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Page 1: Economia e Energia · população ou na superfície mundial: foi o fato de serem os “vencedores” da 2ª Guerra Mundial. Num primeiro momento, somente os EUA possuíam ar-0 10.000

Economia e Energia ndash eampe 1

Economia e Energia

Nordm 82 JulhoSetembro de 2011

ISSN 1518-2932

Versatildeo em Inglecircs e Portuguecircs disponiacutevel em httpecencom

Textos para Discussatildeo

As dez maiores economias e a energia nuclear

Carlos Feu Alvim e Leonam dos Santos Guimaratildees

O Brasil estaacute entre as dez maiores economias do mundo e eacute o uacutenico

desses paiacuteses que natildeo possui ou armazena em seu territoacuterio armas nuclea-

res nem considera a possibilidade de seu uso na sua estrateacutegia de defesa

Os quadros apresentados mostram de forma inequiacutevoca a importacircncia es-

trateacutegica do Brasil se manter ativo na exploraccedilatildeo dos usos paciacuteficos da e-

nergia nuclear expandindo seu domiacutenio tecnoloacutegico e capacidade industrial

instalada nos diversos setores associados como produccedilatildeo de radioisoacutetopos

para a medicina induacutestria e agricultura produccedilatildeo de combustiacutevel nuclear e

geraccedilatildeo eleacutetrica Assinala-se ainda a conveniecircncia do Brasil manter a posi-

ccedilatildeo de rejeitar o uso natildeo paciacutefico da energia nuclear como estabelecido em

sua Constituiccedilatildeo e em vaacuterios acordos internacionais firmados pelo Brasil

Iniciativas para o uso da biomassa lignoceluloacutesica em biorrefinarias a

plataforma sucroquiacutemica no mundo e no Brasil

Maacutercia Franccedila Ribeiro Fernandes dos Santos

Suzana Borschiver e Maria Antonieta Peixoto Gimenes Couto

O artigo apresenta iniciativas adotadas no mundo e no Brasil sobre o

uso de mateacuterias-primas lignoceluloacutesicas no contexto da biorrefinaria O enfo-

que seraacute dado na plataforma sucroquiacutemica para a produccedilatildeo de etanol de 2ordf

geraccedilatildeo tendo em vista a posiccedilatildeo de destaque neste segmento de mercado

no agronegoacutecio nacional Os resultados da pesquisa bibliograacutefica sugerem

que a tecnologia ainda estaacute em fase de pesquisa e desenvolvimento e des-

perta grande interesse para consolidar o mercado mundial de etanol

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 2

Sumaacuterio

As dez maiores economias e a energia nuclear Reflexotildees para o futuro

do Brasil 3

Introduccedilatildeo 3

As maiores economias do mundo 4

Os dez mais e a energia nuclear 7

Conclusatildeo 12

Iniciativas para o uso da biomassa lignoceluloacutesica em biorrefinarias a

plataforma sucroquiacutemica no mundo e no Brasil 14

Introduccedilatildeo 15

Conceito de Biorrefinaria 17

Biorrefinaria de Materiais Lignoceluloacutesicos 18

Potencial Brasileiro para geraccedilatildeo de mateacuteria-prima lignoceluloacutesica

21

Metodologia 22

Resultados 22

No Mundo 22

No Brasil 26

Referencias 31

Gripe americana e resfriado no Brasil 33

Ensaio

Gripe americana e resfriado no Brasil

A crenccedila de que um resfriado nos EUA corresponde a uma gripe ou

pneumonia no Brasil natildeo eacute confirmada pela anaacutelises do comportamento do

crescimento econocircmico anual dos dois paiacuteses nos uacuteltimos oitenta anos

(19302010) com efeito natildeo parece existir uma correlaccedilatildeo entre as taxas de

crescimento dos dois paiacuteses nesse periacuteodo Uma anaacutelise preliminar por pe-

riacuteodos histoacutericos menores mostra que eacute possiacutevel identificar uma correlaccedilatildeo

positiva em alguns periacuteodos mas em boa parte do tempo a correlaccedilatildeo eacute

negativa como aconteceu nos uacuteltimos quinze anos

Economia e Energia ndash eampe 3

Texto para Discussatildeo

As dez maiores economias e a energia nuclear

Reflexotildees para o futuro do Brasil Carlos Feu Alvim1

Leonam dos Santos Guimaratildees2

Resumo

O artigo analisa as dez maiores economias mundiais nas quais se in-

clui o Brasil do ponto de vista da energia nuclear tanto com relaccedilatildeo ao do-

miacutenio do ciclo do combustiacutevel para a geraccedilatildeo de eletricidade quanto agrave posse

de armas nucleares Desses dez paiacuteses somente o Brasil natildeo possui armas

nucleares enquanto os demais paiacuteses ou as possuem ou compartilham es-

sas armas com aqueles que as possuem Neste contexto eacute mostrada a im-

portacircncia estrateacutegica do Brasil se manter ativo nos usos paciacuteficos da energia

nuclear expandindo seu domiacutenio tecnoloacutegico e capacidade industrial instala-

da nos diversos setores a ela associados Assinala-se ainda a conveniecircncia

do Brasil manter a posiccedilatildeo de rejeitar o uso natildeo paciacutefico da energia nuclear

como estabelecido na Constituiccedilatildeo Brasileira e em vaacuterios acordos internacio-

nais firmados pelo Brasil

Palavras-chave Brasil energia nuclear armas nucleares ciclo do combus-

tiacutevel nuclear

Abstract

The article analyzes the ten largest world economies among which Bra-

zil is included from the nuclear energy point of view regarding both maste-

ring the nuclear fuel cycle for electricity generation and the possession of

nuclear weapons Of these ten countries Brazil is the only one that does not

possess nuclear weapon while the others do have them or share them with

those that have them In this context it is shown the strategic importance for

Brazil to maintain active the peaceful uses of nuclear energy expanding its

technologic mastering and installed industrial capacity in the different sectors

with it associated

Keywords Brazil nuclear energy nuclear weapons nuclear fuel cycle

1 - Editor da Revista Economia e Energia eampe httpecencom Foi o primeiro secretaacuterio bra-sileiro da ABACC - Agecircncia Brasileiro-Argentina de Contabilidade e Controle de Materiais Nucleares de 1992 a 2003

2 - Assistente do Diretor Presidente da Eletrobraacutes Eletronuclear SA e membro do Grupo Permanente de Assessoria em Energia Nuclear do Diretor-Geral da Agecircncia Internacional de Energia Atocircmica

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 4

O Brasil eacute a oitava maior economia mundial quando se usa o criteacuterio de

paridade de poder de compra (PPC) e a seacutetima economia quando se consi-

dera o criteacuterio do cacircmbio nominal Ambas as apuraccedilotildees satildeo do Fundo Mo-

netaacuterio Internacional para o ano de 2010 O primeiro criteacuterio representa me-

lhor o valor da produccedilatildeo dos paiacuteses e independe das poliacuteticas cambiais na-

cionais e de suas oscilaccedilotildees bruscas por problemas conjunturais De qual-

quer forma o Brasil estaacute para ambos os criteacuterios entre as oito maiores eco-

nomias mundiais

As maiores economias do mundo

Na Tabela 1 estatildeo indicadas as dez maiores economias pelos criteacuterios

de PPC e de cacircmbio nominal A tabela tambeacutem inclui o Canadaacute que eacute ape-

nas o 14deg na lista por paridade do poder de compra mas eacute o 9ordm PIB nominal

Esta tabela tambeacutem apresenta o PIB PPC per capita

Tabela 1 Dez maiores economias pelos criteacuterios de paridade de poder de compra (PPC) e cacircmbio nominal

PIB em PPC PIB NOMINAL PIB PPChab US$

bilhatildeo Rank Mundo

US$

bilhatildeo Rank Mundo

US$

hab Rank

EUA 14658 1 197 14658 1 233 47284 9

China 10086 2 136 5878 2 93 7519 94

Japatildeo 4309 3 58 5459 3 87 33805 24

Iacutendia 4060 4 55 1538 10 24 3339 129

Alemanha 2940 5 40 3316 4 53 36033 19

Ruacutessia 2223 6 30 1465 11 23 15837 52

Reino

Unido 2173 7 29 2247 6 36 34920 21

Brasil 2172 8 29 2090 7 33 11239 71

Franccedila 2145 9 29 2583 5 41 34077 23

Itaacutelia 1774 10 24 2055 8 33 29392 28

Canadaacute 1330 14 18 1574 9 25 39057 12

Mundo 74265 100 62909 100 10886

Fonte FMI 2010 (FMI in Wikipedia 2010)

Economia e Energia ndash eampe 5

A metodologia de paridade de poder de compra busca indicar o PIB a

preccedilos equivalentes nos EUA Por essa razatildeo os valores para esse paiacutes

satildeo idecircnticos nas duas listas Entre os dez maiores as posiccedilotildees relativas

variam muito para os dois criteacuterios sendo a maior variaccedilatildeo a da Iacutendia que

passa de deacutecimo para o quarto quando se considera a PPC

Na composiccedilatildeo da lista das dez maiores economias do mundo a Ruacutes-

sia substitui o Canadaacute quando se passa do cacircmbio nominal para a PPC A

posiccedilatildeo do Brasil varia muito pouco sendo o seacutetimo na lista do PIB ao cacircm-

bio nominal e oitavo praticamente empatado no seacutetimo lugar com o Reino

Unido pela paridade de poder de compra

A Figura 1 ilustra a posiccedilatildeo dos maiores paiacuteses em PIB medido em

PPC e valor nominal Os onze paiacuteses representados ocupam as dez primei-

ras posiccedilotildees no ranking mundial do PIB nominal ou em paridade de poder

de compra

Figura 1 As dez maiores economias mundiais em 2010 (PIB em PPC e Nominal)

Quando se usa o criteacuterio da renda per capita a lista incluiria em seu topo uma quantidade de pequenos paiacuteses ricos Dentre os maiores PIB os EUA ficam em 9deg lugar o Canadaacute em 12deg e a Alemanha em 19deg As demais maiores economias se encontram abaixo do 20ordm lugar

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2000

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6000

8000

10000

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16000

US$

bi

ano

PPC

Nominal

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 6

O Brasil que recentemente ultrapassou a limiar da meacutedia mundial de

PIB PPC per capita estaacute em 72deg lugar Note-se que a China estaacute em 94deg e a

Iacutendia em 129deg Apesar do baixo valor da renda per capita desses paiacuteses

isso natildeo reduz seu peso especiacutefico no comeacutercio internacional e ateacute mesmo o

reforccedila pelo potencial de mercado existente numa visatildeo de mais longo pra-

zo

Assim o Brasil jaacute ocupa hoje posiccedilatildeo dentre os ldquodez maisrdquo da economia

mundial sendo ainda o quinto paiacutes em termos de extensatildeo territorial e em

populaccedilatildeo conforme Tabela 2

Tabela 2 Posiccedilatildeo do Brasil no ranking de populaccedilatildeo e aacuterea

Populaccedilatildeo Superfiacutecie

mil hab Rank Mundo km2 Rank Mundo

EUA 313232 3 45 9826675 3 65

China 1336718 1 194 9596961 4 65

Japatildeo 126475 10 18 377915 61 03

Iacutendia 1189172 2 175 3287263 7 22

Alemanha 81471 16 12 357022 62 02

Ruacutessia 138739 9 21 17098242 1 115

Reino Uni-

do 62698 22 09 243610 79 02

Brasil 203429 5 28 8514877 5 57

Franccedila 65312 21 09 643801 42 04

Itaacutelia 61017 23 09 301340 71 02

Canadaacute 34039 37 05 9984670 2 67

Mundo 6922600 100 148680365 100

Fonte (CIA 2011)

Seus recursos naturais forccedila de trabalho e produccedilatildeo diversificada de

bens e serviccedilos permitem projetar a ascensatildeo futura do Brasil nessa lista

conforme vem sendo feito por alguns estudos econocircmicos internacionais As

projeccedilotildees de GOLDMAN SACHS 2007 colocam o Brasil na quarta posiccedilatildeo

de PIB PPC em 2050 conforme Figura 2

Economia e Energia ndash eampe 7

Figura 2 As dez maiores economias mundiais ateacute 2050 (PIB em PPC)

Fonte Goldman Sachs 2007

O fato de nossa economia estar entre as dez maiores do mundo ainda

natildeo foi incorporado agrave percepccedilatildeo dos brasileiros frente ao mundo mas jaacute eacute

um fato concreto nas relaccedilotildees internacionais

Antigamente tiacutenhamos aquela incocircmoda sensaccedilatildeo de que o Presidente

do Brasil era quase um intruso nas fotos das cuacutepulas mundiais Agora jaacute nos

acostumamos a isso e futuramente seratildeo os participantes do grupo deno-

minado G8 que vatildeo comeccedilar a sentir a falta de significado praacutetico de suas

reuniotildees com a ausecircncia de paiacuteses como China Brasil e Iacutendia Eacute provaacutevel

que isto jaacute esteja de fato ocorrendo

Os dez mais e a energia nuclear

O criteacuterio adotado para fixar os membros permanentes do Conselho

de Seguranccedila da ONU que possuem o poder de veto (EUA Ruacutessia China

Reino Unido e Franccedila) natildeo foi o peso relativo dos paiacuteses na economia na

populaccedilatildeo ou na superfiacutecie mundial foi o fato de serem os ldquovencedoresrdquo da

2ordf Guerra Mundial Num primeiro momento somente os EUA possuiacuteam ar-

0

10000

20000

30000

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50000

60000

70000

80000

Ch

ina

EUA

Iacutend

ia

Bra

sil

Meacutex

ico

Ru

ssia

Ind

on

eacutesia

Jap

atildeo

Rei

no

Un

ido

Ale

man

ha

US$

bi

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 8

mamento nuclear Muito rapidamente poreacutem os demais ldquovencedoresrdquo ace-

deram agrave posse dessas armas (GUIMARAES 2010)

Isso se justificava pelo contexto histoacuterico em que esse criteacuterio foi adota-

do ou seja imediato poacutes-guerra e principalmente poacutes-Hiroshima e Nagasa-

ki Agrave eacutepoca e nas deacutecadas que se seguiram dominadas pela ideologia da

ldquoGuerra Friardquo e da ldquoMuacutetua Destruiccedilatildeo Garantidardquo (Mutual Assured Destructi-

on ndash MAD) o fator de peso relativo determinante era inequivocamente o

poder militar do qual as armas nucleares constituiacuteam fator fundamental de

assimetria de poder pela forccedila bruta

Hoje passados mais de 60 anos do fim da guerra a posse de arma-

mento nuclear e a persistente sobrevivecircncia da ideologia a ela associada

parece ser o uacutenico criteacuterio objetivo para a manutenccedilatildeo desse status quo

Felizmente a posse de armas nucleares e o proacuteprio poder militar vecircm

deixando de ser os determinantes baacutesicos da influecircncia dos paiacuteses no cenaacute-

rio mundial Os fatores econocircmicos se tornam cada vez mais determinantes

do que a posse de armamentos nucleares para medir o peso poliacutetico dos

paiacuteses

A ascensatildeo econocircmica da Alemanha e Japatildeo e em menor escala da

Itaacutelia e demais paiacuteses europeus destruiacutedos pela guerra foram os primeiros

sinais dessa mudanccedila ainda que mitigados pela ldquonuclearizaccedilatildeordquo da Franccedila

e Gratilde-Bretanha (e posteriormente da China) pela criaccedilatildeo da OTAN que

passou a permitir o ldquocompartilhamentordquo das armas nucleares entre seus

membros e pela abertura do ldquoguarda-chuvardquo de proteccedilatildeo nuclear americano

sobre o Japatildeo

Na Tabela 3 estatildeo indicados os dez maiores paiacuteses em termos de PIB

(em PPC) e sua situaccedilatildeo quanto agrave posse e o compartilhamento de armas

nucleares Eacute assinalada para o Japatildeo a existecircncia do ldquoguarda-chuvardquo de

proteccedilatildeo nuclear oferecido pelos EUA Tambeacutem eacute indicado na tabela o nuacute-

mero de reatores nucleares de pesquisa em operaccedilatildeo nesses paiacuteses que eacute

um indicador do niacutevel da atividade de desenvolvimento cientiacutefico e tecnoloacutegi-

co na aacuterea nuclear e da produccedilatildeo de radioisoacutetopos para usos meacutedicos e in-

dustriais

Economia e Energia ndash eampe 9

Rank PIB

PPPC Paiacutes

Armamento

Nuclear

Domiacutenio do

Ciclo de

Combustiacutevel

Reatores de

Pesquisa

em operaccedilatildeo

1 EUA Proacuteprio Sim 82

2 China Proacuteprio Sim 13

3 Japatildeo Guarda Chuva Sim 19

4 Iacutendia Proacuteprio Sim 5

5 Alemanha Compartilhado Sim 21

6 Ruacutessia Proacuteprio Sim 20

7 Reino Unido Proacuteprio Sim 9

8 Brasil Natildeo Sim 4

9 Franccedila Proacuteprio Sim 19

10 Itaacutelia Compartilhado Desativado 5

Tabela 3 Armamentos nucleares e domiacutenio do ciclo de combustiacutevel nos dez

paiacuteses de maior atividade econocircmica

Fontes (IAEA 2010) (World Nuclear Association 2011)

Dos dez maiores paiacuteses seis possuem armamento nuclear proacuteprio Ale-

manha e Itaacutelia satildeo membros da OTAN tendo armazenado em seus territoacute-

rios numerosos artefatos nucleares ldquocompartilhadosrdquo As condiccedilotildees detalha-

das de como se processa esse compartilhamento natildeo satildeo exatamente co-

nhecidas Sabe-se no entanto que por exemplo existem na Alemanha

aviotildees de combate Tornado da Forccedila Aeacuterea Alematilde (Luftwaffe) prontos para

sob comando da OTAN serem armados com artefatos nucleares

(KRISTENSEN 2005) Sabe-se ainda que cabe ao comandante da OTAN

ouvido o comando dos EUA junto agravequela organizaccedilatildeo a decisatildeo sobre o

uso do armamento nuclear compartilhado (GAO 2011)

O Japatildeo tem um acordo com os EUA que garante um ldquoguarda-chuvardquo

de proteccedilatildeo nuclear que implica a existecircncia de armas nucleares a uma dis-

tacircncia relativamente curta das potenciais ameaccedilas Isto faz crer na presenccedila

de armamento nuclear em embarcaccedilotildees e aeronaves em aacuteguas territoriais

japonesas senatildeo em seu proacuteprio solo nacional ainda que controlado pelos

americanos Ao menos no passado existem indiacutecios claros (documentos

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 10

liberados em consequumlecircncia do Freedom of Information Act ndash FOIA dos EUA)

de que armas nucleares estiveram nos espaccedilos territorial mariacutetimo e aeacutereo

japonecircs (KRISTENSEN 1999) A contestaccedilatildeo da eficaacutecia desse guarda-

chuva de proteccedilatildeo e a consequumlente discussatildeo quanto agrave conveniecircncia do

paiacutes ter sua forccedila nuclear proacutepria para defender-se de eventuais ataques eacute

tema recorrente na poliacutetica interna do Japatildeo que recrudesce sempre que

ocorrem tensotildees com a China (disputas territoriais por ilhas) e Coreacuteia do

Norte (testes nucleares e de miacutesseis de longo alcance)

No que concerne ao domiacutenio do ciclo nuclear e agrave geraccedilatildeo eleacutetrica nu-

clear apenas a Itaacutelia natildeo manteacutem atualmente atividades na aacuterea em virtude

de decisatildeo poliacutetica tomada (referendo popular em 1987) sob a forte influecircn-

cia emocional do acidente de Tchernobyl (1986) tendo sua uacuteltima usina nu-

clear sido desligada definitivamente em 1990 No contexto de uma crise poliacute-

tica interna do governo Berlusconi agravada pelo acidente de Fukushima a

retomada das atividades nucleares na Itaacutelia foi rejeitada por recente referen-

do popular em junho de 2011

Por lei de 2001 a Alemanha se comprometeu ao desligamento definiti-

vo de todas as suas usinas nucleares ateacute 2022 O Governo da Chanceler

Angela Merkel conseguiu aprovar no Bundestag nova lei que postergou tal

decisatildeo por 10 anos Essa mudanccedila deveu-se principalmente agraves dificulda-

des teacutecnicas que a Alemanha enfrenta para cumprir simultaneamente essa

decisatildeo poliacutetica e as metas de reduccedilatildeo de emissotildees de gases de efeito es-

tufa bem como manter uma razoaacutevel seguranccedila energeacutetica nacional mini-

mizando importaccedilotildees de eletricidade dos paiacuteses vizinhos e de combustiacuteveis

foacutesseis em especial gaacutes natural da Ruacutessia

Entretanto apoacutes o acidente de Fukushima (marccedilo de 2011) e tambeacutem

no contexto de uma crise poliacutetica interna ligada agrave proximidade de eleiccedilotildees

esse mesmo governo voltou atraacutes recentemente mantendo a data limite de

2022 Entretanto o governo alematildeo natildeo tem uma poliacutetica de abandono das

atividades ligadas ao ciclo do combustiacutevel nuclear nem de banimento de

armas nucleares de seu territoacuterio atitude essa no miacutenimo contraditoacuteria

Essas decisotildees poliacuteticas poreacutem natildeo impedem que Itaacutelia e Alemanha

importem significativas parcelas de seu consumo de eletricidade de paiacuteses

geradores de energia nuclear como Franccedila Eslovecircnia Hungria e Repuacuteblica

Tcheca

Economia e Energia ndash eampe 11

Note-se que tanto a Itaacutelia como a Alemanha estavam no caminho de

desistir da renuacutencia agrave geraccedilatildeo nuacutecleo-eleacutetrica quando ocorreu o acidente de

Fukushima num contexto de crise poliacutetica interna o que fez esses paiacuteses

reafirmarem sua posiccedilatildeo anterior de abandono das usinas nucleares

Na Tabela 4 estatildeo indicados os dados de geraccedilatildeo de energia eleacutetrica e

da participaccedilatildeo nuclear A tabela tambeacutem indica as reservas estimadas de

uracircnio dos paiacuteses (soacute satildeo indicadas as reservas relevantes do ponto de vis-

ta mundial) A posse de reservas de uracircnio eacute naturalmente um fator a ser

levado em conta nas decisotildees sobre a energia nuclear no Paiacutes

Tabela 4 Geraccedilatildeo de energia eleacutetrica e participaccedilatildeo nuclear nos dez paiacuteses

de maior atividade econocircmica

Rank

PIB

PPPC

Paiacutes

Usinas Nucleares

em operaccedilatildeo

(+ em construccedilatildeo)

Potecircncia

Instalada

Mw(e)

Participa-

ccedilatildeo na Ge-

raccedilatildeo Eleacute-

trica

Reservas

Uracircnio

(ton de U)

1 EUA 104 (+1) 100747 20 339000

2 China 11 (+20) 8438 2 67900

3 Japatildeo 54 (+1) 46823 29 x

4 Iacutendia 18 (+5) 3987 3 72900

5 Alemanha 17

(em desativaccedilatildeo) 20480 28 x

6 Ruacutessia 31 (+9) 21743 17 545700

7 Reino

Unido 19 10137 16 x

8 Brasil 2 (+1) 1884 3 278400

9 Franccedila 59 (+1) 63260 74 x

10 Itaacutelia 4 (desativadas) - - -

Fonte (IAEA 2010)

Cabe ressaltar que Brasil Ruacutessia e EUA satildeo os uacutenicos paiacuteses do mun-

do que possuem grandes reservas de uracircnio domiacutenio tecnoloacutegico de todas

as etapas de produccedilatildeo do combustiacutevel nuclear e um parque de geraccedilatildeo eleacute-

trica nuclear em operaccedilatildeo Ruacutessia e EUA entretanto possuem capacidade

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 12

industrial instalada suficiente para garantir auto-suficiecircncia na produccedilatildeo de

combustiacutevel nuclear O Brasil tem tal capacidade nas etapas de mineraccedilatildeo

beneficiamento e fabricaccedilatildeo faltando poreacutem instalaccedilotildees industriais com

capacidade suficiente para atender as necessidades nacionais nas etapas

de conversatildeo e de enriquecimento apesar de possuir unidades piloto com

capacidade de produccedilatildeo limitada desde o final dos anos 80

Conclusatildeo

O Brasil eacute dentre as dez maiores economias mundiais o uacutenico paiacutes

que natildeo possui natildeo armazena em seu territoacuterio e nem considera a possibili-

dade de uso de armas nucleares estrangeiras na sua estrateacutegia de defesa

Juntamente com Nova Zelacircndia o Brasil eacute o uacutenico paiacutes do mundo que pros-

creveu os usos natildeo paciacuteficos da energia nuclear na sua proacutepria Constituiccedilatildeo

Federal O Brasil eacute signataacuterio do Tratado de Natildeo Proliferaccedilatildeo Nuclear e do

Tratado de Tlatelolco este uacuteltimo estabelecendo a Ameacuterica Latina e Caribe

como uma zona livre de armas nucleares

O Acordo Brasil Argentina que eliminou uma potencial corrida por ar-

mas nucleares na regiatildeo e que criou a Agecircncia Brasileiro Argentina de Con-

tabilidade e Controle de Materiais Nucleares (ABACC) completa 20 anos em

2011 O Acordo assegurou o clima poliacutetico favoraacutevel para que o MERCOSUL

fosse posteriormente instalado Esse bloco econocircmico serviu de base para o

avanccedilo da integraccedilatildeo econocircmica do Continente Sul-Americano O espaccedilo

econocircmico que assim se abriu eacute de grande importacircncia para o continente O

comeacutercio com a Argentina que era quase despreziacutevel alccedilou nosso vizinho agrave

posiccedilatildeo de segundo maior parceiro comercial do Brasil

Ao Brasil interessa manter sua posiccedilatildeo de uso apenas paciacutefico da ener-

gia nuclear Isso daacute ao paiacutes um caraacuteter uacutenico junto aos ldquodez maisrdquo da econo-

mia mundial que se reflete numa autoridade moral e eacutetica que pode ser ex-

plorada politicamente em diversas situaccedilotildees como por exemplo a reforma

do Conselho de Seguranccedila da ONU e a arbitragem de crises internacionais

Essa ldquovantagem competitivardquo eacute muito mais valiosa do que a posse de armas

nucleares que ao final das contas seriam feitas para nunca serem usadas

Entretanto os quadros apresentados mostram de forma inequiacutevoca a

importacircncia estrateacutegica do Brasil se manter ativo na exploraccedilatildeo dos usos

paciacuteficos da energia nuclear expandindo seu domiacutenio tecnoloacutegico e capaci-

Economia e Energia ndash eampe 13

dade industrial instalada nos diversos setores associados como produccedilatildeo

de radioisoacutetopos para medicina induacutestria e agricultura produccedilatildeo de com-

bustiacutevel nuclear e geraccedilatildeo eleacutetrica

O Plano Nacional de Energia (PNE) que prevecirc a conclusatildeo de Angra 3

ateacute 2015 e a implantaccedilatildeo de 4000 MW nucleares adicionais ateacute 2030 junta-

mente com as metas estabelecidas para a autosuficiecircncia na produccedilatildeo do

combustiacutevel nuclear que mantecircm nas duas proacuteximas deacutecadas uma partici-

paccedilatildeo do nuclear na geraccedilatildeo eleacutetrica proacutexima da atual tambeacutem eacute por ne-

cessidades de diversificaccedilatildeo da matriz energeacutetica uma opccedilatildeo sensata do

ponto de vista energeacutetico

Bibliografia

CIA The World Fact Book Consultado em Julho de 2011 em httpwwwciagov

FMI citado na Wikipedia (2010) consultado Junho 2011 disponiacutevel em httpenmwikipediaorg

GOLDMAN SACHS BRICS AND BEYOND - study of BRIC and N11 nations Novembro 2007 disponiacutevel em httpwww2goldmansachscomideasbricsbookBRIC-Fullpdf

GUIMARAES L S A (contra) Ameaccedila Nuclear in Revista Mariacutetima Brasileira vol 130 seacuterie 0406 maio de 2010

GAO (May 2011) NUCLEAR WEAPONS- DOD and NNSA Need to Better Manage Scope of Future Refurbishments and Risks to Maintaining US Commitments to NA-TO Washington - DC - USA United States Government Accountability Office dispo-niacutevel em httpwwwgaogovproductsGAO-11-387

IAEA (2010) Nuclear Power Reactors in the World - Reference Data No 2 Vienna International Atomic Energy Agency

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World Nuclear Association (Julho 2011) World Nuclear Power Reactors amp Uranium Requirements Consultado julho 2011 em httpwwwworld-nuclearorginforeactorshtml

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 14

1 - Fundaccedilatildeo Instituto Brasileiro de Geografia e Estatiacutestica (IBGE) ndash Diretoria Executiva ndash CRM ndash Av Franklin Roosevelt 146 6ordm andar sala 602 ndash Centro ndash Rio de JaneiroRJ Escola de Quiacute-mica da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) Cidade Universitaacuteria ndash Centro de Tec-nologia Bloco E ndash 2ordm nadir ndash DPO ndash Aacuterea de Gestatildeo e Inovaccedilatildeo Tecnoloacutegica ndash Rio de JaneiroRJ ndash CEP 21949-900 email marciafribeiroyahoocombr

2 - Escola de Quiacutemica da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) Cidade Universitaacuteria ndash Centro de Tecnologia Bloco E ndash 2ordm nadir ndash DPO ndash Aacuterea de Gestatildeo e Inovaccedilatildeo Tecnoloacutegica ndash Rio de JaneiroRJ ndash CEP 21949-900 email suzanaeqcombr

3 - Escola de Quiacutemica da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) Cidade Universitaacuteria ndash Centro de Tecnologia Bloco E ndash 2ordm nadir ndash DEB ndash Aacuterea de Processos Bioquiacutemicos ndash Rio de JaneiroRJ ndash CEP 21949-900 email gimeneseqcombr

Artigo

Iniciativas para o uso da biomassa lignoceluloacutesica

em biorrefinarias a plataforma sucroquiacutemica no

mundo e no Brasil

Maacutercia Franccedila Ribeiro Fernandes dos Santos1 Suzana Borschiver2

Maria Antonieta Peixoto Gimenes Couto3

Resumo

Petroacuteleo gaacutes natural e seus derivados representam 55 do consumo

mundial de energia no entanto eles natildeo vatildeo durar mais do que algumas

deacutecadas Assim se faz necessaacuterio encontrar substitutos para estes combus-

tiacuteveis e uma alternativa que se apresenta eacute a utilizaccedilatildeo de mateacuteria orgacircnica

renovaacutevel (biomassa) Este artigo apresenta as iniciativas adotadas no mun-

do e em especial no Brasil sobre o uso de mateacuterias-primas lignoceluloacutesicas

no contexto da biorrefinaria O enfoque seraacute dado na plataforma sucroquiacutemi-

ca para a produccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo tendo em vista a posiccedilatildeo de

destaque neste segmento de mercado no agronegoacutecio nacional O levanta-

mento das informaccedilotildees disponibilizadas na literatura foi obtido por meio de

uma pesquisa bibliograacutefica Os resultados sugerem que a tecnologia ainda

estaacute em fase de pesquisa e desenvolvimento e desperta grande interesse

para consolidar o mercado mundial de etanol

Palavras-chave biorrefinaria biomassa mateacuteria-prima lignoceluloacutesica eta-

nol Brasil

Economia e Energia ndash eampe 15

Abstract

Oil natural gas and their products represent 55 of global energy con-

sumption yet they will not last more than a few decades Thus it is neces-

sary to find substitutes for these fuels and an alternative that presents itself is

the use of organic matter (biomass) This article presents the initiatives taken

in the world and especially in Brazil on the use of raw materials in the con-

text of lignocellulosic biorefinery The focus will be on the sugar platform for

the production of second-generation ethanol aimed at a prominent position

of this market segment in the national agribusiness The survey of informati-

on availability in the literature was obtained through a search The results

suggest that the technology is still undergoing research and development

and it arouse great interest for consolidating the ethanol global market

Keywords biorefinery biomass lignocelulosic feedstock ethanol Brazil

Introduccedilatildeo

As mudanccedilas climaacuteticas e a elevaccedilatildeo das cotaccedilotildees do petroacuteleo aliadas

agraves necessidades estrateacutegicas de produccedilatildeo de energia tecircm motivado uma

corrida sem precedentes agrave produccedilatildeo de combustiacuteveis alternativos preferen-

cialmente de fontes renovaacuteveis de energia (BUCKERIDEG et al 2010)

