serão utilizados para a pro dução do biodiesel em reações de transesteri ficação. Assim como na produção de biodiesel à base de óleos vegetais ou gordura animal, há a formação de glicerol na reação de transeste rificação.

O glicerol formado é tido como uma das desvantagens da produção de biodiesel por que representa cerca de 10% do produto bruto, e nem sempre o mercado assimila essa grande quantidade de glicerol. Porém, o glicerol ge rado na produção de biodiesel da vinhaça retorna aos reatores com as leveduras olea ginosas, porque elas são ávidas pelo glicerol e o transformam em lipídios novamente, fechando, assim, o ciclo.

Quando consideramos o CO2, sabemos que, na produção de biodiesel tradicional (à base de óleos vegetais), o balanço não é neutro, mesmo tendo menores emissões quando comparado à produção do diesel de petróleo, porque se considera a energia ne cessária para a produção de adubos e loco moção das máquinas agrícolas (irrigação, armazenamento e transporte dos produtos). Por outro lado, o balanço de CO2 na cadeia do biodiesel, que tem como matéria-prima a vinhaça da produção de etanol, apresenta um potencial altamente sustentável, uma vez que permite aproveitar melhor o carbono e reduzir o poder poluente da vinhaça. Ou seja, deixamos de gerar CO2 fóssil e melhoramos a eficiência de uso do carbono, sem aumentar o uso de área agrícolas e com menor impacto ambiental.

A produção de biodiesel de vinhaça está bem voltada às 368 usinas de todo o País, responsáveis pela moagem de 585,4 milhões de toneladas de cana por ano, produção de 29 milhões de toneladas de açúcar e 27 bilhões de litros de etanol. Essas usinas também pro duzem, anualmente, cerca de 335 bilhões de litros de vinhaça, cujo transporte e aplicação no campo tem um custo total estimado em R$ 2,29 bilhões por ano.

As usinas brasileiras dependem do con sumo de diesel para movimentar uma frota de veículos usada na colheita e no transporte da cana, em tratos culturais, no transporte e na aplicação de vinhaça no campo, represen tando um consumo de 3 litros de diesel por tonelada de cana.

Isso significa que o setor sucroenergético consome, anualmente, 1,76 bilhão de litros de diesel, o que representa cerca de 3,3% de todo o consumo nacional de óleo diesel. Mui tas usinas dependem de uma frota de cami nhões para transportar a vinhaça a distâncias superiores a 20 km e que retornam vazios para as usinas. Para diminuir os custos de transporte, uma solução tem sido o uso dos concentradores para diminuir os volumes de vinhaça. A vinhaça também é fortemen te poluidora. Apenas 1 litro é suficiente para extinguir o oxigênio dissolvido em 25.000 litros de água corrente. Esse poder poluente é dado principalmente pela composição de compostos orgânicos. A vinhaça gerada nes ses processos é suficiente para tornar essas destilarias autossuficientes em diesel.

Os processos tradicionais de produção de biodiesel utilizam-se de óleos vegetais e de gordura animal. Mas nenhum processo em escala industrial tem sido utilizado ou desen volvido para transformar compostos orgâni cos, poluentes da vinhaça de cana-de-açúcar em óleo e biodiesel. O biodiesel produzido a partir da vinhaça representa uma solução sustentável de combustível por ser obtido a partir do resíduo industrial de 368 destilarias brasileiras. O biodiesel de vinhaça pode ser utilizado em substituição ao diesel de petró leo para gerar economia, reduzir as emissões de poluentes e de gases do efeito estufa, re duzir o impacto ambiental do poder poluente da vinhaça e melhorar a sustentabilidade em toda a cadeia de produção do setor sucroe nergético. E esse é o único processo que des creve a possibilidade de se produzir biodiesel e biometano (produzido por várias usinas) a partir da mesma matéria-prima, vinhaça, além de reduzir sua capacidade poluente.

O Brasil passa a ter uma nova alternativa para aumentar a sua produção de biodiesel, com uma vantagem econômica por demandar menores importações de diesel; geraríamos mais empregos e diminuiríamos as emissões de gases de efeito estufa. Essa é uma tecno logia em que os benefícios econômicos estão alinhados aos objetivos ambientais e sociais. n

Uma tecnologia desenvolvida em usinas brasileiras, que conquista outros mercados e o exterior

Os cenários das safras de cana 2021/2022 e 2022/2023, com a recuperação nos preços do açú car e do etanol, dos eventos climáticos e atenção com o aumento nos custos, mostram três aspectos que merecem ser destacados.

O primeiro aspecto é a necessidade das usinas operarem em condições bastante diversas, com variações importantes tanto na quantidade quan to na qualidade da matéria prima processada. Cada usina deve estar preparada para processar eficientemente volumes que podem oscilar 15%, absorver os impactos gerados por esta oscilação e pela variação da qualidade da cana de açúcar, tais como a previsão de uma queda no ATR para esta safra e de fatores como teor de fibra.

O segundo aspecto é que a rentabilidade é afe tada diretamente pelo preço relativo do açúcar, etanol e energia elétrica. Ou seja, a usina deve possuir flexibilidade e ser operada de forma efi ciente em diferentes cenários de mix produtivo ao longo da safra.

O terceiro aspecto é que o Brasil detém cerca de 36% do mercado internacional de açúcar e de senvolveu tecnologia própria em toda a sua cadeia produtiva, incluindo desenvolvimento de varieda des, tecnologias agrícolas, industriais e de instru mentação e automação, sendo o pioneiro em in troduzir soluções como a Otimização em Tempo Real (RTO), totalmente aderente com a filosofia e técnicas da Indústria 4.0.

A safra de cana que está iniciando ratifica o uso da tecnologia RTO no setor bioenergético. Esta será a 15º safra que esta tecnologia está presen te neste setor, que possui alta variabilidade de matéria-prima e operacional. Esta variabilidade promove o ambiente ideal para extração de todo o potencial desta ferramenta, presente em mais de 70 usinas.

Tecnologia brasileira tipo exportação

Esta tecnologia, como outras desenvolvidas no seio das usinas brasileiras, já está sendo exporta da para outros países, num processo que se iniciou pelas usinas latino-americanas. O que com prova a liderança brasileira não só em volume de produção, mas como polo tecnológico deste setor no cenário mundial.

A tecnologia faz parte do grupo de soluções de nominada de Indústria 4.0. A representação das plantas das usinas e destilarias em um modelo matemático computacional, também conhecida como gêmeo digital, foi trazida em 2007 pela em presa Soteica, que já atuava com esta tecnologia em outros setores. Sendo o software S-PAA o úni co RTO do mundo neste segmento.

O RTO calcula em tempo real os balanços de massa e energia e gera set-points para adequar o processo produtivo a cada mudança da matéria-pri ma, e eventuais restrições de equipamentos, com objetivo de atender o plano e metas de produção. Desta maneira, a atuação autônoma e automática do S-PAA em setores estratégicos da planta, de nominada Laço Fechado, garante que a estratégia operacional definida pela alta gestão seja aplicada no chão de fábrica durante todo o período da safra.

De posse dos balanços e indicadores de perfor mance global e dos equipamentos, o RTO também fornece uma plataforma de gestão industrial integrada, permitindo que as informações fluam pa ra as equipes, com a geração dos planos de ação e atuações do dia a dia operacional. Também roda o PDCA online, fornecendo ferramental para a mé dia e alta gestão.

Estratégias dos Laços Fechados Os Laços Fechados são estratégias operacionais de controle automático que permitem que dado se tor opere grande parte do tempo atendendo a es tratégia operacional definida pela alta gestão. Den tre estes Laços Fechados aplicados se destacam:

• Laço Vapor e Energia: tem o objetivo de maximi zar a eficiência energética das caldeiras e do con junto de turbogeradores, que se traduz em menor consumo e maior geração de energia, ou saldo de combustível. A estabilidade operacional do vapor também traz estabilidade e benefícios ao processo produtivo.

• Laço Embebição e Fluxo de Caldo: tem o obje tivo de reduzir a variabilidade do fluxo e reduzir as perdas na moenda e por degradação de pureza.

