66, Milas Evangelista de Sousa, Renovar Sustentabilidade
70, André Leal de Sá, BlockC
72, Ivana Cesarino e Alcides Lopes Leão, FCA-Unesp-Botucatu
74, Carlos Eduardo Pellegrino Cerri, Esalq-USP
Agora também para adensamento de 4 ruas em espaçamento alternado.
milagre, tem tecnologia !
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 "
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.
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 diretos 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 produto. 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 melhoria 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 internacional 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 exportações, 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 exigirão capacidade de adaptação e esforço concentrado dos agentes públicos e privados que atuam nessa cadeia.
Particularmente para o setor sucroenergético, a aprovação do RenovaBio e a sua efetiva regulamentação estabeleceram um novo marco para a materialização do potencial dos biocombustíveis como energia limpa nos próximos anos.
A esse cenário se soma a recente aprovação da Emenda Constitucional 123, de 14 de julho de 2022 (EC 123/2022), que incorporou, 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 derivados domesticamente são fundamentais para a expansão da produção de etanol.
Ainda no campo institucional, é preciso trabalhar para que as políticas públicas voltadas à mobilidade sejam pautadas pela neutralidade 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 excepcional para valorar as externalidades positivas geradas pelos energéticos renováveis produzidos pelo setor.
Além desses esforços para a manutenção de ambiente institucional adequado, o sucesso do setor sucroenergético dependerá essencialmente 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 ampliação do emprego de agentes biológicos e a potencialização do controle natural de pragas com maior diversidade natural da paisagem de produção e outros; 2) pela otimização e aprimoramento da logística interna das empresas; 3) por novas técnicas e procedimentos de controle no processo industrial; 4) pela adoção de ferramentas de agricultura de precisão e inteligência artificial para monitoramento da lavoura e digitalização das operações; 5) pelo lançamento de variedades
mais adaptadas ao sistema produtivo, inclusive com o uso de técnicas de engenharia genética; 6) pelo emprego de tecnologias diferenciadas de plantio, como o uso de mudas pré-brotadas e a sinalização de ruptura tecnológica diante do desenvolvimento da semente artificial de cana-de-açúcar; 7) por novas técnicas 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 fabricação 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 safra, a maior oferta de etanol e o fortalecimento da cadeia de carnes a partir da venda dos subprodutos da fabricação do etanol como ração animal.
No médio prazo, devem se somar a esses elementos iniciativas para a utilização de sistemas 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."
Luciano Rodrigues Diretor de Economia e Inteligência Setorial da
UNICA e pesquisador do Observatório de Bioeconomia da
FGV/EESP
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, complementares 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 tecnicamente fundamentada e com linguagem apropriada aos diferentes públicos nos mercados em que atua no Brasil e no exterior.
De todo o exposto, resta evidente que os próximos 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 preços 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 estímulos a novos processos, produtos e modelos empresariais.
O aproveitamento das oportunidades vislumbradas 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 produtor competitivo de alimento e energia limpa e renovável. n
veículo elétrico a etanol
o carro elétrico a etanol
“O mercado dita!” Esta frase sempre me acompanhou. Por onde andei, no agro e na vida, o mercado 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 sustentabilidade (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 gases 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), ambientalistas, mídia, países desenvolvidos e mineradoras. Só faltava convencer o mercado. Apesar de um primeiro momento 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 esperado. Considerando os preços de aquisição e abastecimento dos veículos movidos a gasolina, etanol, gnv ou eletricidade, somente após 965 mil quilômetros rodados, haveria algum retorno financeiro pela troca de um veículo híbrido 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 gasolina (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, dispensando 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 geração de energia elétrica na presença de uma célula de combustível de óxido sólido. No futuro, 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 baixas 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 Energia e parcerias público-privadas com montadoras e demais empresas do segmento.
Essa revolução traz enormes benefícios para o presente e futuro da humanidade. O primeiro na redução da demanda de eletricidade 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 exigiria investimentos gigantescos e urgentes em infraestrutura para geração, transmissão e pontos de abastecimento. No mundo, o impacto é maior devido à enorme dependência de fontes poluentes, advindas de combustíveis fósseis, para geração de energia elétrica. Outro ponto a ser considerado são os materiais 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 ocasionar expressivo impacto ambiental com o descarte 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 elementos, como cobalto, níquel e grafite.
Por fim, temos a questão da praticidade. Como a fonte de eletricidade para este motor provem do etanol, o carro não precisa de uma bateria que representaria até 25% do seu peso . Ainda com a célula de combustível 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 minutos temos tanque cheio e garantia de ótima autonomia. Parece sonho, mas o veículo elétrico com célula de combustível a etanol poderá superar os 1.000 km com aproximadamente 40 litros de combustível!
Os benefícios são tantos que, no futuro, novos catalisadores desse processo de conversão 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 carregamento 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 emissão de gases.
Os próximos passos para o sucesso da célula de combustível a etanol são fundamentais. Vamos continuar a extrair petróleo (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 máximo o ciclo do carbono da superfície terrestre. A COP27 se avizinha. Nosso país poderá ser protagonista nas questões climáticas, ou apenas ser reativo às pressões externas. Defenderemos o Brasil, nossa ciência, nossa tecnologia, 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 Lavoisier, em 1783, o hidrogênio é o elemento químico mais simples e o mais abundante, 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 propriedades diferenciadas dos demais gases, que podem representar vantagens, como um alto poder calorífico, ou dificuldades, como a baixa densidade (menos de 10% da densidade do ar), alta velocidade 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? "
Luiz Augusto Horta Nogueira Centro de Excelência em Eficiência Energética
EXCEN da Unifei e Núcleo Interdisciplinar de Planejamento Energético NIPE da Unicamp
Embora o uso do hidrogênio para fins energéticos tenha sido sugerido há muito tempo, por visionários como Jules Verne, seu alto custo, comparado aos combustíveis fósseis, tem sido um obstáculo para sua difusão nessas aplicações. Não obstante, na atualidade, são importantes as aplicações industriais do hidrogênio, especialmente no refino do petróleo e na produção de amônia, com uma
demanda global de cerca de 75 milhões de toneladas 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 global, com a substituição das fontes energéticas fósseis por renováveis, atendendo a objetivos de descarbonização das matrizes energéticas, incremento da segurança energética e racionalidade econômica, 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 intermitente das centrais eólicas e solares) e no setor de transporte, onde o óleo diesel, a gasolina e o querosene ainda dominam amplamente. Nessa direção, diversas agências projetam uma grande expansão da produção de hidrogênio renovável, exigindo investimentos 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, especialmente na Europa e Ásia.
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
b) a partir da biomassa, por três alternativas: (1) a reforma do biometano (CH4), principal componente do biogás, (2) a reforma do etanol (C2H6O), processos endotérmicos similares e tecnologicamente maduros, nos quais com catalisadores adequados e água, a energia desses biocombustíveis permite manter reatores (reformadores) a temperaturas entre 650 a 900 C , e produzir correntes com hidrogênio, que pode ser purificado em teores elevados, e (3) em processos de gaseificação de biomassa sólida de baixo custo, produzindo gases com teores de hidrogênio mais baixos, mas que também podem ser purificados. Esses últimos processos se encontram em desenvolvimento, com resultados promissores, entretanto, sem ainda terem demonstrado sua viabilidade econômica.
