Universidade de So Paulo

Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz

LEB 244 Recursos Energticos e Ambiente

Etanol

Piracicaba, 2013

2

SUMRIO

1. INTRODUO ........................................................................................................... 3

2. PANORAMA MUNDIAL .............................................................................................. 9

3. PROCESSO DE OBTENO .................................................................................. 12

3.1. Etanol 1 gerao ........................................................................................ 12

3.2. Etanol celulsico 2a gerao ................................................................................. 14

3.3. Etanol de algas do mar - 3a gerao .............................................................. 18

3.4. Gs de sntese ............................................................................................... 19

4. ASPECTOS FSICOS DA FONTE DE ENERGIA ..................................................... 20

4.1. Processos de obteno do Etanol .................................................................. 20

5. LEGISLAO ........................................................................................................... 26

5.1. Legislao Ambiental para instalao de usinas ............................................. 27

6. VANTAGENS E DESVANTAGENS .......................................................................... 28

6.1. Vantagens ...................................................................................................... 29

6.2. Desvantagens................................................................................................. 31

7. VIABILIDADE ECONMICA ..................................................................................... 33

7.1. Panorama do mercado de lcool .................................................................... 34

8. CONCLUSES ........................................................................................................ 38

REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS ....................................................................................... 41

3

1. INTRODUO

A preocupao com o meio ambiente e aumento dos preos do petrleo nos anos 70

levaram a busca de novas formas de energia que fossem viveis em um primeiro momento

economicamente e que posteriormente apresenta-se sustentabilidade social e ambiental.

Novas tecnologias foram desenvolvidas pelo Brasil durante a crise energtica dos anos 70 a

fim de se conseguir atender a demanda energtica nacional quanto a combustveis lquidos.

(JN,2007)

Os efeitos negativos da alta dos preos do petrleo sobre a economia dos pases

importadores do ouro negro, principalmente de pases subdesenvolvidos, levou-os a busca

por alternativas de produo domstica de energia, notadamente a partir da biomassa em

alguns casos. Dentro desse contexto comeou a desenvolver combustveis a partir de fontes

renovveis. (SZWARC, 2006)

Em um perodo de transio global de motores convencionais, Ciclos Otto e Diesel, para

veculos de uma nova gerao tecnolgica e a frota mundial de veculos utiliza basicamente

combustveis lquidos e sua renovao lenta e gradual, os biocombustveis tornam-se os

substitutos diretos dos combustveis fsseis, Nesse sentido, o etanol mostrou-se como um dos

produtos mais viveis e estratgicos para esse processo de transio. Com o aumento das

preocupaes ambientais, o etanol rene vantagens significativas em relao aos combustveis

fsseis, em especial gasolina, quanto ao desenvolvimento sustentvel, ou seja: ambiental,

social e econmico. (STRAPASSON & JOB, 2006).

As energias renovveis so, na atualidade, um dos mais importantes assuntos para as

discusses sobre o futuro da Humanidade. Tamanha importncia torna a produo de energia

uma rea estratgica para as naes de todo mundo. Ao mesmo tempo em que se busca

ampliar a oferta e reduzir os custos, crescem as preocupaes com a sustentabilidade e o meio

ambiente. nesse contexto que as energias renovveis ao longo do tempo obtiveram apoio de

diversos grupos e organizaes para a sua ampliao.

O Brasil ingressa na era ps-petrleo disposto a provar que o etanol de cana-de-acar

era, no presente, um dos melhores combustveis vendidos no sculo XXI. Sua produo e

venda envolvia a estratgia do pas. A oferta de combustveis obtidos da biomassa permite

ampla democratizao do abastecimento, eliminando riscos de novo cartel de produtores.

(Carvalho, 2006)

O Brasil detm excelentes tecnologias para se trabalhar com diferentes variedades de

cana-de-acar, investe na expanso contnua da produo, assiste ao aumento da demanda

4

de veculos leves dotados de motores flex, sua capacidade produtiva tem conseguido atender

quantidades crescentes de etanol em diferentes pontos do globo, sendo o maior exportador de

etanol do mundo, sustenta uma poltica agrcola livre de subsdios como reconhece a OMC

(Organizao Mundial do Comrcio), procura maximizar o aproveitamento energtico de

rejeitos da cana-de-acar (utilizao do bagao) e tem uma vigorosa poltica de melhoria nas

relaes de trabalho e na valorizao social (Carvalho, 2006).

No sc. XX pouco espao houve para os substitutos da gasolina, se caracterizando pela

preocupao dos impactos negativos ao meio ambiente causados pela explorao do petrleo

e por polticas pblicas voltadas inibio ou proibio do uso de certos produtos

(CARVALHO, 2001).

Em busca de solues o Brasil criou um programa nacional que permitisse, num

primeiro momento, misturar lcool gasolina e, posteriormente, contar com esse combustvel

para abastecer os veculos. A preocupao levou instituio do Programa Nacional do lcool

(Prolcool), em 1975 (MARJOTTA-MAISTRO, 2002). De acordo com Melo & Fonseca (1981),

esse programa correspondeu primeira tentativa do governo brasileiro de desenvolver fontes

alternativas de energia lquida, em um perodo de crise no abastecimento mundial de petrleo.

A interveno estatal no setor de lcool anterior ao Programa, no incio da dcada de

30, por exemplo, houve uma diminuio no preo do acar no mercado internacional. Como

medida de proteo s culturas de cana-de-acar, adotou-se a adio de 5 % de lcool na

gasolina. Em 1933 foi criado o IAA (Instituto do Acar e do lcool), cuja funo era controlar a

produo e manter os preos em um nvel adequado. Durante a II Guerra Mundial, a proporo

de lcool na gasolina atingiu 20% (Arbex, 2001).

Grfico 1 Produo de etanol nos ltimos anos

Fonte: Unio da Indstria de Cana-de-acar/UNICA e Ministrio da Agricultura, Pecuria e

5

Abastecimento/MAPA. Elaborado pela NICA;

Grfico 2 - Produo de cana-de-acar nos ltimos anos

Fonte: Unio da Indstria de Cana-de-acar/UNICA e Ministrio da Agricultura, Pecuria e

Abastecimento/MAPA. Elaborado pela NICA;

Grfico 3 - Exportao de Etanol

Fonte: Secretaria do Comrcio Exterior (Secex). Elaborao NICA

Com o aprimoramento da tecnologia, o carro movido somente a lcool hidratado ganhou

as ruas brasileiras, chegando a representar 85% da frota no final dos anos 80 (UNICA, 2007).

No entanto, problemas no abastecimento colocaram em dvida a confiana do

6

consumidor, que passou novamente a priorizar a gasolina. Os usineiros aumentaram para a

produo do acar na dcada de 90, pois o preo internacional do acar estava mais

favorvel. No final dos anos 90, o mercado de cana, acar e lcool foi desregulamentado. As

crises polticas no Oriente Mdio - regio que responde pela maior parte das reservas

conhecidas de petrleo - e o surgimento do carro flex representam uma nova etapa para o

carro a lcool brasileiro, ao rodar com 100% de lcool hidratado, 100% de gasolina (toda

gasolina brasileira aditivada com lcool) ou qualquer percentual de mistura entre os dois

combustveis. Atualmente, todos os veculos leves brasileiros rodam com gasolina misturada

com lcool anidro. A proporo da mistura definida por lei, podendo oscilar de 20% a 25%,

com um ponto percentual para mais ou para menos. (UNICA, 2007).

A valorizao do etanol se acelerou por dois fatores: reduo da dependncia de uma

fonte fssil, principalmente localizada empases extremamente instveis politicamente; o conhecimento cientfico de que o consumo do petrleo cresce de forma a j ter iniciado sua depleo procura superior existncia de petrleo a se organizarem na OPEP (Organizao dos Pases Exportadores de Petrleo) e, como

consequncia, o mercado a mostrar preos crescentes, essa tendncia de crescimento parece

ser definitiva, no qual uma das causas a escassez desse produto projetado para as prximas

dcadas.

A produo de lcool tem tido vrios incrementos e grande possibilidade de se manter

forte e dinmica por vrios anos. H vrios fatores que influenciam esse dinamismo no setor,

entre eles temos: a demanda crescente interna (automveis biocombustveis). (NICA 2007).

De acordo com o Balano Energtico Nacional (BEN 2012, com ano base 2011), a

energia renovvel representa uma mudana de 47,4% em 2011 para 45,8 em 2012 na

produo primria nacional.