• Laço de pH: controla e estabiliza o pH baseado em vazão de caldo, pH real, set-point de pH e va zão de leite de cal.

COI em usina da Tereos

• Laço Fluxo ART Constante Fermentação: tem o objetivo de garantir o diagrama de ocu pação das dornas, repetibilidade na entrega de ART e monitoramento contínuo da saúde da levedura.

• Laço Colunas Destilação: tem o objetivo de garan tir a estabilidade da operação das colunas, evitando perdas e sobrespecificação do etanol.

• Laço Fábrica de Açúcar: tem o objetivo de garan tir o ritmo de produção estável com base nas dispo nibilidades de ART e vapor.

• Laço SD-PMOL - Gerenciamento e Otimização Online do Processo de Desidratação por Peneira Molecular: calcula a curva de adsorção real da zeó lita potencializando as fases de adsorção e dessor ção, tende a reduzir o give Away do anidro, produ zir menos flegma e, portanto, menos reciclo, pro porcionando aumento na produção.

Alcance e Resultados obtidos

A tecnologia já está consolidada e já alcança mais de 70 implementações em relevantes plantas tradicionais, e também nos mais importantes gru pos de usinas, sendo uma solução corporativa em muitos deles. Os resultados obtidos, média de R$ 1,00 por tonelada de cana processada, é o grande impulsionador do crescimento de alcance do RTO no setor, e claro, foi o motivo que chamou a aten ção das usinas fora do Brasil, além de empresas agroindustriais, químicas, energia, sucro-cítricas e de transformação de madeiras. Com base nes tes pontos expostos, a técnica de Otimização em Tempo Real (RTO), representada pelo S-PAA no setor bioenergético, já faz parte do dia a dia das usinas, tornando-se uma ferramenta essencial de performance e garantia do cumprimento das me tas de produção, com segurança e qualidade.

Nelson Nakamura, Diretor da Soteica, é engenheiro mecânico com pós-graduação em produção, especialização em engenharia química e PhD em administração de empresas.

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Douglas Castilho Mariani, Consultor da Soteica, é engenheiro químico com doutorado em engenharia química na área de simulação e otimização de processos industriais.

mais que resíduos, mais que biogás

A frase “da cana tudo se aproveita” já deixou de ser jargão para se tornar realidade disponível para todas as usinas do setor. Antes tratados como resí duos, a vinhaça, a torta de filtro, a palha e o bagaço, hoje, são, na verdade, subprodutos utilizados como fertilizantes e insumos de outras indústrias, como a do próprio etanol (de segunda geração), da celulose, dos plásticos e a do biogás.

Dentre esses usos, a produção de biogás vem ga nhando destaque ao longo dos últimos anos e já se tornou comum vermos notícias de grandes empresas que buscam tornar seus produtos e processos mais verdes, substituindo o uso de combustíveis e deriva dos fósseis por biogás ou biometano. Indústrias automobilísticas, como a Volkswagen e a Scania, de fer tilizantes, como a Yara, de alimentos, como a Liane, e suplementação animal, como a fábrica de levedura da Yes, até mesmo as de combustíveis fósseis, como a Petrobras, são exemplos pioneiros nessa busca por um mercado livre de carbono.

O biogás é a mistura de gases obtida pela degradação biológica da matéria orgânica na ausência de oxigênio. De forma simplificada, podemos dizer que tudo o que naturalmente se decompõe pode gerar biogás, desde a fração orgânica do lixo doméstico até subprodutos industriais. Por ser um processo natu ral extremamente adaptado, ele ocorre nas mais diversas condições. Claro que a aplicação industrial desse processo exige muito mais do que deixar o resíduo de gradando em um lugar, mas falaremos disso depois.

Essa mistura é composta principal mente de metano (CH4) e dióxido de carbono (CO2), geralmente saturado em água e apresentando outros contaminan tes (principalmente H2S). Sendo assim, o biogás precisa ser primeiramente pu rificado para a remoção de água e H2S para, em seguida, ser utilizado direta mente em caldeiras (baixa eficiência e aproveitamento energético) ou em mo togeradores. Após um processo de remo ção de CO2, conhecido como upgrade, o biogás torna-se o biometano – um gás semelhante, substituto e intercambiável com o gás natural –, que pode substituir os combustíveis fósseis, como gasolina, GLP e diesel.

Outro ponto positivo do biogás é a possibilidade de produção descentralizada e interiorizada, promovendo o desenvolvimento industrial. Esse potencial do interior é conhecido como o pré-sal caipira. "

Alysson Camargo de Oliveira Diretor da Geo Energética

Neste ponto, já é possível falar das muitas possibilidades de arranjos para o biogás. Por ser armazenável e gerar energia despachável, ele pode ser combinado com energias intermi tentes, como a solar e a eólica, viabilizando ain da mais o uso delas. No caso de combustíveis, já que o biometano é um excelente substituto ao diesel, em uma dobradinha com o etanol, tornaria uma frota de veículos leves e pesados neutra em emissões de carbono.

E, falando em substituição ao diesel, o mo mento também é ideal para o biogás. Já existem tratores e caminhões de diferentes especifica ções disponíveis comercialmente, alinhando potência e desempenho dos veículos a diesel com a economia e a pegada zero carbono do biometano.

Outro ponto positivo do biogás é a possibi lidade de produção descentralizada e interiorizada, disponibilizando gás natural verde em regiões distantes da costa e promovendo o de senvolvimento industrial dessas regiões. Esse potencial do interior é conhecido como o pré -sal caipira.

Entretanto, não é apenas no seu produto principal – o biogás – que a biodigestão é re volucionária. Seu coproduto, o digestato – ma terial que passou pelo processo de biodigestão anaeróbia –, apresenta muitas características positivas. O composto biodigerido apresenta os mesmos teores de nitrogênio, fósforo e potássio que o resíduo original, ou seja, não há perdas no seu poder fertilizante; o que é consumida no processo de biodigestão para gerar o biogás é a matéria orgânica compostável, que seria degra dada e perdida no campo de qualquer maneira. A diferença aqui é que, quando a degradação ocorre no campo, esse processo primeiramente retira nutrientes do solo, atrasando o desen volvimento das plantas. Ao contrário, quando o digestato é aplicado, ele já começa imedia tamente a fornecer nutrientes para a cultura e pode acelerar o crescimento. O digestato tem ainda um maior potencial de agregar nitrogênio ao solo e promover sua recuperação e a fi xação de carbono.

Em meio a esse clima de empolgação, é pre ciso uma breve pausa para reflexão. Precisamos olhar para o passado e aprender com as suas li ções. Não é a primeira vez que o biogás aparece em cena: tanto na década de 1980 (à época da crise do petróleo e do projeto da Emater/PR, que instalou mais de 3.000 pequenos biodiges tores no País) quanto no início nos anos 2000 (em virtude do mercado de crédito de carbono), vimos projetos surgirem nessa área, e poucos

seguirem adiante. O que seria diferente dessa vez? Destacamos aqui alguns pontos.

Primeiramente, o quadro geral da neces sidade de diminuição da dependência da ma triz fóssil, tanto em termos econômicos e de disponibilidade (veja crise do gás na Europa) quanto no aspecto ambiental. Fontes renová veis de energia nunca foram tão buscadas e necessárias.

Em segundo lugar, o ambiente regulatório favorável, que definiu de maneira clara as ca racterísticas do biometano e sua equivalência e intercambialidade com o gás natural, além do novo marco regulatório do gás natural no Brasil, que cria um mercado dinâmico, com mais investimento e infraestrutura.

Por último e não menos importante, a exis tência de tecnologias para a produção de biogás já adaptadas e comprovadas para os subprodutos da cana, torta, vinhaça e palha. E é aqui que a escolha do produtor faz toda a diferença. Como citado anteriormente, por se tratar de um pro cesso natural, o biogás pode ser produzido em qualquer condição, assim como qualquer fruta deixada de lado irá fermentar. Porém, do mes mo modo que a fermentação industrial é muito diferente de uma fruta esquecida, assim é a biodigestão em escala. Para garantir o atingi mento do potencial de produção de biogás do setor, garantir os contratos de fornecimento e viabilizar os projetos, é preciso tecnologia. Precisamos de processos que tenham monito ramento e controle das variáveis industriais, como qualidade e quantidade de alimentação de resíduos, temperatura, pressão, agitação e retirada de biogás dos biodigestores, para que assim não sejamos simplesmente passageiros de um processo que funciona ou não indepen dente da nossa intervenção.