O uso da biomassa para energia cresce em importacircncia como uma das

vias de mitigaccedilatildeo dos problemas citados acima Existem diferentes rotas

para converter a energia da biomassa em fluxo de energia final desejado

quer seja na forma de calor combustiacutevel ou energia eleacutetrica (SEABRA

2008)

Assim abrem-se oportunidades para o desenvolvimento de uma induacutes-

tria baseada em mateacuterias primas renovaacuteveis Aleacutem dos biocombustiacuteveis jaacute

conhecidos um fluxo de inovaccedilotildees em desenvolvimento pode estar lanccedilan-

do as bases de uma induacutestria integrada de exploraccedilatildeo da biomassa

(COUTINHO amp BONTEMPO 2010)

Neste cenaacuterio o Brasil desponta em uma posiccedilatildeo privilegiada para as-

sumir a lideranccedila no aproveitamento integral das biomassas pelo fato de

apresentar grande potencial de cultivo de mateacuterias-primas renovaacuteveis dis-

pondo de vantagens comparativas e competitivas tais como (i) culturas agriacute-

colas de grande extensatildeo (destaque para a induacutestria da cana-de-accediluacutecar) (ii)

maior biodiversidade do planeta (iii) intensa radiaccedilatildeo solar (iv) aacutegua em

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 16

abundacircncia (v) diversidade de clima e (vi) pioneirismo na produccedilatildeo de bio-

combustiacutevel etanol (CGEE 2010) O paiacutes reuacutene ainda condiccedilotildees para ser o

principal receptor de recursos de investimentos oriundos do mercado de car-

bono no segmento de produccedilatildeo e uso de bioenergia

Hoje o Brasil desfruta de uma posiccedilatildeo confortaacutevel com relaccedilatildeo agrave tecno-

logia da produccedilatildeo de etanol Neste setor o Brasil eacute liacuteder mundial na produ-

ccedilatildeo de cana-de-accediluacutecar etanol e accediluacutecar com 5727 milhotildees de toneladas

277 bilhotildees de litros e 313 milhotildees de toneladas respectivamente na safra

de 20082009 (CORTEZ 2010)

Em meacutedia 50 da cana colhida eacute destinada agrave produccedilatildeo de aacutelcool e os

demais 50 satildeo destinados agrave produccedilatildeo de accediluacutecar Cerca de 23 do accediluacutecar

produzido eacute destinado ao mercado externo enquanto que o restante atende

ao mercado interno Quanto a produccedilatildeo de aacutelcool cerca de 85 eacute direcio-

nado ao mercado interno sendo que destes 90 satildeo destinados ao seu

uso como carburante e o restante atender ao mercado externo (BASTOS

2007)

Entretanto para preservar essa posiccedilatildeo num cenaacuterio competitivo em

que outros players estatildeo interessados em se desenvolver com pesados in-

vestimentos em Pesquisa amp Desenvolvimento (PampD) o Brasil precisa manter

investimentos compatiacuteveis na geraccedilatildeo de novas tecnologias e formaccedilatildeo de

competecircncias (BUCKERIDEG et al 2010)

Atualmente a conversatildeo pela rota sucroquiacutemica de material lignoceluloacute-

sico presente na palha e no bagaccedilo da cana-de-accediluacutecar em accediluacutecares fer-

mentaacuteveis para a produccedilatildeo de etanol denominado de etanol de 2ordf geraccedilatildeo

vem sendo considerada no Brasil como uma alternativa promissora para

atender agrave demanda mundial

Assim o presente artigo tem como objetivo principal expor as iniciativas

adotadas no mundo e em especial no Brasil sobre o uso de mateacuterias-

primas lignoceluloacutesicas no contexto da biorrefinaria O enfoque seraacute dado na

plataforma sucroquiacutemica para a produccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo tendo em

vista a posiccedilatildeo de destaque neste segmento de mercado no agronegoacutecio

nacional

Economia e Energia ndash eampe 17

Conceito de Biorrefinaria

De acordo com Fernando et al (2006) o conceito de produzir produtos a

partir de commodities agriacutecolas como a biomassa natildeo eacute novo no entanto

utilizar a biomassa como insumo na produccedilatildeo de vaacuterios produtos de maneira

similar a uma refinaria de petroacuteleo onde combustiacuteveis foacutesseis satildeo usados

como input eacute relativamente novo Seu principal objetivo eacute transformar os

materiais bioloacutegicos em produtos utilizaacuteveis nas induacutestrias de transformaccedilatildeo

usando uma combinaccedilatildeo de tecnologias e processos biotecnoacutegicos

Os princiacutepios baacutesicos da refinaria de petroacuteleo tradicional e a biorrefinaria

satildeo representados esquematicamente na Figura 1 Uma refinaria de petroacuteleo

fornece principalmente combustiacuteveis para transportes e energia e somente

uma fraccedilatildeo relativamente pequena eacute usada na induacutestria quiacutemica Em uma

biorrefinaria uma quantidade relativamente maior eacute usada para a quiacutemica e

a utilizaccedilatildeo de materiais De acordo com Kamm et al (2006) os bioprodutos

industriais soacute podem competir com aqueles oriundos da petroquiacutemica quan-

do os recursos de biomassa satildeo processadas atraveacutes de sistemas de forma

otimizada nos sistemas das biorrefinarias onde novas cadeias de valor satildeo

desenvolvidas e implementadas

Figura 1 Refinaria de petroacuteleo versus biorrefinaria

(KAMM et al 2006)

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 18

Em seus estudos Ree amp Annevelink (2007) apontam a existecircncia de

sete tipos de biorefinarias que ainda estatildeo na fase de pesquisa e desenvol-

vimento (i) Biorrefinarias Convencionais (ii) Biorrefinarias Verdes (iii) Biore-

finarias de Cereais (iv) Biorrefinarias de Material Lignoceluloacutesico (v) Biorre-

finarias de Duas Plataformas (vi) Biorrefinarias Termoquiacutemicas e (vii) Bior-

refinarias Aquaacuteticas

Biorrefinaria de Materiais Lignoceluloacutesicos

A biorefinaria a partir de materiais lignoceluloacutesicos usa um mix de fon-

tes de biomassa para a produccedilatildeo de uma seacuterie de produtos por meio de u-

ma combinaccedilatildeo de tecnologias Tal biorefinaria consiste de trecircs fraccedilotildees quiacute-

micas baacutesicas (a) hemicelulose poliacutemeros de accediluacutecar com cinco carbonos

(b) celulose poliacutemeros de glucose com seis carbonos e (c) lignina poliacuteme-

ros de fenol (FERNANDO et al 2006) A Figura 2 apresenta os produtos que

podem ser obtidos a partir destas fraccedilotildees quiacutemicas

Figura 2 Produtos potenciais obtidos na Biorrefinaria de Material Lignocelu-

loacutesico (KAMM et al 2006)

Economia e Energia ndash eampe 19

Segundo Pereira Juacutenior et al (2008) a utilizaccedilatildeo de biomassa lignoce-

luloacutesica dentro do contexto da biorrefinaria eacute fundamentada em duas plata-

formas distintas conforme o conceito de Biorrefinarias de Duas Plataformas

ilustrado na Figura 3 que visam fornecer ldquoblocos de construccedilatildeordquo para obter

uma variedade de produtos

A plataforma termoquiacutemica eacute baseada em processos de conversatildeo ter-

moquiacutemica pela reaccedilatildeo de mateacuteria-prima em altas temperaturas com uma

quantidade de oxigecircnio controlada (gaseificaccedilatildeo) para produzir gaacutes de siacutente-

se (CO + H2) ou na ausecircncia de oxigecircnio (piroacutelise) para produzir bio-oacuteleo

que depois de um processo de hidrodeoxigenaccedilatildeo produz uma mistura liacutequi-

da de hidrocarbonetos similar agravequeles presentes no petroacuteleo

Figura 3 Conceito da Biorrefinaria de Duas Plataformas

(KAMM et al 2006)

A plataforma de accediluacutecar tambeacutem conhecida como sucroquiacutemica objeto

de estudo do artigo eacute baseada em processos de conversatildeo quiacutemica e bio-

quiacutemica de accediluacutecares extraiacutedos da biomassa mediante uma separaccedilatildeo de

seus componentes principais Para isto o preacute-tratamento eacute essencial visan-

do a desorganizaccedilatildeo do complexo lignoceluloacutesico e como consequumlecircncia au-

mento da acessibilidade das enzimas agraves moleacuteculas de celulose (PEREIRA

JR et al 2008)

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 20

O preacute-tratamento que consiste em submeter o material lignoceluloacutesico

a uma seacuterie de operaccedilotildees visa promover a quebra das ligaccedilotildees que unem

as macroestruturas Tais operaccedilotildees satildeo responsaacuteveis pela adequaccedilatildeo da

mateacuteria-prima como por exemplo o bagaccedilo da cana-de-accediluacutecar agraves condi-

ccedilotildees de transformaccedilatildeo por parte dos micro-organismos Estas podem ser

classificadas como fiacutesicas fiacutesico-quiacutemicas quiacutemicas e bioloacutegicas conforme

o agente que atua na alteraccedilatildeo estrutural (SCHLITTLER 2006) A Figura 4

mostra um esquema simplificado para a separaccedilatildeo dos principais compo-

nentes dos materiais lignoceluloacutesicos

Figura 4 Separaccedilatildeo dos componentes lignoceluloacutesicos

(PEREIRA JR et al 2008)

Pereira Jr (2006) observa que a decisatildeo de usar um ou outro processo

de hidroacutelise depende tambeacutem do tipo de material lignoceluloacutesico empregado

Na hidroacutelise da hemicelulose (que ocorre em condiccedilotildees mais brandas do

que no caso da celulose) a estrateacutegia tem sido a utilizaccedilatildeo de aacutecido sulfuacuteri-

co diluiacutedo No caso da celulose como a hidroacutelise quiacutemica requer condiccedilotildees

de alta severidade (elevadas temperaturas grandes tempos de exposiccedilatildeo e

altas concentraccedilotildees de aacutecido) pela maior resistecircncia ao ataque hidroliacutetico o

uso da hidroacutelise enzimaacutetica seria mais indicado (pela ausecircncia de condiccedilotildees

severas) tal estrateacutegia tecnoloacutegica difere da concepccedilatildeo de processos anti-

gos em que se buscava a hidroacutelise quiacutemica conjunta da celulose e da hemi-

celulose pois satildeo polissacariacutedeos com diferentes suscetibilidades ao ataque

hidroliacutetico

Economia e Energia ndash eampe 21

A hidroacutelise total da celulose gera apenas glicose que pode ser converti-

da a uma seacuterie de substacircncias quiacutemicas e bioquiacutemicas conforme ilustrado

na Figura 2 com destaque para a sua conversatildeo bioloacutegica a etanol dito de

2ordf geraccedilatildeo por ser obtido a partir de materiais lignoceluloacutesicos

Esta nova plataforma tecnoloacutegica pode revolucionar segmentos industri-

ais como no caso do Brasil que gera uma grande quantidade de resiacuteduos

como o bagaccedilo da cana-de-accediluacutecar no entanto a utilizaccedilatildeo efetiva dos ma-

teriais lignoceluloacutesicos em processos microbioloacutegicos esbarra em dois obstaacute-

culos principais a estrutura cristalina da celulose altamente resistente agrave

hidrolise e a associaccedilatildeo lignina-celulose que forma uma barreira fisica que

impede o acesso enzimaacutetico ou microbioloacutegico ao substrato (CGEE 2010)

Adicionalmente a hidroacutelise acida da celulose apresenta o inconveniente de

requerer o emprego de elevadas temperatura e pressatildeo levando agrave destrui-

ccedilatildeo de parte dos carboidratos e agrave obtenccedilatildeo de produtos de degradaccedilatildeo toacutexi-

cos aos microrganismos A sacarificaccedilatildeo enzimaacutetica por sua vez requer o

emprego de preacute-tratamentos fiacutesicos (moagem aquecimento irradiaccedilatildeo) ou

quiacutemicos (acido sulfuacuterico acido fosfoacuterico aacutelcalis) para atingir rendimentos

viaacuteveis

Potencial Brasileiro para geraccedilatildeo de mateacuteria-prima lignoceluloacutesica

Tendo em vista a vasta biodiversidade encontrada em seu territoacuterio o

Brasil dispotildee de uma grande variedade de resiacuteduos agriacutecolas e agroindustri-

ais cujo bioprocessamento desperta um grande interesse econocircmico e soci-

al Dentre estes exemplos figuram os resiacuteduos derivados de atividades tais

como as induacutestrias de papel e celulose (sepilho maravalhas e cavacos des-

classificados de eucalipto e pinus) serrarias (serragem) usinas de accediluacutecar e

aacutelcool (bagaccedilo de cana-de-accediluacutecar) e de um modo geral unidades de produ-

ccedilatildeo agriacutecola geradoras de resiacuteduos de culturas como a palha de cereais de

milho de trigo sabugo de milho cascas de arroz e de aveia dentre outros

(RAMOS 2000)

No Brasil a quantidade de resiacuteduos lignoceluloacutesicos gerada anualmen-

te eacute de aproximadamente 350 milhotildees de toneladas (PEREIRA JR 2007)

Considerando que uma das principais fontes de materiais lignoceluloacutesicos eacute

o setor sucroalcoleiro e adotando o teor de celulose hemicelulose e lignina

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 22

no bagaccedilo como paracircmetro de comparaccedilatildeo[1]

chega-se a quantidade poten-

cial respectivamente de 1645 9625 e 7105 milhotildees de toneladas que po-

dem ser obtidas a partir de resiacuteduos lignoceluloacutesicos no Brasil

Metodologia

Este trabalho tem como objetivo apresentar as iniciativas tomadas no

mundo e especialmente no Brasil com relaccedilatildeo ao uso de mateacuterias-primas

no contexto de biorrefinaria de materiais lignoceluloacutesicos O enfoque seraacute

dado na plataforma sucroquiacutemica para a produccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo

tendo em vista a posiccedilatildeo de destaque neste segmento de mercado no agro-

negoacutecio nacional A metodologia adotada neste estudo exploratoacuterio foi base-

ada na literatura e em documentos obtidos a partir de uma pesquisa de in-

formaccedilotildees disponibilizadas na literatura Para atingir o objetivo a informaccedilatildeo

eacute apresentada de modo a fornecer um panorama dos esforccedilos mundiais e

brasileiro em pesquisa para o desenvolvimento de novas tecnologias relacio-

nadas agrave obtenccedilatildeo do etanol de segunda geraccedilatildeo

Resultados

No Mundo

Apesar de atualmente natildeo existir nenhuma planta comercial para pro-

duccedilatildeo de etanol a partir de materiais lignoceluloacutesico muitas plantas-piloto e

de demonstraccedilatildeo jaacute foram desenvolvidas e diversos projetos comerciais es-

tatildeo em desenvolvimento A Tabela 1 apresenta as empresas mundiais que

vecircm empregando tecnologias para produccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo e infor-

maccedilotildees complementares

A Tabela 1 revela que a maior parte das empresas encontradas explora

o conceito de biorrefinaria de acordo com a plataforma sucroquiacutemica A mai-

oria das plantas estaacute localizada nos EUA mas paiacuteses como Canadaacute Sueacute-

cia Finlacircndia Ruacutessia e Japatildeo tambeacutem satildeo sedes de algumas iniciativas

1 - Bagaccedilo de cana eacute composto de 47 de celulose 275 de hemicelulose e 203-263 de

lignina (AGUIAR 2010)

Economia e Energia ndash eampe 23

Tabela 1 Empresas que empregam tecnologias para a produccedilatildeo de etanol

de 2ordf geraccedilatildeo e caracteriacutesticas de processo (CGEE 2010)

Empresa Paiacutes de origem

Caracteriacutesticas de processo

Localiza-ccedilatildeo

Capacidade (m

3ano)

AE Biofuels EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Montana 567

Blue Fire Ethanol

EUA Japatildeo

Hidroacutelise com aacutecido concentrado

California Izumi

12110 Natildeo deter-

minado

Chempolis Ou

Finlacircndia Hidroacutelise com aacuteci-do diluiacutedo

Oulu Natildeo deter-

minado

Iogen Canadaacute Hidroacutelise enzimaacutetica

Ontario 4000

KL Energy EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Wyoming 5680

Lignol E-nergy

Canadaacute Preacute-tratamento Organosolv

Vancou-ver

2500

Mascoma EUA Natildeo determinado New York 1890

Poet EUA Natildeo determinado South Dakota

75

Sekab Sueacutecia Hidroacutelise enzimaacutetica

Natildeo de-terminado

Natildeo determinado

STI Finlacircndia Natildeo determinado

Lappeen-ranta Hamina Narpio

1000 1000 1000

St Peters-burgo State Forest-Technical Academy

Ruacutessia Hidroacutelise com aacuteci-do diluiacutedo

13 unida-des no paiacutes

Natildeo determinado

Sun Opra Canadaacute Hidroacutelise enzimaacutetica

China Natildeo

determinado

University of Florida

EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Florida 7570

Verenium EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Lousiana Japan

5300 4920

A Tabela 2 mostra os projetos aprovados pelo Departmento de Energia

dos EUA (US DOE) para a construccedilatildeo de pequenas biorrefinarias no paiacutes

ao final de 2008

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 24

Tabela 2 Projetos aprovados pelo US DOE para a construccedilatildeo de pequenas

biorrefinarias nos EUA (US DOE 2009 apud CGEE 2010)

Empresa Custo Total

106 US$

Participaccedilatildeo US DOE 106 US$

Capacidade anual de produccedilatildeo

Localizaccedilatildeo Mateacuterias-primas Tecnologia

Verenium 9135 760 1500000 Jennings LA

Bagaccedilo cereais desperdiacutecios agriacutecolas resiacute-duos de madeira

Rota bioquiacutemica

Flambeau LIc

840 300 6000000 Park Falls WI Resiacuteduos flores-tais

BTL

ICM 860 300 1500000 St Joseph MO

Gramiacuteneas sorgo forrageiro palha

Rota bioquiacutemica

Lignol Innovations

880 300 2500000 Commerce City CO

Biomassa da madeira resiacute-duos agriacutecolas

Rota bioquiacutemica Organosolv

Pacific Ethanol

730 2434 2700000 Boardman OR

Palha de trigo palha resiacuteduos de aacutelamo

Biogasolina (EtOH biogas combustiacuteveis soacutelidos)

New Page 836 300 5500000 Wisconsin WI Biomassa da madeira ndash resiacute-duos das usinas

BTL

Rse Pulp 900 300 2200000 Old Town Maine

Lascas de ma-deira

Rota bioquiacutemica

Econfin LIc 770 300 1300000 Washington Country KY

Espigas de milho

Rota bioquiacutemica (fermentaccedilatildeo em estado soacuteli-do)

Mascoma 1350 250 2000000 Monroe TN Gramiacuteneas e madeirs

Rota bioquiacutemica

Total 8080 3053 252 M galotildees =

954 M litros

Economia e Energia ndash eampe 25

A Tabela 2 aponta uma tendecircncia para a implementaccedilatildeo da plataforma

bioquiacutemica havendo ainda iniciativas de tecnologias termoquiacutemicas como

BTL (biomass-to-liquid)

Cabe destacar ainda que foi implementado o Programa de Biomassa do

Departamento de Energia para criar nos Estados Unidos uma nova induacutestria

ndash a induacutestria da biomassa ou bioinduacutestria ndash consolidada com a instalaccedilatildeo

de biorrefinarias capazes de transformar vaacuterios tipos de biomassa a preccedilos

competitivos em relaccedilatildeo agraves atuais fontes foacutesseis em combustiacuteveis produtos

quiacutemicos eletricidade e calor As biorrefinarias e o uso da biomassa celuloacutesi-

ca emergem como fundamentais para alcanccedilar as metas de produccedilatildeo

consumo de etanol em funccedilatildeo das limitaccedilotildees das fontes atualmente empre-

gadas (BASTOS 2007)

Neste contexto o paiacutes pretende investir US$ 385 milhotildees em seis bior-

refinarias de etanol celuloacutesico capazes de produzir 480 milhotildees de litros de

etanol celuloacutesico por ano como parte do plano do governo norte-americano

e tornar o etanol celuloacutesico competitivo em 2012 a fim de reduzir o consumo

de gasolina nos EUA nos proacuteximos 20 anos A Tabela 3 apresenta os seis

projetos selecionados pelo Departamento de Energia Americana (US DOE)

Tabela 3 Investimentos do DOE em projetos de produccedilatildeo de etanol

celuloacutesico nos EUA 2007-2010 (BARROS 2007)

Empresa Localizaccedilatildeo

da planta Mateacuteria-prima

Capacidade (milhotildees de litrosano)

Investimentos (milhotildees US$)

Abegoa Bioe-nergy Corp

Kansas Sabugo de milho

resiacuteduos de trigo etc 431 76

ALICO Inc Floacuterida Resiacuteduos de vegetais

diversos 526 33

BlueFire Ethanol Inc

Califoacuternia Resiacuteduos vegetais e

de madeira 719 40

Broin Companies of Sioux Falls

Iowa Resiacuteduos de milho 94 80

Iogen Biorefinery Partners

Idaho Resiacuteduos agriacutecolas 68 80

Range Fuels Geoacutergia Resiacuteduos de

madeira 151 76

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 26

No Brasil

Uma das empresas brasileiras que mais investem em PampD sobre bior-

refinarias em especial a partir de resiacuteduos da cana-de-accediluacutecar eacute a Petrobras

SA que eacute uma empresa estatal brasileira de economia mista que opera

em 27 paises no segmento de energia prioritariamente nas aacutereas de explo-

raccedilatildeo produccedilatildeo refino comercializaccedilatildeo e transporte de petroacuteleo e seus

derivados no Brasil e no exterior (PETROBRAS 2011)

Segundo Baratelli Junior (2007) a estrateacutegia competitiva da empresa eacute

expandir a participaccedilatildeo no mercado de biocombustiacuteveis liderando a produ-

ccedilatildeo nacional de biodiesel e ampliando a participaccedilatildeo no negoacutecio de etanol

A Tabela 4 apresenta as rotas para produccedilatildeo de biocombustiacuteveis e o estaacutegio

do esforccedilo tecnoloacutegico empreendido pela PetrobrasCENPES para o desen-

volvimento das tecnologias

A Tabela 4 aponta que os biocombustiacuteveis que demandam um esforccedilo

tecnoloacutegico elevado por parte da petrobras satildeo de segunda geraccedilatildeo o eta-

nol de celulose e os combustiacuteveis de piroacutelise e de gaacutes de siacutentese ndash BTL que

por sua vez utilizam como fonte de biomassa mateacuterias de origem celuloacutesica

ndash mateacuteria-prima para as biorrefinarias lignoceluloacutesicas

Com o projeto de desenvolvimento do bioetanol (etanol de lignocelulo-

se) ndash um biocombustiacutevel produzido a partir de resiacuteduos agroindustriais ndash a

Petrobras entra na produccedilatildeo dos chamados biocombustiacuteveis de segunda

geraccedilatildeo (PETROBRAS 2008)

Depois da etapa de testes em laboratoacuterio o projeto de produccedilatildeo de bio-

etanol passa para a fase de testes em escala piloto por meio de uma unida-

de experimental instalada no CENPES Desenvolvida em parceria com a

empresa brasileira Albrecht a planta piloto de etanol de lignocelulose locali-

zada no Centro de Pesquisas da Petrobras (CENPES) eacute uacutenica no Brasil

utilizando a tecnologia enzimaacutetica Para a produccedilatildeo de etanol a partir de re-

siacuteduos agroindustriais a planta utiliza um processo de quebra de moleacuteculas

com accedilatildeo de enzimas O projeto foi desenvolvido pela Petrobras em parceria

com a Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) e outras universida-

des brasileiras

Economia e Energia ndash eampe 27

Qualquer rejeito vegetal pode ser utilizado como fonte de biomassa na

planta experimental mas o sistema estaacute ajustado ao bagaccedilo de cana-de-

accediluacutecar por ser o resiacuteduo agroindustrial mais expressivo no paiacutes Outra ma-

teacuteria prima que seraacute utilizada nos testes eacute a torta de mamona resiacuteduo amilaacute-

ceo do processo de produccedilatildeo do biodiesel a partir de mamona

Combustiacutevel FonteBiomassa Estaacutegio da Tecnologia

Esforccedilo tecno-loacutegico da

Petrobras

Primeira geraccedilatildeo

Etanol de gratildeos e

cana-de-accediluacutecar

Cana de accediluacutecar trigo

milho beterraba Comercial meacutedio

Biodiesel Oacuteleos vegetais

e gorduras Comercial alto

Diesel verde

(hidrotratamento)

Oacuteleos vegetais gordu-

ras e petroacuteleo

Rumo a comercial no

Brasil e Europa alto

Butanol Milho sorgo trigo e

cana-de-accediluacutecar

Projeto BP and Dupont

para produzir monitoramento

Segunda geraccedilatildeo

Etanol celuloacutesico

Resiacuteduos agriacutecolas lascas de

madeira e grama

Projeto IOGEN anuncia

planta comercial alto

Combustiacuteveis da

Piroacutelise (bio-oacuteleo)

Qualquer biomassa

celuloacutesica

Projeto BIOCOUP ndash consoacutercio europeu de 16 empresas desde

2006 ateacute 2011 meacutedio

Combustiacuteveis de Gaacutes de

Siacutentese - BTL

Qualquer biomassa

celuloacutesica

Demonstrado em larga

escala com foacutesseis

Projeto CHOREN para biomassa

anuncia planta comercial

alto

Futuro

Diesel de algas Microalgas cultivadas Escala de laboratoacuterio

em Universidades baixo

Hidrocarbonetos de

biomassa Carbohidratos

Escala de laboratoacuterio

em Universidades prospecccedilatildeo

Tabela 4 Esforccedilo tecnoloacutegico das rotas para produccedilatildeo de biocombustiacuteveis

da Petrobras (Adaptado de BARATELLI JR 2007)

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 28

A planta experimental eacute capaz de produzir cerca de 220 litros de etanol

por tonelada de bagaccedilo de cana-de-accediluacutecar Nesta etapa do projeto de pes-

quisa os pesquisadores trabalham na otimizaccedilatildeo deste processo de produ-

ccedilatildeo e tecircm como objetivo alcanccedilar a marca de 280 litros por tonelada de ba-

gaccedilo no mesmo equipamento Como resultado desta pesquisa a Petrobras

jaacute fez o depoacutesito de dois pedidos de patentes (BR 0605017-4 e BR 0505299-

8) junto ao INPI

A planta-piloto de bioetanol de lignocelulose coloca a Petrobras na posi-

ccedilatildeo de vanguarda em relaccedilatildeo aos biocombustiacuteveis de segunda geraccedilatildeo

aqueles produzidos a partir de resiacuteduos agroindustriais e que natildeo competem

com a produccedilatildeo agriacutecola voltada para alimentos A utilizaccedilatildeo de resiacuteduos

como o bagaccedilo de cana-de-accediluacutecar pode aumentar substancialmente a pro-

duccedilatildeo de etanol sem aumentar a aacuterea plantada elevando a produtividade do

processo jaacute existente pelo aproveitamento de seus resiacuteduos

Desta forma a produccedilatildeo de biocombustiacuteveis em futuro proacuteximo tam-

beacutem poderaacute ser complementar agrave produccedilatildeo de alimentos A Petrobras prevecirc

que em 2010 seraacute construiacuteda uma planta semi-industrial de bioetanol A Fi-

gura 6 apresenta uma ilustraccedilatildeo da rota tecnoloacutegica adotada pela petrobras

para produccedilatildeo do bioetanol lignoceluloacutesico

Figura 6 Rota Tecnoloacutegica adotada pela Petrobras para produccedilatildeo do bioe-

tanol lignoceluloacutesico (BARATELLI JR 2007)

Economia e Energia ndash eampe 29

O processo de fabricaccedilatildeo de etanol a partir de resiacuteduos vegetais eacute divi-

dido em quatro etapas Na primeira etapa haacute o preacute-tratamento do bagaccedilo de

cana sendo adotado o processo de hidroacutelise aacutecida branda onde no reator o

resiacuteduo eacute submetido agrave quebra da estrutura cristalina da fibra do bagaccedilo de

cana e a recuperaccedilatildeo de accediluacutecares mais faacuteceis de hidrolisar

Em seguida vem a etapa de deslignificaccedilatildeo do soacutelido rico em celulose

Eacute retirada a lignina complexo que daacute resistecircncia a fibra e protege a celulose

da accedilatildeo de microorganismos poreacutem apresenta grande inibiccedilatildeo ao processo

fermentativo

Na terceira fase o liacutequido proveniente do preacute-tratamento aacutecido rico em

accediluacutecares eacute fermentado pela levedura Pichia stipitis adaptada para ser utili-

zada nesta fermentaccedilatildeo

O soacutelido proveniente da etapa de deslignificaccedilatildeo rico em celulose tam-

beacutem eacute tratado ele passa por um processo de sacarificaccedilatildeo (transformaccedilatildeo

em accediluacutecares) por meio de enzimas e eacute fermentado pela levedura

Sacharomyces cerevisiae o mesmo fungo utilizado na fabricaccedilatildeo de patildees A

Petrobras ainda estuda as enzimas mais eficazes para este processo de

fabricaccedilatildeo testando enzimas disponiacuteveis no mercado e pesquisando novos

preparados enzimaacuteticos

Na etapa final ambos os liacutequidos provenientes das diferentes fermenta-

ccedilotildees satildeo destilados O produto desta destilaccedilatildeo eacute o etanol que possui as

mesmas caracteriacutesticas daquele fabricado a partir da cana em processo in-

dustrial

Cabe destacar que a accedilatildeo do governo brasileiro natildeo fica restrita a sua

participaccedilatildeo na Petrobras considerando a importacircncia que o tema energias

renovaacuteveis possui na poliacutetica nacional O governo do Brasil investe ainda

recursos em Pesquisa Desenvolvimento e Inovaccedilatildeo (PD amp I) conforme po-

de ser visto na Tabela 5

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 30

Conclusotildees

O tema energias renovaacuteveis estaacute presente na agenda nacional de todas

as naccedilotildees ao redor do globo como uma alternativa viaacutevel em substituiccedilatildeo agraves

fontes de energias foacutesseis como petroacuteleo e carvatildeo Especialistas acreditam

que o processamento da biomassa como fonte de energia combustiacuteveis e

produtos quiacutemicos possa se constituir em uma induacutestria-chave neste seacuteculo

criando assim um novo paradigma industrial Novas tecnologias baseadas

no uso de toda a planta e na integraccedilatildeo de processos tradicionais e novos

deveratildeo ser necessaacuterios

Tabela 5 Investimentos do governo brasileiro em PDampI no aproveitamento

de biomassas desde 2005 (PEREIRA JR 2008)

Instituiccedilatildeo Valor

(Milhotildees R$) Observaccedilotildees

Governo Federal

SIBRATEC 4500 Formaccedilatildeo de redes temaacuteticas para o de-senvolvimento de tecnologias inovadoras incluindo energia renovaacutevel