7

Fonte: BNE, 2012

O programa de etanol carburante nasceu nos anos 70 como uma iniciativa

governamental, o enorme crescimento da produtividade possibilitou a eliminao dos subsdios

produo. Desde 2003, com os veculos flex, j representam mais de 80% das vendas de

veculos leves, deixando o consumidor mais protegido contra mudanas de preos (JANK,

2006). O etanol pelo menos 73% menos poluente que a gasolina, se levar em considerao o

ciclo de vida de ambos (Marques, 2009). A tabela abaixo demonstra as principais diferenas na

produo de Etanol e Biodiesel, a partir da mensurao das necessidades ambientais para o

plantio da matria prima.

8

Localizao geogrfica

Atualmente, a rea ocupada pela cana chega aos 6,4 milhes de hectares, o que

representa quase 10% da rea agrcola do pas (62 milhes de hectares). Sendo assim, no se

pode pensar em uma concorrncia entre alimento e energia em curto prazo, mas necessrio

um planejamento para assegurarmos a sustentabilidade da produo (Zoneamento Agrcola).

Figura 1- Localizao da produo de cana-de-acar no Brasil.

Fonte: NIPE Unicamp, IBGE e CTC.

9

2. PANORAMA MUNDIAL

Entre os pases industrializados do Anexo I, envolvidos com as metas do Protocolo de

Kyoto, o uso de biocombustveis representa uma das formas de reduzir as emisses lquidas

de gases de efeito estufa quanto ao consumo energtico no setor de transporte. No entanto, os

combustveis desenvolvidos nos ltimos anos apresentam grande diferena na capacidade de

reduo de emisses em relao ao etanol de cana-de-acar (Macedo, 2006).

Balano de energia na produo de etanol, com diversas matrias-primas.

Matrias-primas Energia renovvel/ energia fssil usada Etanol de milho (USA) 1,3 Etanol de cana (Brasil) 8,9 Etanol de beterraba (Alemanha) 2,0 Etanol de sorgo sacarino (frica) 4,0 Etanol de trigo (Europa) 2,0 Etanol de mandioca 1,0

Fonte: Macedo (2006)

Tabela 1 - Viso geral do etanol nos EUA e Brasil

EUA (2005/2006) BRASIL (2006/2007)

Usinas em operao 97 335

Matria-prima Milho Cana-de- acar

rea cultivada (milhes de hectares) 31,6 6,4

Produo de matria-prima Parcela de matria-prima para etanol Produtividade (t/ha)

267 20 % 8.4

426 48 % 66.2

Produo de etanol (milhes de litros) 18.547 17.441

Produtividade do etanol (litros/ha) Etanol em % de consumo gs+etanol

3000 3 %

6.800 40 %

Comrcio de etanol (milhes de litros) Importaes Exportaes

2805 ----

----

3028 Custos de produo (US$/litro) 0,4 0,22

Imposto de importao 46 % 0

Fonte: ICONE

10

Abaixo o comparativo da produo de etanol no mundo em 2006:

Embora a tecnologia brasileira na produo e no uso do etanol seja referncia para

outras naes, ainda necessrio superar as barreiras do protecionismo agrcola para que o

etanol passe a ser verdadeiramente uma commodity energtica e ambiental (SZWARC, 2006).

O Brasil tem papel importante no abastecimento internacional, como maior exportador

de lcool do mundo. Portanto preciso que os empecilhos sejam superados, e que o mercado

mundial de lcool carburante se consolide, para que as exportaes de lcool se mantenham

em ritmo crescente e constante. (SZWARC, 2006).

Tecnologias e seus avanos

De acordo com o Plano Nacional de Agroenergia (2006), o Brasil assumiu, com

sucesso, a liderana mundial na gerao e na implantao de moderna tecnologia de

agricultura tropical e possui pujante agroindstria, sendo o Pas o melhor exemplo (no mundo)

da introduo de energia renovvel com uma grande escala de produo. Destaca-se a cadeia

produtiva do etanol, reconhecida como a mais eficiente do mundo, conduzida por classe

empresarial dinmica, acostumada a inovar e a assumir riscos.

Partindo da produo estabelecida de acar, um processo completo de integrao das

produes foi obtido nas usinas: com grande flexibilidade nas unidades anexas (e com

operao de autnomas, por algum tempo), as perdas de processo foram reduzidas e houve

melhoria na qualidade do acar. Esse processo exigiu extenso desenvolvimento tecnolgico

(gerao, importao, adaptao e transferncia de tecnologias) na produo (agrcola e

11

industrial), na logstica e nos usos finais, nos ltimos trinta anos. Tambm foi importante uma

legislao especfica, subsdios iniciais e permanente negociao entre os principais setores

envolvidos: os produtores de etanol, os fabricantes de veculos, os setores reguladores

governamentais e a indstria do petrleo, em um denso processo de aprendizagem.

importante destacar alguns dos principais avanos tecnolgicos nesse perodo (1975-

2000), mesmo porque em alguns casos devem-se buscar desenvolvimentos anlogos para

outros biocombustveis.

Entre 1980 e 1990, destacam-se:

A introduo em larga escala de variedades de cana desenvolvidas no Brasil;

(principalmente pelos programas do CTC-Copersucar e do Planalsucar).

O desenvolvimento do uso integral da vinhaa na ferti-irrigao.

Controles biolgicos na produo da cana.

Desenvolvimento do sistema de moagem com quatro rolos.

Tecnologia para operao de fermentaes de grande porte.

Aumento na produo de energia eltrica na indstria (autossuficincia).

Uso final: especificaes do etanol; motores E-100; transporte mistura e

armazenamento do lcool.

Entre 1990 e 2000, podem ser apontados:

Otimizao do corte, carregamento e transporte da cana.

Mapeamento do genoma da cana; transformaes genticas.

Mecanizao da colheita.

Obteno de excedentes de energia eltrica e venda para a concessionria.

Avanos em automao industrial.

Avanos no gerenciamento tcnico (agrcola e industrial).

A introduo dos motores flexfuel.

Como indicadores desse processo de intensa incorporao de inovaes tecnolgicas e

processos mais efetivos de gesto, podem ser citados os resultados obtidos no perodo 1975-

2000 em So Paulo. Os nmeros de produtividade agrcola indicam aumentos de 33%, em

toneladas de cana por hectare; a qualidade da matria- prima evoluiu 8%, medida em teor de

acar na cana; observaram-se ganhos de 14% na converso dos acares na cana para

etanol e de 130% na produtividade da fermentao medidas em metros cbicos de etanol por

metro cbico de reator dia.

12

Os valores mdios de parmetros de desempenho para a agroindstria no Centro- Sul,

em 2003-2004, foi:

Produtividade da cana: 84,3 t/ha.

Acar % cana: 14,6.

Converso industrial: 86%.

A observao da natureza dos avanos tecnolgicos ao logo do perodo mostra que,

nos anos iniciais, as preocupaes foram centradas em aumentar a produo rapidamente

(produtividades de equipamentos e processos), mesmo em detrimento de eficincia de

converso; isso pode ocorrer sempre que a poltica indutora force metas muito altas de

implementao, com garantia de compra. Nos anos seguintes, os aumentos de eficincia

passaram a ser mais importantes (mesmo porque as garantias de preos no foram mais

observadas); e a terceira dessas "fases" foi o avano em tcnicas gerenciais da produo, que

levou a grandes redues de custo. O resultado global foi uma forte reduo nos custos de

produo, levando o etanol a uma situao em que praticamente no h necessidade de

subsdios para competir com a gasolina, considerando o petrleo a preos acima de US$ 45 o

barril.

3. PROCESSO DE OBTENO

3.1. Etanol 1 gerao

O etanol, ou lcool etlico, produzido em sua maioria pela fermentao de acares de

vegetais (cereais, beterraba, milho, cana-de-acar e outros), que corresponde produo de

etanol de primeira gerao. A produo de lcool combustvel por fermentao de acares

responde por aproximadamente 90% da produo mundial de etanol, conforme Bastos (2007).

A sacarose transformada em glicose e frutose:

A seguir a glicose e frutose so convertidas em etanol:

A sequncia de reaes pode ser resumida da seguinte forma:

Sacarose + Levedura = Etanol + CO2

13

A figura 4 apresenta o fluxograma de produo do etanol a partir da cana-de-acar,

atravs da fermentao (etanol de 1 gerao).