Se o presente é bom, o futuro próximo é ain da melhor para o biogás. Sua semelhança com o gás natural permite que utilizemos o biogás como matéria-prima para a indústria química, substituindo hidrocarbonetos e derivados por alternativas verdes e renováveis. Hidrogênio, combustível de aviação, metanol, DME e vários outros produtos podem ser produzidos a partir do biogás.

Muito mais do que resíduos, torta de filtro, palha e vinhaça são matérias-primas para a ge ração de biogás – e muito mais que biogás, um novo mundo de produtos verdes e derivados de hidrocarbonetos que apenas a escala da indús tria da cana no Brasil e a tecnologia industrial de produção de biogás disponível são capazes de realizar. n

em busca de um novo biocombustível

A vinhaça é o maior subproduto da produção de etanol em termos de volu me. Para cada litro de etanol produzido, se produz de 8 a 18 litros de vinhaça. A vinhaça é o resíduo do processo de des tilação do mosto fermentado da cana -de-açúcar e consiste em um líquido com elevada carga orgânica. Esse subproduto é rotineiramente empregado na fertirri gação da cana-de-açúcar nas regiões pro dutoras, de maneira a devolver ao solo parte dos nutrientes e da água utilizada no processo de produção. Apesar da prá tica da fertirrigação trazer vários benefí cios, a não observância de algumas regu lamentações já demonstrou que o abuso ou o mal gerenciamento da fertirrigação pode causar danos ambientais de difí cil abordagem, como salinização do solo e contaminação de águas subterrâneas com constituintes da vinhaça.

Uma das maneiras utilizadas no ge renciamento da vinhaça é a digestão ana eróbia, que é um processo biológico de tratamento de resíduos amplamente utilizado para outros resíduos. Porém o pro cessamento da vinhaça por meio da di gestão anaeróbia apresenta inúmeros de safios, como os grandes volumes produzi dos e a elevada carga orgânica da vinhaça (cerca de 100 vezes maior que o esgoto doméstico), além do processo não conse guir eliminar a salinidade desse resíduo. Outro problema é a entressafra da cana -de-açúcar, fazendo com que o processo de produção da vinhaça seja interrompi do por cerca de três meses, constituindo

estamos investigando modificações no processo de digestão anaeróbia para produzir um biogás enriquecido com hidrogênio, denominado bio-hitano. "

um problema operacional sério, uma vez que a di gestão anaeróbia se trata de um processo biológico que leva muito tempo para se estabelecer de maneira estável e eficiente.

O processo de digestão anaeróbia foi desenvolvi do originalmente para a mitigação de impactos am bientais oriundos do lançamento de resíduos com elevada carga orgânica e de nutrientes. A aplicação do processo no tratamento da vinhaça é adequada, apesar dos desafios apresentados. O processo de di gestão anaeróbia transforma matéria orgânica em biogás, que é uma mistura de metano e CO2, além de outros gases em menor quantidade. No paradigma de gerenciamento de resíduos, o biogás é um proble ma, pois o metano é um dos principais contribuintes para o aquecimento global, sendo um gás de efeito estufa 80 vezes mais poderoso que o CO2.

Esse paradigma de gerenciamento de resíduos objetivando exclusivamente a mitigação de impac tos ambientais está ficando obsoleto. As unidades de tratamento eram comumente superdimensionadas e mal operadas, com um grande custo para as unida des produtivas. Assim, fica mais clara a necessidade de se trazer a viabilidade econômica junto com a ambiental, dentro de um conceito mais amplo de sus tentabilidade do processo. ;

Professor do Grupo Interdiciplinar de biotecnologia na agricultura e no meio ambiente da Feagri-Unicamp

Gustavo Mockaitis

Nesse novo paradigma, é necessário processos que não somente lidem adequadamente com os problemas ambien tais, mas também transformem os resí duos obtidos em um produto com valor agregado.

Nesse contexto, a produção de biogás é uma oportunidade para a produção de energia, mas essa aplicação já é bem di fundida. Muitas indústrias utilizam os processos de digestão anaeróbia associa dos a processos de purificação do biogás, de maneira a produzirem o biometano (ou gás natural renovável, com no mínimo de 90% de teor de metano). Ainda assim, muitas dessas indústrias que produzem o biogás para fins energéticos ainda uti lizam equipamentos custosos e superdi mensionados, além de controles operacionais completamente ultrapassados.

Considerando esse cenário, nosso gru po de pesquisa propõe um avanço maior na direção da valorização da vinhaça co mo matéria-prima para a produção de biogás, aumentando o potencial energé tico do biogás produzido por meio da di gestão da vinhaça. Para esse fim, estamos investigando modificações no processo de digestão anaeróbia para produzir um bio gás enriquecido com hidrogênio, denomi nado bio-hitano.

O hitano é um gás combustível que consiste em uma mistura de 80% de gás natural e 20% de hidrogênio. O nome desse combustível vem do inglês hytha ne (hydrogen, methane) e surgiu como alternativa ao gás natural, apresentan do o mesmo potencial energético que o gás natural, porém apresentando maior flamabilidade e menores emissões de poluentes.

Como originalmente o hitano é um gás produzido pela mistura do gás natural com hidrogênio de outras fontes, adotou-se o nome bio-hitano para a mistura de biometano e hidrogênio obtidos pelo processo de digestão anaeróbia.

O processo de digestão anaeróbia ocorre natural mente nos corpos hídricos nas camadas mais pro fundas, onde o oxigênio dissolvido é escasso, sendo o responsável pela produção de gás dos pântanos (conhecido também como fogo fátuo, que originou a lenda do boitatá). A digestão anaeróbia consiste em uma série de reações bioquímicas complexas realiza das por inúmeras comunidades microbianas anaeró bias e facultativas, que apresentam uma relação ecoló gica sinérgica. Apesar da complexidade do processo, é possível identificar as etapas de conversão da matéria orgânica complexa em moléculas mais simples.

De maneira geral, o processo se inicia pela hidró lise da matéria orgânica complexa que desagrega proteínas, gorduras e carboidratos em moléculas de estrutura mais simples, como aminoácidos, ácidos graxos e sacarídeos. As moléculas produzidas na eta pa da hidrólise são, a seguir, convertidas em ácidos graxos com baixo peso molecular (ácidos voláteis), constituídos de 6 a 2 carbonos. Essa etapa recebe o nome de acidogênese. Esses ácidos voláteis são, por sua vez, convertidos em acetato na etapa subsequen te denominada acetogênese. Por fim, esse acetato é convertido em metano na etapa final chamada pela metanogênese. Ao longo de todas as etapas desse processo, são produzidos também o CO2 e o hidrogê nio. Entretanto, parte desse CO2 e quase a totalidade de hidrogênio são consumidos por microrganismos para a produção tanto de acetato quanto de metano, por microrganismos que consomem CO2, ao invés de matéria orgânica complexa, para crescerem.

O processo biológico de produção de hidrogênio é denominado fermentação escura (dark fermentation) e é obtido a partir da inibição dos processos bioquí micos e seleção dos microrganismos que consomem o hidrogênio dentro do processo de digestão anaeróbia. Como a maior parte dos organismos consumidores de hidrogênio são produtores de acetato e de metano, o foco principal das pesquisas é o desenvolvimento de um processo acidogênico para a produção do hidrogê nio. Outro produto dos processos acidogênicos tam bém são os ácidos voláteis, e eles podem ser converti dos em metano em um processo a jusante do processo acidogênico. Dessa forma, nossas pesquisas têm dois grandes pontos focais: selecionar microrganismos ap tos a produzir o hidrogênio de maneira estável e efi ciente; e desenvolver um processo produtivo em duas fases para a produção do metano e do hidrogênio. Ainda há muitos desafios a serem enfrentados, mas, supera dos os problemas, um novo tipo de biocombustível irá compor a matriz energética do futuro: sustentável e eficiente energeticamente. n

bioenergia: a fortaleza da estratégia energética

O Brasil é um país reconhecidamente dotado de características edafoclimáticas (condições de solo e clima), que permitem diversas fontes de biomassa prosperarem de forma abrangente. Como entoa uma música popular no Brasil, moramos em um país tropical, abençoado por Deus e bonito por natureza. Diante de tão pro fícua oferta, o Brasil ocupa posição de destaque no mundo quanto à biotecnologia e à bioener gia, e esta última não poderia deixar de ser uma das fortalezas da estratégia brasileira rumo a um futuro energético sustentável.