PROJETOS INTEGRADOS
PRODUÇÃO/USO DE H2
INFRAESTRUTURA LOGÍSTICA PARA H2
Source: Hydrogen Council/McKinsey (The Economist,2021)
Processos para produção de hidrogênio renovável: As rotas tecnológicas mais promissoras para produção do hidrogênio renovável são: a) a partir da eletricidade, mediante o processo de eletrólise, no qual a água é separada em seus componentes. É o processo mais maduro e amplamente adotado nos projetos atualmente em implantação, nos quais a eletricidade deverá ser produzida a partir de fontes renováveis;
De forma preliminar, comparando os custos de produção do hidrogênio em eletrolisadores e mediante a reforma de etanol, sem considerar os investimentos em equipamentos e instalações (certamente mais elevados na eletrólise) e levando em conta apenas os custos dos insumos (eletricidade e etanol), é possível obter a curva de paridade indicada na Figura abaixo. Em síntese, o etanol é competitivo na produção de hidrogênio, considerando os valores correntes da energia elétrica, que, apenas a valores muito baixos, é a melhor opção.
1,60
USD/Litro de Etanol
H2 da eletricidade é mais barato
H2 do etanol é mais barato
Iniciativas no Brasil para produzir hidrogênio envolvendo biomassa: Para o Brasil, com boa dotação de recursos naturais e domínio das tecnologias bioenergéticas, a biomassa se configura como uma alternativa de efetivo potencial na economia do hidrogênio e que vem sendo objeto de iniciativas tão inovadoras como interessantes, apresentadas a seguir. ;
Hidrogênio a partir da reforma de etanol. A empresa Hytron, de Sumaré, São Paulo, fundada em 2003 como um spin-off da Unicamp, foi incorporada, em 2020, pelo grupo NEA Neuman & Esser, de Aachen, Alemanha, 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 capacidade de até 750 kg H2/dia, consumindo 7,65 litros de etanol e 2,35 kWh por kg de hidrogênio produzido.
Veículos elétricos com células de combustível a hidrogênio gerado por reforma de etanol a bordo. A montadora Nissan desenvolve, desde 2016, com entidades brasileiras e japonesas, veículos elétricos nos quais a eletricidade é gerada em células de combustível a óxido sólido, alimentadas com hidrogênio produzido no próprio veículo, mediante a reforma catalítica de etanol. Os testes mostraram 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 desempenho e reduzir o volume ocupado pelo reformador. Outras montadoras demostraram interesse nessa solução para a eletrificação de seus modelos.
Produção de amônia verde utilizando hidrogênio produzido por reforma de biometano gerado na biodigestão da vinhaça de etanol. Em 2021, as empresas Raízen e Yara estabeleceram um consórcio para a produção de amônia 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 hidrogênio, 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 toneladas anuais de amônia verde, 40% acima do consumo nacional aparente de amônia fertilizante em 2017.
Ainda que essas notas se dediquem ao hidrogênio com origem na biomassa, cabe mencionar que avançam outras rotas conectando hidrogênio renovável e biomassa.
Como um bom exemplo, o projeto Omega Green, em implantação pela BSBios Paraguay, com investimentos da ordem de um bilhão de dólares, vai utilizar hidrogênio produzido com hidroeletricidade, farta no país vizinho, e óleos vegetais paraguaios para fabricar diesel verde (HVO) e biocombustível aeronáutico renovável (SAF), em volume equivalente a mais de um bilhão de litros por ano, em grande parte para exportar. Empresas brasileiras estão iniciando projetos nesse rumo.
Concluindo...
O hidrogênio não é nem deve ser encarado como uma nova fonte de energia. O hidrogênio é, de fato, um vetor energético, quem sabe uma promissora tecnologia para transporte de energia, capaz de carregar essa “capacidade de transformar” que chamamos energia. Apresenta propriedades singulares e, quando produzido com baixa pegada de carbono, poderá ser um componente relevante da transição 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 desenvolvimento está criando condições propícias para a efetiva criação de uma nova indústria energética, voltada para a produção e o uso de hidrogênio.
Nesse mundo que está chegando, a bioenergia encontra novas e relevantes oportunidades, como procuramos sinalizar nessas notas. Emprestando alguns cálculos do Daniel 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 hidrogênio.
Assim, apenas especulando, os 654 milhões de toneladas de cana que o Brasil colheu na safra 2020/21 poderiam, em tese, produzir 11,6 milhões de toneladas de hidrogênio, 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 biomassa na economia do hidrogênio? n
potencial de hidrogênio do setor sucroenergético
O hidrogênio (H2) é o mais simples e mais comum elemento de todo o universo. 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 estado 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 armazenamento e transporte.
Pesquisas de desenvolvimento em relação 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 hidrogênio 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 rapidamente sendo concentradas na geração de energia elétrica e de água pura através das “Células a Combustível” (CaC), que podem prover energia para equipamentos estacionários ou móveis.
Chama a atenção principalmente o fato de o hidrogênio ser o elemento químico 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 futuro. 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 terrestre, vêm indicando que as plataformas elétricas irão ocupar um grande espaço, principalmente pela simplicidade 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, infraestrutura de distribuição e principalmente baterias, que vão ter seu tamanho associado à potência demandada pelos veículos (densidade de energia) e materiais para construção.
ABORDAGEM GERAL DE TECNOLOGIA DE ARMAZENAGEM DE ENERGIA SEM EMISSÕES DE CARBONO HIDROGÊNIO: PROMISSOR PARA ARMAZENAMENTO DE LONGO PRAZO
TEMPORADA
ARMAZENAMENTO DE HIDROGÊNIO
BATERIA
ARMAZENAMENTO HÍDRICO POR BOMBEAMENTO (LIMITAÇÃO DE CAPACIDADE GEOGRÁFICA) AR COMPRIMIDO MINUTO HORA
Para veículos de até 10 toneladas, com raio médio de 100 km/dia, provavelmente a solução 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 hidrogênio com células de combustível. Para tonelagens 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 participação 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 necessariamente próximas aos locais de consumo. Esses problemas podem ser superados com instalação de armazenagem e infraestrutura de distribuição, que, normalmente, demandam altos investimentos.
A produção de hidrogênio a partir de biomassa superaria os problemas de armazenagem e poderia 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, podemos abastecer diretamente o veículo com
etanol e obter o hidrogênio através de um reformador instalado no próprio veículo ou utilizar reformadores maiores instalados em postos de combustível, que abasteceriam diretamente os veículos com hidrogênio.
Considerando o portfólio de produtos do setor sucroenergético, podemos produzir hidrogênio a partir do etanol, da eletricidade excedente 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 toneladas de açúcar e 31,5 milhões m³ de etanol (base anidro) e 380 milhões de m³ de vinhaça. Para avaliação de potencial, podemos considerar 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 hidrogênio. Podemos acrescentar 1,79 milhão de toneladas de H2 a esse potencial, proveniente do etanol de segunda geração (2G). 10
TAMANHO DA BOLHA = REPRESENTANDO O CONSUMO DE ENERGIA ANUAL RELATIVO DESSE TIPO DE VEÍCULO EM 2013
Essa produção vem da palha, observando a limitação do uso de 50% do potencial para preservar os benefícios agronômicos da cobertura do solo.
No total, o potencial é de 7,2 milhões de toneladas 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 líquidos no Brasil, considerando o potencial energético e não simplesmente o volume. Aproveitando o potencial de hidrogênio da produção de cana instalada hoje, essa participação passaria a representar 40% da energia consumida, basicamente pelo fator de aumento de eficiência na produção de energia pelas células de combustível.
Se a cana-de-açúcar for utilizada somente para a produção de etanol e energia, o potencial 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
A Fermentec engenharia desenvolve projetos personalizados para o setor sucroenergético com visão sistêmica do processo.
Nosso diferencial é o levantamento visando maior aproveitamento da capacidade industrial, reduzindo ociosidade e custo.
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.
elétrico a etanol
veículos eletrificados ou veículos elétricos
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 veículos deveriam ser preferidas pelo consumidor e anteceder os veículos elétricos por emitirem menos gases que causam efeito estufa - GEE. Afinal, 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), passamos 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 conjunto de tecnologias que poderão nos ajudar, de forma mais inteligente, nessa transformação.