Fluxograma de produo de etanol a partir da cana-de-acar

Fonte: Adaptado de Neto (2009)

Marques (2008) afirma que o Brasil possui as maiores vantagens comparativas na

produo de etanol de primeira gerao, que produzida a partir da cana-de-acar. O

processo de produo do etanol a partir da cana-de-acar compreende as etapas de

recepo, preparo e moagem, tratamento do caldo e destilao do lcool (Bastos, 2007).

Conforme Macedo (2007), as inovaes na primeira gerao tecnolgica para produo

de etanol foram observadas em toda a cadeira produtiva. Os principais avanos entre 1980 e

1990 foram: desenvolvimento de grande variedade de cana; uso da vinhaa na ferti-irrigao;

controles biolgicos; desenvolvimento do sistema de moagem com quatro rolos; tecnologia

para operao de fermentaes "abertas" de grande porte; autossuficincia de energia eltrica;

especificaes do etanol; motores E-100; e mistura transporte e armazenamento do etanol.

Entre 1990 e 1980, Macedo (2007) mostra que os avanos foram: otimizao do corte e

transporte da cana; mapeamento do genoma da cultura; introduo da mecanizao da

colheita; obteno de excedentes de energia eltrica; introduo aos motores flexfuel; entre

outros.

14

Dessa forma, os autores concluem que esses avanos tecnolgicos permitiram o

aumento de 33% na produtividade da produo de cana; 14% na converso dos acares para

etanol e 130% na produtividade da fermentao. Esses resultados, por sua vez, refletiram-se

em diminuio dos custos e preos, tornando o etanol brasileiro mais competitivo.

Observa-se, portanto, que a tecnologia da primeira gerao est bastante consolidada e

somente ganhos marginais podem ser obtidos atravs dessa tecnologia (Marques, 2008).

3.2. Etanol celulsico 2a gerao

Como a tecnologia da primeira gerao j est madura, a tecnologia de segunda

gerao vista como uma oportunidade para que o setor consiga obter maiores nveis de

produtividade e novos avanos tecnolgicos. Entretanto, alerta-se para o fato de que a muito

mais complexa e requer pr-tratamento (BASTOS, 2007).

A produo de etanol a partir de biomassa lignocelulsica refere-se a essa tecnologia

de segunda gerao.

Os materiais lignocelulsicos so os compostos orgnicos mais abundantes na biosfera

e participam com aproximadamente 50% da biomassa terrestre (BASTOS, 2007). Esses

materiais abrangem resduos agrcolas, industriais e florestais alm de materiais como bagao

e palha de cana, palha de milho, restos de madeira, entre outros. Os resduos gerados na

primeira gerao a partir da cana de acar que so o bagao e palha que correspondem por

2/3 da biomassa da cana-de-acar (MARQUES, 2008), precisa ser mais bem aproveitada.

Mais especificamente, o etanol celulsico, aquele obtido a partir da quebra da

molcula (hidrlise) da celulose e hemicelulose para a formao de acares passveis de

fermentao atravs de processos termoqumicos (Bastos, 2007; Marques, 2008). A figura 5

mostra as etapas desse processo identificando as tecnologias aplicadas.

Figura 2 Processo geral produo de etanol de 2 gerao

15

Fonte: Adaptado de Neto (2009)

No tratamento mecnico, a biomassa limpa e passa por um processo de adequao

mecnica para que haja boa eficincia nas prximas etapas.

A biomassa composta segundo Neto (2009) por: celulose (aproximadamente 31% a

44% da biomassa lignocelulsica), hemicelulose (aproximadamente 12% a 26% da biomassa

lignocelulsica) e lignina, que o material estrutural da planta (23% a 28% da biomassa),

conforme a figura 4.

Fonte: Rossel (2007) apud Marques (2008)

16

No pr-tratamento, separam-se esses trs componentes da matria-prima. Nessa etapa

tambm ocorre hidrlise da hemicelulose, ou seja, a hemicelulose transformada em

acares e os outros produtos (lignina e celulose) so encaminhadas para a hidrlise da

celulose.

Na fase da hidrlise da celulose, a celulose transformada em glicose. Neto (2009)

afirma que a fase de pr-tratamento importante porque o rendimento superior a 90%

quando feito o pr-tratamento e inferior a 20% quando no possui a etapa anterior.

A lignina o resduo na produo de etanol por hidrlise e tambm um dos principais

problemas no processo de hidrlise devido a sua resistncia degradao qumica e biolgica

que dificulta o seu processamento. Por outro lado, a celulose e a hemicelulose podem ser

transformados em acares que por sua vez convertido em etanol.

A hidrlise da celulose pode ser feita de duas formas: por processos de hidrlise cida

(processo qumico) ou enzimtica (processo biolgico).

No caso da hidrlise cida as molculas de celulose ou hemicelulose so quebradas por

cido sulfrico e na hidrlise enzimtica, quebradas por enzimas (catalisadores orgnicos).

Essas enzimas precisam ser capazes de quebrar a celulose, fermentar o acar e tolerar altas

concentraes de etanol.

Para mostrar a limitao atual da tecnologia de produo do etanol celulsico Bastos

(2007) comparou a produo de etanol nos EUA a partir do milho utilizando a primeira e a

segunda gerao.

Tabela 2 - Quadro Comparativo das Caractersticas Atuais da Produo do Etanol

Celulsico e do Milho nos EUA

Fonte: Bastos (2007) a partir dos dados da USDA (2006)

17

A respeito das vantagens e desvantagens de cada tipo, Bastos (2007) afirma que a

hidrlise cida tem a vantagem de utilizar uma tecnologia mais conhecida, entretanto a sua

desvantagem que como usa o cido como catalisador, a reao muito rpida e h

dificuldades de controle de reaes indesejveis. Na hidrlise enzimtica h especificidade da

reao, ausncia de reaes secundrias e formao de produtos secundrios, entretanto so

requeridos conhecimentos da biotecnologia avanada necessitando de engenharia gentica e

pesquisa biolgica para o desenvolvimento de uma enzima eficiente. Alm disso, os custos so

elevados, a taxa de converso da celulose em acar ainda baixa e h necessidade de pr-

tratamento para conseguir converses eficientes.

O mesmo autor afirma que a deciso de usar um ou outro tipo de hidrlise depende do

material lignocelulsico empregado: na hidrlise da hemicelulose melhor o uso do cido

sulfrico, enquanto na hidrlise da celulose o uso das enzimas melhor.

Alm disso, as apostas em cada uma das tecnologias so diferentes: no Brasil a

pesquisa voltada para a hidrlise cida enquanto os EUA e a Europa investem mais na

hidrlise enzimtica.

A tabela 3 mostra um resumo da comparao entre as duas formas de hidrlise.

Tabela 3 Quadro comparativo entre hidrlise cida e enzimtica

Fonte: Bastos (2007)

Apesar das duas tecnologias j serem conhecidas, no possuem bons rendimentos e os

custos so muito elevados tornando alternativa economicamente invivel.

Por fim, tem-se a fase da fermentao onde os acares so convertidos em lcool

atravs da levedura S. cerevisiae.

18

3.3. Etanol de algas do mar - 3a gerao

No Brasil, a Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) est desenvolvendo um

projeto de obteno de etanol a partir de macroalgas marinhas.

A pesquisa foi desenvolvida pelo grupo ProAlga visa aperfeioar o processo de

obteno de lcool atravs da hidrlise e fermentao da biomassa de macroalgas marinhas

(UFRJ, 2010). A tecnologia f foi patenteada em 2007 e vai gerar royalties para a UFRJ caso

seja utilizada no Brasil ou em outros pases.

Conforme UFRJ (2010), o processo tem incio com a coleta e secagem das macroalgas

do gnero Gracilria, Kappaphycus e Hypnea. Nessa etapa, a biomassa pode ser estocada,

diferente da cana-de-acar. A seguir, a alga triturada, sofre hidrlise, fermentao e

destilao. Maulori Cabral, que lidera o grupo ProAlga, disse a uma entrevista em UFRJ (2010)

que inicialmente era possvel hidrolisar menos de 0,5% dos acares e atualmente atinge-se

13,6%. A meta alcanar 20%, mas a produo de etanol a partir da alga torna-se vivel pelo

menos com 18%.