CNPqMCT 4180 Especiacutefico para biomassabioenergias

15780 Geral incluindo biomassa

FINEP 45000

Apoiar o desenvolvimento de produtos serviccedilos e processos inovadores em em-presas brasileiras atraveacutes de subvenccedilatildeo econocircmica incluindo biocombustiacuteveis

Fundaccedilotildees Estaduais

FAPESP 14800 Projetos especiacuteficos para biomassas e biocombustiacuteveis

FAPEMIG 1095 Biomassas agroenergia

TOTAL R$ 855 milhotildees

Economia e Energia ndash eampe 31

O Brasil encontra-se entre os paiacuteses-alvo para o desenvolvimento de

tais tecnologias devido a sua grande biodiversidade existente e aos conheci-

mentos adquiridos ao longo das uacuteltimas deacutecadas em especial devido a pro-

duccedilatildeo de etanol a partir da cana-de-accediluacutecar

Neste contexto de inovaccedilatildeo uma nova oportunidade de aproveitamento

de biomassa se vislumbra no paiacutes o uso da biomassa lignoceluloacutesica prove-

niente dos resiacuteduos agriacutecolas em especial da induacutestria da cana para produ-

ccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo dentro do contexto das biorrefinarias explorado

neste artigo

Foi observado que iniciativas governamentais estatildeo sendo tomadas de

modo a estabelecer um ambiente adequado para o desenvolvimento de no-

vos produtos e processos No entanto desafios de natureza tecnoloacutegica e

comercial precisam ser vencidos para fazer com que o Brasil mantenha sua

posiccedilatildeo de destaque no agronegoacutecio mundial e produza produtos de maior

valor agregado contribuindo assim para o desenvolvimento da bio-economia

e aproveitando esta janela de oportunidade de aumentar seu crescimento

econocircmico de modo sustentaacutevel

Referecircncias

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Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 32

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InSeminaacuterio nacional sobre reusoreciclagem de resiacuteduos soacutelidos industriais Satildeo

Paulo Cetesb

Economia e Energia ndash eampe 33

Ensaio

Gripe americana e resfriado no Brasil

Nos fizeram acreditar que um resfriado americano representa certa-

mente uma gripe ou pneumonia por aqui ou seja as crises nos EUA tecircm

resultados imediatos e mais radicais aqui do que laacute Nessa eacutepoca de gripe

americana eacute uacutetil discutir a veracidade histoacuterica dessa afirmaccedilatildeo porque o

simples fato de se acreditar nela jaacute provoca efeitos negativos em nossa eco-

nomia

Celso Furtado ao contraacuterio da crenccedila corrente assinalava que as cri-

ses na economia americana foram sentidas aqui no curto prazo mas de

modo geral acabaram sendo beneacuteficas para a economia brasileira no meacutedio

prazo Ele mostrou em seu livro ldquoO Capitalismo Globalrdquo que a crise de 1929

e 1930 nos EUA produziam jaacute em 1932 um notaacutevel ressurgimento interno

baseado no mercado nacional

A tentativa de encontrar uma correlaccedilatildeo entre as taxas de crescimento

americanas e as brasileiras no periacuteodo 1930 a 2010 (Figura 1) natildeo conduz a

um resultado convincente A situaccedilatildeo natildeo muda introduzindo uma defasagem

de um ou dois anos da variaccedilatildeo do PIB no Brasil em relaccedilatildeo agrave americana

Figura 1 A correlaccedilatildeo entre crescimento no Brasil e nos EUA parece ser

pouco significativa no periacuteodo 1930 a 2010 Dados Ipeadatagovbr

Elaboraccedilatildeo proacutepria

y = 00744x + 47262Rsup2 = 00083

-10

-5

0

5

10

15

-15 -10 -5 0 5 10 15 20 25

Cre

scim

en

to d

o P

IB n

os

EUA

an

o

Crescimento do PIB no Brasil ano

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 34

Figura 2 Variaccedilatildeo do PIB dos EUA e Brasil valores anuais e meacutedia moacutevel

de trecircs anos em azul estatildeo assinalados os periacuteodos em que as economias

parecem estar na mesma fase (variaccedilotildees no mesmo sentido) e

em amarelo os periacuteodos em fase inversa (variaccedilotildees em sentido contraacuterio)

Elaboraccedilatildeo proacutepria

Eacute possiacutevel separar ao longo desses oitenta anos periacuteodos em que os

altos e baixos da taxa de crescimento econocircmico dos EUA e do Brasil estatildeo

na mesma fase do ciclo e outros em que o que aconteceu nos dois paiacuteses

tem sinal inverso Em uma anaacutelise preliminar (Figura 2) pode-se dizer que

os periacuteodos em que estiveram em fase inversa superam os que estiveram

na mesma fase

Pode-se verificar que no periacuteodo a que aludia Celso Furtado (crise de

trinta) as economias dos dois paiacuteses parecem em mesma fase Nota-se no

entanto que a retomada do crescimento no Brasil precedeu agrave americana

como dissera Celso Furtado que ademais se referia tambeacutem a mudanccedilas

qualitativas mais de desenvolvimento que de crescimento que vieram com

a maior atenccedilatildeo no Paiacutes ao consumo interno Em um segundo periacuteodo que

vai da Segunda Guerra Mundial ateacute 1970 as economias de Brasil e EUA

estiveram em fase inversa

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

1920

1930

1940

1950

1960

1970

1980

1990

2000

2010

Var

iaccedilatilde

o a

nu

al d

o P

IB

()

EUA

EUA 3

Brasil

Brasil 3

fase inversa fase inversaem fase em fase

Economia e Energia ndash eampe 35

Em uma terceira fase de 1987 a 1995 a teoria do resfriado americano

funcionou nas crises das mudanccedilas para as deacutecadas de oitenta e noventa

(repercussotildees simultacircneas e maiores em nossa economia) e na retomada

do meio da deacutecada de oitenta Cabe lembrar que os episoacutedios dessas crises

marcaram a alta de juros e falecircncia mexicana (1982) e crises de hiperinfla-

ccedilatildeo em paiacuteses como a Argentina que estavam muito mais proacuteximos de nos-

sa realidade

Nos uacuteltimos quinze anos estivemos em fase inversa com os EUA em

1998 eles estavam no auge da era Clinton e o Brasil passando por um fosso

em sua taxa de crescimento anual Depois comeccedilaram a experimentar que-

da no seu crescimento enquanto a economia brasileira tinha as taxas de

crescimento em elevaccedilatildeo

Na Figura 3 buscou-se a correlaccedilatildeo linear entre as variaccedilotildees do PIB

nos periacuteodos assinalados na Figura 2 e os resultados confirmam a avalia-

y = 03893x + 43207Rsup2 = 07113

-2

0

2

4

6

8

10

-20 -10 0 10 20

19301937 y = -0311x + 75908Rsup2 = 0314

0

2

4

6

8

10

12

-10 0 10 20

19381970

y = 18054x - 32349Rsup2 = 04684

-20

-10

00

10

20

30

40

50

60

00 10 20 30 40

19871995y = -0362x + 40064

Rsup2 = 02656

00

10

20

30

40

50

60

-20 00 20 40 60

19952010

Figura 3 Comportamento dos crescimentos dos PIB americano (na vertical)

e brasileiro (na horizontal) para os intervalos de tempo assinalados na figura

anterior

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 36

ccedilatildeo qualitativa Ou seja nos periacuteodos em fase existe uma correlaccedilatildeo positi-

va entre os crescimentos americano e brasileiro nos periacuteodos assinalados

com amarelo a relaccedilatildeo eacute negativa

A mudanccedila de intensidade e sentido da correlaccedilatildeo nos faz pensar que

a possiacutevel dependecircncia entre o crescimento brasileiro e o americano natildeo eacute

direta eacute muito mais complexa e para fazer sentido deve ser estudada por

periacuteodos histoacutericos O que se conclui eacute que a ldquoteoria do resfriadordquo natildeo expli-

ca o passado mesmo quando ainda eacuteramos muito mais dependentes dos

EUA

No final de 2008 configurou-se uma crise nos EUA que teve reflexo no

ano seguinte no Brasil que registrou uma queda no PIB de 06 O consu-

mo no entanto cresceu no ano 24 Em 2010 o ldquopibatildeordquo de 75 fez com

que no seu conjunto os anos de 2009 e 2010 possam ser considerados

como anos normais O consumo cresceu na meacutedia 45 mais que na meacute-

dia do periacuteodo Lula (40) Jaacute o PIB cresceu 33 um pouco abaixo da meacute-

dia tambeacutem de 40 ao ano do governo passado Os dados vecircm das Con-

tas Nacionais Trimestrais do IBGE A defasagem entre o crescimento da

produccedilatildeo e do consumo foi praticamente coberta com importaccedilotildees e menor

investimento Ou seja a queda do PIB em 2009 se deveu a nosso ver a

uma reduccedilatildeo exagerada da oferta pelo setor produtivo em virtude de uma

leitura equivocada do efeito da crise americana sobre a economia brasileira

O crescimento nos dois anos poacutes-crise nos EUA foi normal passou a

primeira ldquomarolardquo E agora Entraremos na mesma fase de ciclo dos EUA

Page 2: Economia e Energia · população ou na superfície mundial: foi o fato de serem os “vencedores” da 2ª Guerra Mundial. Num primeiro momento, somente os EUA possuíam ar-0 10.000

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 2

Sumaacuterio

As dez maiores economias e a energia nuclear Reflexotildees para o futuro

do Brasil 3

Introduccedilatildeo 3

As maiores economias do mundo 4

Os dez mais e a energia nuclear 7

Conclusatildeo 12

Iniciativas para o uso da biomassa lignoceluloacutesica em biorrefinarias a

plataforma sucroquiacutemica no mundo e no Brasil 14

Introduccedilatildeo 15

Conceito de Biorrefinaria 17

Biorrefinaria de Materiais Lignoceluloacutesicos 18

Potencial Brasileiro para geraccedilatildeo de mateacuteria-prima lignoceluloacutesica

21

Metodologia 22

Resultados 22

No Mundo 22

No Brasil 26

Referencias 31

Gripe americana e resfriado no Brasil 33

Ensaio

Gripe americana e resfriado no Brasil

A crenccedila de que um resfriado nos EUA corresponde a uma gripe ou

pneumonia no Brasil natildeo eacute confirmada pela anaacutelises do comportamento do

crescimento econocircmico anual dos dois paiacuteses nos uacuteltimos oitenta anos

(19302010) com efeito natildeo parece existir uma correlaccedilatildeo entre as taxas de

crescimento dos dois paiacuteses nesse periacuteodo Uma anaacutelise preliminar por pe-

riacuteodos histoacutericos menores mostra que eacute possiacutevel identificar uma correlaccedilatildeo

positiva em alguns periacuteodos mas em boa parte do tempo a correlaccedilatildeo eacute

negativa como aconteceu nos uacuteltimos quinze anos

Economia e Energia ndash eampe 3

Texto para Discussatildeo

As dez maiores economias e a energia nuclear

Reflexotildees para o futuro do Brasil Carlos Feu Alvim1

Leonam dos Santos Guimaratildees2

Resumo

O artigo analisa as dez maiores economias mundiais nas quais se in-

clui o Brasil do ponto de vista da energia nuclear tanto com relaccedilatildeo ao do-

miacutenio do ciclo do combustiacutevel para a geraccedilatildeo de eletricidade quanto agrave posse

de armas nucleares Desses dez paiacuteses somente o Brasil natildeo possui armas

nucleares enquanto os demais paiacuteses ou as possuem ou compartilham es-

sas armas com aqueles que as possuem Neste contexto eacute mostrada a im-

portacircncia estrateacutegica do Brasil se manter ativo nos usos paciacuteficos da energia

nuclear expandindo seu domiacutenio tecnoloacutegico e capacidade industrial instala-

da nos diversos setores a ela associados Assinala-se ainda a conveniecircncia

do Brasil manter a posiccedilatildeo de rejeitar o uso natildeo paciacutefico da energia nuclear

como estabelecido na Constituiccedilatildeo Brasileira e em vaacuterios acordos internacio-

nais firmados pelo Brasil

Palavras-chave Brasil energia nuclear armas nucleares ciclo do combus-

tiacutevel nuclear

Abstract

The article analyzes the ten largest world economies among which Bra-

zil is included from the nuclear energy point of view regarding both maste-

ring the nuclear fuel cycle for electricity generation and the possession of

nuclear weapons Of these ten countries Brazil is the only one that does not

possess nuclear weapon while the others do have them or share them with

those that have them In this context it is shown the strategic importance for

Brazil to maintain active the peaceful uses of nuclear energy expanding its

technologic mastering and installed industrial capacity in the different sectors

with it associated

Keywords Brazil nuclear energy nuclear weapons nuclear fuel cycle

1 - Editor da Revista Economia e Energia eampe httpecencom Foi o primeiro secretaacuterio bra-sileiro da ABACC - Agecircncia Brasileiro-Argentina de Contabilidade e Controle de Materiais Nucleares de 1992 a 2003

2 - Assistente do Diretor Presidente da Eletrobraacutes Eletronuclear SA e membro do Grupo Permanente de Assessoria em Energia Nuclear do Diretor-Geral da Agecircncia Internacional de Energia Atocircmica

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 4

O Brasil eacute a oitava maior economia mundial quando se usa o criteacuterio de

paridade de poder de compra (PPC) e a seacutetima economia quando se consi-

dera o criteacuterio do cacircmbio nominal Ambas as apuraccedilotildees satildeo do Fundo Mo-

netaacuterio Internacional para o ano de 2010 O primeiro criteacuterio representa me-

lhor o valor da produccedilatildeo dos paiacuteses e independe das poliacuteticas cambiais na-

cionais e de suas oscilaccedilotildees bruscas por problemas conjunturais De qual-

quer forma o Brasil estaacute para ambos os criteacuterios entre as oito maiores eco-

nomias mundiais

As maiores economias do mundo

Na Tabela 1 estatildeo indicadas as dez maiores economias pelos criteacuterios

de PPC e de cacircmbio nominal A tabela tambeacutem inclui o Canadaacute que eacute ape-

nas o 14deg na lista por paridade do poder de compra mas eacute o 9ordm PIB nominal

Esta tabela tambeacutem apresenta o PIB PPC per capita

Tabela 1 Dez maiores economias pelos criteacuterios de paridade de poder de compra (PPC) e cacircmbio nominal

PIB em PPC PIB NOMINAL PIB PPChab US$

bilhatildeo Rank Mundo

US$

bilhatildeo Rank Mundo

US$

hab Rank

EUA 14658 1 197 14658 1 233 47284 9

China 10086 2 136 5878 2 93 7519 94

Japatildeo 4309 3 58 5459 3 87 33805 24

Iacutendia 4060 4 55 1538 10 24 3339 129

Alemanha 2940 5 40 3316 4 53 36033 19

Ruacutessia 2223 6 30 1465 11 23 15837 52

Reino

Unido 2173 7 29 2247 6 36 34920 21

Brasil 2172 8 29 2090 7 33 11239 71

Franccedila 2145 9 29 2583 5 41 34077 23

Itaacutelia 1774 10 24 2055 8 33 29392 28

Canadaacute 1330 14 18 1574 9 25 39057 12

Mundo 74265 100 62909 100 10886

Fonte FMI 2010 (FMI in Wikipedia 2010)

Economia e Energia ndash eampe 5

A metodologia de paridade de poder de compra busca indicar o PIB a

preccedilos equivalentes nos EUA Por essa razatildeo os valores para esse paiacutes

satildeo idecircnticos nas duas listas Entre os dez maiores as posiccedilotildees relativas

variam muito para os dois criteacuterios sendo a maior variaccedilatildeo a da Iacutendia que

passa de deacutecimo para o quarto quando se considera a PPC

Na composiccedilatildeo da lista das dez maiores economias do mundo a Ruacutes-

sia substitui o Canadaacute quando se passa do cacircmbio nominal para a PPC A

posiccedilatildeo do Brasil varia muito pouco sendo o seacutetimo na lista do PIB ao cacircm-

bio nominal e oitavo praticamente empatado no seacutetimo lugar com o Reino

Unido pela paridade de poder de compra

A Figura 1 ilustra a posiccedilatildeo dos maiores paiacuteses em PIB medido em

PPC e valor nominal Os onze paiacuteses representados ocupam as dez primei-

ras posiccedilotildees no ranking mundial do PIB nominal ou em paridade de poder

de compra

Figura 1 As dez maiores economias mundiais em 2010 (PIB em PPC e Nominal)

Quando se usa o criteacuterio da renda per capita a lista incluiria em seu topo uma quantidade de pequenos paiacuteses ricos Dentre os maiores PIB os EUA ficam em 9deg lugar o Canadaacute em 12deg e a Alemanha em 19deg As demais maiores economias se encontram abaixo do 20ordm lugar

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

US$

bi

ano

PPC

Nominal

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 6

O Brasil que recentemente ultrapassou a limiar da meacutedia mundial de

PIB PPC per capita estaacute em 72deg lugar Note-se que a China estaacute em 94deg e a

Iacutendia em 129deg Apesar do baixo valor da renda per capita desses paiacuteses

isso natildeo reduz seu peso especiacutefico no comeacutercio internacional e ateacute mesmo o

reforccedila pelo potencial de mercado existente numa visatildeo de mais longo pra-

zo

Assim o Brasil jaacute ocupa hoje posiccedilatildeo dentre os ldquodez maisrdquo da economia

mundial sendo ainda o quinto paiacutes em termos de extensatildeo territorial e em

populaccedilatildeo conforme Tabela 2

Tabela 2 Posiccedilatildeo do Brasil no ranking de populaccedilatildeo e aacuterea

Populaccedilatildeo Superfiacutecie

mil hab Rank Mundo km2 Rank Mundo

EUA 313232 3 45 9826675 3 65

China 1336718 1 194 9596961 4 65

Japatildeo 126475 10 18 377915 61 03

Iacutendia 1189172 2 175 3287263 7 22

Alemanha 81471 16 12 357022 62 02

Ruacutessia 138739 9 21 17098242 1 115

Reino Uni-

do 62698 22 09 243610 79 02

Brasil 203429 5 28 8514877 5 57

Franccedila 65312 21 09 643801 42 04

Itaacutelia 61017 23 09 301340 71 02

Canadaacute 34039 37 05 9984670 2 67

Mundo 6922600 100 148680365 100

Fonte (CIA 2011)

Seus recursos naturais forccedila de trabalho e produccedilatildeo diversificada de

bens e serviccedilos permitem projetar a ascensatildeo futura do Brasil nessa lista

conforme vem sendo feito por alguns estudos econocircmicos internacionais As

projeccedilotildees de GOLDMAN SACHS 2007 colocam o Brasil na quarta posiccedilatildeo

de PIB PPC em 2050 conforme Figura 2

Economia e Energia ndash eampe 7

Figura 2 As dez maiores economias mundiais ateacute 2050 (PIB em PPC)

Fonte Goldman Sachs 2007

O fato de nossa economia estar entre as dez maiores do mundo ainda

natildeo foi incorporado agrave percepccedilatildeo dos brasileiros frente ao mundo mas jaacute eacute

um fato concreto nas relaccedilotildees internacionais

Antigamente tiacutenhamos aquela incocircmoda sensaccedilatildeo de que o Presidente

do Brasil era quase um intruso nas fotos das cuacutepulas mundiais Agora jaacute nos

acostumamos a isso e futuramente seratildeo os participantes do grupo deno-

minado G8 que vatildeo comeccedilar a sentir a falta de significado praacutetico de suas

reuniotildees com a ausecircncia de paiacuteses como China Brasil e Iacutendia Eacute provaacutevel

que isto jaacute esteja de fato ocorrendo

Os dez mais e a energia nuclear

O criteacuterio adotado para fixar os membros permanentes do Conselho

de Seguranccedila da ONU que possuem o poder de veto (EUA Ruacutessia China

Reino Unido e Franccedila) natildeo foi o peso relativo dos paiacuteses na economia na

populaccedilatildeo ou na superfiacutecie mundial foi o fato de serem os ldquovencedoresrdquo da

2ordf Guerra Mundial Num primeiro momento somente os EUA possuiacuteam ar-

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

80000

Ch

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EUA

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no

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US$

bi

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 8

mamento nuclear Muito rapidamente poreacutem os demais ldquovencedoresrdquo ace-

deram agrave posse dessas armas (GUIMARAES 2010)

Isso se justificava pelo contexto histoacuterico em que esse criteacuterio foi adota-

do ou seja imediato poacutes-guerra e principalmente poacutes-Hiroshima e Nagasa-

ki Agrave eacutepoca e nas deacutecadas que se seguiram dominadas pela ideologia da

ldquoGuerra Friardquo e da ldquoMuacutetua Destruiccedilatildeo Garantidardquo (Mutual Assured Destructi-

on ndash MAD) o fator de peso relativo determinante era inequivocamente o

poder militar do qual as armas nucleares constituiacuteam fator fundamental de

assimetria de poder pela forccedila bruta

Hoje passados mais de 60 anos do fim da guerra a posse de arma-

mento nuclear e a persistente sobrevivecircncia da ideologia a ela associada

parece ser o uacutenico criteacuterio objetivo para a manutenccedilatildeo desse status quo

Felizmente a posse de armas nucleares e o proacuteprio poder militar vecircm

deixando de ser os determinantes baacutesicos da influecircncia dos paiacuteses no cenaacute-

rio mundial Os fatores econocircmicos se tornam cada vez mais determinantes

do que a posse de armamentos nucleares para medir o peso poliacutetico dos

paiacuteses

A ascensatildeo econocircmica da Alemanha e Japatildeo e em menor escala da

Itaacutelia e demais paiacuteses europeus destruiacutedos pela guerra foram os primeiros

sinais dessa mudanccedila ainda que mitigados pela ldquonuclearizaccedilatildeordquo da Franccedila

e Gratilde-Bretanha (e posteriormente da China) pela criaccedilatildeo da OTAN que

passou a permitir o ldquocompartilhamentordquo das armas nucleares entre seus

membros e pela abertura do ldquoguarda-chuvardquo de proteccedilatildeo nuclear americano

sobre o Japatildeo

Na Tabela 3 estatildeo indicados os dez maiores paiacuteses em termos de PIB

(em PPC) e sua situaccedilatildeo quanto agrave posse e o compartilhamento de armas

nucleares Eacute assinalada para o Japatildeo a existecircncia do ldquoguarda-chuvardquo de

proteccedilatildeo nuclear oferecido pelos EUA Tambeacutem eacute indicado na tabela o nuacute-

mero de reatores nucleares de pesquisa em operaccedilatildeo nesses paiacuteses que eacute

um indicador do niacutevel da atividade de desenvolvimento cientiacutefico e tecnoloacutegi-

co na aacuterea nuclear e da produccedilatildeo de radioisoacutetopos para usos meacutedicos e in-

dustriais

Economia e Energia ndash eampe 9

Rank PIB

PPPC Paiacutes

Armamento

Nuclear

Domiacutenio do

Ciclo de

Combustiacutevel

Reatores de

Pesquisa

em operaccedilatildeo

1 EUA Proacuteprio Sim 82

2 China Proacuteprio Sim 13

3 Japatildeo Guarda Chuva Sim 19

4 Iacutendia Proacuteprio Sim 5

5 Alemanha Compartilhado Sim 21

6 Ruacutessia Proacuteprio Sim 20

7 Reino Unido Proacuteprio Sim 9

8 Brasil Natildeo Sim 4

9 Franccedila Proacuteprio Sim 19

10 Itaacutelia Compartilhado Desativado 5

Tabela 3 Armamentos nucleares e domiacutenio do ciclo de combustiacutevel nos dez

paiacuteses de maior atividade econocircmica

Fontes (IAEA 2010) (World Nuclear Association 2011)

Dos dez maiores paiacuteses seis possuem armamento nuclear proacuteprio Ale-

manha e Itaacutelia satildeo membros da OTAN tendo armazenado em seus territoacute-

rios numerosos artefatos nucleares ldquocompartilhadosrdquo As condiccedilotildees detalha-

das de como se processa esse compartilhamento natildeo satildeo exatamente co-

nhecidas Sabe-se no entanto que por exemplo existem na Alemanha

aviotildees de combate Tornado da Forccedila Aeacuterea Alematilde (Luftwaffe) prontos para

sob comando da OTAN serem armados com artefatos nucleares

(KRISTENSEN 2005) Sabe-se ainda que cabe ao comandante da OTAN

ouvido o comando dos EUA junto agravequela organizaccedilatildeo a decisatildeo sobre o

uso do armamento nuclear compartilhado (GAO 2011)

O Japatildeo tem um acordo com os EUA que garante um ldquoguarda-chuvardquo

de proteccedilatildeo nuclear que implica a existecircncia de armas nucleares a uma dis-

tacircncia relativamente curta das potenciais ameaccedilas Isto faz crer na presenccedila

de armamento nuclear em embarcaccedilotildees e aeronaves em aacuteguas territoriais

japonesas senatildeo em seu proacuteprio solo nacional ainda que controlado pelos

americanos Ao menos no passado existem indiacutecios claros (documentos

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 10

liberados em consequumlecircncia do Freedom of Information Act ndash FOIA dos EUA)

de que armas nucleares estiveram nos espaccedilos territorial mariacutetimo e aeacutereo

japonecircs (KRISTENSEN 1999) A contestaccedilatildeo da eficaacutecia desse guarda-

chuva de proteccedilatildeo e a consequumlente discussatildeo quanto agrave conveniecircncia do

paiacutes ter sua forccedila nuclear proacutepria para defender-se de eventuais ataques eacute

tema recorrente na poliacutetica interna do Japatildeo que recrudesce sempre que

ocorrem tensotildees com a China (disputas territoriais por ilhas) e Coreacuteia do

Norte (testes nucleares e de miacutesseis de longo alcance)

No que concerne ao domiacutenio do ciclo nuclear e agrave geraccedilatildeo eleacutetrica nu-

clear apenas a Itaacutelia natildeo manteacutem atualmente atividades na aacuterea em virtude

de decisatildeo poliacutetica tomada (referendo popular em 1987) sob a forte influecircn-

cia emocional do acidente de Tchernobyl (1986) tendo sua uacuteltima usina nu-

clear sido desligada definitivamente em 1990 No contexto de uma crise poliacute-

tica interna do governo Berlusconi agravada pelo acidente de Fukushima a

retomada das atividades nucleares na Itaacutelia foi rejeitada por recente referen-

do popular em junho de 2011

Por lei de 2001 a Alemanha se comprometeu ao desligamento definiti-

vo de todas as suas usinas nucleares ateacute 2022 O Governo da Chanceler

Angela Merkel conseguiu aprovar no Bundestag nova lei que postergou tal

decisatildeo por 10 anos Essa mudanccedila deveu-se principalmente agraves dificulda-

des teacutecnicas que a Alemanha enfrenta para cumprir simultaneamente essa

decisatildeo poliacutetica e as metas de reduccedilatildeo de emissotildees de gases de efeito es-

tufa bem como manter uma razoaacutevel seguranccedila energeacutetica nacional mini-

mizando importaccedilotildees de eletricidade dos paiacuteses vizinhos e de combustiacuteveis

foacutesseis em especial gaacutes natural da Ruacutessia

Entretanto apoacutes o acidente de Fukushima (marccedilo de 2011) e tambeacutem

no contexto de uma crise poliacutetica interna ligada agrave proximidade de eleiccedilotildees

esse mesmo governo voltou atraacutes recentemente mantendo a data limite de

2022 Entretanto o governo alematildeo natildeo tem uma poliacutetica de abandono das

atividades ligadas ao ciclo do combustiacutevel nuclear nem de banimento de

armas nucleares de seu territoacuterio atitude essa no miacutenimo contraditoacuteria

Essas decisotildees poliacuteticas poreacutem natildeo impedem que Itaacutelia e Alemanha

importem significativas parcelas de seu consumo de eletricidade de paiacuteses

geradores de energia nuclear como Franccedila Eslovecircnia Hungria e Repuacuteblica

Tcheca

Economia e Energia ndash eampe 11

Note-se que tanto a Itaacutelia como a Alemanha estavam no caminho de

desistir da renuacutencia agrave geraccedilatildeo nuacutecleo-eleacutetrica quando ocorreu o acidente de

Fukushima num contexto de crise poliacutetica interna o que fez esses paiacuteses

reafirmarem sua posiccedilatildeo anterior de abandono das usinas nucleares

Na Tabela 4 estatildeo indicados os dados de geraccedilatildeo de energia eleacutetrica e

da participaccedilatildeo nuclear A tabela tambeacutem indica as reservas estimadas de

uracircnio dos paiacuteses (soacute satildeo indicadas as reservas relevantes do ponto de vis-

ta mundial) A posse de reservas de uracircnio eacute naturalmente um fator a ser

levado em conta nas decisotildees sobre a energia nuclear no Paiacutes

Tabela 4 Geraccedilatildeo de energia eleacutetrica e participaccedilatildeo nuclear nos dez paiacuteses

de maior atividade econocircmica

Rank

PIB

PPPC

Paiacutes

Usinas Nucleares

em operaccedilatildeo

(+ em construccedilatildeo)

Potecircncia

Instalada

Mw(e)

Participa-

ccedilatildeo na Ge-

raccedilatildeo Eleacute-

trica

Reservas

Uracircnio

(ton de U)

1 EUA 104 (+1) 100747 20 339000

2 China 11 (+20) 8438 2 67900

3 Japatildeo 54 (+1) 46823 29 x

4 Iacutendia 18 (+5) 3987 3 72900

5 Alemanha 17

(em desativaccedilatildeo) 20480 28 x

6 Ruacutessia 31 (+9) 21743 17 545700

7 Reino

Unido 19 10137 16 x

8 Brasil 2 (+1) 1884 3 278400

9 Franccedila 59 (+1) 63260 74 x

10 Itaacutelia 4 (desativadas) - - -

Fonte (IAEA 2010)

Cabe ressaltar que Brasil Ruacutessia e EUA satildeo os uacutenicos paiacuteses do mun-

do que possuem grandes reservas de uracircnio domiacutenio tecnoloacutegico de todas

as etapas de produccedilatildeo do combustiacutevel nuclear e um parque de geraccedilatildeo eleacute-

trica nuclear em operaccedilatildeo Ruacutessia e EUA entretanto possuem capacidade

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 12

industrial instalada suficiente para garantir auto-suficiecircncia na produccedilatildeo de

combustiacutevel nuclear O Brasil tem tal capacidade nas etapas de mineraccedilatildeo

beneficiamento e fabricaccedilatildeo faltando poreacutem instalaccedilotildees industriais com

capacidade suficiente para atender as necessidades nacionais nas etapas

de conversatildeo e de enriquecimento apesar de possuir unidades piloto com

capacidade de produccedilatildeo limitada desde o final dos anos 80

Conclusatildeo

O Brasil eacute dentre as dez maiores economias mundiais o uacutenico paiacutes

que natildeo possui natildeo armazena em seu territoacuterio e nem considera a possibili-

dade de uso de armas nucleares estrangeiras na sua estrateacutegia de defesa

Juntamente com Nova Zelacircndia o Brasil eacute o uacutenico paiacutes do mundo que pros-

creveu os usos natildeo paciacuteficos da energia nuclear na sua proacutepria Constituiccedilatildeo

Federal O Brasil eacute signataacuterio do Tratado de Natildeo Proliferaccedilatildeo Nuclear e do