A transição energética será peculiar para cada 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 redução da emissão de carbono, além da maior autonomia. Mas pode melhorar.
Uma das soluções é usar um sistema powertrain 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 Oxide Fuel Cells). A energia elétrica gerada fornece potência para um motor elétrico de elevada eficiência (η=0,95), enquanto carrega eletricamente 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 para 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 emitir 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 reabastecimento. O custo para geração de energia elétrica limpa e renovável, da distribuição (grid) e dos postos de recargas dos veículos plug-in no Brasil está estimada em US$ 300 bilhões. Esse investimento em infraestrutura poderia beneficiar amplamente a cadeia de geração, transmissão e distribuição de energia, e a conta não deve ser colocada apenas no veículo elétrico. Também não faz sentido ter um veículo plug-in e carregá-lo usando energia elétrica gerada por termoelétricas.
O assunto é complexo e requer reflexão para 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 extrusão ou metálico, com finos canais do tipo unidirecional ou honeycomb. Os canais são revestidos 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 metais 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 catalisadores com elevadas dispersão e área superficial. 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 reformadores de etanol são: 1) suportes monolíticos cerâmicos em cordierita, com baixo coeficiente de expansão térmico (5.10-6 ºC-1) e elevada resistência ao choque térmico ou suportes metálicos 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 capacidade OSR, ou mesmo Al2O3 ou ZnO, dopados com MgO para melhorar a capacidade OSR; e 3) nanopartículas de metais catalisadores do tipo Ni, Ni-Co, Ni-Mo, Ni-Nb, Ni-Cu, suportadas 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. ;
elétrico a etanol
SOFCs: A célula a combustível é um dispositivo eletroquímico no estado sólido que converte a energia das ligações químicas de um combustível em energia elétrica, semelhantemente às baterias por que as reações eletroquímicas nos eletrodos geram eletricidade. Nas SOFCs, o oxigênio molecular presente no ar é reduzido no catodo por elétrons, formando ânions de oxigênio (O2-). Esses O2- atravessam o eletrólito em direção ao anodo para oxidar o H2, liberando 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 armazenado em tanques de alto custo, com riscos de explosão em caso de colisão. Já o hidrogênio é um elemento presente nas moléculas de hidrocarbonetos e biocombustíveis, como o etanol. O etanol possui 6 atómos de H que podem formar 3 moléculas de H2 (C2H5OH). Ou seja, os biocombustíveis 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 estado da arte e os coeficientes de expansão térmica respectivos. Além da célula SOFC, podemos observar 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 rapidamente 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 stack 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 interconectores, 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 materiais dos componentes usados nas MS-SOFCs. Os motores elétricos assíncronos e magnéticos de corrente alternada exibem elevados torque, eficiência na conversão de energia elétrica 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 abastecido com etanol hidratado; 2) autonomia depende do reformador externo, da quantidade de combustível e das eficiências do reformador e do stack de SOFCs e não do módulo de baterias; 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 inflamáveis 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 solução brasileira pode beneficiar 2 bilhões de pessoas no planeta desta e das próximas gerações. n
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Recuperação, repotencialização otimização de rolamentos
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Exportamos para:
Argentina, Paraguai, Bolivia, Honduras, Chile, Nicaragua, Perú, México, Venezuela e República Dominicana.
agave: a cana do sertão
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 regiões áridas e semiáridas, enfrentando escassez recorrente de água e insegurança alimentar. Além disso, essas regiões são as mais vulneráveis 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, englobando 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, principalmente em áreas de pastagem e do bioma caatinga, impactando, portanto, os ecossistemas naturais e agrícolas. Nesse contexto de degradação, o combate à perda e à depauperação dos solos do semiárido despontam como um dos maiores desafios da ciência para um futuro marcado por um cenário de mudanças climáticas. O solo constitui-se como o maior reservatório de carbono (C) terrestre e, portanto, é peça-chave no combate à desertificação, às mudanças climáticas e à promoção de segurança alimentar.
Estima-se que a quantidade de carbono estocada 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) armazenada no compartimento atmosférico. Portanto sistemas de produção baseados em práticas de manejo que favoreçam a captura de C atmosférico 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 estufa e das mudanças climáticas globais.
Nesse contexto, o solo é um componente fundamental 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 conhecida como “Território do Sisal”. Essa região é marcada por solos típicos (representativos) do semiárido brasileiro, com predominância de Planossolos, Neossolos (Litólicos e Regolíticos), Luvissolos e Vertissolos, conforme demonstrado na figura 1.
Os Planossolos se caracterizam por aumentos expressivos de argila em profundidade e, portanto, pela presença de um marcado gradiente 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. "
Maurício Roberto Cherubin Professor do Departamento de Ciência do Solo da Esalq/USP
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 épocas 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 Regolíticos). 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 casos, encontram-se associados a condições de relevo mais movimentado, com declividades acentuadas. Na região do sisal, os solos dessa ordem encontram-se associados a diferentes tipos de rochas, em especial aos terrenos marcados pela presença de rochas graníticas e gnáissicas.
Os Luvissolos englobam solos que apresentam diferenciação textural dentro do perfil (horizonte superficial empobrecido em argila seguido de um horizonte com acúmulo de argila em subsuperfície), pela presença de argilas de alta atividade e de alta fertilidade química. São, em geral, solos pouco profundos, com baixos teores de carbono orgânico e, usualmente, com pedregosidade na superfície.
2. Cultivo de agave em Neossolos com pedregosidade acentuada e associados a afloramentos de rochas (São Domingos, BA).
agave: a cana do sertão nordestino
Os Vertissolos, por sua vez, são solos argilosos com altas proporções de argilas expansivas e que, portanto, comumente formam rachaduras profundas nas épocas secas. São solos de elevada fertilidade natural, entretanto, com características 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 desafiador. 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 balanço 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 poderá ser produzido a partir do cultivo de plantas adaptadas ao sertão, como o pau-de-rato (Poincianella 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 social, econômica e ambiental de uma das regiões mais extensas e singulares do Brasil. n
sertão nordestino
a odisseia para o desenvolvimento de uma
cana para o sertão
No nosso planeta, à exceção das fontes nucleares, toda a energia utilizada pela civilização 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: utilizamos 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 bioeletricidade; o biometano será utilizado para movimentar todas as máquinas da usina, e o excedente será convertido em hidrogênio verde; o CO2 puro da fermentação será enterrado 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 carbono.
Entretanto, o mesmo não se dá com a queima dos combustíveis fósseis, cujo processo simplesmente aumenta a quantidade de gases 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 reserva 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 alterações nas correntes de ar e oceânicas, que levam à aceleração das alterações climáticas. Como resultado prático, modifica-se o zoneamento geográfico, ou seja, onde hoje se planta milho (porque temos chuvas regulares), 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, gerando 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 aumentar 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. ;
agave: a cana do sertão nordestino
É exatamente para resolver isso que estamos lançando um grande Programa, cujo nome reflete a sua ambição: BRAVE – Brazilian 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, denominado CAM. A estratégia é fechar os estômatos (uma espécie de pequenas boquinhas 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 liberar 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 exatamente o caso de espécies do gênero agave, que possuem grande variabilidade, algumas acumulando mais açúcar no seu pseudocaule, como a A. tequilana , enquanto outras 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 semiárido, 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 avançou 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
agave: a cana do sertão nordestino
Equipe de campo composta pela UNICAMP, UFMG, UFRB e Embrapa. Expedição de pesquisa aos principais municípios produtores de Sisal da Bahia.
Porteira da fazenda produtora de Sisal no semiárido Baiano em Conceição do Coité-Bahia. Mata da Caatinga em integração com o Sisal.
Agave “Ixtlero Verde” na base do Vulcão de Colima em Jalisco-México, possível ancestral dos agaves produzidos no Brasil. Planta com 4m de roseta.