No plantio das algas da espcie Kappaphycus alvarezii, obtm-se cerca de 110

toneladas de massa seca por hectare/ano, em guas frias como a do litoral sul fluminense

(CRUZ; LOPES, 2009). A mesma fonte diz que atualmente h capacidade para produzir 9,18

m3 do lcool com alga coletada em um hectare/ano. Comparativamente, possvel produzir 7

m3 em um hectare/ano no Estado de So Paulo a partir da cana-de-acar.

O crdito do desenvolvimento dessa tecnologia, segundo o professor, do professor

Allen Norton que encontrou um tipo de levedura que conseguisse fermentar o extrato de alga

com bastante eficincia. Nesse sentido, o processo pode ser at 5 vezes mais eficiente do que

a tecnologia de primeira gerao de produo de etanol.

Maulori Cabral mostrou que a produo de lcool a partir das algas no tem

necessidade do uso de terra, adubo ou irrigao. Isso significa que diferente da cultura de

cana-de-acar no haver conflito com a produo de outras cultuas, inclusive aquelas

cultivadas pela agricultura familiar. O fato de no precisarem de irrigao faz com que haja uma

grande economia de gua doce. Quando a produo associada com a produo de camaro,

o professor afirma que a produtividade do cultivo elevada em trs vezes e favorece a

despoluio das guas, por absorver a ureia expelida pelos animais (CRUZ; LOPES, 2009).

As algas tambm possuem aplicao na agricultura, pois funcionam como fertilizante.

Alm disso, o Brasil possui um litoral extenso sendo que as guas mornas do Nordeste

apresentam um grande potencial para o cultivo das algas. O estado do Cear, por exemplo,

19

exportou 200 toneladas nos ltimos 5 anos. Porm, o professor frisa que o processo de

hidrlise vem sendo aperfeioada para que se possa aproveitar o potencial do extrato das

algas.

Outra vantagem que como as algas so o pulmo do planeta (e no a floresta

amaznica) sendo responsveis por 90% da produo de O2 do planeta, no processo de

fotossntese, a alga sequestra o gs carbono.

Quanto s expectativas, Maulori Cabral acredita que haver maior incentivo ao cultivo

de algas e aprimoramento do processo de secagem que por enquanto bastante artesanal. O

grupo tambm vem buscando financiamento para adaptar o processo do estgio de bancada

para o estgio de produo piloto. Deseja-se produzir at final de 2010, combustvel em escala

semi-industrial utilizando uma biorrefinaria, provavelmente com financiamento do BNDES.

3.4. Gs de sntese

As informaes sobre o gs de sntese apresentados a seguir so provenientes da

monografia de Pinheiro (2002).

O comeo do desenvolvimento da tecnologia Fischer- Tropsch (F-T) aconteceu na

Alemanha, pelos dois cientistas alems, Franz Fischer e Hans Tropsch.

A ideia era utilizar o carbono presente no carvo que junto com o hidrognio

proveniente de matrias-primas ricas nesse componente, produzir hidrocarbonetos mais

longos, como nafta, gasolina e diesel. Portanto, a tecnologia consiste em reorganizar as

cadeias de carbono, transformando cadeias como o do carvo e do gs natural em produtos

como gasolina, diesel, parafina e outros derivados do petrleo cru.

O processo de produo de combustveis sintticos acontece em duas partes.

Na primeira parte o gs de sntese produzido atravs da reao de carbono (GN,

carvo, ou outros) com o oxignio, gs carbnico e vapor dgua. Em seguida, o gs passa por

tubos reatores, junto com o metal catalisador e assim obtm-se o leo sinttico, que ser

destilado para obter os produtos que se deseja. As reaes qumicas procedem da seguinte

forma:

Essa primeira etapa do processo muito importante, pois corresponde por 50% a60%

20

dos custos totais de produo. Para a melhoria nessa etapa duas linhas de pesquisa esto

sendo desenvolvidas: melhoria da eficincia energtica e utilizao de membranas cermicas

com o objetivo de produzir oxignio de maior pureza e mais barato.

As principais tecnologias para a produo de gs de sntese que so utilizada

atualmente no mercado so: reforma do metano a vapor, a oxidao parcial no cataltica, a

reforma auto trmica, reforma combinada, entre outros.

Na segunda etapa onde acontece o processo F-T, alguns pontos importantes so

levantados: catalisadores e reatores.

Quanto aos catalisadores, existem dois tipos, que so os de ferro e os de cobalto. A

grande diferena dos dois que o cobalto menos indicado para ser utilizado em plantas que

utilizam insumos mais pesados, como por exemplo, o carvo. Alm disso, os catalisadores de

ferro so mais baratos que os de cobalto e so mais adequadas para produo em pequena

escala. A opo pelo cobalto possui vantagem no sentido de possui maior taxa de converso e

maior vida til, porm mais caro. Portanto, a escolha do catalisador vai depender do

oramento disponvel.

No que se refere aos reatores, existem quadro tipos, a saber: leito fixo, leito fluidizado,

leitos fixos fluidizados e leitos de lama. O processo de leito fluidizado e o leito de lama

apresentam uma produo de combustveis lquidos maiores.

Os produtos principais so leos sintticos e parafinas. Os sub-produtos do processo F-

T so gua, gs chamado tail gs, que contm hidrognio, monxido de carbono e dixido de

carbono.

At 2006, as quatro principais empresas so: Shell, Exxon Mobil, Syntroleus e Seasol.

4. ASPECTOS FSICOS DA FONTE DE ENERGIA

A seguir resumiremos a produo de acar e lcool utilizada pela COSAN. Esta

descrio pode variar de indstria sucroalcooleira para indstria sucroalcooleira, conforme a

capacidade de produo de acar e lcool.

Na descrio, os nmeros indicados ao fluxograma de processo no final do texto.

4.1. Processos de obteno do Etanol

Matria-prima

O acar constitudo por uma substncia chamada sacarose, presente em plantas

21

como a cana-de-acar e a beterraba. No Brasil, o acar produzido a partir da cana-de-

acar. A partir da cana-de-acar obtm-se o acar e o lcool.

Para a fabricao do acar necessrio que se extraia a sacarose. A cana-de-acar

constituda basicamente de gua (65 - 75%), slidos (11 - 18%), fibras (8 14%) e pequenas

quantidades de cidos orgnicos e inorgnicos, protenas, amido, ceras, graxas e corantes.

Nos slidos incluem-se: sacarose, glicose, frutose e sais.

A colheita da cana pode ser feita manualmente ou atravs de mquinas. No caso

manual, a cana obtida inteira e no segundo caso, obtm-se toletes de 20 a 25 cm.

Transporte, pesagem, descarregamento e estocagem de cana.

A cana transportada s indstrias atravs de caminhes (01). Os caminhes so

pesados antes e aps o descarregamento para se obter o peso de cana recebida. O. Alm de

pesada, a cana tambm analisada para que se possa definir caractersticas como a

quantidade de acares, de gua e de fibra nela contida, para que o pagamento da cana seja

efetuado.

O descarregamento da cana pode ser feito diretamente nas mesas alimentadoras da

moenda atravs de guindastes do tipo hilo (02) ou no ptio de estocagem. A cana colhida

mecanicamente no deve ser estocada, sendo utilizada de forma direta. De maneira a evitar a

decomposio bacteriolgica, recomenda-se a renovao diria do estoque. O tempo mdio

aps a queima da cana at seu descarregamento de 40 horas.

Extrao do caldo da cana

A matria-prima levada s mesas alimentadoras pode ser lavada ou no dependendo

da usina (03). Esta lavagem tem o intuito de retirar parte de matrias estranhas, como terra e

areia, de modo a obter um caldo de melhor qualidade e evitar o desgaste excessivo dos

equipamentos. A cana colhida mecanicamente no lavada, pois, devido a sua forma de

toletes, o arraste de sacarose pela gua seria muito grande.

Preparo da cana

Aps a lavagem, a cana levada atravs de esteiras rolantes para um jogo de facas

niveladoras, seguido do picador, do desfibrador e do eletrom (04). Esta etapa conhecida

como preparo da cana. O nivelador proporciona uma alimentao uniforme. O picador e o

desfibrador tm como objetivo aumentar a densidade, aumentando a capacidade de moagem,

e romper ao mximo as clulas para forar uma maior eficincia de extrao do acar. J o

22

eletrom visa retirar possveis materiais ferrosos que possam vir com a cana para evitar a

quebra dos rolos das moendas.