A utilização da biomassa na indústria ener gética ocorre através de rotas tecnológicas diversas no País: tradicionalmente, aprovei tamos, de forma direta, a lenha, o bagaço da cana-de-açúcar, a lixívia, resíduo do setor de papel e celulose, e cascas de arroz, através da combustão; e, através da transformação em biocombustíveis, os açúcares da cana dão ori gem ao etanol, e os óleos de culturas oleaginosas, como a soja e o algodão, e os sebos ou gorduras animais são insumos para o biodiesel e diesel renovável. Mas, além das mais conhe cidas, há diversas biomassas alternativas dis poníveis para o aproveitamento energético no País, como resíduos da cana-de-açúcar (palhas e pontas, vinhaça e torta de filtro), resíduos da indústria madeireira (cavaco), palhas das

culturas de soja e milho, cascas de arroz e café, resíduos de coco, feijão, amendoim, mandioca e cacau, resíduos agroindustriais e pecuários de confinamento, lodo de estação de tratamento de esgoto e resíduos sólidos urbanos (RSU), entre outros, que podem ser utilizadas para combus tão direta ou produção de biocombustíveis.

Na repartição da oferta interna de energia do Brasil em 2021, a biomassa da cana respondeu por 16,4% da nossa matriz energética, com ou tras renováveis (incluindo a lixívia e o biodiesel) respondendo por 8,7% adicionais. Essa bioenergia move o País e atende principalmente ao setor de transportes e ao setor elétrico: enquanto, no se tor elétrico, a participação da biomassa atingiu 8,2% em 2021, no setor de transportes, alcançou 22,6% no mesmo ano.

A participação da bioenergia no transporte remonta à década de 1930. Entretanto, ganhou espaço na nossa matriz energética na década de 1970, com a mistura obrigatória de etanol anidro à gasolina e aos incentivos diretos e indire tos para esse biocombustível. No início do sé culo XXI, foram lançados o Programa Nacional de Produção e Uso de Biodiesel (PNPB) e, mais recentemente, a Política Nacional de Biocom bustíveis (RenovaBio) e o Programa Combustí vel do Futuro. Todos são políticas públicas des tinadas ao estímulo de combustíveis de origem renovável no Brasil, que garantem que, tanto no médio quanto no longo prazos, os biocombus tíveis não apenas mantenham participação re levante na matriz energética brasileira, mas, de fato, ampliem, cada vez mais, sua presença já no cenário decenal.

a matriz elétrica brasileira, apresenta uma das menores intensidade de carbono do mundo. A bioeletricidade de cana-de-açúcar contribuiu com a mitigação de 4,3 MtCO2. "

Heloisa Borges Bastos Esteves Diretora de Estudos do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis da EPE - Empresa de Pesquisa Energética

RENOVÁVEIS = 44,7%

renováveis na geração de energia elétrica mais recentes do que no setor de transporte. Um importante marco para a intensificação do uso da bioenergia na geração de eletrici dade é o Proinfa (Programa de Incentivo às Fontes Alter nativas de Energia Elétrica), programa criado por Lei, com o objetivo de aumentar a participação de fontes alternati vas renováveis (PCH, eólicas e biomassas) na produção de energia elétrica.

NÃO RENOVÁVEIS = 55,3%

Ao longo dos últimos anos, a bioeletricidade tem man tido participação relevante na matriz elétrica nacional. A energia total contratada no mercado regulado (ACR) atin girá aproximadamente 1 GW médio ao fim de 2025, com destaque para o setor sucroenergético, que vem aumentan do sua contribuição na matriz elétrica com a bioeletricida de. Até o final da década, espera-se uma expansão do pe ríodo de geração de bioeletricidade, incorporando palhas e pontas e, em alguns casos, biomassas diferentes da cana. Estima-se que a projeção baseada no histórico atinja 4,1 GW médios, e o potencial técnico para comercialização, a partir da biomassa, seja de 6 GW médios até o final da dé cada. Cabe destacar que, embora os derivados da cana te nham figurado como grandes protagonistas dentre as bio massas na geração elétrica, o uso de outras fontes, como o licor negro, tem mostrado aumento de sua participação nos últimos anos.

Outra fonte com grande potencial de participação na matriz energética nacional é o biogás. As projeções da Empresa de Pesquisa Energética indicam que o biogás do setor sucroenergético terá uma maior inserção na matriz energética, podendo ser destinado não apenas à geração elétrica, mas na substituição ao diesel e misturado ao gás natural fóssil, nas malhas de gasodutos. Estima-se que o potencial de produção, até o final da década, seja de 7,1 bilhão de Nm³ oriundos da vinhaça e da torta de filtro e de 5,7 bilhões de Nm³ advindos das palhas e pontas da cana-de-açúcar.

Considerando o surgimento de novas tecnologias com elevada eficiência e menores impactos ambientais em seu uso, inclusive cooperando para a mitigação do aquecimen to global, a bioenergia ganha cada vez maior espaço como uma das opções mais promissoras para o futuro energético sustentável. E esse efeito já é notado hoje: a elevada parti cipação de renováveis na matriz energética nacional pro porciona uma significativa redução nas emissões de GEE.

Da mesma forma, no setor elétrico, o aproveitamento da biomassa não é recente. De fato, o aproveitamento da energia do bagaço da cana-de-açúcar coincide com a implantação das pri meiras usinas no território brasileiro. Esse insumo residual destinava-se, entretanto, inicialmente, ao autocon sumo, sendo os incentivos às fontes

As emissões evitadas pelo uso de etanol (anidro e hi dratado) e biodiesel no setor de transporte somaram 66,9 MtCO2 em 2021. Já na matriz elétrica brasileira, que apre senta uma das menores intensidade de carbono do mundo, a bioeletricidade de cana-de-açúcar contribuiu com a miti gação de 4,3 MtCO2.

A bioenergia tem o potencial de mudar o mundo, contri buindo, de forma decisiva, para a transição energética. Em escala global, além de ser uma das alternativas mais viáveis para substituir o uso de combustíveis fósseis, os diferentes tipos de bioenergia são vistos como uma forma de aumen tar a captura de carbono na produção dos hidrocarbonetos. E essa já é uma realidade e uma vantagem para o Brasil. n

OFERTA INTERNA DE ENERGIA NO BRASIL NO ANO DE 2021

Biomassa da Cana

Lenha e Carvão Vegetal Outras renováveis

Hidráulica

Petróleo e derivados

Urânio Outras não renováveis

Gás Natural Carvão Mineral

um vegetal energético por excelência

Nos últimos 10 anos, observamos vários avanços na área térmica, dentre os quais pode mos destacar:

• Caldeiras com leito fluidizado, possibilitando a combustão controlada de bagaço com 65% de umidade;

• Destilarias operando sob vácuo, reduzindo o consumo específico de vapor para destilação de 3,5 kgvapor/l álcool, para 1,3 kgvapor/l ál cool (hidratado); 4,5 kgvapor/l álcool, para 1,8 kgvapor/l álcool (anidro);

• Produção de Biogás a partir da vinhaça, numa razão aproximada de 10 m3/m3 vinhaça; e 5,8 Nm3/m3 vinhaça de biometano, (CH4), pro porcionando várias alternativas de aplicação, inclusive substituição do óleo diesel e venda direta do biometano.

• Produção de amônia eletrolítica, via exce dente de energia elétrica, atingindo a autos suficiência em fertilizante nitrogenado, como alternativa à comercialização direta da energia elétrica, caso o valor do MWh não se viabilize.