Piñas de Agave tequilana sendo processadas para produção de Tequila. Equivalente ao colmo da Cana, a piña é onde os açúcares são acumulados.
Cacto mandacaru, Cereus jamacaru. Pode atingir 12m de altura. Cacto símbolo da Caatinga, exclusivamente brasileiro, 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.
de valor e utilizando muito do aprendizado 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 pontos: (1) Variedades adequadas de Agave; (2) Mudas baratas e saudáveis; (3) Variedades 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 primeira 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 brasileiro, com a recuperação da caatinga e a geração de emprego e renda, de forma sustentável 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 ciclo 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 chamado Território do Sisal, que abriga cerca de 700.000 pessoas (vivendo, direta ou indiretamente, da cultura). Assim, já temos um piloto para mostrar que estamos na direção 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 corretas, 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
melhoria do solo e da matéria-prima soluções para operações agrícolas:
O setor sucroenergético tem sido marcado por um cenário de crescimento e transformação. Na safra 2021/22, o valor da produção 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 etanol – já tendo evoluído também para a geração de eletricidade e outros derivados –, seu conceito vem se adaptando com o tempo, mudando de usina canavieira para unidades produtivas, biofábricas, biorrefinarias 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 "
Ricardo
Lopes Silva
Diretor Agrícola da Raízen
Uma das principais mudanças ocorridas no setor, porém, é o aprimoramento do manejo da cultura que, na busca por métodos de produção sustentáveis, vem investindo em novas práticas. O incentivo à sustentabilidade e à tecnologia no campo está se mostrando fundamental para favorecer o desempenho produtivo da cana-de-açúcar, reduzir custos e minimizar 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 observando cada realidade produtiva, definindo o período ideal de corte das áreas e critérios varietais, operacionais e logísticos.
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 monitoramento 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, principalmente da Rússia, que sofre um forte embargo 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 reduzir os impactos ambientais do cultivo de diversas 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 quantidade 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 mineral e fóssil, tornando o manejo mais sustentável, já que reduz interferências químicas no solo.
Num contexto em que é cada vez mais necessário garantir a eficiência no uso da água, a irrigação é um dos fatores que podem ajudar com que uma lavoura alcance o máximo de seu potencial produtivo. Fatores como o manejo da irrigação e a utilização de ferramentas, como dados de estações meteorológicas, instalações de sensores de solo e manutenções preventivas para evitar eventuais vazamentos, podem influenciar em até 30% a redução no consumo total de água nos canaviais. 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 sequeiro, sem contar a maior longevidade – tempo 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 procedimentos (superfície, microaspersão ou convencional), ganha espaço porque tem como vantagem a redução do consumo de água ao
evitar a evaporação e o escoamento superficial, aspectos alcançados a partir do funcionamento de baixa pressão e que beneficiam a estabilização da produtividade no decorrer dos anos. Por meio do aumento de produtividade, uso racional da água e baixo consumo 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 cana-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 drones, fazendo com que seja possível minimizar o impacto causado ao solo, ao meio ambiente e à plantação.
Outras muitas soluções se destacam: ampliação do uso da vinhaça, que otimiza o uso dos recursos hídricos e insumos agrícolas; a rotação de culturas, com a alternância planejada em uma mesma área; os corretivos, que permitem equilíbrio do pH do solo e absorção de nutrientes para as culturas; bioestimulantes, prática de manejo que pode incentivar a produtividade dos canaviais se aliada à manutenção 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 desenvolvimento 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 esquecer a importância da manutenção dos recursos produtivos. n
Segundo os registros do Google Analytics, dos leitores da Revista Opiniões depois
4 Bilhões de pessoas do Planeta Terra falam uma
Áreas de interesse
Areas of interest
Edição Bioenergética
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Certa vez, numa viagem longa, no meio da conversa, meu amigo disse: “...deveriam inventar uma máquina que pegasse direto a energia do sol”. “Mas já existem duas”, respondi: as células fotovoltaicas e as plantas, através da fotossíntese. 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 novamente 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 para 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 tecnologias 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 produtividade não é a mecanização. Tive oportunidade 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 disponíveis atualmente, acumuladas de várias décadas até as últimas inovações, resultam em um potencial de produção e de garantia da produção que pode praticamente duplicar a produção de cana.
Assim, podemos fazer as seguintes considerações.
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 entendimento de que, antes, é preciso melhorar a produtividade.
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 praticamente 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 sistema mecanizado.
Essas mudanças do terreno, que já duram duas décadas, inviabilizaram a prática do plantio 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, diversas 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 tecnologias do que do modelo escolhido.
Na escolha das variedades de cana, continuo considerando que o agricultor deve ser arrojado para experimentar e conservador para expandir. 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 neste 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 flexibilidade de épocas de plantio e de colheita. Tem boa tolerância às variações de tempo, como veranicos, 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 logística, 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 capricho 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 processos, a cana-de-açúcar tem elevada previsibilidade 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 descarregou a primeira viagem e jamais imaginaria que estaria iniciando um ciclo que transformaria 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 distante, 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 reconhecimento por técnicos, cientistas e estudiosos como produtora de energia limpa.
Trazida ao Brasil apenas para produzir açúcar e adoçar os diferentes paladares, transformou-se num “banco energético” limpo e renovável. Sua dificílima genética associada a grandes avanços tecnológicos fizeram da cana-de-açúcar uma matéria-prima para biocombustível reconhecidamente avançado e, com a criação 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 galo”, 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.
Luiz Carlos Dalben Presidente da Agrícola Rio Claro
O compromisso da sociedade mundial com a redução de emissões associado à crise energética na Europa e mundo afora necessita de fontes limpas, e a cana é, sem dúvida, uma delas. Nessa linha de biocombustíveis e renováveis, temos também o biometano, através da transformação da vinhaça, sendo mais um combustível limpo para substituir parte do diesel fóssil.
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cana-de-açúcar
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 volumoso para complementação da alimentação animal, bagaço peletizado, e ainda aproveitamos parcialmente a palha da cana, seja através de enfardamento no campo ou como cana integral 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 tecnologias ligadas aos compromissos sociais e ambientais. O programa de biocombustíveis do setor é uma referência mundial, que muitos países gostariam de ter ou copiar. O Brasil, com características 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 montadoras, EPIs, ferramentas, veículos, máquinas, colhedoras, caminhões e os mais variados e sofisticados equipamentos agrícolas.
O setor está presente em todas as redes de postos de combustíveis e agências de manutenção automotivas afins.
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.
As entidades de pesquisas e desenvolvimentos estão intimamente ligadas ao setor, e a busca por novas variedades de canas mais produtivas aliadas às mais variadas técnicas são uma constante no setor, bem como a troca constante de informações e tecnologias em eventos e reuniões técnicas. O Brasil está muito presente no processo de descarbonização mundial, à frente dos países que nos cobram resultados, e ocupa lugar privilegiado; o complexo cana está inserido nesse contexto e representa, hoje, 19% da energia renovável no Brasil. n
TODOS (PELO MENOS, POR ENQUANTO) PRODUTOS PRODUZIDOS COM A CANA-DE-AÇÚCAR
Detergentes
Caramelos
Caldo
Lactatos
Açúcar
Mel Invertido
Melaço
Dextrana
Tortas
Aguardente
Rum
Cana de Açúcar
Folhas e Bandeiras Bagaço
Bioenergia Bríquetes de Bagaço Celulose Furfural Placas para Isolamento Térmico e Acústico
Resinas para Troca Iônica Álcool Furfurílico Álcool 2G
Resinas Foto sensitivas
Bebidas Alcóolicas
Borracha Sintética
Produtos Químicos
Carburante Óleo Fúsel
Alimentos à Base de Proteínas Fertilizantes
Solvente para Corante
Nylon
Plásticos Virílicos
Corantes
Anticorrosivos
Borrachas Sintéticas
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 sociais menos favorecidas ao ambiente de consumo, nos submete a uma reflexão em torno dos desafios e das responsabilidades da agenda global de transição energética, descarbonização e aumento da produção e oferta de alimentos ao redor do mundo. O Brasil tem vocação para dar uma resposta rápida à demanda mundial por bioenergia e produção de alimentos sustentável. O País é detentor de características únicas de uma agricultura tropical, 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, podendo chegar a quatro cultivos com a incorporação da irrigação.