Tratado de Tlatelolco este uacuteltimo estabelecendo a Ameacuterica Latina e Caribe

como uma zona livre de armas nucleares

O Acordo Brasil Argentina que eliminou uma potencial corrida por ar-

mas nucleares na regiatildeo e que criou a Agecircncia Brasileiro Argentina de Con-

tabilidade e Controle de Materiais Nucleares (ABACC) completa 20 anos em

2011 O Acordo assegurou o clima poliacutetico favoraacutevel para que o MERCOSUL

fosse posteriormente instalado Esse bloco econocircmico serviu de base para o

avanccedilo da integraccedilatildeo econocircmica do Continente Sul-Americano O espaccedilo

econocircmico que assim se abriu eacute de grande importacircncia para o continente O

comeacutercio com a Argentina que era quase despreziacutevel alccedilou nosso vizinho agrave

posiccedilatildeo de segundo maior parceiro comercial do Brasil

Ao Brasil interessa manter sua posiccedilatildeo de uso apenas paciacutefico da ener-

gia nuclear Isso daacute ao paiacutes um caraacuteter uacutenico junto aos ldquodez maisrdquo da econo-

mia mundial que se reflete numa autoridade moral e eacutetica que pode ser ex-

plorada politicamente em diversas situaccedilotildees como por exemplo a reforma

do Conselho de Seguranccedila da ONU e a arbitragem de crises internacionais

Essa ldquovantagem competitivardquo eacute muito mais valiosa do que a posse de armas

nucleares que ao final das contas seriam feitas para nunca serem usadas

Entretanto os quadros apresentados mostram de forma inequiacutevoca a

importacircncia estrateacutegica do Brasil se manter ativo na exploraccedilatildeo dos usos

paciacuteficos da energia nuclear expandindo seu domiacutenio tecnoloacutegico e capaci-

Economia e Energia ndash eampe 13

dade industrial instalada nos diversos setores associados como produccedilatildeo

de radioisoacutetopos para medicina induacutestria e agricultura produccedilatildeo de com-

bustiacutevel nuclear e geraccedilatildeo eleacutetrica

O Plano Nacional de Energia (PNE) que prevecirc a conclusatildeo de Angra 3

ateacute 2015 e a implantaccedilatildeo de 4000 MW nucleares adicionais ateacute 2030 junta-

mente com as metas estabelecidas para a autosuficiecircncia na produccedilatildeo do

combustiacutevel nuclear que mantecircm nas duas proacuteximas deacutecadas uma partici-

paccedilatildeo do nuclear na geraccedilatildeo eleacutetrica proacutexima da atual tambeacutem eacute por ne-

cessidades de diversificaccedilatildeo da matriz energeacutetica uma opccedilatildeo sensata do

ponto de vista energeacutetico

Bibliografia

CIA The World Fact Book Consultado em Julho de 2011 em httpwwwciagov

FMI citado na Wikipedia (2010) consultado Junho 2011 disponiacutevel em httpenmwikipediaorg

GOLDMAN SACHS BRICS AND BEYOND - study of BRIC and N11 nations Novembro 2007 disponiacutevel em httpwww2goldmansachscomideasbricsbookBRIC-Fullpdf

GUIMARAES L S A (contra) Ameaccedila Nuclear in Revista Mariacutetima Brasileira vol 130 seacuterie 0406 maio de 2010

GAO (May 2011) NUCLEAR WEAPONS- DOD and NNSA Need to Better Manage Scope of Future Refurbishments and Risks to Maintaining US Commitments to NA-TO Washington - DC - USA United States Government Accountability Office dispo-niacutevel em httpwwwgaogovproductsGAO-11-387

IAEA (2010) Nuclear Power Reactors in the World - Reference Data No 2 Vienna International Atomic Energy Agency

Kristensen H M (Julho 1999) Japan Under the Nuclear Umbrella US Nuclear We-apons and Nuclear War Planning In Japan During the Cold War The Nautilus Institu-te for Security and Sustainable Development

Kristensen H M (Fevereiro 2005) US Nuclear Weapons in Europe A Review of Post-Cold War Policy Force Levels and War Planning Natural Resources Defense Council diponiacutevel em httpwwwnrdcorgnucleareuroeuropdf

World Nuclear Association (Julho 2011) World Nuclear Power Reactors amp Uranium Requirements Consultado julho 2011 em httpwwwworld-nuclearorginforeactorshtml

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 14

1 - Fundaccedilatildeo Instituto Brasileiro de Geografia e Estatiacutestica (IBGE) ndash Diretoria Executiva ndash CRM ndash Av Franklin Roosevelt 146 6ordm andar sala 602 ndash Centro ndash Rio de JaneiroRJ Escola de Quiacute-mica da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) Cidade Universitaacuteria ndash Centro de Tec-nologia Bloco E ndash 2ordm nadir ndash DPO ndash Aacuterea de Gestatildeo e Inovaccedilatildeo Tecnoloacutegica ndash Rio de JaneiroRJ ndash CEP 21949-900 email marciafribeiroyahoocombr

2 - Escola de Quiacutemica da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) Cidade Universitaacuteria ndash Centro de Tecnologia Bloco E ndash 2ordm nadir ndash DPO ndash Aacuterea de Gestatildeo e Inovaccedilatildeo Tecnoloacutegica ndash Rio de JaneiroRJ ndash CEP 21949-900 email suzanaeqcombr

3 - Escola de Quiacutemica da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) Cidade Universitaacuteria ndash Centro de Tecnologia Bloco E ndash 2ordm nadir ndash DEB ndash Aacuterea de Processos Bioquiacutemicos ndash Rio de JaneiroRJ ndash CEP 21949-900 email gimeneseqcombr

Artigo

Iniciativas para o uso da biomassa lignoceluloacutesica

em biorrefinarias a plataforma sucroquiacutemica no

mundo e no Brasil

Maacutercia Franccedila Ribeiro Fernandes dos Santos1 Suzana Borschiver2

Maria Antonieta Peixoto Gimenes Couto3

Resumo

Petroacuteleo gaacutes natural e seus derivados representam 55 do consumo

mundial de energia no entanto eles natildeo vatildeo durar mais do que algumas

deacutecadas Assim se faz necessaacuterio encontrar substitutos para estes combus-

tiacuteveis e uma alternativa que se apresenta eacute a utilizaccedilatildeo de mateacuteria orgacircnica

renovaacutevel (biomassa) Este artigo apresenta as iniciativas adotadas no mun-

do e em especial no Brasil sobre o uso de mateacuterias-primas lignoceluloacutesicas

no contexto da biorrefinaria O enfoque seraacute dado na plataforma sucroquiacutemi-

ca para a produccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo tendo em vista a posiccedilatildeo de

destaque neste segmento de mercado no agronegoacutecio nacional O levanta-

mento das informaccedilotildees disponibilizadas na literatura foi obtido por meio de

uma pesquisa bibliograacutefica Os resultados sugerem que a tecnologia ainda

estaacute em fase de pesquisa e desenvolvimento e desperta grande interesse

para consolidar o mercado mundial de etanol

Palavras-chave biorrefinaria biomassa mateacuteria-prima lignoceluloacutesica eta-

nol Brasil

Economia e Energia ndash eampe 15

Abstract

Oil natural gas and their products represent 55 of global energy con-

sumption yet they will not last more than a few decades Thus it is neces-

sary to find substitutes for these fuels and an alternative that presents itself is

the use of organic matter (biomass) This article presents the initiatives taken

in the world and especially in Brazil on the use of raw materials in the con-

text of lignocellulosic biorefinery The focus will be on the sugar platform for

the production of second-generation ethanol aimed at a prominent position

of this market segment in the national agribusiness The survey of informati-

on availability in the literature was obtained through a search The results

suggest that the technology is still undergoing research and development

and it arouse great interest for consolidating the ethanol global market

Keywords biorefinery biomass lignocelulosic feedstock ethanol Brazil

Introduccedilatildeo

As mudanccedilas climaacuteticas e a elevaccedilatildeo das cotaccedilotildees do petroacuteleo aliadas

agraves necessidades estrateacutegicas de produccedilatildeo de energia tecircm motivado uma

corrida sem precedentes agrave produccedilatildeo de combustiacuteveis alternativos preferen-

cialmente de fontes renovaacuteveis de energia (BUCKERIDEG et al 2010)

O uso da biomassa para energia cresce em importacircncia como uma das

vias de mitigaccedilatildeo dos problemas citados acima Existem diferentes rotas

para converter a energia da biomassa em fluxo de energia final desejado

quer seja na forma de calor combustiacutevel ou energia eleacutetrica (SEABRA

2008)

Assim abrem-se oportunidades para o desenvolvimento de uma induacutes-

tria baseada em mateacuterias primas renovaacuteveis Aleacutem dos biocombustiacuteveis jaacute

conhecidos um fluxo de inovaccedilotildees em desenvolvimento pode estar lanccedilan-

do as bases de uma induacutestria integrada de exploraccedilatildeo da biomassa

(COUTINHO amp BONTEMPO 2010)

Neste cenaacuterio o Brasil desponta em uma posiccedilatildeo privilegiada para as-

sumir a lideranccedila no aproveitamento integral das biomassas pelo fato de

apresentar grande potencial de cultivo de mateacuterias-primas renovaacuteveis dis-

pondo de vantagens comparativas e competitivas tais como (i) culturas agriacute-

colas de grande extensatildeo (destaque para a induacutestria da cana-de-accediluacutecar) (ii)

maior biodiversidade do planeta (iii) intensa radiaccedilatildeo solar (iv) aacutegua em

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 16

abundacircncia (v) diversidade de clima e (vi) pioneirismo na produccedilatildeo de bio-

combustiacutevel etanol (CGEE 2010) O paiacutes reuacutene ainda condiccedilotildees para ser o

principal receptor de recursos de investimentos oriundos do mercado de car-

bono no segmento de produccedilatildeo e uso de bioenergia

Hoje o Brasil desfruta de uma posiccedilatildeo confortaacutevel com relaccedilatildeo agrave tecno-

logia da produccedilatildeo de etanol Neste setor o Brasil eacute liacuteder mundial na produ-

ccedilatildeo de cana-de-accediluacutecar etanol e accediluacutecar com 5727 milhotildees de toneladas

277 bilhotildees de litros e 313 milhotildees de toneladas respectivamente na safra

de 20082009 (CORTEZ 2010)

Em meacutedia 50 da cana colhida eacute destinada agrave produccedilatildeo de aacutelcool e os

demais 50 satildeo destinados agrave produccedilatildeo de accediluacutecar Cerca de 23 do accediluacutecar

produzido eacute destinado ao mercado externo enquanto que o restante atende

ao mercado interno Quanto a produccedilatildeo de aacutelcool cerca de 85 eacute direcio-

nado ao mercado interno sendo que destes 90 satildeo destinados ao seu

uso como carburante e o restante atender ao mercado externo (BASTOS

2007)

Entretanto para preservar essa posiccedilatildeo num cenaacuterio competitivo em

que outros players estatildeo interessados em se desenvolver com pesados in-

vestimentos em Pesquisa amp Desenvolvimento (PampD) o Brasil precisa manter

investimentos compatiacuteveis na geraccedilatildeo de novas tecnologias e formaccedilatildeo de

competecircncias (BUCKERIDEG et al 2010)

Atualmente a conversatildeo pela rota sucroquiacutemica de material lignoceluloacute-

sico presente na palha e no bagaccedilo da cana-de-accediluacutecar em accediluacutecares fer-

mentaacuteveis para a produccedilatildeo de etanol denominado de etanol de 2ordf geraccedilatildeo

vem sendo considerada no Brasil como uma alternativa promissora para

atender agrave demanda mundial

Assim o presente artigo tem como objetivo principal expor as iniciativas

adotadas no mundo e em especial no Brasil sobre o uso de mateacuterias-

primas lignoceluloacutesicas no contexto da biorrefinaria O enfoque seraacute dado na

plataforma sucroquiacutemica para a produccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo tendo em

vista a posiccedilatildeo de destaque neste segmento de mercado no agronegoacutecio

nacional

Economia e Energia ndash eampe 17

Conceito de Biorrefinaria

De acordo com Fernando et al (2006) o conceito de produzir produtos a

partir de commodities agriacutecolas como a biomassa natildeo eacute novo no entanto

utilizar a biomassa como insumo na produccedilatildeo de vaacuterios produtos de maneira

similar a uma refinaria de petroacuteleo onde combustiacuteveis foacutesseis satildeo usados

como input eacute relativamente novo Seu principal objetivo eacute transformar os

materiais bioloacutegicos em produtos utilizaacuteveis nas induacutestrias de transformaccedilatildeo

usando uma combinaccedilatildeo de tecnologias e processos biotecnoacutegicos

Os princiacutepios baacutesicos da refinaria de petroacuteleo tradicional e a biorrefinaria

satildeo representados esquematicamente na Figura 1 Uma refinaria de petroacuteleo

fornece principalmente combustiacuteveis para transportes e energia e somente

uma fraccedilatildeo relativamente pequena eacute usada na induacutestria quiacutemica Em uma

biorrefinaria uma quantidade relativamente maior eacute usada para a quiacutemica e

a utilizaccedilatildeo de materiais De acordo com Kamm et al (2006) os bioprodutos

industriais soacute podem competir com aqueles oriundos da petroquiacutemica quan-

do os recursos de biomassa satildeo processadas atraveacutes de sistemas de forma

otimizada nos sistemas das biorrefinarias onde novas cadeias de valor satildeo

desenvolvidas e implementadas

Figura 1 Refinaria de petroacuteleo versus biorrefinaria

(KAMM et al 2006)

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 18

Em seus estudos Ree amp Annevelink (2007) apontam a existecircncia de

sete tipos de biorefinarias que ainda estatildeo na fase de pesquisa e desenvol-

vimento (i) Biorrefinarias Convencionais (ii) Biorrefinarias Verdes (iii) Biore-

finarias de Cereais (iv) Biorrefinarias de Material Lignoceluloacutesico (v) Biorre-

finarias de Duas Plataformas (vi) Biorrefinarias Termoquiacutemicas e (vii) Bior-

refinarias Aquaacuteticas

Biorrefinaria de Materiais Lignoceluloacutesicos

A biorefinaria a partir de materiais lignoceluloacutesicos usa um mix de fon-

tes de biomassa para a produccedilatildeo de uma seacuterie de produtos por meio de u-

ma combinaccedilatildeo de tecnologias Tal biorefinaria consiste de trecircs fraccedilotildees quiacute-

micas baacutesicas (a) hemicelulose poliacutemeros de accediluacutecar com cinco carbonos

(b) celulose poliacutemeros de glucose com seis carbonos e (c) lignina poliacuteme-

ros de fenol (FERNANDO et al 2006) A Figura 2 apresenta os produtos que

podem ser obtidos a partir destas fraccedilotildees quiacutemicas

Figura 2 Produtos potenciais obtidos na Biorrefinaria de Material Lignocelu-

loacutesico (KAMM et al 2006)

Economia e Energia ndash eampe 19

Segundo Pereira Juacutenior et al (2008) a utilizaccedilatildeo de biomassa lignoce-

luloacutesica dentro do contexto da biorrefinaria eacute fundamentada em duas plata-

formas distintas conforme o conceito de Biorrefinarias de Duas Plataformas

ilustrado na Figura 3 que visam fornecer ldquoblocos de construccedilatildeordquo para obter

uma variedade de produtos

A plataforma termoquiacutemica eacute baseada em processos de conversatildeo ter-

moquiacutemica pela reaccedilatildeo de mateacuteria-prima em altas temperaturas com uma

quantidade de oxigecircnio controlada (gaseificaccedilatildeo) para produzir gaacutes de siacutente-

se (CO + H2) ou na ausecircncia de oxigecircnio (piroacutelise) para produzir bio-oacuteleo

que depois de um processo de hidrodeoxigenaccedilatildeo produz uma mistura liacutequi-

da de hidrocarbonetos similar agravequeles presentes no petroacuteleo

Figura 3 Conceito da Biorrefinaria de Duas Plataformas

(KAMM et al 2006)

A plataforma de accediluacutecar tambeacutem conhecida como sucroquiacutemica objeto

de estudo do artigo eacute baseada em processos de conversatildeo quiacutemica e bio-

quiacutemica de accediluacutecares extraiacutedos da biomassa mediante uma separaccedilatildeo de

seus componentes principais Para isto o preacute-tratamento eacute essencial visan-

do a desorganizaccedilatildeo do complexo lignoceluloacutesico e como consequumlecircncia au-

mento da acessibilidade das enzimas agraves moleacuteculas de celulose (PEREIRA

JR et al 2008)

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 20

O preacute-tratamento que consiste em submeter o material lignoceluloacutesico

a uma seacuterie de operaccedilotildees visa promover a quebra das ligaccedilotildees que unem

as macroestruturas Tais operaccedilotildees satildeo responsaacuteveis pela adequaccedilatildeo da

mateacuteria-prima como por exemplo o bagaccedilo da cana-de-accediluacutecar agraves condi-

ccedilotildees de transformaccedilatildeo por parte dos micro-organismos Estas podem ser

classificadas como fiacutesicas fiacutesico-quiacutemicas quiacutemicas e bioloacutegicas conforme

o agente que atua na alteraccedilatildeo estrutural (SCHLITTLER 2006) A Figura 4

mostra um esquema simplificado para a separaccedilatildeo dos principais compo-

nentes dos materiais lignoceluloacutesicos

Figura 4 Separaccedilatildeo dos componentes lignoceluloacutesicos

(PEREIRA JR et al 2008)

Pereira Jr (2006) observa que a decisatildeo de usar um ou outro processo

de hidroacutelise depende tambeacutem do tipo de material lignoceluloacutesico empregado

Na hidroacutelise da hemicelulose (que ocorre em condiccedilotildees mais brandas do

que no caso da celulose) a estrateacutegia tem sido a utilizaccedilatildeo de aacutecido sulfuacuteri-

co diluiacutedo No caso da celulose como a hidroacutelise quiacutemica requer condiccedilotildees

de alta severidade (elevadas temperaturas grandes tempos de exposiccedilatildeo e

altas concentraccedilotildees de aacutecido) pela maior resistecircncia ao ataque hidroliacutetico o

uso da hidroacutelise enzimaacutetica seria mais indicado (pela ausecircncia de condiccedilotildees

severas) tal estrateacutegia tecnoloacutegica difere da concepccedilatildeo de processos anti-

gos em que se buscava a hidroacutelise quiacutemica conjunta da celulose e da hemi-

celulose pois satildeo polissacariacutedeos com diferentes suscetibilidades ao ataque

hidroliacutetico

Economia e Energia ndash eampe 21

A hidroacutelise total da celulose gera apenas glicose que pode ser converti-

da a uma seacuterie de substacircncias quiacutemicas e bioquiacutemicas conforme ilustrado

na Figura 2 com destaque para a sua conversatildeo bioloacutegica a etanol dito de

2ordf geraccedilatildeo por ser obtido a partir de materiais lignoceluloacutesicos

Esta nova plataforma tecnoloacutegica pode revolucionar segmentos industri-

ais como no caso do Brasil que gera uma grande quantidade de resiacuteduos

como o bagaccedilo da cana-de-accediluacutecar no entanto a utilizaccedilatildeo efetiva dos ma-

teriais lignoceluloacutesicos em processos microbioloacutegicos esbarra em dois obstaacute-

culos principais a estrutura cristalina da celulose altamente resistente agrave

hidrolise e a associaccedilatildeo lignina-celulose que forma uma barreira fisica que

impede o acesso enzimaacutetico ou microbioloacutegico ao substrato (CGEE 2010)

Adicionalmente a hidroacutelise acida da celulose apresenta o inconveniente de

requerer o emprego de elevadas temperatura e pressatildeo levando agrave destrui-

ccedilatildeo de parte dos carboidratos e agrave obtenccedilatildeo de produtos de degradaccedilatildeo toacutexi-

cos aos microrganismos A sacarificaccedilatildeo enzimaacutetica por sua vez requer o

emprego de preacute-tratamentos fiacutesicos (moagem aquecimento irradiaccedilatildeo) ou

quiacutemicos (acido sulfuacuterico acido fosfoacuterico aacutelcalis) para atingir rendimentos

viaacuteveis

Potencial Brasileiro para geraccedilatildeo de mateacuteria-prima lignoceluloacutesica

Tendo em vista a vasta biodiversidade encontrada em seu territoacuterio o

Brasil dispotildee de uma grande variedade de resiacuteduos agriacutecolas e agroindustri-

ais cujo bioprocessamento desperta um grande interesse econocircmico e soci-

al Dentre estes exemplos figuram os resiacuteduos derivados de atividades tais

como as induacutestrias de papel e celulose (sepilho maravalhas e cavacos des-

classificados de eucalipto e pinus) serrarias (serragem) usinas de accediluacutecar e

aacutelcool (bagaccedilo de cana-de-accediluacutecar) e de um modo geral unidades de produ-

ccedilatildeo agriacutecola geradoras de resiacuteduos de culturas como a palha de cereais de

milho de trigo sabugo de milho cascas de arroz e de aveia dentre outros

(RAMOS 2000)

No Brasil a quantidade de resiacuteduos lignoceluloacutesicos gerada anualmen-

te eacute de aproximadamente 350 milhotildees de toneladas (PEREIRA JR 2007)

Considerando que uma das principais fontes de materiais lignoceluloacutesicos eacute

o setor sucroalcoleiro e adotando o teor de celulose hemicelulose e lignina

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 22

no bagaccedilo como paracircmetro de comparaccedilatildeo[1]

chega-se a quantidade poten-

cial respectivamente de 1645 9625 e 7105 milhotildees de toneladas que po-

dem ser obtidas a partir de resiacuteduos lignoceluloacutesicos no Brasil

Metodologia

Este trabalho tem como objetivo apresentar as iniciativas tomadas no

mundo e especialmente no Brasil com relaccedilatildeo ao uso de mateacuterias-primas

no contexto de biorrefinaria de materiais lignoceluloacutesicos O enfoque seraacute

dado na plataforma sucroquiacutemica para a produccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo

tendo em vista a posiccedilatildeo de destaque neste segmento de mercado no agro-

negoacutecio nacional A metodologia adotada neste estudo exploratoacuterio foi base-

ada na literatura e em documentos obtidos a partir de uma pesquisa de in-

formaccedilotildees disponibilizadas na literatura Para atingir o objetivo a informaccedilatildeo

eacute apresentada de modo a fornecer um panorama dos esforccedilos mundiais e

brasileiro em pesquisa para o desenvolvimento de novas tecnologias relacio-

nadas agrave obtenccedilatildeo do etanol de segunda geraccedilatildeo

Resultados

No Mundo

Apesar de atualmente natildeo existir nenhuma planta comercial para pro-

duccedilatildeo de etanol a partir de materiais lignoceluloacutesico muitas plantas-piloto e

de demonstraccedilatildeo jaacute foram desenvolvidas e diversos projetos comerciais es-

tatildeo em desenvolvimento A Tabela 1 apresenta as empresas mundiais que

vecircm empregando tecnologias para produccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo e infor-

maccedilotildees complementares

A Tabela 1 revela que a maior parte das empresas encontradas explora

o conceito de biorrefinaria de acordo com a plataforma sucroquiacutemica A mai-

oria das plantas estaacute localizada nos EUA mas paiacuteses como Canadaacute Sueacute-

cia Finlacircndia Ruacutessia e Japatildeo tambeacutem satildeo sedes de algumas iniciativas

1 - Bagaccedilo de cana eacute composto de 47 de celulose 275 de hemicelulose e 203-263 de

lignina (AGUIAR 2010)

Economia e Energia ndash eampe 23

Tabela 1 Empresas que empregam tecnologias para a produccedilatildeo de etanol

de 2ordf geraccedilatildeo e caracteriacutesticas de processo (CGEE 2010)

Empresa Paiacutes de origem

Caracteriacutesticas de processo

Localiza-ccedilatildeo

Capacidade (m

3ano)

AE Biofuels EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Montana 567

Blue Fire Ethanol

EUA Japatildeo

Hidroacutelise com aacutecido concentrado

California Izumi

12110 Natildeo deter-

minado

Chempolis Ou

Finlacircndia Hidroacutelise com aacuteci-do diluiacutedo

Oulu Natildeo deter-

minado

Iogen Canadaacute Hidroacutelise enzimaacutetica

Ontario 4000

KL Energy EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Wyoming 5680

Lignol E-nergy

Canadaacute Preacute-tratamento Organosolv

Vancou-ver

2500

Mascoma EUA Natildeo determinado New York 1890

Poet EUA Natildeo determinado South Dakota

75

Sekab Sueacutecia Hidroacutelise enzimaacutetica

Natildeo de-terminado

Natildeo determinado

STI Finlacircndia Natildeo determinado

Lappeen-ranta Hamina Narpio

1000 1000 1000

St Peters-burgo State Forest-Technical Academy

Ruacutessia Hidroacutelise com aacuteci-do diluiacutedo

13 unida-des no paiacutes

Natildeo determinado

Sun Opra Canadaacute Hidroacutelise enzimaacutetica

China Natildeo

determinado

University of Florida

EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Florida 7570

Verenium EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Lousiana Japan

5300 4920

A Tabela 2 mostra os projetos aprovados pelo Departmento de Energia

dos EUA (US DOE) para a construccedilatildeo de pequenas biorrefinarias no paiacutes

ao final de 2008

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 24

Tabela 2 Projetos aprovados pelo US DOE para a construccedilatildeo de pequenas

biorrefinarias nos EUA (US DOE 2009 apud CGEE 2010)

Empresa Custo Total

106 US$

Participaccedilatildeo US DOE 106 US$

Capacidade anual de produccedilatildeo

Localizaccedilatildeo Mateacuterias-primas Tecnologia

Verenium 9135 760 1500000 Jennings LA

Bagaccedilo cereais desperdiacutecios agriacutecolas resiacute-duos de madeira

Rota bioquiacutemica

Flambeau LIc

840 300 6000000 Park Falls WI Resiacuteduos flores-tais

BTL

ICM 860 300 1500000 St Joseph MO

Gramiacuteneas sorgo forrageiro palha

Rota bioquiacutemica

Lignol Innovations

880 300 2500000 Commerce City CO

Biomassa da madeira resiacute-duos agriacutecolas

Rota bioquiacutemica Organosolv

Pacific Ethanol

730 2434 2700000 Boardman OR

Palha de trigo palha resiacuteduos de aacutelamo

Biogasolina (EtOH biogas combustiacuteveis soacutelidos)

New Page 836 300 5500000 Wisconsin WI Biomassa da madeira ndash resiacute-duos das usinas

BTL

Rse Pulp 900 300 2200000 Old Town Maine

Lascas de ma-deira

Rota bioquiacutemica

Econfin LIc 770 300 1300000 Washington Country KY

Espigas de milho

Rota bioquiacutemica (fermentaccedilatildeo em estado soacuteli-do)

Mascoma 1350 250 2000000 Monroe TN Gramiacuteneas e madeirs

Rota bioquiacutemica

Total 8080 3053 252 M galotildees =

954 M litros

Economia e Energia ndash eampe 25

A Tabela 2 aponta uma tendecircncia para a implementaccedilatildeo da plataforma

bioquiacutemica havendo ainda iniciativas de tecnologias termoquiacutemicas como

BTL (biomass-to-liquid)

Cabe destacar ainda que foi implementado o Programa de Biomassa do

Departamento de Energia para criar nos Estados Unidos uma nova induacutestria

ndash a induacutestria da biomassa ou bioinduacutestria ndash consolidada com a instalaccedilatildeo

de biorrefinarias capazes de transformar vaacuterios tipos de biomassa a preccedilos

competitivos em relaccedilatildeo agraves atuais fontes foacutesseis em combustiacuteveis produtos

quiacutemicos eletricidade e calor As biorrefinarias e o uso da biomassa celuloacutesi-

ca emergem como fundamentais para alcanccedilar as metas de produccedilatildeo

consumo de etanol em funccedilatildeo das limitaccedilotildees das fontes atualmente empre-

gadas (BASTOS 2007)

Neste contexto o paiacutes pretende investir US$ 385 milhotildees em seis bior-

refinarias de etanol celuloacutesico capazes de produzir 480 milhotildees de litros de

etanol celuloacutesico por ano como parte do plano do governo norte-americano

e tornar o etanol celuloacutesico competitivo em 2012 a fim de reduzir o consumo

de gasolina nos EUA nos proacuteximos 20 anos A Tabela 3 apresenta os seis

projetos selecionados pelo Departamento de Energia Americana (US DOE)

Tabela 3 Investimentos do DOE em projetos de produccedilatildeo de etanol

celuloacutesico nos EUA 2007-2010 (BARROS 2007)

Empresa Localizaccedilatildeo

da planta Mateacuteria-prima

Capacidade (milhotildees de litrosano)

Investimentos (milhotildees US$)

Abegoa Bioe-nergy Corp

Kansas Sabugo de milho

resiacuteduos de trigo etc 431 76

ALICO Inc Floacuterida Resiacuteduos de vegetais

diversos 526 33

BlueFire Ethanol Inc

Califoacuternia Resiacuteduos vegetais e

de madeira 719 40

Broin Companies of Sioux Falls

Iowa Resiacuteduos de milho 94 80

Iogen Biorefinery Partners

Idaho Resiacuteduos agriacutecolas 68 80

Range Fuels Geoacutergia Resiacuteduos de

madeira 151 76

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 26

No Brasil

Uma das empresas brasileiras que mais investem em PampD sobre bior-

refinarias em especial a partir de resiacuteduos da cana-de-accediluacutecar eacute a Petrobras

SA que eacute uma empresa estatal brasileira de economia mista que opera

em 27 paises no segmento de energia prioritariamente nas aacutereas de explo-

raccedilatildeo produccedilatildeo refino comercializaccedilatildeo e transporte de petroacuteleo e seus

derivados no Brasil e no exterior (PETROBRAS 2011)

Segundo Baratelli Junior (2007) a estrateacutegia competitiva da empresa eacute

expandir a participaccedilatildeo no mercado de biocombustiacuteveis liderando a produ-

ccedilatildeo nacional de biodiesel e ampliando a participaccedilatildeo no negoacutecio de etanol

A Tabela 4 apresenta as rotas para produccedilatildeo de biocombustiacuteveis e o estaacutegio

do esforccedilo tecnoloacutegico empreendido pela PetrobrasCENPES para o desen-

volvimento das tecnologias

A Tabela 4 aponta que os biocombustiacuteveis que demandam um esforccedilo

tecnoloacutegico elevado por parte da petrobras satildeo de segunda geraccedilatildeo o eta-

nol de celulose e os combustiacuteveis de piroacutelise e de gaacutes de siacutentese ndash BTL que

por sua vez utilizam como fonte de biomassa mateacuterias de origem celuloacutesica

ndash mateacuteria-prima para as biorrefinarias lignoceluloacutesicas

Com o projeto de desenvolvimento do bioetanol (etanol de lignocelulo-

se) ndash um biocombustiacutevel produzido a partir de resiacuteduos agroindustriais ndash a

Petrobras entra na produccedilatildeo dos chamados biocombustiacuteveis de segunda

geraccedilatildeo (PETROBRAS 2008)

Depois da etapa de testes em laboratoacuterio o projeto de produccedilatildeo de bio-

etanol passa para a fase de testes em escala piloto por meio de uma unida-

de experimental instalada no CENPES Desenvolvida em parceria com a

empresa brasileira Albrecht a planta piloto de etanol de lignocelulose locali-

zada no Centro de Pesquisas da Petrobras (CENPES) eacute uacutenica no Brasil

utilizando a tecnologia enzimaacutetica Para a produccedilatildeo de etanol a partir de re-

siacuteduos agroindustriais a planta utiliza um processo de quebra de moleacuteculas

com accedilatildeo de enzimas O projeto foi desenvolvido pela Petrobras em parceria

com a Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) e outras universida-

des brasileiras

Economia e Energia ndash eampe 27

Qualquer rejeito vegetal pode ser utilizado como fonte de biomassa na

planta experimental mas o sistema estaacute ajustado ao bagaccedilo de cana-de-

accediluacutecar por ser o resiacuteduo agroindustrial mais expressivo no paiacutes Outra ma-

teacuteria prima que seraacute utilizada nos testes eacute a torta de mamona resiacuteduo amilaacute-

ceo do processo de produccedilatildeo do biodiesel a partir de mamona

Combustiacutevel FonteBiomassa Estaacutegio da Tecnologia

Esforccedilo tecno-loacutegico da

Petrobras

Primeira geraccedilatildeo

Etanol de gratildeos e

cana-de-accediluacutecar

Cana de accediluacutecar trigo

milho beterraba Comercial meacutedio

Biodiesel Oacuteleos vegetais

e gorduras Comercial alto

Diesel verde

(hidrotratamento)