Com a chegada das caldeiras equipadas para queima da biomassa em leito fluidizado, houve um enorme avanço da tecnologia, permitindo queimar o bagaço com teor de umidade até 65%, o que permite operação estável, mesmo em pe ríodos chuvosos, retornando o bagaço estocado em pátio aberto. Sem contar com a elevada efi ciência térmica da caldeira, proporcionada pela queima com baixíssimo excesso de ar (20%) e perdas de não queimados praticamente nulas, resultando numa maior produção específica de vapor, em termos de Kgvapor/kgbagaço.

Já com as destilarias projetadas para operar sob vácuo, se obtém uma redução significativa do consumo de vapor no processo de destila ção; vejamos, se compararmos uma unidade produzindo 80 l/álcool/TC, teríamos uma re dução no consumo de vapor de processo de 176 kgvapor/TC para produção do álcool hidrata do e 216 kgvapor/TC para produção do álcool anidro. Ainda este ano, em Quirinópolis-GO, poderemos observar uma unidade com capa cidade para produzir 850 m3/dia de etanol em operação. É importante observar que a maio ria das unidades sucroalcooleiras destilam utilizando vapor vegetal 1, (VG1), e, portanto, a simples implantação das colunas a vácuo não traria benefício imediato, caso o processo de evaporação/tratamento de caldo não fosse ajustado simultaneamente, e, nesse caso, have ria uma sobra de vapor para a atmosfera. Nossa sugestão é utilizar essa economia de vapor para incorporar processos que consumo o exceden te de vapor; por exemplo, uma refinaria ou, en tão, produção de etanol de milho.

surge uma alternativa muito interessante para utilização do excedente de energia elétrica, a produção de fertilizante nitrogenado, a um custo muito atrativo "

Dessa forma, não haveria necessidade de aumentar a capacidade de geração de vapor, mantendo-se o consumo de bagaço original.

Uma boa notícia também é referente à che gada, em escala industrial, do processo de bio digestão da vinhaça, resolvendo um problema ambiental e, simultaneamente, produzindo uma nova fonte de energia, pela produção do biogás, que, uma vez purificado pela remoção do H2S e do CO2, chega-se ao biometano CH4, com elevada pureza e dentro dos padrões es tabelecidos pela ANP para comercialização. Existem várias aplicações para o biometano, entre elas a substituição do diesel para acio namento da frota agrícola, comercialização direta na rede de distribuição do gás natural, produção de amônia e venda em containers pressurizados para consumo interno ou ex portação em isocontainers.

Numa avaliação rápida, demonstra-se ser possível uma destilaria autônoma tornar-se au tossuficiente em diesel, (relativo a um consumo de 4,0 l/ha), adaptando sua frota para consu mo do biometano produzido pela vinhaça.

É importante salientar que o efluente da vi nhaça biodigerida não perde suas característi cas como fertilizante, sem mais a necessidade de utilizar materiais especiais para manuseio, podendo ser utilizado o aço carbono comum para as tubulações e válvulas.Veja abaixo, o fluxograma de processo, para um biodigestor modelo CSTR

Com a possibilidade de geração de maio res excedentes de energia elétrica, os investi mentos ficaram pressionados pelo preço MWh,

tornando, muitas vezes, economicamente inviáveis os projetos de cogeração. Por outro lado, muitas vezes, a unidade encontra-se isolada e distante para interligação ao sistema nacional de distribuição e E. Elétrica , não permitindo escoar economicamente eventuais exceden tes de energia produzida. Com a chegada da possibilidade de produzir amônia eletrolítica em unidades de pequeno porte, coisa que, no passado, somente era possível em unidades de grande porte industrial, surge uma alternativa muito interessante para utilização do exceden te de energia elétrica, a produção de fertilizante nitrogenado, a um custo muito atrativo. Mes mo para as unidades que já possuem contrato de venda da energia elétrica e estão encontran do dificuldade para renovação dos mesmos, com valores razoáveis, essa alternativa deve ser considerada. Apenas para avaliações preliminares, pode-se considerar o consumo de 10 MW para produção de 1 t/h de amônia (NH3).

O processo utilizado para a produção da amônia é conhecido como Haber-Bosch, o qual produz H2 a partir da eletrólise da água e cap tura o N2 do ar, promovendo, na sequência, a reação do H2 e N2 para produção do NH3.

A amônia produzida poderá ser misturada com o efluente dos biodigestores de vinhaça, distribuindo, assim, um fertilizante rico em Po tássio (K) e Nitrogênio (N2).

Como podemos notar, o futuro é muito pro missor e nos levará a integrar diferentes proces sos agregando mais valor ao setor, permitindo concluirmos que, realmente, a cana-de-açúcar é um vegetal energético por excelência. n

FLUXOGRAMA DE PROCESSO PARA UM BIODIGESTOR MODELO CSTR

tecnologia do BECCS agrega mais valor ao etanol

A Lei 13.576/2017, que instituiu o Reno vaBio, define uma bonificação de até 20% na nota de eficiência energética ambiental para o produtor que comprove ter pegada de carbono negativa no ciclo de vida de produção do bio combustível. Isso pode significar até 20% mais CBIOs emitidos e mais receita gerada para o produtor. Atualmente, os produtores de etanol mais eficientes apresentam intensidade de car bono da ordem de 16g CO2e/MJ. Como, então, tornar esse número negativo e receber a bonifi cação na emissão dos CBIOs?

Ganhos incrementais por meio de aperfeiçoamentos nos processos produtivos nas áreas agrícola e industrial dificilmente levarão à pe gada negativa de carbono. Um caminho pro missor é a introdução da tecnologia de captura e estocagem geológica de carbono na produ ção bioenergética, conhecida pela sigla BECCS (Bioenergy with Carbon Capture and Storage). Enquanto o CCS (Carbon Capture and Storage) mitiga as emissões de CO2 em indústrias dependentes de energias fósseis, como as

termelétricas a carvão ou a gás e as siderúrgicas, o modelo BECCS promove a efetiva remoção de CO2 da atmosfera. Por isso, ele é uma das tecnologias centrais para atingir as metas de neutralidade de carbono, com as quais as prin cipais economias do mundo estão se compro metendo. O IPCC (International Panel on Cli mate Change) estima ser necessária a implan tação de projetos de BECCS para remover 328 bilhões de toneladas de carbono entre os anos 2020 e 2100, mais do que será possível com o plantio de novas áreas florestais, estimado em 252 bilhões tCO2 no mesmo período.

Resumidamente, com a tecnologia de CCS, o CO2 resultante da queima de combustíveis fósseis, que seria emitido para a atmosfera, é capturado e injetado de volta nas rochas sedi mentares de onde ele saiu, que abrigam natu ralmente as reservas de petróleo, gás natural ou carvão. Ela vem sendo usada há mais de 40 anos na indústria do petróleo para injetar o CO2 obtido da purificação do gás natural em campos produtores e aumentar a recuperação de petróleo. O processo retém parte do CO2 na rocha reservatório, mas seu principal objetivo não é a redução de emissões de CO2, e sim o aumento da produção de petróleo.

O primeiro projeto de CCS exclusivamente para a redução de emissões de CO2 foi desen volvido no campo de gás de Sleipner pela estatal norueguesa de petróleo Equinor e entrou em operação em 1996. Dos quase 30 projetos de CCS operando em escala comercial no mun do, no fim de 2021, mais de 70% eram de re cuperação avançada de petróleo, e os demais visavam à redução de emissões. ;

Importante realçar que os projetos devem contar com um efetivo sistema de monitoramento para demonstrar que o CO2 injetado não migrará da rocha reservatório para a superfície, o que invalidaria a obtenção de créditos de carbono. "

Milas Evangelista de Sousa Diretor da Renovar Sustentabilidade

:Recauchutagem de Pneus

de caminhões e máquinas agrícolas

Serviços:

P Análise de Pneus: os pneus passam por cuidadosa análise para serem aprovados para recauchutagem P Conserto e Duplagem: a linha de consertos e reparos conta com os melhores materiais e profissionais

P Recauchutagem de pneus rodoviários, agrícolas e OTRs: processo moderno, aprovado pelos orgãos de inspeção, com matéria prima de qualidade

P Inspeção na aprovação: setor de qualidade atento a todo pneu produzido pela GDA

Dentre eles há um projeto de BECCS, implantado na usina de etanol de milho da ADM, em Decatur, Illinois. Com capacidade de injetar 1 milhão de toneladas de CO2 por ano desde 2017, ele foi desenvolvido com suporte fi nanceiro do governo americano para demonstrar a viabi lidade da tecnologia em escala comercial.