Com isso, tem capacidade de multiplicar 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 milho 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 colhendo “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 ainda tem mais de 10 milhões de pastagens com aptidão agrícola e grande potencial de intensificação da produção por meio da Integração Lavoura + Pecuária + Floresta (iLPF), proporcionando um círculo virtuoso de aumento da produção agrícola de alimentos, fibras, carnes e biocombustíveis, 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 “safrinha” para uma produção maior que a safra de soja em Mato Grosso.
Precisamos nos apropriar das nossas externalidades e transformar o potencial do crescimento da produção agrícola sustentável brasileira 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 renovável, 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, reconhecimento e incentivo através de políticas públicas consistentes, que tornem nossos produtos 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 sucesso 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, amparado na dependência da rotação de cultura da soja, favorecendo a oferta e o suprimento do milho de segunda safra, independente das condições 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 safra, 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, instabilidade econômica e política, o setor segue sustentado nas premissas das grandes agendas globais de transição energética, descarbonização e produção de alimentos como pilares mais robustos do crescimento da economia verde como estratégia e vocação de negócios para o Brasil. n
Educação Continuada
Imagine se você descobrisse que o médico com o qual você vai fazer uma cirurgia cardíaca na manhã seguinte se formou há 20 anos como o melhor aluno da sua classe, na melhor faculdade de medicina do País. Muito bom, não?
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?
Gratuíta
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 foram substituídas nesses últimos 20 anos?
Nenhum conhecimento é definitivamente eterno. A faculdade está sempre atualizada, mas tão somente até o dia da sua formatura. Os livros, igualmente, até o dia da sua publicação. As opções que são continuadamente atualizadas são os congressos e as publicações regulares das áreas.
Conhecendo esse cenário e o que passou a representar nesses 23 anos de operação para as universidades, centros de pesquisa e empresas do sistema agrícola e florestal, a Revista Opiniões decidiu abrir inscrições gratuitas para que todos os estudantes, professores e cientistas de todos os cursos de agroconhecimento de qualquer parte do mundo, passem a receber todas as nossas publicações.
Todos os artigos da Revista Opiniões têm textos publicados em 7 idiomas, quais sejam: português, espanhol, inglês, francês, chinês, árabe e hindi, cobrindo a língua falada pelo incrível numero de mais de 4 Bilhões de pessoas.
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 sendo discutido, avaliado e implantado nas empresas.
Muitos dos executivos e cientistas que hoje escrevem na Revista Opiniões declararam que liam nossas edições desde quando ainda eram estudantes nas universidades.
Ampliando o projeto de Educação Continuada, decidimos também abrir as inscrições gratuitas para todos os funcionários das áreas técnicas, agrícolas, industriais e administrativas das empresas produtoras e fornecedoras dos sistemas florestal e bioenergético de qualquer parte do Brasil e do mundo.
O acesso à informação dirigida é a mais eficiente forma de unificar e atualizar o conhecimento entre todos os funcionários em cargos de comando, bem como preparar os funcionários em ascensão para assumir estes cargos. Esta é a mais natural forma de gerar a Educação Continuada.
Para passar a receber regular e gratuitamente as edições de nossas revistas, basta enviar um e-mail com os dados abaixo:
• Para: Jornalismo@RevistaOpinioes.com.br
• Assunto: Educação Continuada Gratuita
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William Domingues de Souza Editor-chefe das Revistas Opiniões
WDS@RevistaOpinioes.com.br Celular e WhatsApp: +55 16 99777-7799
Free Continuing Education
Imagine if you found out that the doctor you're going to have heart surgery with the next morning graduated 20 years ago as the top student in his class at the best medical school in the country. Pretty good, right?
However, in the last 20 years, he hasn't read any books, attended any conferences, or regularly read specialized magazines in his medical field. Would you have the surgery done in peace?
Education
In our field, how many technologies have been developed and implemented in these two decades as state-of-the-art, only to be replaced after some time by a new, much more effective and efficient option, which would take the place of the previous one, until it too was replaced by an even newer one?
How many pests and diseases have appeared, disappeared, and some have even returned? How many techniques have been replaced in the last 20 years?
No knowledge is truly eternal. University is always up-to-date, but only until the day you graduate. Books, likewise, are up-to-date until the day they are published. The options that are continuously updated are conferences and regular publications in the fields.
Knowing this scenario and what it has come to represent in these 23 years of operation for universities, research centers, and companies in the agricultural and forestry sectors, Opinions Magazine decided to open free registration so that all students, professors, and scientists from all agricultural knowledge courses from anywhere in the world can receive all of our publications.
All articles in Opinions Magazine are published in 7 languages: Portuguese, Spanish, English, French, Chinese, Arabic, and Hindi, covering the languages spoken by an incredible number of over 4 billion people.
The goal is for the student, from the very first day of class, to participate in the business world into which they will integrate in a few years, already possessing up-to-date knowledge of what is being discussed, evaluated, and implemented in companies.
Many of the executives and scientists who write for Opinions Magazine today have stated that they have been reading our editions since they were still students at universities.
Expanding the Continuing Education project, we have also decided to open free registration to all employees in the technical, agricultural, industrial, and administrative areas of companies that produce and supply forestry and bioenergy systems from anywhere in Brazil and the world.
Access to targeted information is the most efficient way to unify and update knowledge among all employees in management positions, as well as to prepare employees on the rise to assume these positions. This is the most natural way to generate Continuing Education.
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produção de biodiesel
A produção de biocombustíveis renováveis é uma das soluções para a redução de emissões de gases que causam o aquecimento global. E vem como uma alternativa sustentável ao substituir o uso de combustíveis fósseis pelos renováveis. Entre os principais biocombustíveis, temos o bioetanol, que é produzido 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 produção é dependente de frutos, sementes oleaginosas ou mesmo de gordura animal. E é bem verdade que os maiores produtores de biodiesel do mundo utilizam-se de óleos vegetais, principalmente 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."
Silene Cristina de Lima Paulillo Coordenadora de Pesquisas em Fermentação e Seleção de Leveduras da Fermentec
Coautor: Mário Lúcio Lopes, Diretor Científico da Fermentec
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 desenvolvida pela Fermentec em parceria com a Universidade do Minho.
Essa tecnologia é inovadora e utiliza leveduras que são capazes de produzir e acumular ácidos graxos em seu interior, utilizando, nesse caso, os compostos orgânicos da vinhaça como sua fonte de nutrientes. Esse processo reduz a DBO em até 80%, remove 94% dos ácidos mono e dicarboxílicos (ácido acético, láctico, oxálico, málico e succínico).
Essas leveduras, além de baixar a DBO da vinhaça, ao consumir alguns ácidos orgânicos, 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 produção do biometano, por conta da elevação de seu pH. Uma vez que as leveduras armazenam o óleo, as células são removidas para que os lipídeos sejam extraídos.
Esses lipídeos serão utilizados para a produção do biodiesel em reações de transesterificação. Assim como na produção de biodiesel à base de óleos vegetais ou gordura animal, há a formação de glicerol na reação de transesterificação.