Oacuteleos vegetais gordu-

ras e petroacuteleo

Rumo a comercial no

Brasil e Europa alto

Butanol Milho sorgo trigo e

cana-de-accediluacutecar

Projeto BP and Dupont

para produzir monitoramento

Segunda geraccedilatildeo

Etanol celuloacutesico

Resiacuteduos agriacutecolas lascas de

madeira e grama

Projeto IOGEN anuncia

planta comercial alto

Combustiacuteveis da

Piroacutelise (bio-oacuteleo)

Qualquer biomassa

celuloacutesica

Projeto BIOCOUP ndash consoacutercio europeu de 16 empresas desde

2006 ateacute 2011 meacutedio

Combustiacuteveis de Gaacutes de

Siacutentese - BTL

Qualquer biomassa

celuloacutesica

Demonstrado em larga

escala com foacutesseis

Projeto CHOREN para biomassa

anuncia planta comercial

alto

Futuro

Diesel de algas Microalgas cultivadas Escala de laboratoacuterio

em Universidades baixo

Hidrocarbonetos de

biomassa Carbohidratos

Escala de laboratoacuterio

em Universidades prospecccedilatildeo

Tabela 4 Esforccedilo tecnoloacutegico das rotas para produccedilatildeo de biocombustiacuteveis

da Petrobras (Adaptado de BARATELLI JR 2007)

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 28

A planta experimental eacute capaz de produzir cerca de 220 litros de etanol

por tonelada de bagaccedilo de cana-de-accediluacutecar Nesta etapa do projeto de pes-

quisa os pesquisadores trabalham na otimizaccedilatildeo deste processo de produ-

ccedilatildeo e tecircm como objetivo alcanccedilar a marca de 280 litros por tonelada de ba-

gaccedilo no mesmo equipamento Como resultado desta pesquisa a Petrobras

jaacute fez o depoacutesito de dois pedidos de patentes (BR 0605017-4 e BR 0505299-

8) junto ao INPI

A planta-piloto de bioetanol de lignocelulose coloca a Petrobras na posi-

ccedilatildeo de vanguarda em relaccedilatildeo aos biocombustiacuteveis de segunda geraccedilatildeo

aqueles produzidos a partir de resiacuteduos agroindustriais e que natildeo competem

com a produccedilatildeo agriacutecola voltada para alimentos A utilizaccedilatildeo de resiacuteduos

como o bagaccedilo de cana-de-accediluacutecar pode aumentar substancialmente a pro-

duccedilatildeo de etanol sem aumentar a aacuterea plantada elevando a produtividade do

processo jaacute existente pelo aproveitamento de seus resiacuteduos

Desta forma a produccedilatildeo de biocombustiacuteveis em futuro proacuteximo tam-

beacutem poderaacute ser complementar agrave produccedilatildeo de alimentos A Petrobras prevecirc

que em 2010 seraacute construiacuteda uma planta semi-industrial de bioetanol A Fi-

gura 6 apresenta uma ilustraccedilatildeo da rota tecnoloacutegica adotada pela petrobras

para produccedilatildeo do bioetanol lignoceluloacutesico

Figura 6 Rota Tecnoloacutegica adotada pela Petrobras para produccedilatildeo do bioe-

tanol lignoceluloacutesico (BARATELLI JR 2007)

Economia e Energia ndash eampe 29

O processo de fabricaccedilatildeo de etanol a partir de resiacuteduos vegetais eacute divi-

dido em quatro etapas Na primeira etapa haacute o preacute-tratamento do bagaccedilo de

cana sendo adotado o processo de hidroacutelise aacutecida branda onde no reator o

resiacuteduo eacute submetido agrave quebra da estrutura cristalina da fibra do bagaccedilo de

cana e a recuperaccedilatildeo de accediluacutecares mais faacuteceis de hidrolisar

Em seguida vem a etapa de deslignificaccedilatildeo do soacutelido rico em celulose

Eacute retirada a lignina complexo que daacute resistecircncia a fibra e protege a celulose

da accedilatildeo de microorganismos poreacutem apresenta grande inibiccedilatildeo ao processo

fermentativo

Na terceira fase o liacutequido proveniente do preacute-tratamento aacutecido rico em

accediluacutecares eacute fermentado pela levedura Pichia stipitis adaptada para ser utili-

zada nesta fermentaccedilatildeo

O soacutelido proveniente da etapa de deslignificaccedilatildeo rico em celulose tam-

beacutem eacute tratado ele passa por um processo de sacarificaccedilatildeo (transformaccedilatildeo

em accediluacutecares) por meio de enzimas e eacute fermentado pela levedura

Sacharomyces cerevisiae o mesmo fungo utilizado na fabricaccedilatildeo de patildees A

Petrobras ainda estuda as enzimas mais eficazes para este processo de

fabricaccedilatildeo testando enzimas disponiacuteveis no mercado e pesquisando novos

preparados enzimaacuteticos

Na etapa final ambos os liacutequidos provenientes das diferentes fermenta-

ccedilotildees satildeo destilados O produto desta destilaccedilatildeo eacute o etanol que possui as

mesmas caracteriacutesticas daquele fabricado a partir da cana em processo in-

dustrial

Cabe destacar que a accedilatildeo do governo brasileiro natildeo fica restrita a sua

participaccedilatildeo na Petrobras considerando a importacircncia que o tema energias

renovaacuteveis possui na poliacutetica nacional O governo do Brasil investe ainda

recursos em Pesquisa Desenvolvimento e Inovaccedilatildeo (PD amp I) conforme po-

de ser visto na Tabela 5

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 30

Conclusotildees

O tema energias renovaacuteveis estaacute presente na agenda nacional de todas

as naccedilotildees ao redor do globo como uma alternativa viaacutevel em substituiccedilatildeo agraves

fontes de energias foacutesseis como petroacuteleo e carvatildeo Especialistas acreditam

que o processamento da biomassa como fonte de energia combustiacuteveis e

produtos quiacutemicos possa se constituir em uma induacutestria-chave neste seacuteculo

criando assim um novo paradigma industrial Novas tecnologias baseadas

no uso de toda a planta e na integraccedilatildeo de processos tradicionais e novos

deveratildeo ser necessaacuterios

Tabela 5 Investimentos do governo brasileiro em PDampI no aproveitamento

de biomassas desde 2005 (PEREIRA JR 2008)

Instituiccedilatildeo Valor

(Milhotildees R$) Observaccedilotildees

Governo Federal

SIBRATEC 4500 Formaccedilatildeo de redes temaacuteticas para o de-senvolvimento de tecnologias inovadoras incluindo energia renovaacutevel

CNPqMCT 4180 Especiacutefico para biomassabioenergias

15780 Geral incluindo biomassa

FINEP 45000

Apoiar o desenvolvimento de produtos serviccedilos e processos inovadores em em-presas brasileiras atraveacutes de subvenccedilatildeo econocircmica incluindo biocombustiacuteveis

Fundaccedilotildees Estaduais

FAPESP 14800 Projetos especiacuteficos para biomassas e biocombustiacuteveis

FAPEMIG 1095 Biomassas agroenergia

TOTAL R$ 855 milhotildees

Economia e Energia ndash eampe 31

O Brasil encontra-se entre os paiacuteses-alvo para o desenvolvimento de

tais tecnologias devido a sua grande biodiversidade existente e aos conheci-

mentos adquiridos ao longo das uacuteltimas deacutecadas em especial devido a pro-

duccedilatildeo de etanol a partir da cana-de-accediluacutecar

Neste contexto de inovaccedilatildeo uma nova oportunidade de aproveitamento

de biomassa se vislumbra no paiacutes o uso da biomassa lignoceluloacutesica prove-

niente dos resiacuteduos agriacutecolas em especial da induacutestria da cana para produ-

ccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo dentro do contexto das biorrefinarias explorado

neste artigo

Foi observado que iniciativas governamentais estatildeo sendo tomadas de

modo a estabelecer um ambiente adequado para o desenvolvimento de no-

vos produtos e processos No entanto desafios de natureza tecnoloacutegica e

comercial precisam ser vencidos para fazer com que o Brasil mantenha sua

posiccedilatildeo de destaque no agronegoacutecio mundial e produza produtos de maior

valor agregado contribuindo assim para o desenvolvimento da bio-economia

e aproveitando esta janela de oportunidade de aumentar seu crescimento

econocircmico de modo sustentaacutevel

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Paulo Cetesb

Economia e Energia ndash eampe 33

Ensaio

Gripe americana e resfriado no Brasil

Nos fizeram acreditar que um resfriado americano representa certa-

mente uma gripe ou pneumonia por aqui ou seja as crises nos EUA tecircm

resultados imediatos e mais radicais aqui do que laacute Nessa eacutepoca de gripe

americana eacute uacutetil discutir a veracidade histoacuterica dessa afirmaccedilatildeo porque o

simples fato de se acreditar nela jaacute provoca efeitos negativos em nossa eco-

nomia

Celso Furtado ao contraacuterio da crenccedila corrente assinalava que as cri-

ses na economia americana foram sentidas aqui no curto prazo mas de

modo geral acabaram sendo beneacuteficas para a economia brasileira no meacutedio

prazo Ele mostrou em seu livro ldquoO Capitalismo Globalrdquo que a crise de 1929

e 1930 nos EUA produziam jaacute em 1932 um notaacutevel ressurgimento interno

baseado no mercado nacional

A tentativa de encontrar uma correlaccedilatildeo entre as taxas de crescimento

americanas e as brasileiras no periacuteodo 1930 a 2010 (Figura 1) natildeo conduz a

um resultado convincente A situaccedilatildeo natildeo muda introduzindo uma defasagem

de um ou dois anos da variaccedilatildeo do PIB no Brasil em relaccedilatildeo agrave americana

Figura 1 A correlaccedilatildeo entre crescimento no Brasil e nos EUA parece ser

pouco significativa no periacuteodo 1930 a 2010 Dados Ipeadatagovbr

Elaboraccedilatildeo proacutepria

y = 00744x + 47262Rsup2 = 00083

-10

-5

0

5

10

15

-15 -10 -5 0 5 10 15 20 25

Cre

scim

en

to d

o P

IB n

os

EUA

an

o

Crescimento do PIB no Brasil ano

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 34

Figura 2 Variaccedilatildeo do PIB dos EUA e Brasil valores anuais e meacutedia moacutevel

de trecircs anos em azul estatildeo assinalados os periacuteodos em que as economias

parecem estar na mesma fase (variaccedilotildees no mesmo sentido) e

em amarelo os periacuteodos em fase inversa (variaccedilotildees em sentido contraacuterio)

Elaboraccedilatildeo proacutepria

Eacute possiacutevel separar ao longo desses oitenta anos periacuteodos em que os

altos e baixos da taxa de crescimento econocircmico dos EUA e do Brasil estatildeo

na mesma fase do ciclo e outros em que o que aconteceu nos dois paiacuteses

tem sinal inverso Em uma anaacutelise preliminar (Figura 2) pode-se dizer que

os periacuteodos em que estiveram em fase inversa superam os que estiveram

na mesma fase

Pode-se verificar que no periacuteodo a que aludia Celso Furtado (crise de

trinta) as economias dos dois paiacuteses parecem em mesma fase Nota-se no

entanto que a retomada do crescimento no Brasil precedeu agrave americana

como dissera Celso Furtado que ademais se referia tambeacutem a mudanccedilas

qualitativas mais de desenvolvimento que de crescimento que vieram com

a maior atenccedilatildeo no Paiacutes ao consumo interno Em um segundo periacuteodo que

vai da Segunda Guerra Mundial ateacute 1970 as economias de Brasil e EUA

estiveram em fase inversa

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

1920

1930

1940

1950

1960

1970

1980

1990

2000

2010

Var

iaccedilatilde

o a

nu

al d

o P

IB

()

EUA

EUA 3

Brasil

Brasil 3

fase inversa fase inversaem fase em fase

Economia e Energia ndash eampe 35

Em uma terceira fase de 1987 a 1995 a teoria do resfriado americano

funcionou nas crises das mudanccedilas para as deacutecadas de oitenta e noventa

(repercussotildees simultacircneas e maiores em nossa economia) e na retomada

do meio da deacutecada de oitenta Cabe lembrar que os episoacutedios dessas crises

marcaram a alta de juros e falecircncia mexicana (1982) e crises de hiperinfla-

ccedilatildeo em paiacuteses como a Argentina que estavam muito mais proacuteximos de nos-

sa realidade

Nos uacuteltimos quinze anos estivemos em fase inversa com os EUA em

1998 eles estavam no auge da era Clinton e o Brasil passando por um fosso

em sua taxa de crescimento anual Depois comeccedilaram a experimentar que-

da no seu crescimento enquanto a economia brasileira tinha as taxas de

crescimento em elevaccedilatildeo

Na Figura 3 buscou-se a correlaccedilatildeo linear entre as variaccedilotildees do PIB

nos periacuteodos assinalados na Figura 2 e os resultados confirmam a avalia-

y = 03893x + 43207Rsup2 = 07113

-2

0

2

4

6

8

10

-20 -10 0 10 20

19301937 y = -0311x + 75908Rsup2 = 0314

0

2

4

6

8

10

12

-10 0 10 20

19381970

y = 18054x - 32349Rsup2 = 04684

-20

-10

00

10

20

30

40

50

60

00 10 20 30 40

19871995y = -0362x + 40064

Rsup2 = 02656

00

10

20

30

40

50

60

-20 00 20 40 60

19952010

Figura 3 Comportamento dos crescimentos dos PIB americano (na vertical)

e brasileiro (na horizontal) para os intervalos de tempo assinalados na figura

anterior

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 36

ccedilatildeo qualitativa Ou seja nos periacuteodos em fase existe uma correlaccedilatildeo positi-

va entre os crescimentos americano e brasileiro nos periacuteodos assinalados

com amarelo a relaccedilatildeo eacute negativa

A mudanccedila de intensidade e sentido da correlaccedilatildeo nos faz pensar que

a possiacutevel dependecircncia entre o crescimento brasileiro e o americano natildeo eacute

direta eacute muito mais complexa e para fazer sentido deve ser estudada por

periacuteodos histoacutericos O que se conclui eacute que a ldquoteoria do resfriadordquo natildeo expli-

ca o passado mesmo quando ainda eacuteramos muito mais dependentes dos

EUA

No final de 2008 configurou-se uma crise nos EUA que teve reflexo no

ano seguinte no Brasil que registrou uma queda no PIB de 06 O consu-

mo no entanto cresceu no ano 24 Em 2010 o ldquopibatildeordquo de 75 fez com

que no seu conjunto os anos de 2009 e 2010 possam ser considerados

como anos normais O consumo cresceu na meacutedia 45 mais que na meacute-

dia do periacuteodo Lula (40) Jaacute o PIB cresceu 33 um pouco abaixo da meacute-

dia tambeacutem de 40 ao ano do governo passado Os dados vecircm das Con-

tas Nacionais Trimestrais do IBGE A defasagem entre o crescimento da

produccedilatildeo e do consumo foi praticamente coberta com importaccedilotildees e menor

investimento Ou seja a queda do PIB em 2009 se deveu a nosso ver a

uma reduccedilatildeo exagerada da oferta pelo setor produtivo em virtude de uma

leitura equivocada do efeito da crise americana sobre a economia brasileira

O crescimento nos dois anos poacutes-crise nos EUA foi normal passou a

primeira ldquomarolardquo E agora Entraremos na mesma fase de ciclo dos EUA

Page 3: Economia e Energia · população ou na superfície mundial: foi o fato de serem os “vencedores” da 2ª Guerra Mundial. Num primeiro momento, somente os EUA possuíam ar-0 10.000

Economia e Energia ndash eampe 3

Texto para Discussatildeo

As dez maiores economias e a energia nuclear

Reflexotildees para o futuro do Brasil Carlos Feu Alvim1

Leonam dos Santos Guimaratildees2

Resumo

O artigo analisa as dez maiores economias mundiais nas quais se in-

clui o Brasil do ponto de vista da energia nuclear tanto com relaccedilatildeo ao do-

miacutenio do ciclo do combustiacutevel para a geraccedilatildeo de eletricidade quanto agrave posse

de armas nucleares Desses dez paiacuteses somente o Brasil natildeo possui armas

nucleares enquanto os demais paiacuteses ou as possuem ou compartilham es-

sas armas com aqueles que as possuem Neste contexto eacute mostrada a im-

portacircncia estrateacutegica do Brasil se manter ativo nos usos paciacuteficos da energia

nuclear expandindo seu domiacutenio tecnoloacutegico e capacidade industrial instala-

da nos diversos setores a ela associados Assinala-se ainda a conveniecircncia

do Brasil manter a posiccedilatildeo de rejeitar o uso natildeo paciacutefico da energia nuclear

como estabelecido na Constituiccedilatildeo Brasileira e em vaacuterios acordos internacio-

nais firmados pelo Brasil

Palavras-chave Brasil energia nuclear armas nucleares ciclo do combus-

tiacutevel nuclear

Abstract

The article analyzes the ten largest world economies among which Bra-

zil is included from the nuclear energy point of view regarding both maste-

ring the nuclear fuel cycle for electricity generation and the possession of

nuclear weapons Of these ten countries Brazil is the only one that does not

possess nuclear weapon while the others do have them or share them with

those that have them In this context it is shown the strategic importance for

Brazil to maintain active the peaceful uses of nuclear energy expanding its

technologic mastering and installed industrial capacity in the different sectors

with it associated

Keywords Brazil nuclear energy nuclear weapons nuclear fuel cycle

1 - Editor da Revista Economia e Energia eampe httpecencom Foi o primeiro secretaacuterio bra-sileiro da ABACC - Agecircncia Brasileiro-Argentina de Contabilidade e Controle de Materiais Nucleares de 1992 a 2003

2 - Assistente do Diretor Presidente da Eletrobraacutes Eletronuclear SA e membro do Grupo Permanente de Assessoria em Energia Nuclear do Diretor-Geral da Agecircncia Internacional de Energia Atocircmica

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 4

O Brasil eacute a oitava maior economia mundial quando se usa o criteacuterio de

paridade de poder de compra (PPC) e a seacutetima economia quando se consi-

dera o criteacuterio do cacircmbio nominal Ambas as apuraccedilotildees satildeo do Fundo Mo-

netaacuterio Internacional para o ano de 2010 O primeiro criteacuterio representa me-

lhor o valor da produccedilatildeo dos paiacuteses e independe das poliacuteticas cambiais na-

cionais e de suas oscilaccedilotildees bruscas por problemas conjunturais De qual-

quer forma o Brasil estaacute para ambos os criteacuterios entre as oito maiores eco-

nomias mundiais

As maiores economias do mundo

Na Tabela 1 estatildeo indicadas as dez maiores economias pelos criteacuterios

de PPC e de cacircmbio nominal A tabela tambeacutem inclui o Canadaacute que eacute ape-

nas o 14deg na lista por paridade do poder de compra mas eacute o 9ordm PIB nominal

Esta tabela tambeacutem apresenta o PIB PPC per capita

Tabela 1 Dez maiores economias pelos criteacuterios de paridade de poder de compra (PPC) e cacircmbio nominal

PIB em PPC PIB NOMINAL PIB PPChab US$

bilhatildeo Rank Mundo

US$

bilhatildeo Rank Mundo

US$

hab Rank

EUA 14658 1 197 14658 1 233 47284 9

China 10086 2 136 5878 2 93 7519 94

Japatildeo 4309 3 58 5459 3 87 33805 24

Iacutendia 4060 4 55 1538 10 24 3339 129

Alemanha 2940 5 40 3316 4 53 36033 19

Ruacutessia 2223 6 30 1465 11 23 15837 52

Reino

Unido 2173 7 29 2247 6 36 34920 21

Brasil 2172 8 29 2090 7 33 11239 71

Franccedila 2145 9 29 2583 5 41 34077 23

Itaacutelia 1774 10 24 2055 8 33 29392 28

Canadaacute 1330 14 18 1574 9 25 39057 12

Mundo 74265 100 62909 100 10886

Fonte FMI 2010 (FMI in Wikipedia 2010)

Economia e Energia ndash eampe 5

A metodologia de paridade de poder de compra busca indicar o PIB a

preccedilos equivalentes nos EUA Por essa razatildeo os valores para esse paiacutes

satildeo idecircnticos nas duas listas Entre os dez maiores as posiccedilotildees relativas

variam muito para os dois criteacuterios sendo a maior variaccedilatildeo a da Iacutendia que

passa de deacutecimo para o quarto quando se considera a PPC

Na composiccedilatildeo da lista das dez maiores economias do mundo a Ruacutes-

sia substitui o Canadaacute quando se passa do cacircmbio nominal para a PPC A

posiccedilatildeo do Brasil varia muito pouco sendo o seacutetimo na lista do PIB ao cacircm-

bio nominal e oitavo praticamente empatado no seacutetimo lugar com o Reino

Unido pela paridade de poder de compra

A Figura 1 ilustra a posiccedilatildeo dos maiores paiacuteses em PIB medido em

PPC e valor nominal Os onze paiacuteses representados ocupam as dez primei-

ras posiccedilotildees no ranking mundial do PIB nominal ou em paridade de poder

de compra

Figura 1 As dez maiores economias mundiais em 2010 (PIB em PPC e Nominal)

Quando se usa o criteacuterio da renda per capita a lista incluiria em seu topo uma quantidade de pequenos paiacuteses ricos Dentre os maiores PIB os EUA ficam em 9deg lugar o Canadaacute em 12deg e a Alemanha em 19deg As demais maiores economias se encontram abaixo do 20ordm lugar

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

US$

bi

ano

PPC

Nominal

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 6

O Brasil que recentemente ultrapassou a limiar da meacutedia mundial de

PIB PPC per capita estaacute em 72deg lugar Note-se que a China estaacute em 94deg e a

Iacutendia em 129deg Apesar do baixo valor da renda per capita desses paiacuteses

isso natildeo reduz seu peso especiacutefico no comeacutercio internacional e ateacute mesmo o

reforccedila pelo potencial de mercado existente numa visatildeo de mais longo pra-

zo

Assim o Brasil jaacute ocupa hoje posiccedilatildeo dentre os ldquodez maisrdquo da economia

mundial sendo ainda o quinto paiacutes em termos de extensatildeo territorial e em

populaccedilatildeo conforme Tabela 2

Tabela 2 Posiccedilatildeo do Brasil no ranking de populaccedilatildeo e aacuterea

Populaccedilatildeo Superfiacutecie

mil hab Rank Mundo km2 Rank Mundo

EUA 313232 3 45 9826675 3 65

China 1336718 1 194 9596961 4 65

Japatildeo 126475 10 18 377915 61 03

Iacutendia 1189172 2 175 3287263 7 22

Alemanha 81471 16 12 357022 62 02

Ruacutessia 138739 9 21 17098242 1 115

Reino Uni-

do 62698 22 09 243610 79 02

Brasil 203429 5 28 8514877 5 57

Franccedila 65312 21 09 643801 42 04

Itaacutelia 61017 23 09 301340 71 02

Canadaacute 34039 37 05 9984670 2 67

Mundo 6922600 100 148680365 100

Fonte (CIA 2011)

Seus recursos naturais forccedila de trabalho e produccedilatildeo diversificada de

bens e serviccedilos permitem projetar a ascensatildeo futura do Brasil nessa lista

conforme vem sendo feito por alguns estudos econocircmicos internacionais As

projeccedilotildees de GOLDMAN SACHS 2007 colocam o Brasil na quarta posiccedilatildeo

de PIB PPC em 2050 conforme Figura 2

Economia e Energia ndash eampe 7

Figura 2 As dez maiores economias mundiais ateacute 2050 (PIB em PPC)

Fonte Goldman Sachs 2007

O fato de nossa economia estar entre as dez maiores do mundo ainda

natildeo foi incorporado agrave percepccedilatildeo dos brasileiros frente ao mundo mas jaacute eacute

um fato concreto nas relaccedilotildees internacionais

Antigamente tiacutenhamos aquela incocircmoda sensaccedilatildeo de que o Presidente

do Brasil era quase um intruso nas fotos das cuacutepulas mundiais Agora jaacute nos

acostumamos a isso e futuramente seratildeo os participantes do grupo deno-

minado G8 que vatildeo comeccedilar a sentir a falta de significado praacutetico de suas

reuniotildees com a ausecircncia de paiacuteses como China Brasil e Iacutendia Eacute provaacutevel

que isto jaacute esteja de fato ocorrendo

Os dez mais e a energia nuclear

O criteacuterio adotado para fixar os membros permanentes do Conselho

de Seguranccedila da ONU que possuem o poder de veto (EUA Ruacutessia China

Reino Unido e Franccedila) natildeo foi o peso relativo dos paiacuteses na economia na

populaccedilatildeo ou na superfiacutecie mundial foi o fato de serem os ldquovencedoresrdquo da

2ordf Guerra Mundial Num primeiro momento somente os EUA possuiacuteam ar-

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

80000

Ch

ina

EUA

Iacutend

ia

Bra

sil

Meacutex

ico

Ru

ssia

Ind

on

eacutesia

Jap

atildeo

Rei

no

Un

ido

Ale

man

ha

US$

bi

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 8

mamento nuclear Muito rapidamente poreacutem os demais ldquovencedoresrdquo ace-

deram agrave posse dessas armas (GUIMARAES 2010)

Isso se justificava pelo contexto histoacuterico em que esse criteacuterio foi adota-

do ou seja imediato poacutes-guerra e principalmente poacutes-Hiroshima e Nagasa-

ki Agrave eacutepoca e nas deacutecadas que se seguiram dominadas pela ideologia da

ldquoGuerra Friardquo e da ldquoMuacutetua Destruiccedilatildeo Garantidardquo (Mutual Assured Destructi-

on ndash MAD) o fator de peso relativo determinante era inequivocamente o

poder militar do qual as armas nucleares constituiacuteam fator fundamental de

assimetria de poder pela forccedila bruta

Hoje passados mais de 60 anos do fim da guerra a posse de arma-

mento nuclear e a persistente sobrevivecircncia da ideologia a ela associada

parece ser o uacutenico criteacuterio objetivo para a manutenccedilatildeo desse status quo

Felizmente a posse de armas nucleares e o proacuteprio poder militar vecircm

deixando de ser os determinantes baacutesicos da influecircncia dos paiacuteses no cenaacute-

rio mundial Os fatores econocircmicos se tornam cada vez mais determinantes

do que a posse de armamentos nucleares para medir o peso poliacutetico dos

paiacuteses

A ascensatildeo econocircmica da Alemanha e Japatildeo e em menor escala da

Itaacutelia e demais paiacuteses europeus destruiacutedos pela guerra foram os primeiros

sinais dessa mudanccedila ainda que mitigados pela ldquonuclearizaccedilatildeordquo da Franccedila

e Gratilde-Bretanha (e posteriormente da China) pela criaccedilatildeo da OTAN que

passou a permitir o ldquocompartilhamentordquo das armas nucleares entre seus

membros e pela abertura do ldquoguarda-chuvardquo de proteccedilatildeo nuclear americano

sobre o Japatildeo

Na Tabela 3 estatildeo indicados os dez maiores paiacuteses em termos de PIB

(em PPC) e sua situaccedilatildeo quanto agrave posse e o compartilhamento de armas

nucleares Eacute assinalada para o Japatildeo a existecircncia do ldquoguarda-chuvardquo de

proteccedilatildeo nuclear oferecido pelos EUA Tambeacutem eacute indicado na tabela o nuacute-

mero de reatores nucleares de pesquisa em operaccedilatildeo nesses paiacuteses que eacute

um indicador do niacutevel da atividade de desenvolvimento cientiacutefico e tecnoloacutegi-

co na aacuterea nuclear e da produccedilatildeo de radioisoacutetopos para usos meacutedicos e in-

dustriais

Economia e Energia ndash eampe 9

Rank PIB

PPPC Paiacutes

Armamento

Nuclear

Domiacutenio do

Ciclo de

Combustiacutevel

Reatores de

Pesquisa

em operaccedilatildeo

1 EUA Proacuteprio Sim 82

2 China Proacuteprio Sim 13

3 Japatildeo Guarda Chuva Sim 19

4 Iacutendia Proacuteprio Sim 5

5 Alemanha Compartilhado Sim 21

6 Ruacutessia Proacuteprio Sim 20

7 Reino Unido Proacuteprio Sim 9

8 Brasil Natildeo Sim 4

9 Franccedila Proacuteprio Sim 19

10 Itaacutelia Compartilhado Desativado 5

Tabela 3 Armamentos nucleares e domiacutenio do ciclo de combustiacutevel nos dez

paiacuteses de maior atividade econocircmica

Fontes (IAEA 2010) (World Nuclear Association 2011)

Dos dez maiores paiacuteses seis possuem armamento nuclear proacuteprio Ale-

manha e Itaacutelia satildeo membros da OTAN tendo armazenado em seus territoacute-

rios numerosos artefatos nucleares ldquocompartilhadosrdquo As condiccedilotildees detalha-

das de como se processa esse compartilhamento natildeo satildeo exatamente co-

nhecidas Sabe-se no entanto que por exemplo existem na Alemanha

aviotildees de combate Tornado da Forccedila Aeacuterea Alematilde (Luftwaffe) prontos para

sob comando da OTAN serem armados com artefatos nucleares

(KRISTENSEN 2005) Sabe-se ainda que cabe ao comandante da OTAN

ouvido o comando dos EUA junto agravequela organizaccedilatildeo a decisatildeo sobre o

uso do armamento nuclear compartilhado (GAO 2011)

O Japatildeo tem um acordo com os EUA que garante um ldquoguarda-chuvardquo

de proteccedilatildeo nuclear que implica a existecircncia de armas nucleares a uma dis-

tacircncia relativamente curta das potenciais ameaccedilas Isto faz crer na presenccedila

de armamento nuclear em embarcaccedilotildees e aeronaves em aacuteguas territoriais

japonesas senatildeo em seu proacuteprio solo nacional ainda que controlado pelos

americanos Ao menos no passado existem indiacutecios claros (documentos

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 10

liberados em consequumlecircncia do Freedom of Information Act ndash FOIA dos EUA)

de que armas nucleares estiveram nos espaccedilos territorial mariacutetimo e aeacutereo

japonecircs (KRISTENSEN 1999) A contestaccedilatildeo da eficaacutecia desse guarda-

chuva de proteccedilatildeo e a consequumlente discussatildeo quanto agrave conveniecircncia do

paiacutes ter sua forccedila nuclear proacutepria para defender-se de eventuais ataques eacute

tema recorrente na poliacutetica interna do Japatildeo que recrudesce sempre que

ocorrem tensotildees com a China (disputas territoriais por ilhas) e Coreacuteia do

Norte (testes nucleares e de miacutesseis de longo alcance)