Moagem

A extrao de acares da cana com o esmagamento nos rolos das moendas. As

moendas (05) separam gua e slidos da fibra que formar o bagao. A sacarose est

dissolvida no caldo, portanto, o objetivo da moagem extrair a maior quantidade possvel de

slidos da cana. Na prtica, extrai-se 94 - 96% do caldo da cana, que utilizado para produzir

acar ou lcool.

A moagem tambm ter como produto final o bagao com baixa umidade para ser

queimado nas caldeiras para produo de energia na atravs do vapor de gua a alta

presso.

Embebio

Para aumentar a extrao, adiciona-se gua ao bagao antes de passar pelos ltimos

rolos, constituindo o processo denominado embebio. A embebio utilizada do tipo

composta, que consiste em adicionar gua entre os ltimos rolo e fazer retornar o caldo

extrado deste ltimo para o anterior e assim sucessivamente at o segundo rolo (conjunto de

trs rolos da moenda).

Tratamento do caldo

O caldo que j passou pelas moendas passa por algumas etapas de tratamento antes

de ir para produo de acar e/ou lcool. Este caldo peneirado, para remoo das

impurezas.

Sulfitao

A sulfitao (09) ser absoro de SO2 pelo caldo, evitando reaes que levem o

mesmo a mudar de cor, coagulando matrias coloidais, far com que as impurezas se

precipitem e facilite a separa co das impurezas.

Calagem

A calagem (10) feita atravs da adio de leite de cal (Ca(OH)2) que tambm ajuda na

decantao de materiais coloidais e eleva o pH.

23

Aquecimento

O caldo ser aquecido at aproximadamente 105C (11) para acelerar e coagulao e

floculao dos coloides e no-acares proteicos e emulsificar graxas e ceras.

Flasheamento

No balo de flash (12), uma diminuio brusca de presso provoca uma ebulio

espontnea do caldo retirando assim o ar nele dissolvido.

Decantao

A decantao (13) a etapa de purificao do caldo pela remoo das impurezas

floculadas nos tratamentos anteriores. Depois destes processos o caldo chamado de caldo

decantado e vai para a etapa de evaporao. Nesta etapa encontramos a formao de lodo,

este ser enviado para ser filtrado.

Filtragem

Para no perder o acar que est no lodo realiza-se a filtragem (14). O caldo resultante

retorna a umidificao, porm restringindo-se superfcie da pilha de estocagem sem maiores

consequncias em seu interior.

Fabricao do lcool

A partir da cana-de-acar ser produzido o lcool. O lcool obtido atravs da

fermentao.

Tratamento e Resfriamento do caldo para a destilaria

Para a produo de lcool, o caldo deve ser tratado. O caldo que servir para a

produo de lcool deve ser resfriado. O caldo poder passar por um trocador de calor (22) no

qual trocar calor com gua fria at atingir a temperatura de aproximadamente 30C.

Fermentao

O mosto possui uma concentrao adequada para a produo de acar. O mosto

preparado a partir de mis, caldo e gua (23) a mistura apresenta uma concentrao final entre

16 e 23Brix.

O processo de fermentao Melle-Boinot o mais utilizado nas destilarias. Esse

processo tem como principal caracterstica a recuperao de leveduras atravs da

24

centrifugao do vinho (25).

A levedura recuperada sofre um tratamento antes de retornar ao processo (26). Este

tratamento consiste da adio de gua, reduzindo o teor alcolico, e de cido sulfrico at pH =

2,5, gerando uma mistura conhecida como p-de-cuba.

A fermentao ocorre em tanques denominados dornas de fermentao (24) onde o

mosto misturado com o p-de-cuba na proporo de 2:1, respectivamente. Os acares

(sacarose, glicose e frutose) so transformados em lcool segundo a reao de Gay-Lussac:

Como a reao libera calor e necessrio se manter a temperatura a 32 C, um

sistema de resfriamento utilizado. Aps um tempo de 4 a 12 horas, a fermentao termina

gerando um produto final de teor alcolico entre 7 e 10%, denominado vinho fermentado.

Centrifugao do vinho

O vinho centrifugado (25) de modo a separar o fermento. Este fermento denominado

leite de levedura e retorna s cubas de tratamento. O vinho delevedurado enviado dorna

volante (27) e posteriormente s colunas de destilao.

Destilao

O vinho que vem da fermentao composto basicamente por componentes em fase

lquida, dentre os quais destacam-se o lcool (7 a 10 GL) e a gua (89 a 93%). Os demais

componentes so encontrados em quantidades bem menores.

Utiliza-se o processo de destilao para a separao do lcool, no qual os diferentes

pontos de ebulio dos componentes da mistura so responsveis pela separao.

Armazenamento

Os lcoois produzidos, hidratado e anidro, so quantificados e enviados a tanques de

volumosos(31) onde so estocados para posterior comercializao.

25

Fonte: UNICA (2010)

A produo de etanol nos ltimos trinta anos avanou para 17 milhes de m3. Tendo

perspectiva de atingir aos 35,7 milhes de m3 em 2012-2013. O Brasil o maior produtor

mundial de cana 33,9% da produo mundial de cana-de-acar est no Brasil. Nosso pas

tambm o maior exportador de acar e lcool do mundo representando 18,5% da produo

mundial de acar e 36,4% do etanol no ano de 2005. (Macedo, 2006).

26

5. LEGISLAO

O uso do etanol no Brasil foi regulamentado pelo decreto lei n. 19.717, de 20 de

fevereiro de 1931 adotando assim o etanol como parte da mistura carburante desde 1931. O

limite fixado para a mistura carburante de lcool anidro a principio foi entre 0% e 5%. Na crise

do petrleo em 1976 esse percentual variou entre 10% e 15% e posteriormente de 20% a 25%,

limites adotados atualmente determinados pela lei n10.464, art.16 de 25 de maio de 2002.

Em 14 de Novembro de 1975 o decreto n 76.593 cria o Pr-lcool ou Programa

Nacional do lcool foi um programa que visava substituio em larga escala dos

combustveis veiculares derivados de petrleo por lcool, financiado pelo governo do Brasil a

partir de 1975 devido crise do petrleo em 1973 e mais agravante depois da crise de 1979.

Este programa foi idealizado pelo fsico Jos Walter Bautista Vidal e pelo engenheiro Urbano

Ernesto Stumpf. Com os incentivos do governo militar o setor sucroalcooleiro foi se

desenvolvendo, necessitando de regras e normas para a sua comercializao em larga escala.

Desta forma, foram criados dois rgos que legislam sobre suas atividades produtivas.

O primeiro de carter mais estratgico o Conselho Interministerial do Acar de lcool

CIMA, criado pelo decreto 3.546/2000 Art. 1, sendo responsvel pelas medidas reguladoras

para setor sucroalcooleiro, considerando os seguintes aspectos:

I- adequada participao dos produtos da cana-de-acar na Matriz Energtica

Nacional;

II- mecanismos econmicos necessrios auto sustentao setorial;

III- desenvolvimento cientfico e tecnolgico.

Compete ao CIMA aprovar os programas de produo e uso de lcool etlico

combustvel, estabelecendo os respectivos valores financeiros unitrios e dispndios mximos.

O Conselho formado pelos ministros das seguintes pastas:

Ministrio da Agricultura, Pecuria e Abastecimento MA;

Ministrio do Desenvolvimento, Indstria e Comrcio Exterior MDIC;

Ministrio da Fazenda MF e;

Ministrio de Minas e Energia MME.

O segundo a Agncia Nacional do Petrleo - ANP que atua como fiscalizadora das

atividades de produo do lcool etlico. As atividades da ANP relativas ao setor

sucroalcooleiro esto estabelecidas no convnio n 005/06-ANP, firmado entre o MAPA e a

ANP. O convnio define as normas para a cooperao tcnica e operacional para o

27

acompanhamento e a fiscalizao das atividades relacionadas com a produo de lcool etlico

e com o abastecimento nacional de lcool etlico combustvel, e implantao de sistemas de

intercmbio de informaes das atividades.

A resoluo da ANP N 5, DE 13.2.2006 DOU 14.2.2006 define lcool etlico

combustvel para fins automotivos o lcool Etlico Anidro Combustvel (AEAC) e o lcool Etlico

Hidratado Combustvel (AEHC), comercializado no mercado interno para fins automotivos, em

conformidade com as especificaes da ANP.