O glicerol formado é tido como uma das desvantagens da produção de biodiesel porque representa cerca de 10% do produto bruto, e nem sempre o mercado assimila essa grande quantidade de glicerol. Porém, o glicerol gerado na produção de biodiesel da vinhaça retorna aos reatores com as leveduras oleaginosas, 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 necessária para a produção de adubos e locomoção 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 produzem, 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 consumo 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, representando 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. Muitas usinas dependem de uma frota de caminhões 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 fortemente 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 nesses 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 desenvolvido para transformar compostos orgânicos, 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 petróleo para gerar economia, reduzir as emissões de poluentes e de gases do efeito estufa, reduzir o impacto ambiental do poder poluente da vinhaça e melhorar a sustentabilidade em toda a cadeia de produção do setor sucroenergético. E esse é o único processo que descreve 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 tecnologia 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 Informe técnico
Os cenários das safras de cana 2021/2022 e 2022/2023, com a recuperação nos preços do açúcar 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 quanto 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 afetada diretamente pelo preço relativo do açúcar, etanol e energia elétrica. Ou seja, a usina deve possuir flexibilidade e ser operada de forma eficiente 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 desenvolveu tecnologia própria em toda a sua cadeia produtiva, incluindo desenvolvimento de variedades, tecnologias agrícolas, industriais e de instrumentação e automação, sendo o pioneiro em introduzir 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 presente 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 exportada para outros países, num processo que se iniciou pelas usinas latino-americanas. O que comprova 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 denominada 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 empresa Soteica, que já atuava com esta tecnologia em outros setores. Sendo o software S-PAA o único 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-prima, 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, denominada 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 performance global e dos equipamentos, o RTO também fornece uma plataforma de gestão industrial integrada, permitindo que as informações fluam para 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 média e alta gestão.
Estratégias dos Laços Fechados
Os Laços Fechados são estratégias operacionais de controle automático que permitem que dado setor opere grande parte do tempo atendendo a estratégia operacional definida pela alta gestão. Dentre estes Laços Fechados aplicados se destacam:
• Laço Vapor e Energia: tem o objetivo de maximizar a eficiência energética das caldeiras e do conjunto 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 objetivo 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 vazão de leite de cal.
• Laço Fluxo ART Constante Fermentação: tem o objetivo de garantir o diagrama de ocupação das dornas, repetibilidade na entrega de ART e monitoramento contínuo da saúde da levedura.
• Laço Colunas Destilação: tem o objetivo de garantir a estabilidade da operação das colunas, evitando perdas e sobrespecificação do etanol.
• Laço Fábrica de Açúcar: tem o objetivo de garantir o ritmo de produção estável com base nas disponibilidades 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 zeólita potencializando as fases de adsorção e dessorção, tende a reduzir o give Away do anidro, produzir menos flegma e, portanto, menos reciclo, proporcionando 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 grupos 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 atenção das usinas fora do Brasil, além de empresas agroindustriais, químicas, energia, sucro-cítricas e de transformação de madeiras. Com base nestes 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 metas 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.
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 resíduos, 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 ganhando 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 derivados fósseis por biogás ou biometano. Indústrias automobilísticas, como a Volkswagen e a Scania, de fertilizantes, 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 natural extremamente adaptado, ele ocorre nas mais diversas condições. Claro que a aplicação industrial desse processo exige muito mais do que deixar o resíduo degradando em um lugar, mas falaremos disso depois.
Essa mistura é composta principalmente de metano (CH4) e dióxido de carbono (CO2), geralmente saturado em água e apresentando outros contaminantes (principalmente H2S). Sendo assim, o biogás precisa ser primeiramente purificado para a remoção de água e H2S para, em seguida, ser utilizado diretamente em caldeiras (baixa eficiência e aproveitamento energético) ou em motogeradores. Após um processo de remoção 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 intermitentes, como a solar e a eólica, viabilizando ainda 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 momento também é ideal para o biogás. Já existem tratores e caminhões de diferentes especificações 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 possibilidade de produção descentralizada e interiorizada, disponibilizando gás natural verde em regiões distantes da costa e promovendo o desenvolvimento 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 revolucionária. Seu coproduto, o digestato – material 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 degradada 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 desenvolvimento das plantas. Ao contrário, quando o digestato é aplicado, ele já começa imediatamente 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 fixação de carbono.
Em meio a esse clima de empolgação, é preciso uma breve pausa para reflexão. Precisamos olhar para o passado e aprender com as suas lições. 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 biodigestores 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 necessidade de diminuição da dependência da matriz fóssil, tanto em termos econômicos e de disponibilidade (veja crise do gás na Europa) quanto no aspecto ambiental. Fontes renováveis de energia nunca foram tão buscadas e necessárias.
Em segundo lugar, o ambiente regulatório favorável, que definiu de maneira clara as características 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 existência 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 processo natural, o biogás pode ser produzido em qualquer condição, assim como qualquer fruta deixada de lado irá fermentar. Porém, do mesmo modo que a fermentação industrial é muito diferente de uma fruta esquecida, assim é a biodigestão em escala. Para garantir o atingimento 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 monitoramento 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 independente da nossa intervenção.
Se o presente é bom, o futuro próximo é ainda 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 geração de biogás – e muito mais que biogás, um novo mundo de produtos verdes e derivados de hidrocarbonetos que apenas a escala da indústria 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 volume. Para cada litro de etanol produzido, se produz de 8 a 18 litros de vinhaça. A vinhaça é o resíduo do processo de destilação do mosto fermentado da cana-de-açúcar e consiste em um líquido com elevada carga orgânica. Esse subproduto é rotineiramente empregado na fertirrigação da cana-de-açúcar nas regiões produtoras, de maneira a devolver ao solo parte dos nutrientes e da água utilizada no processo de produção. Apesar da prática da fertirrigação trazer vários benefícios, a não observância de algumas regulamentações já demonstrou que o abuso ou o mal gerenciamento da fertirrigação pode causar danos ambientais de difícil abordagem, como salinização do solo e contaminação de águas subterrâneas com constituintes da vinhaça.
Uma das maneiras utilizadas no gerenciamento da vinhaça é a digestão anaeróbia, que é um processo biológico de tratamento de resíduos amplamente utilizado para outros resíduos. Porém o processamento da vinhaça por meio da digestão anaeróbia apresenta inúmeros desafios, como os grandes volumes produzidos e a elevada carga orgânica da vinhaça (cerca de 100 vezes maior que o esgoto doméstico), além do processo não conseguir eliminar a salinidade desse resíduo. Outro problema é a entressafra da cana-de-açúcar, fazendo com que o processo de produção da vinhaça seja interrompido por cerca de três meses, constituindo
estamos investigando modificações no processo de digestão anaeróbia para produzir um biogás enriquecido com hidrogênio, denominado bio-hitano. "
Gustavo Mockaitis Professor do Grupo Interdisciplinar de biotecnologia na agricultura e no meio ambiente da Feagri-Unicamp
um problema operacional sério, uma vez que a digestão 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 desenvolvido originalmente para a mitigação de impactos ambientais 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 digestão 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 problema, 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 impactos ambientais está ficando obsoleto. As unidades de tratamento eram comumente superdimensionadas e mal operadas, com um grande custo para as unidades produtivas. Assim, fica mais clara a necessidade de se trazer a viabilidade econômica junto com a ambiental, dentro de um conceito mais amplo de sustentabilidade do processo. ;
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Nesse novo paradigma, é necessário processos que não somente lidem adequadamente com os problemas ambientais, mas também transformem os resíduos 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 difundida. Muitas indústrias utilizam os processos de digestão anaeróbia associados 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 utilizam equipamentos custosos e superdimensionados, além de controles operacionais completamente ultrapassados.