No que concerne ao domiacutenio do ciclo nuclear e agrave geraccedilatildeo eleacutetrica nu-

clear apenas a Itaacutelia natildeo manteacutem atualmente atividades na aacuterea em virtude

de decisatildeo poliacutetica tomada (referendo popular em 1987) sob a forte influecircn-

cia emocional do acidente de Tchernobyl (1986) tendo sua uacuteltima usina nu-

clear sido desligada definitivamente em 1990 No contexto de uma crise poliacute-

tica interna do governo Berlusconi agravada pelo acidente de Fukushima a

retomada das atividades nucleares na Itaacutelia foi rejeitada por recente referen-

do popular em junho de 2011

Por lei de 2001 a Alemanha se comprometeu ao desligamento definiti-

vo de todas as suas usinas nucleares ateacute 2022 O Governo da Chanceler

Angela Merkel conseguiu aprovar no Bundestag nova lei que postergou tal

decisatildeo por 10 anos Essa mudanccedila deveu-se principalmente agraves dificulda-

des teacutecnicas que a Alemanha enfrenta para cumprir simultaneamente essa

decisatildeo poliacutetica e as metas de reduccedilatildeo de emissotildees de gases de efeito es-

tufa bem como manter uma razoaacutevel seguranccedila energeacutetica nacional mini-

mizando importaccedilotildees de eletricidade dos paiacuteses vizinhos e de combustiacuteveis

foacutesseis em especial gaacutes natural da Ruacutessia

Entretanto apoacutes o acidente de Fukushima (marccedilo de 2011) e tambeacutem

no contexto de uma crise poliacutetica interna ligada agrave proximidade de eleiccedilotildees

esse mesmo governo voltou atraacutes recentemente mantendo a data limite de

2022 Entretanto o governo alematildeo natildeo tem uma poliacutetica de abandono das

atividades ligadas ao ciclo do combustiacutevel nuclear nem de banimento de

armas nucleares de seu territoacuterio atitude essa no miacutenimo contraditoacuteria

Essas decisotildees poliacuteticas poreacutem natildeo impedem que Itaacutelia e Alemanha

importem significativas parcelas de seu consumo de eletricidade de paiacuteses

geradores de energia nuclear como Franccedila Eslovecircnia Hungria e Repuacuteblica

Tcheca

Economia e Energia ndash eampe 11

Note-se que tanto a Itaacutelia como a Alemanha estavam no caminho de

desistir da renuacutencia agrave geraccedilatildeo nuacutecleo-eleacutetrica quando ocorreu o acidente de

Fukushima num contexto de crise poliacutetica interna o que fez esses paiacuteses

reafirmarem sua posiccedilatildeo anterior de abandono das usinas nucleares

Na Tabela 4 estatildeo indicados os dados de geraccedilatildeo de energia eleacutetrica e

da participaccedilatildeo nuclear A tabela tambeacutem indica as reservas estimadas de

uracircnio dos paiacuteses (soacute satildeo indicadas as reservas relevantes do ponto de vis-

ta mundial) A posse de reservas de uracircnio eacute naturalmente um fator a ser

levado em conta nas decisotildees sobre a energia nuclear no Paiacutes

Tabela 4 Geraccedilatildeo de energia eleacutetrica e participaccedilatildeo nuclear nos dez paiacuteses

de maior atividade econocircmica

Rank

PIB

PPPC

Paiacutes

Usinas Nucleares

em operaccedilatildeo

(+ em construccedilatildeo)

Potecircncia

Instalada

Mw(e)

Participa-

ccedilatildeo na Ge-

raccedilatildeo Eleacute-

trica

Reservas

Uracircnio

(ton de U)

1 EUA 104 (+1) 100747 20 339000

2 China 11 (+20) 8438 2 67900

3 Japatildeo 54 (+1) 46823 29 x

4 Iacutendia 18 (+5) 3987 3 72900

5 Alemanha 17

(em desativaccedilatildeo) 20480 28 x

6 Ruacutessia 31 (+9) 21743 17 545700

7 Reino

Unido 19 10137 16 x

8 Brasil 2 (+1) 1884 3 278400

9 Franccedila 59 (+1) 63260 74 x

10 Itaacutelia 4 (desativadas) - - -

Fonte (IAEA 2010)

Cabe ressaltar que Brasil Ruacutessia e EUA satildeo os uacutenicos paiacuteses do mun-

do que possuem grandes reservas de uracircnio domiacutenio tecnoloacutegico de todas

as etapas de produccedilatildeo do combustiacutevel nuclear e um parque de geraccedilatildeo eleacute-

trica nuclear em operaccedilatildeo Ruacutessia e EUA entretanto possuem capacidade

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 12

industrial instalada suficiente para garantir auto-suficiecircncia na produccedilatildeo de

combustiacutevel nuclear O Brasil tem tal capacidade nas etapas de mineraccedilatildeo

beneficiamento e fabricaccedilatildeo faltando poreacutem instalaccedilotildees industriais com

capacidade suficiente para atender as necessidades nacionais nas etapas

de conversatildeo e de enriquecimento apesar de possuir unidades piloto com

capacidade de produccedilatildeo limitada desde o final dos anos 80

Conclusatildeo

O Brasil eacute dentre as dez maiores economias mundiais o uacutenico paiacutes

que natildeo possui natildeo armazena em seu territoacuterio e nem considera a possibili-

dade de uso de armas nucleares estrangeiras na sua estrateacutegia de defesa

Juntamente com Nova Zelacircndia o Brasil eacute o uacutenico paiacutes do mundo que pros-

creveu os usos natildeo paciacuteficos da energia nuclear na sua proacutepria Constituiccedilatildeo

Federal O Brasil eacute signataacuterio do Tratado de Natildeo Proliferaccedilatildeo Nuclear e do

Tratado de Tlatelolco este uacuteltimo estabelecendo a Ameacuterica Latina e Caribe

como uma zona livre de armas nucleares

O Acordo Brasil Argentina que eliminou uma potencial corrida por ar-

mas nucleares na regiatildeo e que criou a Agecircncia Brasileiro Argentina de Con-

tabilidade e Controle de Materiais Nucleares (ABACC) completa 20 anos em

2011 O Acordo assegurou o clima poliacutetico favoraacutevel para que o MERCOSUL

fosse posteriormente instalado Esse bloco econocircmico serviu de base para o

avanccedilo da integraccedilatildeo econocircmica do Continente Sul-Americano O espaccedilo

econocircmico que assim se abriu eacute de grande importacircncia para o continente O

comeacutercio com a Argentina que era quase despreziacutevel alccedilou nosso vizinho agrave

posiccedilatildeo de segundo maior parceiro comercial do Brasil

Ao Brasil interessa manter sua posiccedilatildeo de uso apenas paciacutefico da ener-

gia nuclear Isso daacute ao paiacutes um caraacuteter uacutenico junto aos ldquodez maisrdquo da econo-

mia mundial que se reflete numa autoridade moral e eacutetica que pode ser ex-

plorada politicamente em diversas situaccedilotildees como por exemplo a reforma

do Conselho de Seguranccedila da ONU e a arbitragem de crises internacionais

Essa ldquovantagem competitivardquo eacute muito mais valiosa do que a posse de armas

nucleares que ao final das contas seriam feitas para nunca serem usadas

Entretanto os quadros apresentados mostram de forma inequiacutevoca a

importacircncia estrateacutegica do Brasil se manter ativo na exploraccedilatildeo dos usos

paciacuteficos da energia nuclear expandindo seu domiacutenio tecnoloacutegico e capaci-

Economia e Energia ndash eampe 13

dade industrial instalada nos diversos setores associados como produccedilatildeo

de radioisoacutetopos para medicina induacutestria e agricultura produccedilatildeo de com-

bustiacutevel nuclear e geraccedilatildeo eleacutetrica

O Plano Nacional de Energia (PNE) que prevecirc a conclusatildeo de Angra 3

ateacute 2015 e a implantaccedilatildeo de 4000 MW nucleares adicionais ateacute 2030 junta-

mente com as metas estabelecidas para a autosuficiecircncia na produccedilatildeo do

combustiacutevel nuclear que mantecircm nas duas proacuteximas deacutecadas uma partici-

paccedilatildeo do nuclear na geraccedilatildeo eleacutetrica proacutexima da atual tambeacutem eacute por ne-

cessidades de diversificaccedilatildeo da matriz energeacutetica uma opccedilatildeo sensata do

ponto de vista energeacutetico

Bibliografia

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FMI citado na Wikipedia (2010) consultado Junho 2011 disponiacutevel em httpenmwikipediaorg

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World Nuclear Association (Julho 2011) World Nuclear Power Reactors amp Uranium Requirements Consultado julho 2011 em httpwwwworld-nuclearorginforeactorshtml

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 14

1 - Fundaccedilatildeo Instituto Brasileiro de Geografia e Estatiacutestica (IBGE) ndash Diretoria Executiva ndash CRM ndash Av Franklin Roosevelt 146 6ordm andar sala 602 ndash Centro ndash Rio de JaneiroRJ Escola de Quiacute-mica da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) Cidade Universitaacuteria ndash Centro de Tec-nologia Bloco E ndash 2ordm nadir ndash DPO ndash Aacuterea de Gestatildeo e Inovaccedilatildeo Tecnoloacutegica ndash Rio de JaneiroRJ ndash CEP 21949-900 email marciafribeiroyahoocombr

2 - Escola de Quiacutemica da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) Cidade Universitaacuteria ndash Centro de Tecnologia Bloco E ndash 2ordm nadir ndash DPO ndash Aacuterea de Gestatildeo e Inovaccedilatildeo Tecnoloacutegica ndash Rio de JaneiroRJ ndash CEP 21949-900 email suzanaeqcombr

3 - Escola de Quiacutemica da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) Cidade Universitaacuteria ndash Centro de Tecnologia Bloco E ndash 2ordm nadir ndash DEB ndash Aacuterea de Processos Bioquiacutemicos ndash Rio de JaneiroRJ ndash CEP 21949-900 email gimeneseqcombr

Artigo

Iniciativas para o uso da biomassa lignoceluloacutesica

em biorrefinarias a plataforma sucroquiacutemica no

mundo e no Brasil

Maacutercia Franccedila Ribeiro Fernandes dos Santos1 Suzana Borschiver2

Maria Antonieta Peixoto Gimenes Couto3

Resumo

Petroacuteleo gaacutes natural e seus derivados representam 55 do consumo

mundial de energia no entanto eles natildeo vatildeo durar mais do que algumas

deacutecadas Assim se faz necessaacuterio encontrar substitutos para estes combus-

tiacuteveis e uma alternativa que se apresenta eacute a utilizaccedilatildeo de mateacuteria orgacircnica

renovaacutevel (biomassa) Este artigo apresenta as iniciativas adotadas no mun-

do e em especial no Brasil sobre o uso de mateacuterias-primas lignoceluloacutesicas

no contexto da biorrefinaria O enfoque seraacute dado na plataforma sucroquiacutemi-

ca para a produccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo tendo em vista a posiccedilatildeo de

destaque neste segmento de mercado no agronegoacutecio nacional O levanta-

mento das informaccedilotildees disponibilizadas na literatura foi obtido por meio de

uma pesquisa bibliograacutefica Os resultados sugerem que a tecnologia ainda

estaacute em fase de pesquisa e desenvolvimento e desperta grande interesse

para consolidar o mercado mundial de etanol

Palavras-chave biorrefinaria biomassa mateacuteria-prima lignoceluloacutesica eta-

nol Brasil

Economia e Energia ndash eampe 15

Abstract

Oil natural gas and their products represent 55 of global energy con-

sumption yet they will not last more than a few decades Thus it is neces-

sary to find substitutes for these fuels and an alternative that presents itself is

the use of organic matter (biomass) This article presents the initiatives taken

in the world and especially in Brazil on the use of raw materials in the con-

text of lignocellulosic biorefinery The focus will be on the sugar platform for

the production of second-generation ethanol aimed at a prominent position

of this market segment in the national agribusiness The survey of informati-

on availability in the literature was obtained through a search The results

suggest that the technology is still undergoing research and development

and it arouse great interest for consolidating the ethanol global market

Keywords biorefinery biomass lignocelulosic feedstock ethanol Brazil

Introduccedilatildeo

As mudanccedilas climaacuteticas e a elevaccedilatildeo das cotaccedilotildees do petroacuteleo aliadas

agraves necessidades estrateacutegicas de produccedilatildeo de energia tecircm motivado uma

corrida sem precedentes agrave produccedilatildeo de combustiacuteveis alternativos preferen-

cialmente de fontes renovaacuteveis de energia (BUCKERIDEG et al 2010)

O uso da biomassa para energia cresce em importacircncia como uma das

vias de mitigaccedilatildeo dos problemas citados acima Existem diferentes rotas

para converter a energia da biomassa em fluxo de energia final desejado

quer seja na forma de calor combustiacutevel ou energia eleacutetrica (SEABRA

2008)

Assim abrem-se oportunidades para o desenvolvimento de uma induacutes-

tria baseada em mateacuterias primas renovaacuteveis Aleacutem dos biocombustiacuteveis jaacute

conhecidos um fluxo de inovaccedilotildees em desenvolvimento pode estar lanccedilan-

do as bases de uma induacutestria integrada de exploraccedilatildeo da biomassa

(COUTINHO amp BONTEMPO 2010)

Neste cenaacuterio o Brasil desponta em uma posiccedilatildeo privilegiada para as-

sumir a lideranccedila no aproveitamento integral das biomassas pelo fato de

apresentar grande potencial de cultivo de mateacuterias-primas renovaacuteveis dis-

pondo de vantagens comparativas e competitivas tais como (i) culturas agriacute-

colas de grande extensatildeo (destaque para a induacutestria da cana-de-accediluacutecar) (ii)

maior biodiversidade do planeta (iii) intensa radiaccedilatildeo solar (iv) aacutegua em

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 16

abundacircncia (v) diversidade de clima e (vi) pioneirismo na produccedilatildeo de bio-

combustiacutevel etanol (CGEE 2010) O paiacutes reuacutene ainda condiccedilotildees para ser o

principal receptor de recursos de investimentos oriundos do mercado de car-

bono no segmento de produccedilatildeo e uso de bioenergia

Hoje o Brasil desfruta de uma posiccedilatildeo confortaacutevel com relaccedilatildeo agrave tecno-

logia da produccedilatildeo de etanol Neste setor o Brasil eacute liacuteder mundial na produ-

ccedilatildeo de cana-de-accediluacutecar etanol e accediluacutecar com 5727 milhotildees de toneladas

277 bilhotildees de litros e 313 milhotildees de toneladas respectivamente na safra

de 20082009 (CORTEZ 2010)

Em meacutedia 50 da cana colhida eacute destinada agrave produccedilatildeo de aacutelcool e os

demais 50 satildeo destinados agrave produccedilatildeo de accediluacutecar Cerca de 23 do accediluacutecar

produzido eacute destinado ao mercado externo enquanto que o restante atende

ao mercado interno Quanto a produccedilatildeo de aacutelcool cerca de 85 eacute direcio-

nado ao mercado interno sendo que destes 90 satildeo destinados ao seu

uso como carburante e o restante atender ao mercado externo (BASTOS

2007)

Entretanto para preservar essa posiccedilatildeo num cenaacuterio competitivo em

que outros players estatildeo interessados em se desenvolver com pesados in-

vestimentos em Pesquisa amp Desenvolvimento (PampD) o Brasil precisa manter

investimentos compatiacuteveis na geraccedilatildeo de novas tecnologias e formaccedilatildeo de

competecircncias (BUCKERIDEG et al 2010)

Atualmente a conversatildeo pela rota sucroquiacutemica de material lignoceluloacute-

sico presente na palha e no bagaccedilo da cana-de-accediluacutecar em accediluacutecares fer-

mentaacuteveis para a produccedilatildeo de etanol denominado de etanol de 2ordf geraccedilatildeo

vem sendo considerada no Brasil como uma alternativa promissora para

atender agrave demanda mundial

Assim o presente artigo tem como objetivo principal expor as iniciativas

adotadas no mundo e em especial no Brasil sobre o uso de mateacuterias-

primas lignoceluloacutesicas no contexto da biorrefinaria O enfoque seraacute dado na

plataforma sucroquiacutemica para a produccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo tendo em

vista a posiccedilatildeo de destaque neste segmento de mercado no agronegoacutecio

nacional

Economia e Energia ndash eampe 17

Conceito de Biorrefinaria

De acordo com Fernando et al (2006) o conceito de produzir produtos a

partir de commodities agriacutecolas como a biomassa natildeo eacute novo no entanto

utilizar a biomassa como insumo na produccedilatildeo de vaacuterios produtos de maneira

similar a uma refinaria de petroacuteleo onde combustiacuteveis foacutesseis satildeo usados

como input eacute relativamente novo Seu principal objetivo eacute transformar os

materiais bioloacutegicos em produtos utilizaacuteveis nas induacutestrias de transformaccedilatildeo

usando uma combinaccedilatildeo de tecnologias e processos biotecnoacutegicos

Os princiacutepios baacutesicos da refinaria de petroacuteleo tradicional e a biorrefinaria

satildeo representados esquematicamente na Figura 1 Uma refinaria de petroacuteleo

fornece principalmente combustiacuteveis para transportes e energia e somente

uma fraccedilatildeo relativamente pequena eacute usada na induacutestria quiacutemica Em uma

biorrefinaria uma quantidade relativamente maior eacute usada para a quiacutemica e

a utilizaccedilatildeo de materiais De acordo com Kamm et al (2006) os bioprodutos

industriais soacute podem competir com aqueles oriundos da petroquiacutemica quan-

do os recursos de biomassa satildeo processadas atraveacutes de sistemas de forma

otimizada nos sistemas das biorrefinarias onde novas cadeias de valor satildeo

desenvolvidas e implementadas

Figura 1 Refinaria de petroacuteleo versus biorrefinaria

(KAMM et al 2006)

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 18

Em seus estudos Ree amp Annevelink (2007) apontam a existecircncia de

sete tipos de biorefinarias que ainda estatildeo na fase de pesquisa e desenvol-

vimento (i) Biorrefinarias Convencionais (ii) Biorrefinarias Verdes (iii) Biore-

finarias de Cereais (iv) Biorrefinarias de Material Lignoceluloacutesico (v) Biorre-

finarias de Duas Plataformas (vi) Biorrefinarias Termoquiacutemicas e (vii) Bior-

refinarias Aquaacuteticas

Biorrefinaria de Materiais Lignoceluloacutesicos

A biorefinaria a partir de materiais lignoceluloacutesicos usa um mix de fon-

tes de biomassa para a produccedilatildeo de uma seacuterie de produtos por meio de u-

ma combinaccedilatildeo de tecnologias Tal biorefinaria consiste de trecircs fraccedilotildees quiacute-

micas baacutesicas (a) hemicelulose poliacutemeros de accediluacutecar com cinco carbonos

(b) celulose poliacutemeros de glucose com seis carbonos e (c) lignina poliacuteme-

ros de fenol (FERNANDO et al 2006) A Figura 2 apresenta os produtos que

podem ser obtidos a partir destas fraccedilotildees quiacutemicas

Figura 2 Produtos potenciais obtidos na Biorrefinaria de Material Lignocelu-

loacutesico (KAMM et al 2006)

Economia e Energia ndash eampe 19

Segundo Pereira Juacutenior et al (2008) a utilizaccedilatildeo de biomassa lignoce-

luloacutesica dentro do contexto da biorrefinaria eacute fundamentada em duas plata-

formas distintas conforme o conceito de Biorrefinarias de Duas Plataformas

ilustrado na Figura 3 que visam fornecer ldquoblocos de construccedilatildeordquo para obter

uma variedade de produtos

A plataforma termoquiacutemica eacute baseada em processos de conversatildeo ter-

moquiacutemica pela reaccedilatildeo de mateacuteria-prima em altas temperaturas com uma

quantidade de oxigecircnio controlada (gaseificaccedilatildeo) para produzir gaacutes de siacutente-

se (CO + H2) ou na ausecircncia de oxigecircnio (piroacutelise) para produzir bio-oacuteleo

que depois de um processo de hidrodeoxigenaccedilatildeo produz uma mistura liacutequi-

da de hidrocarbonetos similar agravequeles presentes no petroacuteleo

Figura 3 Conceito da Biorrefinaria de Duas Plataformas

(KAMM et al 2006)

A plataforma de accediluacutecar tambeacutem conhecida como sucroquiacutemica objeto

de estudo do artigo eacute baseada em processos de conversatildeo quiacutemica e bio-

quiacutemica de accediluacutecares extraiacutedos da biomassa mediante uma separaccedilatildeo de

seus componentes principais Para isto o preacute-tratamento eacute essencial visan-

do a desorganizaccedilatildeo do complexo lignoceluloacutesico e como consequumlecircncia au-

mento da acessibilidade das enzimas agraves moleacuteculas de celulose (PEREIRA

JR et al 2008)

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 20

O preacute-tratamento que consiste em submeter o material lignoceluloacutesico

a uma seacuterie de operaccedilotildees visa promover a quebra das ligaccedilotildees que unem

as macroestruturas Tais operaccedilotildees satildeo responsaacuteveis pela adequaccedilatildeo da

mateacuteria-prima como por exemplo o bagaccedilo da cana-de-accediluacutecar agraves condi-

ccedilotildees de transformaccedilatildeo por parte dos micro-organismos Estas podem ser

classificadas como fiacutesicas fiacutesico-quiacutemicas quiacutemicas e bioloacutegicas conforme

o agente que atua na alteraccedilatildeo estrutural (SCHLITTLER 2006) A Figura 4

mostra um esquema simplificado para a separaccedilatildeo dos principais compo-

nentes dos materiais lignoceluloacutesicos

Figura 4 Separaccedilatildeo dos componentes lignoceluloacutesicos

(PEREIRA JR et al 2008)

Pereira Jr (2006) observa que a decisatildeo de usar um ou outro processo

de hidroacutelise depende tambeacutem do tipo de material lignoceluloacutesico empregado

Na hidroacutelise da hemicelulose (que ocorre em condiccedilotildees mais brandas do

que no caso da celulose) a estrateacutegia tem sido a utilizaccedilatildeo de aacutecido sulfuacuteri-

co diluiacutedo No caso da celulose como a hidroacutelise quiacutemica requer condiccedilotildees

de alta severidade (elevadas temperaturas grandes tempos de exposiccedilatildeo e

altas concentraccedilotildees de aacutecido) pela maior resistecircncia ao ataque hidroliacutetico o

uso da hidroacutelise enzimaacutetica seria mais indicado (pela ausecircncia de condiccedilotildees

severas) tal estrateacutegia tecnoloacutegica difere da concepccedilatildeo de processos anti-

gos em que se buscava a hidroacutelise quiacutemica conjunta da celulose e da hemi-

celulose pois satildeo polissacariacutedeos com diferentes suscetibilidades ao ataque

hidroliacutetico

Economia e Energia ndash eampe 21

A hidroacutelise total da celulose gera apenas glicose que pode ser converti-

da a uma seacuterie de substacircncias quiacutemicas e bioquiacutemicas conforme ilustrado

na Figura 2 com destaque para a sua conversatildeo bioloacutegica a etanol dito de

2ordf geraccedilatildeo por ser obtido a partir de materiais lignoceluloacutesicos

Esta nova plataforma tecnoloacutegica pode revolucionar segmentos industri-

ais como no caso do Brasil que gera uma grande quantidade de resiacuteduos

como o bagaccedilo da cana-de-accediluacutecar no entanto a utilizaccedilatildeo efetiva dos ma-

teriais lignoceluloacutesicos em processos microbioloacutegicos esbarra em dois obstaacute-

culos principais a estrutura cristalina da celulose altamente resistente agrave

hidrolise e a associaccedilatildeo lignina-celulose que forma uma barreira fisica que

impede o acesso enzimaacutetico ou microbioloacutegico ao substrato (CGEE 2010)

Adicionalmente a hidroacutelise acida da celulose apresenta o inconveniente de

requerer o emprego de elevadas temperatura e pressatildeo levando agrave destrui-

ccedilatildeo de parte dos carboidratos e agrave obtenccedilatildeo de produtos de degradaccedilatildeo toacutexi-

cos aos microrganismos A sacarificaccedilatildeo enzimaacutetica por sua vez requer o

emprego de preacute-tratamentos fiacutesicos (moagem aquecimento irradiaccedilatildeo) ou

quiacutemicos (acido sulfuacuterico acido fosfoacuterico aacutelcalis) para atingir rendimentos

viaacuteveis

Potencial Brasileiro para geraccedilatildeo de mateacuteria-prima lignoceluloacutesica

Tendo em vista a vasta biodiversidade encontrada em seu territoacuterio o

Brasil dispotildee de uma grande variedade de resiacuteduos agriacutecolas e agroindustri-

ais cujo bioprocessamento desperta um grande interesse econocircmico e soci-

al Dentre estes exemplos figuram os resiacuteduos derivados de atividades tais

como as induacutestrias de papel e celulose (sepilho maravalhas e cavacos des-

classificados de eucalipto e pinus) serrarias (serragem) usinas de accediluacutecar e

aacutelcool (bagaccedilo de cana-de-accediluacutecar) e de um modo geral unidades de produ-

ccedilatildeo agriacutecola geradoras de resiacuteduos de culturas como a palha de cereais de

milho de trigo sabugo de milho cascas de arroz e de aveia dentre outros

(RAMOS 2000)

No Brasil a quantidade de resiacuteduos lignoceluloacutesicos gerada anualmen-

te eacute de aproximadamente 350 milhotildees de toneladas (PEREIRA JR 2007)

Considerando que uma das principais fontes de materiais lignoceluloacutesicos eacute

o setor sucroalcoleiro e adotando o teor de celulose hemicelulose e lignina

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 22

no bagaccedilo como paracircmetro de comparaccedilatildeo[1]

chega-se a quantidade poten-

cial respectivamente de 1645 9625 e 7105 milhotildees de toneladas que po-

dem ser obtidas a partir de resiacuteduos lignoceluloacutesicos no Brasil

Metodologia

Este trabalho tem como objetivo apresentar as iniciativas tomadas no

mundo e especialmente no Brasil com relaccedilatildeo ao uso de mateacuterias-primas

no contexto de biorrefinaria de materiais lignoceluloacutesicos O enfoque seraacute

dado na plataforma sucroquiacutemica para a produccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo

tendo em vista a posiccedilatildeo de destaque neste segmento de mercado no agro-

negoacutecio nacional A metodologia adotada neste estudo exploratoacuterio foi base-

ada na literatura e em documentos obtidos a partir de uma pesquisa de in-

formaccedilotildees disponibilizadas na literatura Para atingir o objetivo a informaccedilatildeo

eacute apresentada de modo a fornecer um panorama dos esforccedilos mundiais e

brasileiro em pesquisa para o desenvolvimento de novas tecnologias relacio-

nadas agrave obtenccedilatildeo do etanol de segunda geraccedilatildeo

Resultados

No Mundo

Apesar de atualmente natildeo existir nenhuma planta comercial para pro-

duccedilatildeo de etanol a partir de materiais lignoceluloacutesico muitas plantas-piloto e

de demonstraccedilatildeo jaacute foram desenvolvidas e diversos projetos comerciais es-

tatildeo em desenvolvimento A Tabela 1 apresenta as empresas mundiais que

vecircm empregando tecnologias para produccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo e infor-

maccedilotildees complementares

A Tabela 1 revela que a maior parte das empresas encontradas explora

o conceito de biorrefinaria de acordo com a plataforma sucroquiacutemica A mai-

oria das plantas estaacute localizada nos EUA mas paiacuteses como Canadaacute Sueacute-

cia Finlacircndia Ruacutessia e Japatildeo tambeacutem satildeo sedes de algumas iniciativas

1 - Bagaccedilo de cana eacute composto de 47 de celulose 275 de hemicelulose e 203-263 de

lignina (AGUIAR 2010)

Economia e Energia ndash eampe 23

Tabela 1 Empresas que empregam tecnologias para a produccedilatildeo de etanol

de 2ordf geraccedilatildeo e caracteriacutesticas de processo (CGEE 2010)

Empresa Paiacutes de origem

Caracteriacutesticas de processo

Localiza-ccedilatildeo

Capacidade (m

3ano)

AE Biofuels EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Montana 567

Blue Fire Ethanol

EUA Japatildeo

Hidroacutelise com aacutecido concentrado

California Izumi

12110 Natildeo deter-

minado

Chempolis Ou

Finlacircndia Hidroacutelise com aacuteci-do diluiacutedo

Oulu Natildeo deter-

minado

Iogen Canadaacute Hidroacutelise enzimaacutetica

Ontario 4000

KL Energy EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Wyoming 5680

Lignol E-nergy

Canadaacute Preacute-tratamento Organosolv

Vancou-ver

2500

Mascoma EUA Natildeo determinado New York 1890

Poet EUA Natildeo determinado South Dakota

75

Sekab Sueacutecia Hidroacutelise enzimaacutetica

Natildeo de-terminado

Natildeo determinado

STI Finlacircndia Natildeo determinado

Lappeen-ranta Hamina Narpio

1000 1000 1000

St Peters-burgo State Forest-Technical Academy

Ruacutessia Hidroacutelise com aacuteci-do diluiacutedo

13 unida-des no paiacutes

Natildeo determinado

Sun Opra Canadaacute Hidroacutelise enzimaacutetica

China Natildeo

determinado

University of Florida

EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Florida 7570

Verenium EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Lousiana Japan

5300 4920

A Tabela 2 mostra os projetos aprovados pelo Departmento de Energia

dos EUA (US DOE) para a construccedilatildeo de pequenas biorrefinarias no paiacutes

ao final de 2008

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 24

Tabela 2 Projetos aprovados pelo US DOE para a construccedilatildeo de pequenas

biorrefinarias nos EUA (US DOE 2009 apud CGEE 2010)

Empresa Custo Total

106 US$

Participaccedilatildeo US DOE 106 US$

Capacidade anual de produccedilatildeo

Localizaccedilatildeo Mateacuterias-primas Tecnologia

Verenium 9135 760 1500000 Jennings LA

Bagaccedilo cereais desperdiacutecios agriacutecolas resiacute-duos de madeira

Rota bioquiacutemica

Flambeau LIc

840 300 6000000 Park Falls WI Resiacuteduos flores-tais

BTL

ICM 860 300 1500000 St Joseph MO

Gramiacuteneas sorgo forrageiro palha

Rota bioquiacutemica

Lignol Innovations

880 300 2500000 Commerce City CO

Biomassa da madeira resiacute-duos agriacutecolas

Rota bioquiacutemica Organosolv

Pacific Ethanol

730 2434 2700000 Boardman OR

Palha de trigo palha resiacuteduos de aacutelamo

Biogasolina (EtOH biogas combustiacuteveis soacutelidos)

New Page 836 300 5500000 Wisconsin WI Biomassa da madeira ndash resiacute-duos das usinas

BTL

Rse Pulp 900 300 2200000 Old Town Maine

Lascas de ma-deira

Rota bioquiacutemica

Econfin LIc 770 300 1300000 Washington Country KY

Espigas de milho

Rota bioquiacutemica (fermentaccedilatildeo em estado soacuteli-do)

Mascoma 1350 250 2000000 Monroe TN Gramiacuteneas e madeirs

Rota bioquiacutemica

Total 8080 3053 252 M galotildees =

954 M litros

Economia e Energia ndash eampe 25

A Tabela 2 aponta uma tendecircncia para a implementaccedilatildeo da plataforma

bioquiacutemica havendo ainda iniciativas de tecnologias termoquiacutemicas como

BTL (biomass-to-liquid)

Cabe destacar ainda que foi implementado o Programa de Biomassa do

Departamento de Energia para criar nos Estados Unidos uma nova induacutestria

ndash a induacutestria da biomassa ou bioinduacutestria ndash consolidada com a instalaccedilatildeo

de biorrefinarias capazes de transformar vaacuterios tipos de biomassa a preccedilos

competitivos em relaccedilatildeo agraves atuais fontes foacutesseis em combustiacuteveis produtos

quiacutemicos eletricidade e calor As biorrefinarias e o uso da biomassa celuloacutesi-

ca emergem como fundamentais para alcanccedilar as metas de produccedilatildeo

consumo de etanol em funccedilatildeo das limitaccedilotildees das fontes atualmente empre-

gadas (BASTOS 2007)

Neste contexto o paiacutes pretende investir US$ 385 milhotildees em seis bior-

refinarias de etanol celuloacutesico capazes de produzir 480 milhotildees de litros de

etanol celuloacutesico por ano como parte do plano do governo norte-americano

e tornar o etanol celuloacutesico competitivo em 2012 a fim de reduzir o consumo

de gasolina nos EUA nos proacuteximos 20 anos A Tabela 3 apresenta os seis

projetos selecionados pelo Departamento de Energia Americana (US DOE)