A tecnologia de CCS tem três componentes principais: a captura, o transporte e a estocagem. A captura é feita nas fontes estacionárias de CO2, onde ele é separado, a alto custo, dos outros gases emitidos na queima dos com bustíveis fósseis. O CO2 capturado é transportado por dutos ou, eventualmente, navios (em caso de projetos marítimos), para um ponto geologicamente adequado de injeção numa bacia sedimentar. A tecnologia de constru ção e operação dos dutos e navios é a mesma usada no transporte de gás natural, amplamente dominada pela indústria de petróleo.

As bacias sedimentares recobrem boa parte de todos os continentes. No Brasil, existem mais de 6 milhões de km2 de bacias sedimentares, dos quais 4,9 milhões de km2 estão em terra, e o restante, na plataforma continen tal. A estocagem geológica de carbono exige duas condi ções primordiais: a existência de rochas porosas preen chidas por água salgada (aquíferos salinos); e, imediata mente acima delas, uma camada de rocha impermeável selante. Devido à necessidade de comprimir o CO2 para redução de seu volume e elevação de sua densidade, a in jeção é feita a mais de 800 metros de profundidade, onde a pressão nos poros das rochas é suficiente para manter a pressão do CO2 injetado. O CO2 injetado no aquífero salino desloca lateralmente a água da formação e tende a subir com o tempo, por causa da sua densidade menor. Essa trajetória ascendente é impedida pela rocha selante, formando-se, então, uma pluma de CO2 no entorno do poço de injeção, que fica totalmente contida na rocha re servatório e tende a se estabilizar com o tempo, inclusive com a mineralização de parte do seu conteúdo por intera ções químicas com a água da formação.

A grande vantagem competitiva da indústria de eta nol é que o CO2 formado nas dornas de fermentação tem pureza da ordem de 98%. Assim, é preciso apenas sua compressão e desidratação para posterior transporte até um local geologicamente propício para injeção.

Considerando o baixo custo da captura e o fato de que boa parte das usinas de etanol de cana se localiza na bacia sedimentar do Paraná, parece haver o match perfeito para a implantação de projetos BECCS nessa área. Não há nenhum grande desafio tecnológico no processo de compressão e desidratação do CO2, que usa tecnologias amplamente dominadas pela indústria do petróleo. Por outro lado, estudos geológi cos precisam definir os locais e profundi dades onde as condições são adequadas para a injeção segura e permanente de CO2. Importante realçar que os projetos devem contar com um efetivo sistema de monitoramento para demonstrar que o CO2 injetado não migrará da rocha reser vatório para a superfície, o que invalidaria a obtenção de créditos de carbono.

A geração de receita para a remunera ção do projeto vai depender das condições de preço do mercado de carbono, seja ele regulado (RenovaBio) ou voluntário. Nos EUA, o governo federal criou um incen tivo de US$ 50 por tonelada de carbono, que, recentemente, foi aumentado para US$ 85, o que provocou o surgimento de vários projetos, em especial na indústria de etanol. No Brasil, o incentivo é a bonifi cação de 20% na emissão de CBIOs.

Um problema sério é a inexistência de um marco legal que defina aspectos relevantes para projetos de CCS, como o direito de acesso e exclusividade de uso do espaço poroso (rocha reservató rio) e o direito à emissão de créditos de carbono, dentre outros pontos. Há uma minuta de projeto de lei gerada no âm bito do ProBioCCS (Programa Combus tível do Futuro), em aprovação no MME para envio posterior ao Congresso, e, no Senado, uma proposta de regulação apresentada em maio pelo senador Jean Paul Prates (PT), que está na Comissão de Infraestrutura.

A implantação do BECCS na indústria de etanol no Brasil requer a coordena ção de esforços do setor junto ao Gover no Federal, para que tenhamos, o quanto antes, uma política de CCS no País e sua regulamentação infralegal, destravando a implantação de projetos e a criação de um novo mercado de serviços, bem como gerando receita adicional para os produ tores e contribuindo de forma decisiva pa ra o combate às mudanças climáticas com a remoção de carbono da atmosfera. n

mecanismo de operação do mercado de carbono a descarbonização e os atributos ambientais

Empresas do setor sucroalcooleiro ou aterros sanitários que produzem biometano podem auferir receitas financeiras bastante signifi cativas gerando diferentes tipos de ativos am bientais de descarbonização. É o caso dos Cré ditos de Descarbonização do programa fede ral RenovaBio (conhecidos como CBIOs), do Certificado de Energia Renovável (os RECs, de Renewable Energy Certificate) ou dos cré ditos de carbono gerados por Redução Veri ficada de Emissões de Gases do Efeito Estufa (os VERs, ou Verified Emission Reductions). Entretanto, a sobreposição indiscriminada desses atributos ambientais pode gerar du pla contagem, comprometendo seu valor para compradores que buscam nesses ativos a re dução, abatimento ou mitigação de suas próprias emissões dos gases de efeito estufa. Antes de apontar soluções para esse problema, é im portante ter claras as características de cada um desses ativos ambientais.

Em primeiro lugar, vamos entender o que são os CBIOs. O RenovaBio é um programa do Governo Federal de incentivo aos produ

tores de combustíveis oriundos de fontes re nováveis, como etanol, biodiesel e biogás. As empresas que produzem combustíveis desse tipo podem emitir certificados chamados de CBIOs. A cada tonelada de carbono equi valente (tCO2e) que a produção e consumo desse combustível limpo deixa de jogar na at mosfera, comparativamente ao petróleo, por exemplo, é emitido um certificado atestado pela Agência Nacional de Petróleo. As empre sas interessadas em compensar ou neutralizar suas emissões podem, então, adquirir esses certificados.

O RenovaBio cria um ambiente regulado, onde as distribuidoras de combustíveis fósseis são obrigadas a adquirir CBIOs. Para partici par do programa, os produtores de combustí veis renováveis devem cumprir três etapas. A primeira é preencher o RenovaCalc, um for mulário extremamente detalhado sobre sua operação, para a avaliação da ANP, já que o certificado avalia não apenas a quantidade de combustível produzido, bem como a eficiên cia energética e a “limpeza” do processo pro dutivo do ponto de vista de emissão de gases do efeito estufa.

A segunda é contratar uma auditoria in dependente para validar os dados inseridos na RenovaCalc, exigência da ANP para que o produtor possa emitir os CBIOs. Em terceiro e último lugar, o produtor de combustível deve procurar uma distribuidora de títulos e valo res mobiliários para custodiar e contabilizar seus certificados, de maneira que eles possam ser comercializados em ambientes de balcão de bolsa de valores, como acontece na B3.

A cada tonelada de carbono equivalente que a produção e consumo desse combustível limpo deixa de jogar na atmosfera, comparativamente ao petróleo, por exemplo, é emitido um certificado atestado pela Agência Nacional de Petróleo. "

André Leal de Sá Head de Desenvolvimento de Negócios da BlockC

Coautores: Ricardo Esparta e Karen Nagai, Diretor Técnico-científico e Especialista em Carbono da BlockC, respectivamente

Vamos entender o que são os Certificados de Energia Renovável (os RECs, de Renewable Energy Certificate), no caso, os BioREC, os Certificados de Energia Renovável do Biome tano gerados no processo produtivo do setor. Esses papéis atestam a garantia de origem re novável do biometano gerado, permitindo sua rastreabilidade, de forma a garantir que não seja oriundo de combustíveis fósseis. Essa garantia de origem do atributo renovável não é um instrumento obrigatório. Dependendo da forma de comercialização, o certificado pode ser negociado separadamente do “produto energia”, ou, relacionando-se a geração da energia ao consumo dessa energia. Em casos de geradores e consumidores não conectados aos gasodutos, por exemplo, o modelo de análise é mais complexo, havendo a necessidade de regras de operacionalização.