Considerando esse cenário, nosso grupo de pesquisa propõe um avanço maior na direção da valorização da vinhaça como matéria-prima para a produção de biogás, aumentando o potencial energético do biogás produzido por meio da digestão da vinhaça. Para esse fim, estamos investigando modificações no processo de digestão anaeróbia para produzir um biogás enriquecido com hidrogênio, denominado 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 hythane (hydrogen, methane) e surgiu como alternativa ao gás natural, apresentando 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 naturalmente nos corpos hídricos nas camadas mais profundas, 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 realizadas por inúmeras comunidades microbianas anaeróbias e facultativas, que apresentam uma relação ecológica 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 hidrólise 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 etapa 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 subsequente 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 hidrogênio. 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 bioquímicos 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 hidrogênio. Outro produto dos processos acidogênicos também são os ácidos voláteis, e eles podem ser convertidos em metano em um processo a jusante do processo acidogênico. Dessa forma, nossas pesquisas têm dois grandes pontos focais: selecionar microrganismos aptos a produzir o hidrogênio de maneira estável e eficiente; e desenvolver um processo produtivo em duas fases para a produção do metano e do hidrogênio. Ainda há muitos desafios a serem enfrentados, mas, superados 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 profícua oferta, o Brasil ocupa posição de destaque no mundo quanto à biotecnologia e à bioenergia, 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 energética ocorre através de rotas tecnológicas diversas no País: tradicionalmente, aproveitamos, 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 origem 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 conhecidas, há diversas biomassas alternativas disponíveis 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 combustão 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 outras 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 setor 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 indiretos para esse biocombustível. No início do século XXI, foram lançados o Programa Nacional de Produção e Uso de Biodiesel (PNPB) e, mais recentemente, a Política Nacional de Biocombustíveis (RenovaBio) e o Programa Combustível do Futuro. Todos são políticas públicas destinadas ao estímulo de combustíveis de origem renovável no Brasil, que garantem que, tanto no médio quanto no longo prazos, os biocombustíveis não apenas mantenham participação relevante 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%
NÃO RENOVÁVEIS = 55,3%
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 primeiras usinas no território brasileiro. Esse insumo residual destinava-se, entretanto, inicialmente, ao autoconsumo, sendo os incentivos às fontes
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 eletricidade é o Proinfa (Programa de Incentivo às Fontes Alternativas de Energia Elétrica), programa criado por Lei, com o objetivo de aumentar a participação de fontes alternativas renováveis (PCH, eólicas e biomassas) na produção de energia elétrica.
Ao longo dos últimos anos, a bioeletricidade tem mantido participação relevante na matriz elétrica nacional. A energia total contratada no mercado regulado (ACR) atingirá aproximadamente 1 GW médio ao fim de 2025, com destaque para o setor sucroenergético, que vem aumentando sua contribuição na matriz elétrica com a bioeletricidade. Até o final da década, espera-se uma expansão do período 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 década. Cabe destacar que, embora os derivados da cana tenham figurado como grandes protagonistas dentre as biomassas 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 aquecimento 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 participação de renováveis na matriz energética nacional proporciona uma significativa redução nas emissões de GEE.
As emissões evitadas pelo uso de etanol (anidro e hidratado) e biodiesel no setor de transporte somaram 66,9 MtCO2 em 2021. Já na matriz elétrica brasileira, que apresenta uma das menores intensidade de carbono do mundo, a bioeletricidade de cana-de-açúcar contribuiu com a mitigação de 4,3 MtCO2.
A bioenergia tem o potencial de mudar o mundo, contribuindo, 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 aumentar 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 1
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 podemos 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 álcool (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), proporcionando várias alternativas de aplicação, inclusive substituição do óleo diesel e venda direta do biometano.
• Produção de amônia eletrolítica, via excedente de energia elétrica, atingindo a autossuficiência 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 períodos chuvosos, retornando o bagaço estocado em pátio aberto. Sem contar com a elevada eficiência 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 destilação; vejamos, se compararmos uma unidade produzindo 80 l/álcool/TC, teríamos uma redução no consumo de vapor de processo de 176 kgvapor/TC para produção do álcool hidratado e 216 kgvapor/TC para produção do álcool anidro. Ainda este ano, em Quirinópolis-GO, poderemos observar uma unidade com capacidade para produzir 850 m3/dia de etanol em operação. É importante observar que a maioria 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, haveria uma sobra de vapor para a atmosfera. Nossa sugestão é utilizar essa economia de vapor para incorporar processos que consumo o excedente de vapor; por exemplo, uma refinaria ou, então, 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 "
José Campanari Neto Diretor da MCE Engenharia e Sistemas
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 chegada, em escala industrial, do processo de biodigestão 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 estabelecidos pela ANP para comercialização. Existem várias aplicações para o biometano, entre elas a substituição do diesel para acionamento da frota agrícola, comercialização direta na rede de distribuição do gás natural, produção de amônia e venda em containers pressurizados para consumo interno ou exportação em isocontainers.
Numa avaliação rápida, demonstra-se ser possível uma destilaria autônoma tornar-se autossuficiente em diesel, (relativo a um consumo de 4,0 l/ha), adaptando sua frota para consumo do biometano produzido pela vinhaça.
É importante salientar que o efluente da vinhaça biodigerida não perde suas características 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 maiores excedentes de energia elétrica, os investimentos 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 excedentes 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 excedente de energia elétrica, a produção de fertilizante nitrogenado, a um custo muito atrativo. Mesmo para as unidades que já possuem contrato de venda da energia elétrica e estão encontrando 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 captura 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 Potássio (K) e Nitrogênio (N2).
Como podemos notar, o futuro é muito promissor e nos levará a integrar diferentes processos 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
carbono
tecnologia do BECCS agrega mais valor ao etanol
A Lei 13.576/2017, que instituiu o RenovaBio, 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 biocombustível. 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 carbono da ordem de 16g CO2e/MJ. Como, então, tornar esse número negativo e receber a bonificação na emissão dos CBIOs?
Ganhos incrementais por meio de aperfeiçoamentos nos processos produtivos nas áreas agrícola e industrial dificilmente levarão à pegada negativa de carbono. Um caminho promissor é a introdução da tecnologia de captura e estocagem geológica de carbono na produção 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 principais economias do mundo estão se comprometendo. O IPCC (International Panel on Climate Change) estima ser necessária a implantação 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 sedimentares de onde ele saiu, que abrigam naturalmente 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 desenvolvido 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 mundo, no fim de 2021, mais de 70% eram de recuperação 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
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A GDA possui uma das mais completas linhas de desenhos e medidas de pneus do Brasil.
GDA Comercio de Pneus e Serviços Ltda.
Rua Francisco Raya Madrid, 701 - Polo Coml e Indl
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aprisionamento de carbono
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 financeiro do governo americano para demonstrar a viabilidade 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 combustíveis 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 construção 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 continental. A estocagem geológica de carbono exige duas condições primordiais: a existência de rochas porosas preenchidas por água salgada (aquíferos salinos); e, imediatamente 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 injeção 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 reservatório e tende a se estabilizar com o tempo, inclusive com a mineralização de parte do seu conteúdo por interações químicas com a água da formação.
A grande vantagem competitiva da indústria de etanol 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 geológicos precisam definir os locais e profundidades 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 reservatório para a superfície, o que invalidaria a obtenção de créditos de carbono.