Tabela 3 Investimentos do DOE em projetos de produccedilatildeo de etanol

celuloacutesico nos EUA 2007-2010 (BARROS 2007)

Empresa Localizaccedilatildeo

da planta Mateacuteria-prima

Capacidade (milhotildees de litrosano)

Investimentos (milhotildees US$)

Abegoa Bioe-nergy Corp

Kansas Sabugo de milho

resiacuteduos de trigo etc 431 76

ALICO Inc Floacuterida Resiacuteduos de vegetais

diversos 526 33

BlueFire Ethanol Inc

Califoacuternia Resiacuteduos vegetais e

de madeira 719 40

Broin Companies of Sioux Falls

Iowa Resiacuteduos de milho 94 80

Iogen Biorefinery Partners

Idaho Resiacuteduos agriacutecolas 68 80

Range Fuels Geoacutergia Resiacuteduos de

madeira 151 76

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 26

No Brasil

Uma das empresas brasileiras que mais investem em PampD sobre bior-

refinarias em especial a partir de resiacuteduos da cana-de-accediluacutecar eacute a Petrobras

SA que eacute uma empresa estatal brasileira de economia mista que opera

em 27 paises no segmento de energia prioritariamente nas aacutereas de explo-

raccedilatildeo produccedilatildeo refino comercializaccedilatildeo e transporte de petroacuteleo e seus

derivados no Brasil e no exterior (PETROBRAS 2011)

Segundo Baratelli Junior (2007) a estrateacutegia competitiva da empresa eacute

expandir a participaccedilatildeo no mercado de biocombustiacuteveis liderando a produ-

ccedilatildeo nacional de biodiesel e ampliando a participaccedilatildeo no negoacutecio de etanol

A Tabela 4 apresenta as rotas para produccedilatildeo de biocombustiacuteveis e o estaacutegio

do esforccedilo tecnoloacutegico empreendido pela PetrobrasCENPES para o desen-

volvimento das tecnologias

A Tabela 4 aponta que os biocombustiacuteveis que demandam um esforccedilo

tecnoloacutegico elevado por parte da petrobras satildeo de segunda geraccedilatildeo o eta-

nol de celulose e os combustiacuteveis de piroacutelise e de gaacutes de siacutentese ndash BTL que

por sua vez utilizam como fonte de biomassa mateacuterias de origem celuloacutesica

ndash mateacuteria-prima para as biorrefinarias lignoceluloacutesicas

Com o projeto de desenvolvimento do bioetanol (etanol de lignocelulo-

se) ndash um biocombustiacutevel produzido a partir de resiacuteduos agroindustriais ndash a

Petrobras entra na produccedilatildeo dos chamados biocombustiacuteveis de segunda

geraccedilatildeo (PETROBRAS 2008)

Depois da etapa de testes em laboratoacuterio o projeto de produccedilatildeo de bio-

etanol passa para a fase de testes em escala piloto por meio de uma unida-

de experimental instalada no CENPES Desenvolvida em parceria com a

empresa brasileira Albrecht a planta piloto de etanol de lignocelulose locali-

zada no Centro de Pesquisas da Petrobras (CENPES) eacute uacutenica no Brasil

utilizando a tecnologia enzimaacutetica Para a produccedilatildeo de etanol a partir de re-

siacuteduos agroindustriais a planta utiliza um processo de quebra de moleacuteculas

com accedilatildeo de enzimas O projeto foi desenvolvido pela Petrobras em parceria

com a Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) e outras universida-

des brasileiras

Economia e Energia ndash eampe 27

Qualquer rejeito vegetal pode ser utilizado como fonte de biomassa na

planta experimental mas o sistema estaacute ajustado ao bagaccedilo de cana-de-

accediluacutecar por ser o resiacuteduo agroindustrial mais expressivo no paiacutes Outra ma-

teacuteria prima que seraacute utilizada nos testes eacute a torta de mamona resiacuteduo amilaacute-

ceo do processo de produccedilatildeo do biodiesel a partir de mamona

Combustiacutevel FonteBiomassa Estaacutegio da Tecnologia

Esforccedilo tecno-loacutegico da

Petrobras

Primeira geraccedilatildeo

Etanol de gratildeos e

cana-de-accediluacutecar

Cana de accediluacutecar trigo

milho beterraba Comercial meacutedio

Biodiesel Oacuteleos vegetais

e gorduras Comercial alto

Diesel verde

(hidrotratamento)

Oacuteleos vegetais gordu-

ras e petroacuteleo

Rumo a comercial no

Brasil e Europa alto

Butanol Milho sorgo trigo e

cana-de-accediluacutecar

Projeto BP and Dupont

para produzir monitoramento

Segunda geraccedilatildeo

Etanol celuloacutesico

Resiacuteduos agriacutecolas lascas de

madeira e grama

Projeto IOGEN anuncia

planta comercial alto

Combustiacuteveis da

Piroacutelise (bio-oacuteleo)

Qualquer biomassa

celuloacutesica

Projeto BIOCOUP ndash consoacutercio europeu de 16 empresas desde

2006 ateacute 2011 meacutedio

Combustiacuteveis de Gaacutes de

Siacutentese - BTL

Qualquer biomassa

celuloacutesica

Demonstrado em larga

escala com foacutesseis

Projeto CHOREN para biomassa

anuncia planta comercial

alto

Futuro

Diesel de algas Microalgas cultivadas Escala de laboratoacuterio

em Universidades baixo

Hidrocarbonetos de

biomassa Carbohidratos

Escala de laboratoacuterio

em Universidades prospecccedilatildeo

Tabela 4 Esforccedilo tecnoloacutegico das rotas para produccedilatildeo de biocombustiacuteveis

da Petrobras (Adaptado de BARATELLI JR 2007)

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 28

A planta experimental eacute capaz de produzir cerca de 220 litros de etanol

por tonelada de bagaccedilo de cana-de-accediluacutecar Nesta etapa do projeto de pes-

quisa os pesquisadores trabalham na otimizaccedilatildeo deste processo de produ-

ccedilatildeo e tecircm como objetivo alcanccedilar a marca de 280 litros por tonelada de ba-

gaccedilo no mesmo equipamento Como resultado desta pesquisa a Petrobras

jaacute fez o depoacutesito de dois pedidos de patentes (BR 0605017-4 e BR 0505299-

8) junto ao INPI

A planta-piloto de bioetanol de lignocelulose coloca a Petrobras na posi-

ccedilatildeo de vanguarda em relaccedilatildeo aos biocombustiacuteveis de segunda geraccedilatildeo

aqueles produzidos a partir de resiacuteduos agroindustriais e que natildeo competem

com a produccedilatildeo agriacutecola voltada para alimentos A utilizaccedilatildeo de resiacuteduos

como o bagaccedilo de cana-de-accediluacutecar pode aumentar substancialmente a pro-

duccedilatildeo de etanol sem aumentar a aacuterea plantada elevando a produtividade do

processo jaacute existente pelo aproveitamento de seus resiacuteduos

Desta forma a produccedilatildeo de biocombustiacuteveis em futuro proacuteximo tam-

beacutem poderaacute ser complementar agrave produccedilatildeo de alimentos A Petrobras prevecirc

que em 2010 seraacute construiacuteda uma planta semi-industrial de bioetanol A Fi-

gura 6 apresenta uma ilustraccedilatildeo da rota tecnoloacutegica adotada pela petrobras

para produccedilatildeo do bioetanol lignoceluloacutesico

Figura 6 Rota Tecnoloacutegica adotada pela Petrobras para produccedilatildeo do bioe-

tanol lignoceluloacutesico (BARATELLI JR 2007)

Economia e Energia ndash eampe 29

O processo de fabricaccedilatildeo de etanol a partir de resiacuteduos vegetais eacute divi-

dido em quatro etapas Na primeira etapa haacute o preacute-tratamento do bagaccedilo de

cana sendo adotado o processo de hidroacutelise aacutecida branda onde no reator o

resiacuteduo eacute submetido agrave quebra da estrutura cristalina da fibra do bagaccedilo de

cana e a recuperaccedilatildeo de accediluacutecares mais faacuteceis de hidrolisar

Em seguida vem a etapa de deslignificaccedilatildeo do soacutelido rico em celulose

Eacute retirada a lignina complexo que daacute resistecircncia a fibra e protege a celulose

da accedilatildeo de microorganismos poreacutem apresenta grande inibiccedilatildeo ao processo

fermentativo

Na terceira fase o liacutequido proveniente do preacute-tratamento aacutecido rico em

accediluacutecares eacute fermentado pela levedura Pichia stipitis adaptada para ser utili-

zada nesta fermentaccedilatildeo

O soacutelido proveniente da etapa de deslignificaccedilatildeo rico em celulose tam-

beacutem eacute tratado ele passa por um processo de sacarificaccedilatildeo (transformaccedilatildeo

em accediluacutecares) por meio de enzimas e eacute fermentado pela levedura

Sacharomyces cerevisiae o mesmo fungo utilizado na fabricaccedilatildeo de patildees A

Petrobras ainda estuda as enzimas mais eficazes para este processo de

fabricaccedilatildeo testando enzimas disponiacuteveis no mercado e pesquisando novos

preparados enzimaacuteticos

Na etapa final ambos os liacutequidos provenientes das diferentes fermenta-

ccedilotildees satildeo destilados O produto desta destilaccedilatildeo eacute o etanol que possui as

mesmas caracteriacutesticas daquele fabricado a partir da cana em processo in-

dustrial

Cabe destacar que a accedilatildeo do governo brasileiro natildeo fica restrita a sua

participaccedilatildeo na Petrobras considerando a importacircncia que o tema energias

renovaacuteveis possui na poliacutetica nacional O governo do Brasil investe ainda

recursos em Pesquisa Desenvolvimento e Inovaccedilatildeo (PD amp I) conforme po-

de ser visto na Tabela 5

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 30

Conclusotildees

O tema energias renovaacuteveis estaacute presente na agenda nacional de todas

as naccedilotildees ao redor do globo como uma alternativa viaacutevel em substituiccedilatildeo agraves

fontes de energias foacutesseis como petroacuteleo e carvatildeo Especialistas acreditam

que o processamento da biomassa como fonte de energia combustiacuteveis e

produtos quiacutemicos possa se constituir em uma induacutestria-chave neste seacuteculo

criando assim um novo paradigma industrial Novas tecnologias baseadas

no uso de toda a planta e na integraccedilatildeo de processos tradicionais e novos

deveratildeo ser necessaacuterios

Tabela 5 Investimentos do governo brasileiro em PDampI no aproveitamento

de biomassas desde 2005 (PEREIRA JR 2008)

Instituiccedilatildeo Valor

(Milhotildees R$) Observaccedilotildees

Governo Federal

SIBRATEC 4500 Formaccedilatildeo de redes temaacuteticas para o de-senvolvimento de tecnologias inovadoras incluindo energia renovaacutevel

CNPqMCT 4180 Especiacutefico para biomassabioenergias

15780 Geral incluindo biomassa

FINEP 45000

Apoiar o desenvolvimento de produtos serviccedilos e processos inovadores em em-presas brasileiras atraveacutes de subvenccedilatildeo econocircmica incluindo biocombustiacuteveis

Fundaccedilotildees Estaduais

FAPESP 14800 Projetos especiacuteficos para biomassas e biocombustiacuteveis

FAPEMIG 1095 Biomassas agroenergia

TOTAL R$ 855 milhotildees

Economia e Energia ndash eampe 31

O Brasil encontra-se entre os paiacuteses-alvo para o desenvolvimento de

tais tecnologias devido a sua grande biodiversidade existente e aos conheci-

mentos adquiridos ao longo das uacuteltimas deacutecadas em especial devido a pro-

duccedilatildeo de etanol a partir da cana-de-accediluacutecar

Neste contexto de inovaccedilatildeo uma nova oportunidade de aproveitamento

de biomassa se vislumbra no paiacutes o uso da biomassa lignoceluloacutesica prove-

niente dos resiacuteduos agriacutecolas em especial da induacutestria da cana para produ-

ccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo dentro do contexto das biorrefinarias explorado

neste artigo

Foi observado que iniciativas governamentais estatildeo sendo tomadas de

modo a estabelecer um ambiente adequado para o desenvolvimento de no-

vos produtos e processos No entanto desafios de natureza tecnoloacutegica e

comercial precisam ser vencidos para fazer com que o Brasil mantenha sua

posiccedilatildeo de destaque no agronegoacutecio mundial e produza produtos de maior

valor agregado contribuindo assim para o desenvolvimento da bio-economia

e aproveitando esta janela de oportunidade de aumentar seu crescimento

econocircmico de modo sustentaacutevel

Referecircncias

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Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 32

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InSeminaacuterio nacional sobre reusoreciclagem de resiacuteduos soacutelidos industriais Satildeo

Paulo Cetesb

Economia e Energia ndash eampe 33

Ensaio

Gripe americana e resfriado no Brasil

Nos fizeram acreditar que um resfriado americano representa certa-

mente uma gripe ou pneumonia por aqui ou seja as crises nos EUA tecircm

resultados imediatos e mais radicais aqui do que laacute Nessa eacutepoca de gripe

americana eacute uacutetil discutir a veracidade histoacuterica dessa afirmaccedilatildeo porque o

simples fato de se acreditar nela jaacute provoca efeitos negativos em nossa eco-

nomia

Celso Furtado ao contraacuterio da crenccedila corrente assinalava que as cri-

ses na economia americana foram sentidas aqui no curto prazo mas de

modo geral acabaram sendo beneacuteficas para a economia brasileira no meacutedio

prazo Ele mostrou em seu livro ldquoO Capitalismo Globalrdquo que a crise de 1929

e 1930 nos EUA produziam jaacute em 1932 um notaacutevel ressurgimento interno

baseado no mercado nacional

A tentativa de encontrar uma correlaccedilatildeo entre as taxas de crescimento

americanas e as brasileiras no periacuteodo 1930 a 2010 (Figura 1) natildeo conduz a

um resultado convincente A situaccedilatildeo natildeo muda introduzindo uma defasagem

de um ou dois anos da variaccedilatildeo do PIB no Brasil em relaccedilatildeo agrave americana

Figura 1 A correlaccedilatildeo entre crescimento no Brasil e nos EUA parece ser

pouco significativa no periacuteodo 1930 a 2010 Dados Ipeadatagovbr

Elaboraccedilatildeo proacutepria

y = 00744x + 47262Rsup2 = 00083

-10

-5

0

5

10

15

-15 -10 -5 0 5 10 15 20 25

Cre

scim

en

to d

o P

IB n

os

EUA

an

o

Crescimento do PIB no Brasil ano

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 34

Figura 2 Variaccedilatildeo do PIB dos EUA e Brasil valores anuais e meacutedia moacutevel

de trecircs anos em azul estatildeo assinalados os periacuteodos em que as economias

parecem estar na mesma fase (variaccedilotildees no mesmo sentido) e

em amarelo os periacuteodos em fase inversa (variaccedilotildees em sentido contraacuterio)

Elaboraccedilatildeo proacutepria

Eacute possiacutevel separar ao longo desses oitenta anos periacuteodos em que os

altos e baixos da taxa de crescimento econocircmico dos EUA e do Brasil estatildeo

na mesma fase do ciclo e outros em que o que aconteceu nos dois paiacuteses

tem sinal inverso Em uma anaacutelise preliminar (Figura 2) pode-se dizer que

os periacuteodos em que estiveram em fase inversa superam os que estiveram

na mesma fase

Pode-se verificar que no periacuteodo a que aludia Celso Furtado (crise de

trinta) as economias dos dois paiacuteses parecem em mesma fase Nota-se no

entanto que a retomada do crescimento no Brasil precedeu agrave americana

como dissera Celso Furtado que ademais se referia tambeacutem a mudanccedilas

qualitativas mais de desenvolvimento que de crescimento que vieram com

a maior atenccedilatildeo no Paiacutes ao consumo interno Em um segundo periacuteodo que

vai da Segunda Guerra Mundial ateacute 1970 as economias de Brasil e EUA

estiveram em fase inversa

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

1920

1930

1940

1950

1960

1970

1980

1990

2000

2010

Var

iaccedilatilde

o a

nu

al d

o P

IB

()

EUA

EUA 3

Brasil

Brasil 3

fase inversa fase inversaem fase em fase

Economia e Energia ndash eampe 35

Em uma terceira fase de 1987 a 1995 a teoria do resfriado americano

funcionou nas crises das mudanccedilas para as deacutecadas de oitenta e noventa

(repercussotildees simultacircneas e maiores em nossa economia) e na retomada

do meio da deacutecada de oitenta Cabe lembrar que os episoacutedios dessas crises

marcaram a alta de juros e falecircncia mexicana (1982) e crises de hiperinfla-

ccedilatildeo em paiacuteses como a Argentina que estavam muito mais proacuteximos de nos-

sa realidade

Nos uacuteltimos quinze anos estivemos em fase inversa com os EUA em

1998 eles estavam no auge da era Clinton e o Brasil passando por um fosso

em sua taxa de crescimento anual Depois comeccedilaram a experimentar que-

da no seu crescimento enquanto a economia brasileira tinha as taxas de

crescimento em elevaccedilatildeo

Na Figura 3 buscou-se a correlaccedilatildeo linear entre as variaccedilotildees do PIB

nos periacuteodos assinalados na Figura 2 e os resultados confirmam a avalia-

y = 03893x + 43207Rsup2 = 07113

-2

0

2

4

6

8

10

-20 -10 0 10 20

19301937 y = -0311x + 75908Rsup2 = 0314

0

2

4

6

8

10

12

-10 0 10 20

19381970

y = 18054x - 32349Rsup2 = 04684

-20

-10

00

10

20

30

40

50

60

00 10 20 30 40

19871995y = -0362x + 40064

Rsup2 = 02656

00

10

20

30

40

50

60

-20 00 20 40 60

19952010

Figura 3 Comportamento dos crescimentos dos PIB americano (na vertical)

e brasileiro (na horizontal) para os intervalos de tempo assinalados na figura

anterior

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 36

ccedilatildeo qualitativa Ou seja nos periacuteodos em fase existe uma correlaccedilatildeo positi-

va entre os crescimentos americano e brasileiro nos periacuteodos assinalados

com amarelo a relaccedilatildeo eacute negativa

A mudanccedila de intensidade e sentido da correlaccedilatildeo nos faz pensar que

a possiacutevel dependecircncia entre o crescimento brasileiro e o americano natildeo eacute

direta eacute muito mais complexa e para fazer sentido deve ser estudada por

periacuteodos histoacutericos O que se conclui eacute que a ldquoteoria do resfriadordquo natildeo expli-

ca o passado mesmo quando ainda eacuteramos muito mais dependentes dos

EUA

No final de 2008 configurou-se uma crise nos EUA que teve reflexo no

ano seguinte no Brasil que registrou uma queda no PIB de 06 O consu-

mo no entanto cresceu no ano 24 Em 2010 o ldquopibatildeordquo de 75 fez com

que no seu conjunto os anos de 2009 e 2010 possam ser considerados

como anos normais O consumo cresceu na meacutedia 45 mais que na meacute-

dia do periacuteodo Lula (40) Jaacute o PIB cresceu 33 um pouco abaixo da meacute-

dia tambeacutem de 40 ao ano do governo passado Os dados vecircm das Con-

tas Nacionais Trimestrais do IBGE A defasagem entre o crescimento da

produccedilatildeo e do consumo foi praticamente coberta com importaccedilotildees e menor

investimento Ou seja a queda do PIB em 2009 se deveu a nosso ver a

uma reduccedilatildeo exagerada da oferta pelo setor produtivo em virtude de uma

leitura equivocada do efeito da crise americana sobre a economia brasileira

O crescimento nos dois anos poacutes-crise nos EUA foi normal passou a

primeira ldquomarolardquo E agora Entraremos na mesma fase de ciclo dos EUA

Page 4: Economia e Energia · população ou na superfície mundial: foi o fato de serem os “vencedores” da 2ª Guerra Mundial. Num primeiro momento, somente os EUA possuíam ar-0 10.000

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 4

O Brasil eacute a oitava maior economia mundial quando se usa o criteacuterio de

paridade de poder de compra (PPC) e a seacutetima economia quando se consi-

dera o criteacuterio do cacircmbio nominal Ambas as apuraccedilotildees satildeo do Fundo Mo-

netaacuterio Internacional para o ano de 2010 O primeiro criteacuterio representa me-

lhor o valor da produccedilatildeo dos paiacuteses e independe das poliacuteticas cambiais na-

cionais e de suas oscilaccedilotildees bruscas por problemas conjunturais De qual-

quer forma o Brasil estaacute para ambos os criteacuterios entre as oito maiores eco-

nomias mundiais

As maiores economias do mundo

Na Tabela 1 estatildeo indicadas as dez maiores economias pelos criteacuterios

de PPC e de cacircmbio nominal A tabela tambeacutem inclui o Canadaacute que eacute ape-

nas o 14deg na lista por paridade do poder de compra mas eacute o 9ordm PIB nominal

Esta tabela tambeacutem apresenta o PIB PPC per capita

Tabela 1 Dez maiores economias pelos criteacuterios de paridade de poder de compra (PPC) e cacircmbio nominal

PIB em PPC PIB NOMINAL PIB PPChab US$

bilhatildeo Rank Mundo

US$

bilhatildeo Rank Mundo

US$

hab Rank

EUA 14658 1 197 14658 1 233 47284 9

China 10086 2 136 5878 2 93 7519 94

Japatildeo 4309 3 58 5459 3 87 33805 24

Iacutendia 4060 4 55 1538 10 24 3339 129

Alemanha 2940 5 40 3316 4 53 36033 19

Ruacutessia 2223 6 30 1465 11 23 15837 52

Reino

Unido 2173 7 29 2247 6 36 34920 21

Brasil 2172 8 29 2090 7 33 11239 71

Franccedila 2145 9 29 2583 5 41 34077 23

Itaacutelia 1774 10 24 2055 8 33 29392 28

Canadaacute 1330 14 18 1574 9 25 39057 12

Mundo 74265 100 62909 100 10886

Fonte FMI 2010 (FMI in Wikipedia 2010)

Economia e Energia ndash eampe 5

A metodologia de paridade de poder de compra busca indicar o PIB a

preccedilos equivalentes nos EUA Por essa razatildeo os valores para esse paiacutes

satildeo idecircnticos nas duas listas Entre os dez maiores as posiccedilotildees relativas

variam muito para os dois criteacuterios sendo a maior variaccedilatildeo a da Iacutendia que

passa de deacutecimo para o quarto quando se considera a PPC

Na composiccedilatildeo da lista das dez maiores economias do mundo a Ruacutes-

sia substitui o Canadaacute quando se passa do cacircmbio nominal para a PPC A

posiccedilatildeo do Brasil varia muito pouco sendo o seacutetimo na lista do PIB ao cacircm-

bio nominal e oitavo praticamente empatado no seacutetimo lugar com o Reino

Unido pela paridade de poder de compra

A Figura 1 ilustra a posiccedilatildeo dos maiores paiacuteses em PIB medido em

PPC e valor nominal Os onze paiacuteses representados ocupam as dez primei-

ras posiccedilotildees no ranking mundial do PIB nominal ou em paridade de poder

de compra

Figura 1 As dez maiores economias mundiais em 2010 (PIB em PPC e Nominal)

Quando se usa o criteacuterio da renda per capita a lista incluiria em seu topo uma quantidade de pequenos paiacuteses ricos Dentre os maiores PIB os EUA ficam em 9deg lugar o Canadaacute em 12deg e a Alemanha em 19deg As demais maiores economias se encontram abaixo do 20ordm lugar

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

US$

bi

ano

PPC

Nominal

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 6

O Brasil que recentemente ultrapassou a limiar da meacutedia mundial de

PIB PPC per capita estaacute em 72deg lugar Note-se que a China estaacute em 94deg e a

Iacutendia em 129deg Apesar do baixo valor da renda per capita desses paiacuteses

isso natildeo reduz seu peso especiacutefico no comeacutercio internacional e ateacute mesmo o

reforccedila pelo potencial de mercado existente numa visatildeo de mais longo pra-

zo

Assim o Brasil jaacute ocupa hoje posiccedilatildeo dentre os ldquodez maisrdquo da economia

mundial sendo ainda o quinto paiacutes em termos de extensatildeo territorial e em

populaccedilatildeo conforme Tabela 2

Tabela 2 Posiccedilatildeo do Brasil no ranking de populaccedilatildeo e aacuterea

Populaccedilatildeo Superfiacutecie

mil hab Rank Mundo km2 Rank Mundo

EUA 313232 3 45 9826675 3 65

China 1336718 1 194 9596961 4 65

Japatildeo 126475 10 18 377915 61 03

Iacutendia 1189172 2 175 3287263 7 22

Alemanha 81471 16 12 357022 62 02

Ruacutessia 138739 9 21 17098242 1 115

Reino Uni-

do 62698 22 09 243610 79 02

Brasil 203429 5 28 8514877 5 57

Franccedila 65312 21 09 643801 42 04

Itaacutelia 61017 23 09 301340 71 02

Canadaacute 34039 37 05 9984670 2 67

Mundo 6922600 100 148680365 100

Fonte (CIA 2011)

Seus recursos naturais forccedila de trabalho e produccedilatildeo diversificada de

bens e serviccedilos permitem projetar a ascensatildeo futura do Brasil nessa lista

conforme vem sendo feito por alguns estudos econocircmicos internacionais As

projeccedilotildees de GOLDMAN SACHS 2007 colocam o Brasil na quarta posiccedilatildeo

de PIB PPC em 2050 conforme Figura 2

Economia e Energia ndash eampe 7

Figura 2 As dez maiores economias mundiais ateacute 2050 (PIB em PPC)

Fonte Goldman Sachs 2007

O fato de nossa economia estar entre as dez maiores do mundo ainda

natildeo foi incorporado agrave percepccedilatildeo dos brasileiros frente ao mundo mas jaacute eacute

um fato concreto nas relaccedilotildees internacionais

Antigamente tiacutenhamos aquela incocircmoda sensaccedilatildeo de que o Presidente

do Brasil era quase um intruso nas fotos das cuacutepulas mundiais Agora jaacute nos

acostumamos a isso e futuramente seratildeo os participantes do grupo deno-

minado G8 que vatildeo comeccedilar a sentir a falta de significado praacutetico de suas

reuniotildees com a ausecircncia de paiacuteses como China Brasil e Iacutendia Eacute provaacutevel

que isto jaacute esteja de fato ocorrendo

Os dez mais e a energia nuclear

O criteacuterio adotado para fixar os membros permanentes do Conselho

de Seguranccedila da ONU que possuem o poder de veto (EUA Ruacutessia China

Reino Unido e Franccedila) natildeo foi o peso relativo dos paiacuteses na economia na

populaccedilatildeo ou na superfiacutecie mundial foi o fato de serem os ldquovencedoresrdquo da

2ordf Guerra Mundial Num primeiro momento somente os EUA possuiacuteam ar-

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

80000

Ch

ina

EUA

Iacutend

ia

Bra

sil

Meacutex

ico

Ru

ssia

Ind

on

eacutesia

Jap

atildeo

Rei

no

Un

ido

Ale

man

ha

US$

bi

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 8

mamento nuclear Muito rapidamente poreacutem os demais ldquovencedoresrdquo ace-

deram agrave posse dessas armas (GUIMARAES 2010)

Isso se justificava pelo contexto histoacuterico em que esse criteacuterio foi adota-

do ou seja imediato poacutes-guerra e principalmente poacutes-Hiroshima e Nagasa-

ki Agrave eacutepoca e nas deacutecadas que se seguiram dominadas pela ideologia da

ldquoGuerra Friardquo e da ldquoMuacutetua Destruiccedilatildeo Garantidardquo (Mutual Assured Destructi-

on ndash MAD) o fator de peso relativo determinante era inequivocamente o

poder militar do qual as armas nucleares constituiacuteam fator fundamental de

assimetria de poder pela forccedila bruta

Hoje passados mais de 60 anos do fim da guerra a posse de arma-

mento nuclear e a persistente sobrevivecircncia da ideologia a ela associada

parece ser o uacutenico criteacuterio objetivo para a manutenccedilatildeo desse status quo

Felizmente a posse de armas nucleares e o proacuteprio poder militar vecircm

deixando de ser os determinantes baacutesicos da influecircncia dos paiacuteses no cenaacute-

rio mundial Os fatores econocircmicos se tornam cada vez mais determinantes

do que a posse de armamentos nucleares para medir o peso poliacutetico dos

paiacuteses

A ascensatildeo econocircmica da Alemanha e Japatildeo e em menor escala da

Itaacutelia e demais paiacuteses europeus destruiacutedos pela guerra foram os primeiros

sinais dessa mudanccedila ainda que mitigados pela ldquonuclearizaccedilatildeordquo da Franccedila

e Gratilde-Bretanha (e posteriormente da China) pela criaccedilatildeo da OTAN que

passou a permitir o ldquocompartilhamentordquo das armas nucleares entre seus

membros e pela abertura do ldquoguarda-chuvardquo de proteccedilatildeo nuclear americano

sobre o Japatildeo

Na Tabela 3 estatildeo indicados os dez maiores paiacuteses em termos de PIB

(em PPC) e sua situaccedilatildeo quanto agrave posse e o compartilhamento de armas

nucleares Eacute assinalada para o Japatildeo a existecircncia do ldquoguarda-chuvardquo de

proteccedilatildeo nuclear oferecido pelos EUA Tambeacutem eacute indicado na tabela o nuacute-

mero de reatores nucleares de pesquisa em operaccedilatildeo nesses paiacuteses que eacute

um indicador do niacutevel da atividade de desenvolvimento cientiacutefico e tecnoloacutegi-

co na aacuterea nuclear e da produccedilatildeo de radioisoacutetopos para usos meacutedicos e in-

dustriais

Economia e Energia ndash eampe 9

Rank PIB

PPPC Paiacutes

Armamento

Nuclear

Domiacutenio do

Ciclo de

Combustiacutevel

Reatores de

Pesquisa

em operaccedilatildeo

1 EUA Proacuteprio Sim 82

2 China Proacuteprio Sim 13

3 Japatildeo Guarda Chuva Sim 19

4 Iacutendia Proacuteprio Sim 5

5 Alemanha Compartilhado Sim 21

6 Ruacutessia Proacuteprio Sim 20

7 Reino Unido Proacuteprio Sim 9

8 Brasil Natildeo Sim 4

9 Franccedila Proacuteprio Sim 19

10 Itaacutelia Compartilhado Desativado 5

Tabela 3 Armamentos nucleares e domiacutenio do ciclo de combustiacutevel nos dez

paiacuteses de maior atividade econocircmica

Fontes (IAEA 2010) (World Nuclear Association 2011)

Dos dez maiores paiacuteses seis possuem armamento nuclear proacuteprio Ale-

manha e Itaacutelia satildeo membros da OTAN tendo armazenado em seus territoacute-

rios numerosos artefatos nucleares ldquocompartilhadosrdquo As condiccedilotildees detalha-

das de como se processa esse compartilhamento natildeo satildeo exatamente co-

nhecidas Sabe-se no entanto que por exemplo existem na Alemanha

aviotildees de combate Tornado da Forccedila Aeacuterea Alematilde (Luftwaffe) prontos para

sob comando da OTAN serem armados com artefatos nucleares

(KRISTENSEN 2005) Sabe-se ainda que cabe ao comandante da OTAN

ouvido o comando dos EUA junto agravequela organizaccedilatildeo a decisatildeo sobre o

uso do armamento nuclear compartilhado (GAO 2011)