Os créditos de carbono gerados por Redução Verificada de Emissões de Gases do Efeito Estufa (os VERs, ou Verified Emission Reductions) são emitidos a partir de um conjunto de atividades implementadas para reduzir as emissões. Essas emissões são monitoradas, verificadas e credenciadas por uma auditoria indepen dente e aprovadas por um programa de redução de emissões que pode ser regulado ou voluntário.

Cada programa possui seus próprios crité rios de elegibilidade, prazos de implementa ção, cronogramas de funcionamento, proce dimentos de verificação, registro e emissão, dentre outros. Independente do programa, toda redução de emissão deve ser comprova da em comparação a um cenário de referência, que é chamado de linha de base. Todos os pro jetos de créditos de carbono devem demons trar seu impacto positivo por adicionalidade, provando que o projeto é indispensável e que as reduções que ele gera não seriam atingidas sem sua implementação.

Considerados em conjunto, CBIOs, BioRECs e créditos de carbono VERs são instrumen tos de comprovação de atributos ambientais com características e propósitos diferentes. Os créditos de carbono são medidos em tCO2e reduzidas ou evitadas e são baseados em proje tos adicionais de redução de emissões. Após o registro, o projeto obterá o certificado dos créditos de carbono após apresentar os resul tados obtidos em relatório de monitoramento, preparado de acordo com o plano de monitora mento auditado por uma terceira parte e apro vado pelo programa no qual foi registrado.

Já 1 CBIO equivale a 1 tCO2e de emissões evitadas, pela simples comparação entre a di ferença de emissões do ciclo de vida da produção do biocombustível e do combustível fós sil substituído (diesel, gasolina, gás natural). Contudo, o CBIO não avalia a adicionalidade, ou seja, se os CBIOs gerados desempenham um papel importante na decisão de produzir o biocombustível.

Na realidade, a simples produção do bio combustível e a certificação no RenovaBio dá o direito automático à emissão de CBIOs. Como não há avaliação de adicionalidade, não há como afirmar que, de fato, houve uma redução de emissões diferentemente daquilo que ocorreria na ausência do CBIO emitido.

Finalmente, os BioRECs são emitidos em unidades comercializadas (m 3 ou MMBTU) a partir dessas fontes renováveis do biogás/ biometano, ou seja, não incluem, em seu cálculo, a redução de emissões, garantindo “somente” a origem renovável da energia gerada.

Considerados conjuntamente, existe potencial de sobreposição de atributos am bientais, já que os três certificados tratam de uma mesma medida: a redução de emissões de gases de efeito estufa. Ao emitir o CER, o produtor recebe créditos relacionados à ener gia renovável. Ao emitir CBIO para o mesmo período, o mesmo produtor atesta que o bio combustível produzido emitirá menos gases de efeito estufa que o combustível fóssil equi valente. Ao emitir BioREC, embora o produ tor não receba créditos por uma substituição de combustíveis, frequentemente a finalidade desse certificado é o abatimento em inventá rio de emissões do uso energético de um com bustível fóssil equivalente.

Na prática, dependendo da forma como es truturado, o risco de dupla contagem poderá ser eliminado, ao se determinar que projetos só serão registrados se assumirem o compro misso de não emitir nenhum outro crédito re lativo à redução de emissões.

Para tal, será necessária evidência docu mental. Ou seja, os instrumentos só poderiam coexistir se houver a garantia de que o rastreamento não será utilizado para nenhum fim de compensação ou abatimento de emissões aonde ocorra sobreposição desses atributos ambientais. A sobreposição ocorrerá em uma parcela entre 10%-20% do volume do biome tano produzido e comercializado. n

carbono verde as aplicações do carbono

O carbono é o 4º elemento mais abundante no universo e o 15º elemento mais abundante na Terra. O nome "carbono" vem da palavra latina carbo, que significa carvão. Embora o carbono estivesse presente há séculos nas formas de fuli gem e carvão, foi somente em 1772 que seus usos reais foram descobertos. Quando os átomos de carbono estão ligados em várias formas, eles são referidos como alótropos de carbono, como gra fite, carbono amorfo e diamante. Ele se liga a ou tros átomos pequenos, incluindo outros átomos de carbono, e pode desenvolver várias ligações covalentes estáveis, formando vários compos tos úteis. O biocarbono ou biochar é encontrado na forma de carvão vegetal, que são fontes sus tentáveis de carbono que substituem o carvão fóssil. Estudos mostraram que o carvão vegetal pode ter um desempenho ainda melhor do que o carvão fóssil em reações químicas e, ao mesmo tempo, reduzir nossa pegada de carbono. O bio char é produzido a partir da pirólise de biomas sas diversas (combustão limitada de oxigênio e temperaturas de 450 ºC a até 1350 ºC).

A lista de uso do carbono é imensa: base para a tinta em impressoras a jato de tinta; fabricação de bebidas gaseificadas; extintores de incêndio, como CO2, deslocando oxigênio; gelo seco em resfriamento; freon, em refrigeração; decorativo em joalheria; fabricação de dispositivos e ferramentas resistentes ao calor e cortadores de me tal. O monóxido de carbono (CO), extraído por processo metalúrgico, é utilizado para a obten ção de diversos elementos e compostos, como redutor na conversão dos óxidos metálicos na turais em metal puro, sendo usado na fabricação de produtos como álcoois, ácidos, ésteres, etc.

O carboneto de cálcio é usado como agen te de soldagem para cortar metais, preparação de acetileno e outros compostos orgânicos. As fibras de carbono contêm múltiplos usos porque têm os atributos de material leve, forte e durável. Essas fibras podem ser usadas na fa bricação de varas de pesca, raquetes de tênis, foguetes e aviões.

O corpo humano contém grandes quanti dades de carbono, sendo um macronutriente presente em todas as partes do corpo. O CO2 desempenha um papel importante, ajudando a manter o pH do sangue. O CO2 é um impor tante gás de efeito estufa que mantém a Terra aquecida, retendo a energia térmica do sol em nossa atmosfera. Todavia a humanidade está sob sério risco quando não controla a emissão antropogênica do CO2.

Várias cidades e países irão desaparecer sob os oceanos; alterações climáticas levarão à extinção seletiva de várias espécies; secas em vastas áreas; inundações; e fome por todo o planeta. O Brasil será um dos países que mais sofrerão com esses efeitos do excesso de CO2 na atmosfera.

Os diferentes usos do CO2 incluem a respi ração, sendo absorvido pelas plantas durante a fotossíntese, mantendo o ciclo no ecossistema. E na fabricação de combustíveis, polímeros, fertilizantes, proteínas, etc.

O negro de fumo é um pigmento preto que é tradicionalmente produzido pela carboniza ção de materiais orgânicos, sendo usado como reforço da borracha nas indústrias de pneus; pigmento estabilizador de UV; agente condutor ou isolante em uma variedade de aplicações; fabricação de borrachas não pneumáticas; pro cessos construtivos e metalúrgicos; e grafite.

o grafeno de camada única é vendido a 200 €/cm2, enquanto o óxido de grafeno custa 100.000 €/kg. Por outro lado, o negro de fumo é vendido por cerca de 1 €/kg."

Ivana Cesarino e Alcides Lopes Leão

Professores do Dpto. de Bioprocessos e Biotecnologia da Faculdade de Ciências Agronômicas de Botucatu, UNESP

Nanotubos de carbono são moléculas cilín dricas de folhas enroladas de átomos de carbono de camada única (grafeno), conhecidas co mo nanotubos de carbono (CNTs). Os usos são: escovas para motores elétricos, compostas por nanotubos de carbono; ótica; emissão eletrôni ca de nanotubos de carbono; armazenamento de energia; condutividade elétrica em plásti cos; e nanotecnologia.

NANOTUBOS DE CARBONO

Outro uso importante é o mercado global de plástico reforçado com carbono, que representa uma das maiores plataformas econômicas do setor, sendo dominado pelo negro de fumo pro duzido a partir do petróleo e, recentemente, com cargas de alta tecnologia, como fibras de carbo no ou carbono nanoestruturado (nanotubos de carbono, grafeno e óxido de grafeno). Segundo dados obtidos, o grafeno de camada única é ven dido a 200 €/cm2, enquanto o óxido de grafeno custa 100.000 €/kg. Por outro lado, o negro de fumo é vendido por cerca de 1 €/kg.