A geração de receita para a remuneração 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 incentivo 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 bonificação 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 reservatório) e o direito à emissão de créditos de carbono, dentre outros pontos. Há uma minuta de projeto de lei gerada no âmbito do ProBioCCS (Programa Combustível 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 coordenação de esforços do setor junto ao Governo 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 produtores e contribuindo de forma decisiva para 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 significativas gerando diferentes tipos de ativos ambientais de descarbonização. É o caso dos Créditos de Descarbonização do programa federal RenovaBio (conhecidos como CBIOs), do Certificado de Energia Renovável (os RECs, de Renewable Energy Certificate) ou dos créditos de carbono gerados por Redução Verificada de Emissões de Gases do Efeito Estufa (os VERs, ou Verified Emission Reductions). Entretanto, a sobreposição indiscriminada desses atributos ambientais pode gerar dupla contagem, comprometendo seu valor para compradores que buscam nesses ativos a redução, abatimento ou mitigação de suas próprias emissões dos gases de efeito estufa. Antes de apontar soluções para esse problema, é importante 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 renováveis, como etanol, biodiesel e biogás. As empresas que produzem combustíveis desse tipo podem emitir certificados chamados de CBIOs. A cada tonelada de carbono equivalente (tCO2e) 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. As empresas 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 participar do programa, os produtores de combustíveis renováveis devem cumprir três etapas. A primeira é preencher o RenovaCalc, um formulário 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 eficiência energética e a “limpeza” do processo produtivo do ponto de vista de emissão de gases do efeito estufa.
A segunda é contratar uma auditoria independente 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 valores 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 Biometano gerados no processo produtivo do setor. Esses papéis atestam a garantia de origem renovável 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 independente e aprovadas por um programa de redução de emissões que pode ser regulado ou voluntário.
Cada programa possui seus próprios critérios de elegibilidade, prazos de implementação, cronogramas de funcionamento, procedimentos de verificação, registro e emissão, dentre outros. Independente do programa, toda redução de emissão deve ser comprovada em comparação a um cenário de referência, que é chamado de linha de base. Todos os projetos de créditos de carbono devem demonstrar 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 instrumentos 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 projetos adicionais de redução de emissões. Após o registro, o projeto obterá o certificado dos créditos de carbono após apresentar os resultados obtidos em relatório de monitoramento, preparado de acordo com o plano de monitoramento auditado por uma terceira parte e aprovado pelo programa no qual foi registrado.
Já 1 CBIO equivale a 1 tCO2e de emissões evitadas, pela simples comparação entre a diferença de emissões do ciclo de vida da produção do biocombustível e do combustível fóssil 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 biocombustível 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 ambientais, 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 energia renovável. Ao emitir CBIO para o mesmo período, o mesmo produtor atesta que o biocombustível produzido emitirá menos gases de efeito estufa que o combustível fóssil equivalente. Ao emitir BioREC, embora o produtor não receba créditos por uma substituição de combustíveis, frequentemente a finalidade desse certificado é o abatimento em inventário de emissões do uso energético de um combustível fóssil equivalente.
Na prática, dependendo da forma como estruturado, o risco de dupla contagem poderá ser eliminado, ao se determinar que projetos só serão registrados se assumirem o compromisso de não emitir nenhum outro crédito relativo à redução de emissões.
Para tal, será necessária evidência documental. 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 biometano 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 fuligem 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 grafite, carbono amorfo e diamante. Ele se liga a outros átomos pequenos, incluindo outros átomos de carbono, e pode desenvolver várias ligações covalentes estáveis, formando vários compostos úteis. O biocarbono ou biochar é encontrado na forma de carvão vegetal, que são fontes sustentáveis 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 biochar é produzido a partir da pirólise de biomassas 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 metal. O monóxido de carbono (CO), extraído por processo metalúrgico, é utilizado para a obtenção de diversos elementos e compostos, como redutor na conversão dos óxidos metálicos naturais em metal puro, sendo usado na fabricação de produtos como álcoois, ácidos, ésteres, etc.
O carboneto de cálcio é usado como agente 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 fabricação de varas de pesca, raquetes de tênis, foguetes e aviões.
O corpo humano contém grandes quantidades 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 importante 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 respiração, 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 carbonização 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; processos 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."
Cesarino e
Alcides
Lopes Leão
Professores do Dpto. de Bioprocessos e Biotecnologia da Faculdade de Ciências Agronômicas de Botucatu, UNESP
Ivana
Nanotubos de carbono são moléculas cilíndricas de folhas enroladas de átomos de carbono de camada única (grafeno), conhecidas como nanotubos de carbono (CNTs). Os usos são: escovas para motores elétricos, compostas por nanotubos de carbono; ótica; emissão eletrônica de nanotubos de carbono; armazenamento de energia; condutividade elétrica em plásticos; e nanotecnologia.
NANOTUBOS DE CARBONO
Compostos de carbono ou carboidratos podem 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 hidrocarbonetos. Peles, células, cabelos, todos são feitos de carbono. Já os carboidratos, como açúcar, glicose, frutose, maltose, etc., são os compostos de carbono que nos fornecem energia. 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.
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 produzido a partir do petróleo e, recentemente, com cargas de alta tecnologia, como fibras de carbono ou carbono nanoestruturado (nanotubos de carbono, grafeno e óxido de grafeno). Segundo dados obtidos, 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.
O carbono vegetal, ou biochar, é uma forma amorfa de carbono, produzido por pirólise, sendo um material processado por decomposição termoquímica de material orgânico a temperaturas elevadas na ausência de oxigênio, com alta área superficial e grupos funcionais abundantes. 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; transportador de nutrientes e microbianos; agente imobilizador para remediação de metais tóxicos e contaminantes orgânicos no solo e água; catalisador para aplicações industriais; material poroso para mitigar as emissões de gases de efeito estufa e compostos odoríferos; suplemento alimentar para melhorar a saúde animal e eficiência na ingestão de nutrientes e uso em sensores eletroquímicos ou biossensores substituindo o grafeno. O material que passou pelo processo de pirólise mostrou um aumento da área superficial específica, o que promove melhor compatibilidade entre os componentes do compósito. Apenas como exemplo, a eliminação 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 compósitos à base de fibras naturais em matrizes termoplásticas, melhorando significativamente suas propriedades, como maior estabilidade térmica, resistência à deterioração, etc. Seu peso leve o torna atraente em relação às cargas minerais, considerando, por exemplo, a redução 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 elementos consigo mesmo (catenação), bem como com outros elementos, mostrando o quanto esse elemento é importante. Porém o carbono antropogênico, caso não seja reduzido ou utilizado 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 bioeletricidade), provendo o fornecimento de combustíveis gasosos, líquidos e sólidos. Portanto, o bioetanol derivado da cana-de-açúcar é uma alternativa de energia renovável bem estabelecida para substituição de combustíveis fósseis, reconhecida pelas baixas emissões de carbono em seu ciclo de vida, que, se bem realizado, pode evitar impactos negativos sobre segurança alimentar e biodiversidade. 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. 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 política 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. "
Carlos Eduardo Pellegrino Cerri Professor de Ciência do Solo da Esalq-USP
versidade do solo, manejo dos resíduos culturais, reciclagem de nutrientes de subprodutos da cadeia sucroenergética, racionalização da aplicação de fertilizantes, manejo de pragas, mecanização, soluções de engenharia, desempenho industrial, dentre outros aspectos.
Por ser uma cultura semiperene, a cana-de-açúcar é altamente eficiente para converter 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 anualmente 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 versátil, permitindo produzir açúcar, biocombustível avançado (etanol e querosene de aviação), bioeletricidade, biometano, biopolímeros, biocarvão, entre outros produtos.
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 produzidos 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 certificados de descarbonização podem incentivar agricultores e tomadores de decisão a buscar soluções mais eficientes e econômicas para diminuir ainda mais as emissões e melhorar a sustentabilidade. 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 socioeconômico, especialmente melhorando a qualidade do solo e sua capacidade de sequestrar carbono.
As partes interessadas do setor sucroenergético, incluindo cientistas, agricultores e indústrias, estão verdadeiramente comprometidos em tornar a produção de cana-de-açúcar em larga escala no Brasil parte da solução para mitigar o clima por meio do sequestro de carbono do solo, biocombustível, bioeletricidade e produção de bioprodutos, tecnologias industriais de emissões negativas, reciclagem de resíduos industriais e políticas setoriais que recompensam os agricultores por evitarem as emissões de CO2. n
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.
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Fechamento: 15 de Fevereiro de 2023
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