Segundo a Resoluo n 43, de 22 de dezembro de 2009, a comercializao de lcool

etlico combustvel para fins automotivos somente poder ser efetuada aps cadastramento do

fornecedor na ANP, no endereo eletrnico www.anp.gov.br, por meio do preenchimento da

Ficha Cadastral de Fornecedor de lcool Etlico Combustvel para Fins Automotivos, sendo o

fornecedor um produtor com unidade fabril instalada no territrio nacional e cooperativa de

produtores de lcool etlico, ambos com cdigo de cadastramento no Ministrio da Agricultura,

Pecuria e Abastecimento, e importador de lcool etlico combustvel para fins automotivos. A

distribuio do etanol s poder ser feita por pessoa jurdica, constituda sob as leis brasileiras,

autorizada para o exerccio da atividade de distribuio de combustveis lquidos derivados de

petrleo, lcool combustvel, biodiesel, mistura leo diesel/biodiesel especificada ou autorizada

pela ANP e outros combustveis automotivos. O fornecedor obrigado a enviar, at o dia 15

(quinze) do ms subsequente ao de competncia, os dados de comercializao, do mercado

interno, de lcool etlico combustvel para fins automotivos por meio do arquivo eletrnico

"Demonstrativo de Produo e Movimentao de Produtos DPMP", nos termos da Resoluo

ANP n 17, de 31 de agosto de 2004, ou de outra que a substitua. Deve lacrar com selo

numerado cada compartimento do caminho-tanque, vago-tanque, balsa-tanque e qualquer

outro veculo que venha a ser utilizado para o transporte de lcool etlico combustvel para fins

automotivos, cujo nmero dever constar da nota fiscal do produto e manter a documentao,

nos termos da legislao tributria em vigor, inclusive notas fiscais, relativa comercializao

de lcool etlico combustvel para fins automotivos disponveis s agentes de fiscalizao da

ANP ou de rgos conveniados.

5.1. Legislao Ambiental para instalao de usinas

Assim como outras empresas agrcolas as usinas sucroalcooleiras devem obedecer a

uma serie de leis que visam preservao e restaurao do meio ambiente. Dentre essas leis

se em contra o Cdigo Florestal, legislaes estaduais como Lei Estadual Paulista 9.989, de 22

28

de maio de 1998, que dispe sobre a recomposio da cobertura vegetal no Estado de So

Paulo, e a lei do Estado de So Paulo foi promulgada a lei n 11.241, de 19 de setembro de

2002, e regulamentada pelo Decreto n 47.700 que dispe sobre a eliminao gradativa da

queima da palha da cana-de-acar. A Lei Estadual Paulista 9.989, de 22 de maio de 1998,

obriga no artigo 1 a recomposio florestal, pelos proprietrios, nas reas situadas ao longo

dos rios e demais cursos dgua, obedecendo a seguinte largura mnima, em faixa marginal.

Tendo em vista a crescente preocupao ambiental nos ltimos anos surgiram uma

serie de lei que visavam estruturar a produo sucroalcooleira deforma que os benefcios

gerados pelo uso do lcool em detrimento da gasolina no fossem suplantados por impactos

ambientais durante o processo de produo. Um dos principais projetos de lei a esse respeito

o Projeto de Lei 4244/08, que define as regras para o licenciamento de usinas de lcool. Esse

projeto propes que elaborao do Relatrio de Impacto Ambiental (EIA/Rima) ser necessria

para a construo, ampliao e modificao de todas as usinas de lcool do pas, sendo que

as usinas que no o cumprirem sero proibidas de pegar financiamento junto ao governo, bem

como no sero contempladas por incentivos do governo ou qualquer programa de apoio do

mesmo. Os critrios que sero levados em considerao:

- Disponibilidade hdrica para abastecimento da usina e das culturas agrcolas;

- Manuteno das reas de preservao permanente e da reserva legal;

- Formao de corredores ecolgicos na bacia hidrogrfica;

- Gerao e destinao final de resduos potencialmente poluidores, incluindo a vinhaa

e a torta de filtro, capazes de degradar o solo e os corpos d gua da regio;

- O potencial de deslocamento da produo agropecuria na regio e seus efeitos sobre

a segurana alimentar e a supresso de vegetao nativa;

- O balano de carbono, includo o consumo de combustveis fsseis para transporte do

lcool;

- As relaes de trabalho nas propriedades agrcolas fornecedoras de cana-de-acar.

6. VANTAGENS E DESVANTAGENS

A discusso sobre o etanol e suas consequncias est longe de um ponto final.

Diversos estudos mostram seus benefcios, enquanto outros os aspectos negativos. Apesar de

polmica, a discusso parece tender para o lado positivo quando analisamos o caso particular

do Brasil, que produz etanol a partir da cana-de-acar. Nesse texto sero abordadas

29

resumidamente as principais vantagens e desvantagens do etanol no contexto brasileiro e

sero demonstrados os fatores especficos do Brasil que podem pender a discusso para o

lado dos benefcios.

6.1. Vantagens

Apoiado em seu carter renovvel, em sua alta produtividade e na capacidade de

gerao de energia eltrica atravs de seus resduos, o vis sustentvel do etanol conhecido

e divulgado h bastante tempo. Recentemente, um estudo da EMBRAPA, retirado de Marques

(2009), baseado no balano energtico do etanol da cana, constatou que sua produo e

consumo emitem 73% menos CO2 do que os processos de obteno e de queima da gasolina.

Estudos que analisam o balano energtico so vitais para a comparao entre os dois

combustveis pois so os nicos que analisam todo o ciclo de vida do produto, calculando as

emisses dos gases em todos os processos de sua produo, incluindo adubao, transporte,

infraestrutura, consumo final e outros.

Muitas pesquisas chegaram a resultados inversos daqueles apresentados pela

EMBRAPA considerando que a gerao de energia nas usinas baseava-se no uso de

combustveis fsseis. Entretanto, hoje isso praticamente no ocorre no Brasil, j que o bagao

da cana usado pelas usinas para produzir a eletricidade que consomem. Outros

pesquisadores afirmam que, dependendo da rea desmatada para o plantio da cana, o saldo

positivo de CO2 na verdade se transforma em dficit. Segundo Searchinger (2008), se o

aumento da rea cultivada para cana implicar no desmatamento de floresta tropical, o perodo

de compensao para equilibrar as emisses de CO2 geradas com o desmatamento ser de

45 anos. A figura abaixo 7, retirada de Fargione (2008), ilustra o tempo necessrio para anular

o dbito de carbono na produo de diversos biocombustveis para diferentes situaes,

incluindo o etanol da cana.

Figura 3 - Tempo necessrio para anular o dbito de carbono na produo de diversos

biocombustveis

30

Fonte: FARGIONE (2008)

Como podemos observar, se a cana for plantada no cerrado, que apresenta pecuria

extensiva, ao invs da floresta tropical, o perodo de compensao cairia para 17 anos, um dos

menores ndices segundo a pesquisa de Fargione. O mesmo estudo da EMBRAPA j

mencionado verificou que a expanso da cana no territrio paulista no se deu sobre reas de

florestas tropicais, mas sim sobre pastagens, caractersticas das atividades de pecuria. Alm

disso, Searchinger (2008) afirma que, quando a cana invade as pastagens tropicais, o tempo

de compensao cairia ainda mais: apenas 4 anos. Nesse sentido, se as pastagens ocupadas

forem bem manejadas, a emisso de CO2 devido mudana do uso do solo no parece ser

um problema no caso brasileiro. Mas, se a expanso no bioma do Cerrado se der de forma

desordenada, inmeras regies poderiam ser negativamente afetadas, como, por exemplo, o

Tringulo Mineiro, o entorno do Pantanal, as cabeceiras dos rios Xingu e Araguaia na poro

oeste do Mato Grosso, o sul do Piau e do Maranho e o norte de Tocantins (Conservao

Internacional, 2007 apud Instituto Cincia Hoje, 2007).

Sobre esta possvel controvrsia em relao alterao das paisagens na expanso da

cana-de-acar, Sparovek (2008) tambm concluiu que:

Os municpios com expressiva expanso de cana-de-acar no perodo compreendido

entre 1996 e 2006, quando comparados queles com menor expanso:

i) no apresentaram reduo de cobertura com florestas nas reas agrcolas

recenseadas, ou seja, a taxa de reas com cobertura de floresta permaneceu estvel no

31

perodo, mas abaixo do limite legal estipulado pelo Cdigo Florestal;

ii) no apresentaram reduo na produo de outras culturas (inclusive alimentos);

iii) apresentaram maior PIB e maior taxa de seu crescimento; e

iv) apresentaram importante reduo da atividade pecuria a pasto, indicada pela

reduo das pastagens, do efetivo animal e da densidade animal na rea municipal.