Compostos de carbono ou carboidratos po dem substituir os combustíveis fósseis como carvão e petróleo, sendo usados em usinas de energia, automóveis e outras indústrias (Fig. 2). Cerca de 18% do corpo humano é composto de carbono, pois eles se comportam como blocos de construção do nosso corpo na forma de hi drocarbonetos. Peles, células, cabelos, todos são feitos de carbono. Já os carboidratos, co mo açúcar, glicose, frutose, maltose, etc., são os compostos de carbono que nos fornecem ener gia. O fenol é muito importante, usado em laboratórios e indústrias. Os ácidos carboxílicos, álcoois e compostos éstereis são usados para fazer vinagre, bebidas alcoólicas e perfumes, respectivamente.

O carbono vegetal, ou biochar, é uma forma amorfa de carbono, produzido por pirólise, sen do um material processado por decomposição termoquímica de material orgânico a tempe raturas elevadas na ausência de oxigênio, com alta área superficial e grupos funcionais abun dantes. O componente de carbono no biochar é relativamente estável, originalmente proposto como um corretivo para armazenar carbono no solo. Biochar possui valores multifuncionais, que incluem a correção do solo; transporta dor de nutrientes e microbianos; agente imo bilizador para remediação de metais tóxicos e contaminantes orgânicos no solo e água; ca talisador para aplicações industriais; material poroso para mitigar as emissões de gases de efeito estufa e compostos odoríferos; suple mento alimentar para melhorar a saúde animal e eficiência na ingestão de nutrientes e uso em sensores eletroquímicos ou biossensores subs tituindo o grafeno. O material que passou pelo processo de pirólise mostrou um aumento da área superficial específica, o que promove me lhor compatibilidade entre os componentes do compósito. Apenas como exemplo, a elimina ção do negro de fumo em pigmentos graças ao uso do biochar, com 2 a 20%, e com melhoria nas propriedades mecânicas.

Biochar é um excelente aditivo para com pósitos à base de fibras naturais em matrizes termoplásticas, melhorando significativamen te suas propriedades, como maior estabilidade térmica, resistência à deterioração, etc. Seu peso leve o torna atraente em relação às car gas minerais, considerando, por exemplo, a re dução de peso em automóveis. É produzido a partir de qualquer lignocelulósico, o que torna todo o processo mais econômico.

O carbono forma um grande número de ele mentos consigo mesmo (catenação), bem como com outros elementos, mostrando o quanto esse elemento é importante. Porém o carbono antropogênico, caso não seja reduzido ou uti lizado em processos químicos (carboquímica), levará à total destruição do planeta. n

GLUCOSE GALACTOSE FRUCTOSE MALTOSE SUCROSE

cana-de-açúcar como opção de mitigação das

mudanças climáticas globais

A cana-de-açúcar apresenta comprovado potencial para produzir altos rendimentos de alimentos (açúcar e subprodutos) e bioenergia (etanol de primeira e segunda geração e bioe letricidade), provendo o fornecimento de com bustíveis gasosos, líquidos e sólidos. Portanto, o bioetanol derivado da cana-de-açúcar é uma alternativa de energia renovável bem estabele cida para substituição de combustíveis fósseis, reconhecida pelas baixas emissões de carbono em seu ciclo de vida, que, se bem realizado, po de evitar impactos negativos sobre segurança alimentar e biodiversidade. As projeções glo bais indicam que a produção de etanol se ex pandirá de cerca de 100 bilhões de litros para quase 134,5 bilhões de litros em 2028. Espera-se que 2/3 desse aumento tenham origem na cana-de-açúcar brasileira.

Nesse contexto, a crescente demanda por produção de bioenergia, impulsionada pela po lítica setorial no Brasil (por exemplo, programa RenovaBio) e compromissos internacionais, para alcançar as Contribuições Nacionalmente Determinadas (NDC), anunciadas no Acordo de Paris, torna a cana-de-açúcar uma matéria -prima importante para a produção de bioenergia de forma mais sustentável.

Há, atualmente, intensa discussão en volvendo instituições de ensino e pesquisa e diversos agentes da complexa cadeia sucroenergética cobrindo um conjunto multitemático de tópicos, incluindo sequestro de carbono no solo, emissões de gases do efeito estufa, biodi

As projeções globais indicam que a produção de etanol se expandirá de cerca de 100 bilhões de litros para quase 134,5 bilhões de litros em 2028. "

versidade do solo, manejo dos resíduos cultu rais, reciclagem de nutrientes de subprodutos da cadeia sucroenergética, racionalização da aplicação de fertilizantes, manejo de pragas, mecanização, soluções de engenharia, desem penho industrial, dentre outros aspectos.

Por ser uma cultura semiperene, a cana -de-açúcar é altamente eficiente para conver ter CO2 atmosférico em compostos orgânicos. Estudos indicam que, anualmente, cada hectare de cana-de-açúcar retira da atmosfera cerca de 60 toneladas de CO2. Portanto, em média, cerca de 600 Gt de CO2 são removidos anual mente da atmosfera pelas usinas de cana-de -açúcar, nos 10 milhões de ha no Brasil.

Do campo à indústria, a cadeia produtiva da cana-de-açúcar é complexa, mas também ver sátil, permitindo produzir açúcar, biocombus tível avançado (etanol e querosene de aviação), bioeletricidade, biometano, biopolímeros, bio carvão, entre outros produtos.

Carlos Eduardo Pellegrino Cerri Professor de Ciência do Solo

da Esalq-USP

Todos os processos e produtos associados à cana-de-açúcar tornam-se oportunidades para sequestrar carbono e reduzir emissões de GEE, conforme ilustrado na figura em destaque.

A redução das emissões de gases de efeito estufa pela substituição de combustíveis fósseis depende de como os biocombustíveis são pro duzidos e de como as emissões são calculadas. Métodos científicos para avaliar a produção, distribuição, venda e consumo são essenciais. As políticas públicas e setoriais por trás dos cer tificados de descarbonização podem incentivar agricultores e tomadores de decisão a buscar soluções mais eficientes e econômicas para di minuir ainda mais as emissões e melhorar a sus tentabilidade. O etanol de cana-de-açúcar é uma excelente alternativa para o etanol produzido não apenas de primeira geração, mas também de segunda geração, recentemente desenvolvido, a partir de processos de hidrólise de celulose.

Finalmente, a bioenergia derivada da cana-de-açúcar é uma opção sustentável para enfrentar as mudanças climáticas, fornecendo outros serviços ecossistêmicos importantes e promovendo o desenvolvimento socioeco nômico, especialmente melhorando a quali dade do solo e sua capacidade de sequestrar carbono.

As partes interessadas do setor sucroe nergético, incluindo cientistas, agricultores e indústrias, estão verdadeiramente compro metidos em tornar a produção de cana-de-açúcar em larga escala no Brasil parte da so lução para mitigar o clima por meio do se questro de carbono do solo, biocombustível, bioeletricidade e produção de bioprodutos, tecnologias industriais de emissões negati vas, reciclagem de resíduos industriais e po líticas setoriais que recompensam os agricultores por evitarem as emissões de CO2. n

Próxima edição

O sistema bioenergético

Qual é o tamanho atual e futuro, a médio e longo prazos, dos mercados para cada um dos multiplos produtos, matérias-primas, insumos e serviços, que compõe o complexo sistema bioenergético, envolvendo potenciais, viabilidades, margens, conexões, perspectivas, possíveis expansões e/ou retrações, cada um dos aspectos regionais nos quais, cada um deles se inserem, envolvendo a agricultura, a indústria, o mercado, a logística, dentre outros.

Respeitados cientistas e executivos serão convidados a exporem suas opiniões.

Imagine a qualidade da edição. Boa oportunidade para mostrar a marca da sua empresa e seus produtos, concorda? Lembre-se: quem é visto é lembrado!

Fechamento: 15 de Fevereiro de 2023

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