Ainda segundo o estudo da EMPRABA, interessante mencionar que se a colheita da

cana fosse totalmente mecanizada, a vantagem do lcool seria de 86% em relao gasolina e

de 78% em relao ao leo diesel. Alm disso, sem a ocorrncia das queimadas necessrias

para o corte manual, a quantidade de material particulado emitido diminuiria, melhorando a

sade da populao que sofre com os perodos da queima.

Por fim, outra vantagem do etanol brasileiro econmica, pois em algumas regies o

lcool chega a ser vendido com preos de 40% a 45% menores, por litro, em relao

gasolina. Apesar do motor a lcool ter um consumo maior por quilmetro rodado, quando

comercializado a at 30% abaixo do preo da gasolina, ainda vantajoso.

6.2. Desvantagens

A principal crtica frente ao etanol da cana est em sua expanso sobre reas agrcolas

e de floresta. No ltimo caso, alm da imensa quantidade de biodiversidade perdida, a

quantidade de emisses de CO2 com a queimada praticamente inviabilizaria o ganho no longo

prazo, tornando o avano insustentvel. Alm disso, o crescimento sem controle da demanda

pelo etanol pode pressionar as fronteiras agrcolas, sendo necessrios mapeamentos das

reas degradadas, principalmente de pastagens, para evitar a expanso sobre reas

cultivveis. Segundo o mesmo estudo da EMBRAPA, no territrio paulista a cana tambm

avanou, ainda que em escala menor, sobre reas de cultivo de soja e milho.

De qualquer maneira, notrio que o plantio da cana traz muitos malefcios ao solo,

independentemente da rea em que foi plantada. Segundo Carlos Nobre, coordenador do

Programa FAPESP de Pesquisa sobre Mudanas Climticas Globais e coordenador do Centro

de Cincia do Sistema Terrestre do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE), embora

o etanol tenha capacidade de mitigar os efeitos das mudanas climticas, ainda resta um

desafio para agregar valor ecolgico ao biocombustvel brasileiro. Outras monoculturas, como

a do eucalipto, por exemplo, conseguem resgatar um pouco das funes ecolgicas dos

ecossistemas que substituram. Recuperaram, por exemplo, matas ciliares. Isso ainda no se

v com as plantaes de cana, afirma o pesquisador.

32

Outra desvantagem do biocombustvel o aumento da emisso de N2O durante a fase

de cultivo do vegetal. Segundo CRUTZEN (2008), para o etanol proveniente da cultura da cana

de acar, de 50 a 90% de todo o benefcio devido a no utilizao de um combustvel fssil

seria anulado pela emisso de N2O. ndice baixo quando comparado a outras culturas, j que o

Brasil utiliza menos adubo nitrogenado na cana em relao a outros pases graas

capacidade da cultura de fixar o nitrognio do ar atravs da ao de bactrias.

A produo do lcool ainda traz impactos ambientais negativos decorrentes da queima

dos canaviais, do despejo do vinhoto e da excessiva utilizao dos recursos hdricos

disponveis. Na figura abaixo, extrada de LANGOWSKI (2007), so destacados os principais

impactos ambientais gerados no processo produtivo da cana.

Fonte: LANGOWSKI (2007)

Segundo Arbex (2004), a queima de biomassa gera material particulado, constitudo por

cerca de 94% de partculas finas e ultrafinas, o poluente que apresenta maior toxicidade, com

o agravante de que essas partculas so capazes de atingir o sistema respiratrio do ser

humano. Recentemente, em junho de 2007, o governo de So Paulo e a UNICA (Unio da

Agroindstria Canavieira) assinaram um protocolo de cooperao para diminuir o prazo da

extino das queimadas, prevista em lei, para 2014, nas reas mecanizveis, e para 2017 no

caso das reas em que no possvel a mecanizao.

Dufey, Presser e Almeida (2007), com base em entrevista concedida por tcnico

especializado do MMA, afirmam que, apesar do potencial poluidor da vinhaa e dos efluentes

do processo produtivo, o setor realmente tem se mostrado eficiente quanto disposio

adequada dos efluentes lquidos e resduos como o vinhoto e a gua resultante da lavagem,

pois esta ocorre quase que totalmente no prprio sistema produtivo da cana.

Alm dos problemas ambientais, ainda possvel destacar alguns impactos sociais

negativos, como a concentrao da posse da terra, alguns casos de condies precrias de

33

trabalho no manejo e corte da cana. Silva (2006) afirma que aproximadamente 65% de todos

os trabalhadores rurais do setor sucro-alcooleiro no esto organizados em entidades sindicais,

que contribui para a crescente tendncia do emprego informal e precrio. Alm disso, ainda

segundo Silva (2006), de acordo com a Organizao Internacional do Trabalho, o setor

corresponde a 3% dos registros de trabalho escravo no Brasil.

A prpria mecanizao da colheita, mesmo trazendo benefcios ambientais,

desemprega muitos trabalhadores que precisam ser realocados no prprio setor, atravs da

qualificao da mo de obra para cargos como operador de colheitadeira e outros, ou em

outros setores da economia.

7. VIABILIDADE ECONMICA

O lcool havia perdido grande parte da sua importncia como combustvel na dcada de

90, vive hoje uma nova fase, na qual sua produo impulsionada no apenas pelos altos

preos do petrleo, mas tambm por uma preocupao ambiental. Nesse novo cenrio o lcool

perde seu carter de substituto temporrio da gasolina e torna-se uma possvel alternativa para

o fim do uso de derivados de petrleo.

A preocupao mundial em se reduzir os impactos do homem no meio ambiente, um

dos quais a emisso de gs carbnico, criou um novo nicho de mercado dentro do mercado de

energia, o mercado de energia limpa. Dentro desse mercado o etanol tem se destacado como

uma alternativa para a gasolina automotiva, tendo outras concorrentes nesse mesmo nicho,

como carros eltricos, a hidrognio, entre outros. Esse novo mercado juntamente com o

aumento dos preos do petrleo permitiu que o etanol renasce-se no Brasil, no entanto ainda

cedo para se considerar a produo do etanol como totalmente vivel.

O etanol pode ser obtido de diversas matrias primas como milho, beterraba ou como

o caso do produto brasileiro da cana-de-acar. A escolha da matria-prima tem efeito direto

sobre o custo de produo do produto e portanto sobre a viabilidade do investimento,

considerando que independente do insumo utilizado o produto final possui as mesmas

caractersticas, o insumo com menor custo apresentara uma taxa de retorno de investimento

maior. A tabela, apresentada por Carvalho(2002), mostra os custos de produo das trs

principais matrias-primas utilizadas em escala industrial para a fabricao de etano. Pode-se

ver que a cana brasileira possui uma vantagem significativa frente s demais plantas.

Comparao do custo de produo lcool toda as finalidades (US$ por Hl)

34

Fonte: MAPA(2007)/Henninges(2004)

7.1. Panorama do mercado de lcool

Aps o fracasso da implementao do lcool como combustvel nacional na dcada de

70 atravs do antigo Prolcool. A partir do auge do Programa, em 1985, surge um perodo de

estabilidade da produo ao redor de 12 bilhes de litros, que se estende at meados da

dcada de 1990. Em 1986, diversos fatores contriburam para que se iniciasse uma fase de

avaliao do Programa pelo Governo. Conforme Santos (1993), em janeiro de 1986 os preos

internacionais do petrleo comearam a cair; a produo interna de petrleo crescia,

diminuindo a dependncia do pas em relao ao petrleo importado. A partir do inicio da

dcada de 90 a produo de lcool brasileira decaiu , como pode ser visto na grfico 3.

Grfico 1 - ndice produo de etanol no Brasil (Base=2002)

Fonte: Pesquisa industrial mensal IBGE.

35

Quantificao da produo de energia primria produzida segundo o Balano

Energtico de 2012:

Fonte: BNE, 2012

A queda na produo durante a safra 1998/99 explicada pela desregulamentao do

setor, com consequente finalizao dos incentivos produo, e pela queda acentuada na

demanda dos carros a lcool, que por sua vez reduziu o consumo do prprio lcool hidratado.

A reduo da interveno estatal no setor , em 1999, coincidiu com uma grave crise de super

oferta do produto, quando os nveis de preo do lcool atingiram patamares mais baixos

inclusive que os custos de produo, instalando-se grave crise no setor. Nesse perodo ocorreu

o fechamento de vrias usinas e a adequao da oferta demanda do mercado.

A partir de 2002, observa-se o incio da retomada da produo de lcool. Nesse

perodo, a questo ambiental comeava a preocupar diversos pases, fortalecendo a produo

de lcool combustvel, considerado um combustvel limpo. O uso de combustveis oxigenados

- com o objetivo de reduzir a emisso de CO2 - passou a ser uma tendncia nos pases

36

desenvolvidos a partir de meados de 1990. Juntamente com a preocupao ambiental a tenso

e guerra no Oriente Mdio criaram inseguranas quanto produo de petrleo, levando a um

aumento dos preos e a uma necessidade das outras naes se prepararem para uma possvel

restrio oferta de petrleo e derivados.

Do lado da demanda, em 1989 e 1990, houve duas crises de abastecimento de lcool,

levando queda nas vendas e rejeio a esse produto pelo medo de novas crises de

abastecimento. O medo de um novo desabastecimento s tem seu fim com o lanamento dos

carros bicombustveis ou flex-fuel em 2003. A chegada do carro flex reduziu o risco dos

consumidores de uma crise de falta de combustvel como ocorrido anteriormente, no entanto

tambm tornou mais fcil variar entre o lcool ou a gasolina como combustvel, o que por sua

vez aumentou a sensibilidade dos consumidores s variaes do preo desses dois produtos.

Segundo dados do MAPA, a participao dos carros flex no total de carros produzidos no Brasil

deve chegar a 90% ate 2020.

A questo ambiental tem levado ao aumento da produo e consumo do lcool como

combustvel ou para mistura na gasolina no mundo. O grfico mostra a evoluo da produo

nos principais pases produtores. Nota-se que os% para serem divididos entre China, Unio

Europeia, ndia e outros pequenos produtores.

Produo de etanol todas as finalidades nos principais pases produtores. (bilhes de litros)

Fonte: Mapa(2007)/F.O. Lincht

Em relao demanda pelo combustvel, segundo MAPA(2007) cerca de 3% do

combustvel usado no mundo etanol, sendo EUA e o Brasil os dois maiores pases

consumidores, como mostrado na tabela.

37

Demanda mundial por etanol combustvel, principais mercados (bilhes de litros)

Fonte: Mapa(2007)/F.O. Lincht e Federal Highway Administration.

Nota: Indisponibilidade de dados para os demais pases consumidores; nd= no disponvel.

A remunerao do produtor de lcool esta ligado a dois limites de preo, um mximo e

um mnimo. O limite mnimo o custo mdio de produo que segundo pesquisa do PECEGE

de cerca de R$ 0,80744 para a safra de 2008/09, caso o preo do lcool fique inferior a esse

valor invivel continuar em operao. O limite Mximo referente ao preo mximo que o

lcool pode assumir sem perder sua vantagem econmica frente gasolina, segundo Macedo

(2007) o preo no poderia ser maior que 70% do preo da gasolina, uma vez que na mdia

essa a diferena energtica entre as duas fontes de energia.

Grfico 2 - Evoluo anual do preo do lcool no Brasil e limites de rentabilidade (R$ de

2009)

Fonte: CEPEA/IPEADATA/ANP

38

Pode-se observar no grfico que nos anos de 2004, 2008 e 2009 o preo mdio do

lcool ficou inferior ao limite mnimo, representado na mdia um prejuzo para as usinas nesses

anos. O fraco desempenho dos preos do lcool nos anos de 2008 e 2009 podem ser

explicados pela reduo da demanda, devido crise financeira e ao aumento da capacidade

produtiva. Outro fator que contribuiu para a reduo da demanda pelo lcool foi queda dos

preos da gasolina.

Com a reduo dos efeitos da crise mundial os preos do etanol comearam a

apresentar melhora a partir do segundo semestre de 2009. Em janeiro de 2010 os preos

tiveram alto devido as distribuidora que esto repondo os estoque consumido ao longo de

2009, o que levou a um aumento do preo do etanol, como pode ser visto no grfico.

Indicador semanal de lcool CEPEA/ESALQ SP

Fonte: CEPEA/ESALQ

8. CONCLUSES

Existem vrios estudos sobre os impactos positivos e negativos do etanol. Alguns

autores defendem o etanol alegando seu carter renovvel e sua capacidade de gerar energia

eltrica atravs dos resduos gerados no processo de produo. Alm disso, estudos mostram

que o consumo de etanol emite 73% menos CO2 do que a gasolina. Por outro lado, existem

autores que destacam as desvantagens, como por exemplo o impacto da expanso do cultivo

de cana de acar sobre reas agrcolas e de floresta e os malefcios deste cultivo para o solo.

Alm disso, existem vrias discusses relacionadas queimada dos canaviais, ao despejo do

vinhoto e da excessiva utilizao dos recursos hdricos. Tambm existe crticas relacionadas

aos impactos negativos scias como a concentrao de terra e as condies precrias de

39

trabalho no manejo e corte da cana.

Portanto, de extrema importncia que pesquisadores aprimorem seus estudos na rea

e o governo crie polticas pblicas baseadas na avaliao dos impactos econmicos, sociais e

ambientais com foco no planejamento territorial. Alm disso, importante que existam sistemas

de incentivos s melhores prticas de governana corporativa, responsabilidade social e

certificao ambiental.

A tecnologia da primeira gerao de produo de etanol vem se mostrando bastante

eficiente, inclusive o Brasil possui vantagens competitivas na sua utilizao. Por ser uma

tecnologia mais simples e usada h muito tempo, praticamente toda a produo de etanol no

mundo feito atravs o uso dessa tecnologia.

Entretanto, ganhos de produtividade e aprimoramento nessa tecnologia so marginais

de forma que novas tecnologias vem sendo desenvolvidas, como a tecnologia de segunda e

terceira gerao.

Os mecanismos da segunda gerao so conhecidos, mas preciso muito

aprimoramento principalmente para a obteno de leveduras que possam quebrar as

molculas da biomassa e transformar em acar. A produtividade promete dar um salto caso

essa tecnologia deslanche e seja utilizada em larga escala, realidade que ainda parece estar

distante.

A tecnologia de terceira gerao, em que o etanol produzido a partir de algas

bastante inovadora e promissora, possuindo uma srie de vantagens frente s duas outras

tecnologias. Entretanto, esta tambm precisa ser bastante aprimorada para que atinja uma

escala comercial. Quanto produo de gs de sntese, uma inovao interessante, pois

pode-se produzir gs natural e combustveis lquidos a partir de carbono e hidrognio.

Assim, preciso investimento em P&D nessas reas porque o primeiro que conseguir

desenvolver a tecnologia vivel economicamente e passar a produzir o etanol a partir dessa

tecnologia conseguir obter vantagens competitivas que lhe auferiro maior produtividade,

produo, menor custo e preos e por sua vez maiores lucros que podero com o tempo

retornar o investimento realizado.

Os produtores de lcool passaram nos ltimos dois anos um perodo de reduo na

demanda que os levou a uma queda nos preos prejudicando a receita das usinas, no entanto

as duas condies bsicas que garantem o mercado para o etanol continuaram presentes: a

condio do lcool como combustvel limpo, e a vantagem econmica sobre a gasolina. As

manutenes dessas duas condies garantem uma demanda futura para o produto, e

juntamente com as perspectivas de aumento da frota de veculos flex e da abertura de novos

40

mercados consumidores para o produto, cria-se um cenrio de aumento de demanda e

conseguintemente dos preos do etanol e das receitas dos usineiros.

O etanol surge no Brasil devido falta de petrleo no mercado (Cartel), o governo

incentiva a produo de lcool, atravs do programa PROALCOOL. As tecnologias utilizadas

para a produo de etanol, se aprimoraram ao longo dos anos, no incio do programa a

gasolina era mais competitiva do que o lcool, mas atualmente o etanol no necessita de

subsdios do governo brasileiro para ser mais atrativo que a gasolina. O etanol de milho norte-

americano menos eficiente para a produo de etanol uma vez que seu rendimento

energtico menor. O Brasil possui tecnologia para a produo de biocombustveis, sendo o

maior produtor de acar e lcool do mundo.

41

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