O Japatildeo tem um acordo com os EUA que garante um ldquoguarda-chuvardquo

de proteccedilatildeo nuclear que implica a existecircncia de armas nucleares a uma dis-

tacircncia relativamente curta das potenciais ameaccedilas Isto faz crer na presenccedila

de armamento nuclear em embarcaccedilotildees e aeronaves em aacuteguas territoriais

japonesas senatildeo em seu proacuteprio solo nacional ainda que controlado pelos

americanos Ao menos no passado existem indiacutecios claros (documentos

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 10

liberados em consequumlecircncia do Freedom of Information Act ndash FOIA dos EUA)

de que armas nucleares estiveram nos espaccedilos territorial mariacutetimo e aeacutereo

japonecircs (KRISTENSEN 1999) A contestaccedilatildeo da eficaacutecia desse guarda-

chuva de proteccedilatildeo e a consequumlente discussatildeo quanto agrave conveniecircncia do

paiacutes ter sua forccedila nuclear proacutepria para defender-se de eventuais ataques eacute

tema recorrente na poliacutetica interna do Japatildeo que recrudesce sempre que

ocorrem tensotildees com a China (disputas territoriais por ilhas) e Coreacuteia do

Norte (testes nucleares e de miacutesseis de longo alcance)

No que concerne ao domiacutenio do ciclo nuclear e agrave geraccedilatildeo eleacutetrica nu-

clear apenas a Itaacutelia natildeo manteacutem atualmente atividades na aacuterea em virtude

de decisatildeo poliacutetica tomada (referendo popular em 1987) sob a forte influecircn-

cia emocional do acidente de Tchernobyl (1986) tendo sua uacuteltima usina nu-

clear sido desligada definitivamente em 1990 No contexto de uma crise poliacute-

tica interna do governo Berlusconi agravada pelo acidente de Fukushima a

retomada das atividades nucleares na Itaacutelia foi rejeitada por recente referen-

do popular em junho de 2011

Por lei de 2001 a Alemanha se comprometeu ao desligamento definiti-

vo de todas as suas usinas nucleares ateacute 2022 O Governo da Chanceler

Angela Merkel conseguiu aprovar no Bundestag nova lei que postergou tal

decisatildeo por 10 anos Essa mudanccedila deveu-se principalmente agraves dificulda-

des teacutecnicas que a Alemanha enfrenta para cumprir simultaneamente essa

decisatildeo poliacutetica e as metas de reduccedilatildeo de emissotildees de gases de efeito es-

tufa bem como manter uma razoaacutevel seguranccedila energeacutetica nacional mini-

mizando importaccedilotildees de eletricidade dos paiacuteses vizinhos e de combustiacuteveis

foacutesseis em especial gaacutes natural da Ruacutessia

Entretanto apoacutes o acidente de Fukushima (marccedilo de 2011) e tambeacutem

no contexto de uma crise poliacutetica interna ligada agrave proximidade de eleiccedilotildees

esse mesmo governo voltou atraacutes recentemente mantendo a data limite de

2022 Entretanto o governo alematildeo natildeo tem uma poliacutetica de abandono das

atividades ligadas ao ciclo do combustiacutevel nuclear nem de banimento de

armas nucleares de seu territoacuterio atitude essa no miacutenimo contraditoacuteria

Essas decisotildees poliacuteticas poreacutem natildeo impedem que Itaacutelia e Alemanha

importem significativas parcelas de seu consumo de eletricidade de paiacuteses

geradores de energia nuclear como Franccedila Eslovecircnia Hungria e Repuacuteblica

Tcheca

Economia e Energia ndash eampe 11

Note-se que tanto a Itaacutelia como a Alemanha estavam no caminho de

desistir da renuacutencia agrave geraccedilatildeo nuacutecleo-eleacutetrica quando ocorreu o acidente de

Fukushima num contexto de crise poliacutetica interna o que fez esses paiacuteses

reafirmarem sua posiccedilatildeo anterior de abandono das usinas nucleares

Na Tabela 4 estatildeo indicados os dados de geraccedilatildeo de energia eleacutetrica e

da participaccedilatildeo nuclear A tabela tambeacutem indica as reservas estimadas de

uracircnio dos paiacuteses (soacute satildeo indicadas as reservas relevantes do ponto de vis-

ta mundial) A posse de reservas de uracircnio eacute naturalmente um fator a ser

levado em conta nas decisotildees sobre a energia nuclear no Paiacutes

Tabela 4 Geraccedilatildeo de energia eleacutetrica e participaccedilatildeo nuclear nos dez paiacuteses

de maior atividade econocircmica

Rank

PIB

PPPC

Paiacutes

Usinas Nucleares

em operaccedilatildeo

(+ em construccedilatildeo)

Potecircncia

Instalada

Mw(e)

Participa-

ccedilatildeo na Ge-

raccedilatildeo Eleacute-

trica

Reservas

Uracircnio

(ton de U)

1 EUA 104 (+1) 100747 20 339000

2 China 11 (+20) 8438 2 67900

3 Japatildeo 54 (+1) 46823 29 x

4 Iacutendia 18 (+5) 3987 3 72900

5 Alemanha 17

(em desativaccedilatildeo) 20480 28 x

6 Ruacutessia 31 (+9) 21743 17 545700

7 Reino

Unido 19 10137 16 x

8 Brasil 2 (+1) 1884 3 278400

9 Franccedila 59 (+1) 63260 74 x

10 Itaacutelia 4 (desativadas) - - -

Fonte (IAEA 2010)

Cabe ressaltar que Brasil Ruacutessia e EUA satildeo os uacutenicos paiacuteses do mun-

do que possuem grandes reservas de uracircnio domiacutenio tecnoloacutegico de todas

as etapas de produccedilatildeo do combustiacutevel nuclear e um parque de geraccedilatildeo eleacute-

trica nuclear em operaccedilatildeo Ruacutessia e EUA entretanto possuem capacidade

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 12

industrial instalada suficiente para garantir auto-suficiecircncia na produccedilatildeo de

combustiacutevel nuclear O Brasil tem tal capacidade nas etapas de mineraccedilatildeo

beneficiamento e fabricaccedilatildeo faltando poreacutem instalaccedilotildees industriais com

capacidade suficiente para atender as necessidades nacionais nas etapas

de conversatildeo e de enriquecimento apesar de possuir unidades piloto com

capacidade de produccedilatildeo limitada desde o final dos anos 80

Conclusatildeo

O Brasil eacute dentre as dez maiores economias mundiais o uacutenico paiacutes

que natildeo possui natildeo armazena em seu territoacuterio e nem considera a possibili-

dade de uso de armas nucleares estrangeiras na sua estrateacutegia de defesa

Juntamente com Nova Zelacircndia o Brasil eacute o uacutenico paiacutes do mundo que pros-

creveu os usos natildeo paciacuteficos da energia nuclear na sua proacutepria Constituiccedilatildeo

Federal O Brasil eacute signataacuterio do Tratado de Natildeo Proliferaccedilatildeo Nuclear e do

Tratado de Tlatelolco este uacuteltimo estabelecendo a Ameacuterica Latina e Caribe

como uma zona livre de armas nucleares

O Acordo Brasil Argentina que eliminou uma potencial corrida por ar-

mas nucleares na regiatildeo e que criou a Agecircncia Brasileiro Argentina de Con-

tabilidade e Controle de Materiais Nucleares (ABACC) completa 20 anos em

2011 O Acordo assegurou o clima poliacutetico favoraacutevel para que o MERCOSUL

fosse posteriormente instalado Esse bloco econocircmico serviu de base para o

avanccedilo da integraccedilatildeo econocircmica do Continente Sul-Americano O espaccedilo

econocircmico que assim se abriu eacute de grande importacircncia para o continente O

comeacutercio com a Argentina que era quase despreziacutevel alccedilou nosso vizinho agrave

posiccedilatildeo de segundo maior parceiro comercial do Brasil

Ao Brasil interessa manter sua posiccedilatildeo de uso apenas paciacutefico da ener-

gia nuclear Isso daacute ao paiacutes um caraacuteter uacutenico junto aos ldquodez maisrdquo da econo-

mia mundial que se reflete numa autoridade moral e eacutetica que pode ser ex-

plorada politicamente em diversas situaccedilotildees como por exemplo a reforma

do Conselho de Seguranccedila da ONU e a arbitragem de crises internacionais

Essa ldquovantagem competitivardquo eacute muito mais valiosa do que a posse de armas

nucleares que ao final das contas seriam feitas para nunca serem usadas

Entretanto os quadros apresentados mostram de forma inequiacutevoca a

importacircncia estrateacutegica do Brasil se manter ativo na exploraccedilatildeo dos usos

paciacuteficos da energia nuclear expandindo seu domiacutenio tecnoloacutegico e capaci-

Economia e Energia ndash eampe 13

dade industrial instalada nos diversos setores associados como produccedilatildeo

de radioisoacutetopos para medicina induacutestria e agricultura produccedilatildeo de com-

bustiacutevel nuclear e geraccedilatildeo eleacutetrica

O Plano Nacional de Energia (PNE) que prevecirc a conclusatildeo de Angra 3

ateacute 2015 e a implantaccedilatildeo de 4000 MW nucleares adicionais ateacute 2030 junta-

mente com as metas estabelecidas para a autosuficiecircncia na produccedilatildeo do

combustiacutevel nuclear que mantecircm nas duas proacuteximas deacutecadas uma partici-

paccedilatildeo do nuclear na geraccedilatildeo eleacutetrica proacutexima da atual tambeacutem eacute por ne-

cessidades de diversificaccedilatildeo da matriz energeacutetica uma opccedilatildeo sensata do

ponto de vista energeacutetico

Bibliografia

CIA The World Fact Book Consultado em Julho de 2011 em httpwwwciagov

FMI citado na Wikipedia (2010) consultado Junho 2011 disponiacutevel em httpenmwikipediaorg

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GUIMARAES L S A (contra) Ameaccedila Nuclear in Revista Mariacutetima Brasileira vol 130 seacuterie 0406 maio de 2010

GAO (May 2011) NUCLEAR WEAPONS- DOD and NNSA Need to Better Manage Scope of Future Refurbishments and Risks to Maintaining US Commitments to NA-TO Washington - DC - USA United States Government Accountability Office dispo-niacutevel em httpwwwgaogovproductsGAO-11-387

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World Nuclear Association (Julho 2011) World Nuclear Power Reactors amp Uranium Requirements Consultado julho 2011 em httpwwwworld-nuclearorginforeactorshtml

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 14

1 - Fundaccedilatildeo Instituto Brasileiro de Geografia e Estatiacutestica (IBGE) ndash Diretoria Executiva ndash CRM ndash Av Franklin Roosevelt 146 6ordm andar sala 602 ndash Centro ndash Rio de JaneiroRJ Escola de Quiacute-mica da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) Cidade Universitaacuteria ndash Centro de Tec-nologia Bloco E ndash 2ordm nadir ndash DPO ndash Aacuterea de Gestatildeo e Inovaccedilatildeo Tecnoloacutegica ndash Rio de JaneiroRJ ndash CEP 21949-900 email marciafribeiroyahoocombr

2 - Escola de Quiacutemica da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) Cidade Universitaacuteria ndash Centro de Tecnologia Bloco E ndash 2ordm nadir ndash DPO ndash Aacuterea de Gestatildeo e Inovaccedilatildeo Tecnoloacutegica ndash Rio de JaneiroRJ ndash CEP 21949-900 email suzanaeqcombr

3 - Escola de Quiacutemica da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) Cidade Universitaacuteria ndash Centro de Tecnologia Bloco E ndash 2ordm nadir ndash DEB ndash Aacuterea de Processos Bioquiacutemicos ndash Rio de JaneiroRJ ndash CEP 21949-900 email gimeneseqcombr

Artigo

Iniciativas para o uso da biomassa lignoceluloacutesica

em biorrefinarias a plataforma sucroquiacutemica no

mundo e no Brasil

Maacutercia Franccedila Ribeiro Fernandes dos Santos1 Suzana Borschiver2

Maria Antonieta Peixoto Gimenes Couto3

Resumo

Petroacuteleo gaacutes natural e seus derivados representam 55 do consumo

mundial de energia no entanto eles natildeo vatildeo durar mais do que algumas

deacutecadas Assim se faz necessaacuterio encontrar substitutos para estes combus-

tiacuteveis e uma alternativa que se apresenta eacute a utilizaccedilatildeo de mateacuteria orgacircnica

renovaacutevel (biomassa) Este artigo apresenta as iniciativas adotadas no mun-

do e em especial no Brasil sobre o uso de mateacuterias-primas lignoceluloacutesicas

no contexto da biorrefinaria O enfoque seraacute dado na plataforma sucroquiacutemi-

ca para a produccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo tendo em vista a posiccedilatildeo de

destaque neste segmento de mercado no agronegoacutecio nacional O levanta-

mento das informaccedilotildees disponibilizadas na literatura foi obtido por meio de

uma pesquisa bibliograacutefica Os resultados sugerem que a tecnologia ainda

estaacute em fase de pesquisa e desenvolvimento e desperta grande interesse

para consolidar o mercado mundial de etanol

Palavras-chave biorrefinaria biomassa mateacuteria-prima lignoceluloacutesica eta-

nol Brasil

Economia e Energia ndash eampe 15

Abstract

Oil natural gas and their products represent 55 of global energy con-

sumption yet they will not last more than a few decades Thus it is neces-

sary to find substitutes for these fuels and an alternative that presents itself is

the use of organic matter (biomass) This article presents the initiatives taken

in the world and especially in Brazil on the use of raw materials in the con-

text of lignocellulosic biorefinery The focus will be on the sugar platform for

the production of second-generation ethanol aimed at a prominent position

of this market segment in the national agribusiness The survey of informati-

on availability in the literature was obtained through a search The results

suggest that the technology is still undergoing research and development

and it arouse great interest for consolidating the ethanol global market

Keywords biorefinery biomass lignocelulosic feedstock ethanol Brazil

Introduccedilatildeo

As mudanccedilas climaacuteticas e a elevaccedilatildeo das cotaccedilotildees do petroacuteleo aliadas

agraves necessidades estrateacutegicas de produccedilatildeo de energia tecircm motivado uma

corrida sem precedentes agrave produccedilatildeo de combustiacuteveis alternativos preferen-

cialmente de fontes renovaacuteveis de energia (BUCKERIDEG et al 2010)

O uso da biomassa para energia cresce em importacircncia como uma das

vias de mitigaccedilatildeo dos problemas citados acima Existem diferentes rotas

para converter a energia da biomassa em fluxo de energia final desejado

quer seja na forma de calor combustiacutevel ou energia eleacutetrica (SEABRA

2008)

Assim abrem-se oportunidades para o desenvolvimento de uma induacutes-

tria baseada em mateacuterias primas renovaacuteveis Aleacutem dos biocombustiacuteveis jaacute

conhecidos um fluxo de inovaccedilotildees em desenvolvimento pode estar lanccedilan-

do as bases de uma induacutestria integrada de exploraccedilatildeo da biomassa

(COUTINHO amp BONTEMPO 2010)

Neste cenaacuterio o Brasil desponta em uma posiccedilatildeo privilegiada para as-

sumir a lideranccedila no aproveitamento integral das biomassas pelo fato de

apresentar grande potencial de cultivo de mateacuterias-primas renovaacuteveis dis-

pondo de vantagens comparativas e competitivas tais como (i) culturas agriacute-

colas de grande extensatildeo (destaque para a induacutestria da cana-de-accediluacutecar) (ii)

maior biodiversidade do planeta (iii) intensa radiaccedilatildeo solar (iv) aacutegua em

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 16

abundacircncia (v) diversidade de clima e (vi) pioneirismo na produccedilatildeo de bio-

combustiacutevel etanol (CGEE 2010) O paiacutes reuacutene ainda condiccedilotildees para ser o

principal receptor de recursos de investimentos oriundos do mercado de car-

bono no segmento de produccedilatildeo e uso de bioenergia

Hoje o Brasil desfruta de uma posiccedilatildeo confortaacutevel com relaccedilatildeo agrave tecno-

logia da produccedilatildeo de etanol Neste setor o Brasil eacute liacuteder mundial na produ-

ccedilatildeo de cana-de-accediluacutecar etanol e accediluacutecar com 5727 milhotildees de toneladas

277 bilhotildees de litros e 313 milhotildees de toneladas respectivamente na safra

de 20082009 (CORTEZ 2010)

Em meacutedia 50 da cana colhida eacute destinada agrave produccedilatildeo de aacutelcool e os

demais 50 satildeo destinados agrave produccedilatildeo de accediluacutecar Cerca de 23 do accediluacutecar

produzido eacute destinado ao mercado externo enquanto que o restante atende

ao mercado interno Quanto a produccedilatildeo de aacutelcool cerca de 85 eacute direcio-

nado ao mercado interno sendo que destes 90 satildeo destinados ao seu

uso como carburante e o restante atender ao mercado externo (BASTOS

2007)

Entretanto para preservar essa posiccedilatildeo num cenaacuterio competitivo em

que outros players estatildeo interessados em se desenvolver com pesados in-

vestimentos em Pesquisa amp Desenvolvimento (PampD) o Brasil precisa manter

investimentos compatiacuteveis na geraccedilatildeo de novas tecnologias e formaccedilatildeo de

competecircncias (BUCKERIDEG et al 2010)

Atualmente a conversatildeo pela rota sucroquiacutemica de material lignoceluloacute-

sico presente na palha e no bagaccedilo da cana-de-accediluacutecar em accediluacutecares fer-

mentaacuteveis para a produccedilatildeo de etanol denominado de etanol de 2ordf geraccedilatildeo

vem sendo considerada no Brasil como uma alternativa promissora para

atender agrave demanda mundial

Assim o presente artigo tem como objetivo principal expor as iniciativas

adotadas no mundo e em especial no Brasil sobre o uso de mateacuterias-

primas lignoceluloacutesicas no contexto da biorrefinaria O enfoque seraacute dado na

plataforma sucroquiacutemica para a produccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo tendo em

vista a posiccedilatildeo de destaque neste segmento de mercado no agronegoacutecio

nacional

Economia e Energia ndash eampe 17

Conceito de Biorrefinaria

De acordo com Fernando et al (2006) o conceito de produzir produtos a

partir de commodities agriacutecolas como a biomassa natildeo eacute novo no entanto

utilizar a biomassa como insumo na produccedilatildeo de vaacuterios produtos de maneira

similar a uma refinaria de petroacuteleo onde combustiacuteveis foacutesseis satildeo usados

como input eacute relativamente novo Seu principal objetivo eacute transformar os

materiais bioloacutegicos em produtos utilizaacuteveis nas induacutestrias de transformaccedilatildeo

usando uma combinaccedilatildeo de tecnologias e processos biotecnoacutegicos

Os princiacutepios baacutesicos da refinaria de petroacuteleo tradicional e a biorrefinaria

satildeo representados esquematicamente na Figura 1 Uma refinaria de petroacuteleo

fornece principalmente combustiacuteveis para transportes e energia e somente

uma fraccedilatildeo relativamente pequena eacute usada na induacutestria quiacutemica Em uma

biorrefinaria uma quantidade relativamente maior eacute usada para a quiacutemica e

a utilizaccedilatildeo de materiais De acordo com Kamm et al (2006) os bioprodutos

industriais soacute podem competir com aqueles oriundos da petroquiacutemica quan-

do os recursos de biomassa satildeo processadas atraveacutes de sistemas de forma

otimizada nos sistemas das biorrefinarias onde novas cadeias de valor satildeo

desenvolvidas e implementadas

Figura 1 Refinaria de petroacuteleo versus biorrefinaria

(KAMM et al 2006)

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 18

Em seus estudos Ree amp Annevelink (2007) apontam a existecircncia de

sete tipos de biorefinarias que ainda estatildeo na fase de pesquisa e desenvol-

vimento (i) Biorrefinarias Convencionais (ii) Biorrefinarias Verdes (iii) Biore-

finarias de Cereais (iv) Biorrefinarias de Material Lignoceluloacutesico (v) Biorre-

finarias de Duas Plataformas (vi) Biorrefinarias Termoquiacutemicas e (vii) Bior-

refinarias Aquaacuteticas

Biorrefinaria de Materiais Lignoceluloacutesicos

A biorefinaria a partir de materiais lignoceluloacutesicos usa um mix de fon-

tes de biomassa para a produccedilatildeo de uma seacuterie de produtos por meio de u-

ma combinaccedilatildeo de tecnologias Tal biorefinaria consiste de trecircs fraccedilotildees quiacute-

micas baacutesicas (a) hemicelulose poliacutemeros de accediluacutecar com cinco carbonos

(b) celulose poliacutemeros de glucose com seis carbonos e (c) lignina poliacuteme-

ros de fenol (FERNANDO et al 2006) A Figura 2 apresenta os produtos que

podem ser obtidos a partir destas fraccedilotildees quiacutemicas

Figura 2 Produtos potenciais obtidos na Biorrefinaria de Material Lignocelu-

loacutesico (KAMM et al 2006)

Economia e Energia ndash eampe 19

Segundo Pereira Juacutenior et al (2008) a utilizaccedilatildeo de biomassa lignoce-

luloacutesica dentro do contexto da biorrefinaria eacute fundamentada em duas plata-

formas distintas conforme o conceito de Biorrefinarias de Duas Plataformas

ilustrado na Figura 3 que visam fornecer ldquoblocos de construccedilatildeordquo para obter

uma variedade de produtos

A plataforma termoquiacutemica eacute baseada em processos de conversatildeo ter-

moquiacutemica pela reaccedilatildeo de mateacuteria-prima em altas temperaturas com uma

quantidade de oxigecircnio controlada (gaseificaccedilatildeo) para produzir gaacutes de siacutente-

se (CO + H2) ou na ausecircncia de oxigecircnio (piroacutelise) para produzir bio-oacuteleo

que depois de um processo de hidrodeoxigenaccedilatildeo produz uma mistura liacutequi-

da de hidrocarbonetos similar agravequeles presentes no petroacuteleo

Figura 3 Conceito da Biorrefinaria de Duas Plataformas

(KAMM et al 2006)

A plataforma de accediluacutecar tambeacutem conhecida como sucroquiacutemica objeto

de estudo do artigo eacute baseada em processos de conversatildeo quiacutemica e bio-

quiacutemica de accediluacutecares extraiacutedos da biomassa mediante uma separaccedilatildeo de

seus componentes principais Para isto o preacute-tratamento eacute essencial visan-

do a desorganizaccedilatildeo do complexo lignoceluloacutesico e como consequumlecircncia au-

mento da acessibilidade das enzimas agraves moleacuteculas de celulose (PEREIRA

JR et al 2008)

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 20

O preacute-tratamento que consiste em submeter o material lignoceluloacutesico

a uma seacuterie de operaccedilotildees visa promover a quebra das ligaccedilotildees que unem

as macroestruturas Tais operaccedilotildees satildeo responsaacuteveis pela adequaccedilatildeo da

mateacuteria-prima como por exemplo o bagaccedilo da cana-de-accediluacutecar agraves condi-

ccedilotildees de transformaccedilatildeo por parte dos micro-organismos Estas podem ser

classificadas como fiacutesicas fiacutesico-quiacutemicas quiacutemicas e bioloacutegicas conforme

o agente que atua na alteraccedilatildeo estrutural (SCHLITTLER 2006) A Figura 4

mostra um esquema simplificado para a separaccedilatildeo dos principais compo-

nentes dos materiais lignoceluloacutesicos

Figura 4 Separaccedilatildeo dos componentes lignoceluloacutesicos

(PEREIRA JR et al 2008)

Pereira Jr (2006) observa que a decisatildeo de usar um ou outro processo

de hidroacutelise depende tambeacutem do tipo de material lignoceluloacutesico empregado

Na hidroacutelise da hemicelulose (que ocorre em condiccedilotildees mais brandas do

que no caso da celulose) a estrateacutegia tem sido a utilizaccedilatildeo de aacutecido sulfuacuteri-

co diluiacutedo No caso da celulose como a hidroacutelise quiacutemica requer condiccedilotildees

de alta severidade (elevadas temperaturas grandes tempos de exposiccedilatildeo e

altas concentraccedilotildees de aacutecido) pela maior resistecircncia ao ataque hidroliacutetico o

uso da hidroacutelise enzimaacutetica seria mais indicado (pela ausecircncia de condiccedilotildees

severas) tal estrateacutegia tecnoloacutegica difere da concepccedilatildeo de processos anti-

gos em que se buscava a hidroacutelise quiacutemica conjunta da celulose e da hemi-

celulose pois satildeo polissacariacutedeos com diferentes suscetibilidades ao ataque

hidroliacutetico

Economia e Energia ndash eampe 21

A hidroacutelise total da celulose gera apenas glicose que pode ser converti-

da a uma seacuterie de substacircncias quiacutemicas e bioquiacutemicas conforme ilustrado

na Figura 2 com destaque para a sua conversatildeo bioloacutegica a etanol dito de

2ordf geraccedilatildeo por ser obtido a partir de materiais lignoceluloacutesicos

Esta nova plataforma tecnoloacutegica pode revolucionar segmentos industri-

ais como no caso do Brasil que gera uma grande quantidade de resiacuteduos

como o bagaccedilo da cana-de-accediluacutecar no entanto a utilizaccedilatildeo efetiva dos ma-

teriais lignoceluloacutesicos em processos microbioloacutegicos esbarra em dois obstaacute-

culos principais a estrutura cristalina da celulose altamente resistente agrave

hidrolise e a associaccedilatildeo lignina-celulose que forma uma barreira fisica que

impede o acesso enzimaacutetico ou microbioloacutegico ao substrato (CGEE 2010)

Adicionalmente a hidroacutelise acida da celulose apresenta o inconveniente de

requerer o emprego de elevadas temperatura e pressatildeo levando agrave destrui-

ccedilatildeo de parte dos carboidratos e agrave obtenccedilatildeo de produtos de degradaccedilatildeo toacutexi-

cos aos microrganismos A sacarificaccedilatildeo enzimaacutetica por sua vez requer o

emprego de preacute-tratamentos fiacutesicos (moagem aquecimento irradiaccedilatildeo) ou

quiacutemicos (acido sulfuacuterico acido fosfoacuterico aacutelcalis) para atingir rendimentos

viaacuteveis

Potencial Brasileiro para geraccedilatildeo de mateacuteria-prima lignoceluloacutesica

Tendo em vista a vasta biodiversidade encontrada em seu territoacuterio o

Brasil dispotildee de uma grande variedade de resiacuteduos agriacutecolas e agroindustri-

ais cujo bioprocessamento desperta um grande interesse econocircmico e soci-

al Dentre estes exemplos figuram os resiacuteduos derivados de atividades tais

como as induacutestrias de papel e celulose (sepilho maravalhas e cavacos des-

classificados de eucalipto e pinus) serrarias (serragem) usinas de accediluacutecar e

aacutelcool (bagaccedilo de cana-de-accediluacutecar) e de um modo geral unidades de produ-

ccedilatildeo agriacutecola geradoras de resiacuteduos de culturas como a palha de cereais de

milho de trigo sabugo de milho cascas de arroz e de aveia dentre outros

(RAMOS 2000)

No Brasil a quantidade de resiacuteduos lignoceluloacutesicos gerada anualmen-

te eacute de aproximadamente 350 milhotildees de toneladas (PEREIRA JR 2007)

Considerando que uma das principais fontes de materiais lignoceluloacutesicos eacute

o setor sucroalcoleiro e adotando o teor de celulose hemicelulose e lignina

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 22

no bagaccedilo como paracircmetro de comparaccedilatildeo[1]

chega-se a quantidade poten-

cial respectivamente de 1645 9625 e 7105 milhotildees de toneladas que po-

dem ser obtidas a partir de resiacuteduos lignoceluloacutesicos no Brasil

Metodologia

Este trabalho tem como objetivo apresentar as iniciativas tomadas no

mundo e especialmente no Brasil com relaccedilatildeo ao uso de mateacuterias-primas

no contexto de biorrefinaria de materiais lignoceluloacutesicos O enfoque seraacute

dado na plataforma sucroquiacutemica para a produccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo

tendo em vista a posiccedilatildeo de destaque neste segmento de mercado no agro-

negoacutecio nacional A metodologia adotada neste estudo exploratoacuterio foi base-

ada na literatura e em documentos obtidos a partir de uma pesquisa de in-

formaccedilotildees disponibilizadas na literatura Para atingir o objetivo a informaccedilatildeo

eacute apresentada de modo a fornecer um panorama dos esforccedilos mundiais e

brasileiro em pesquisa para o desenvolvimento de novas tecnologias relacio-

nadas agrave obtenccedilatildeo do etanol de segunda geraccedilatildeo

Resultados

No Mundo

Apesar de atualmente natildeo existir nenhuma planta comercial para pro-

duccedilatildeo de etanol a partir de materiais lignoceluloacutesico muitas plantas-piloto e

de demonstraccedilatildeo jaacute foram desenvolvidas e diversos projetos comerciais es-

tatildeo em desenvolvimento A Tabela 1 apresenta as empresas mundiais que

vecircm empregando tecnologias para produccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo e infor-

maccedilotildees complementares

A Tabela 1 revela que a maior parte das empresas encontradas explora

o conceito de biorrefinaria de acordo com a plataforma sucroquiacutemica A mai-

oria das plantas estaacute localizada nos EUA mas paiacuteses como Canadaacute Sueacute-

cia Finlacircndia Ruacutessia e Japatildeo tambeacutem satildeo sedes de algumas iniciativas

1 - Bagaccedilo de cana eacute composto de 47 de celulose 275 de hemicelulose e 203-263 de

lignina (AGUIAR 2010)

Economia e Energia ndash eampe 23

Tabela 1 Empresas que empregam tecnologias para a produccedilatildeo de etanol

de 2ordf geraccedilatildeo e caracteriacutesticas de processo (CGEE 2010)

Empresa Paiacutes de origem

Caracteriacutesticas de processo

Localiza-ccedilatildeo

Capacidade (m

3ano)

AE Biofuels EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Montana 567

Blue Fire Ethanol

EUA Japatildeo

Hidroacutelise com aacutecido concentrado

California Izumi

12110 Natildeo deter-

minado

Chempolis Ou

Finlacircndia Hidroacutelise com aacuteci-do diluiacutedo

Oulu Natildeo deter-

minado

Iogen Canadaacute Hidroacutelise enzimaacutetica

Ontario 4000

KL Energy EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Wyoming 5680

Lignol E-nergy

Canadaacute Preacute-tratamento Organosolv

Vancou-ver

2500

Mascoma EUA Natildeo determinado New York 1890

Poet EUA Natildeo determinado South Dakota

75

Sekab Sueacutecia Hidroacutelise enzimaacutetica

Natildeo de-terminado

Natildeo determinado

STI Finlacircndia Natildeo determinado

Lappeen-ranta Hamina Narpio

1000 1000 1000

St Peters-burgo State Forest-Technical Academy

Ruacutessia Hidroacutelise com aacuteci-do diluiacutedo

13 unida-des no paiacutes

Natildeo determinado

Sun Opra Canadaacute Hidroacutelise enzimaacutetica

China Natildeo

determinado

University of Florida

EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Florida 7570

Verenium EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Lousiana Japan

5300 4920

A Tabela 2 mostra os projetos aprovados pelo Departmento de Energia

dos EUA (US DOE) para a construccedilatildeo de pequenas biorrefinarias no paiacutes

ao final de 2008

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 24

Tabela 2 Projetos aprovados pelo US DOE para a construccedilatildeo de pequenas

biorrefinarias nos EUA (US DOE 2009 apud CGEE 2010)

Empresa Custo Total

106 US$

Participaccedilatildeo US DOE 106 US$

Capacidade anual de produccedilatildeo

Localizaccedilatildeo Mateacuterias-primas Tecnologia

Verenium 9135 760 1500000 Jennings LA

Bagaccedilo cereais desperdiacutecios agriacutecolas resiacute-duos de madeira

Rota bioquiacutemica

Flambeau LIc

840 300 6000000 Park Falls WI Resiacuteduos flores-tais

BTL

ICM 860 300 1500000 St Joseph MO

Gramiacuteneas sorgo forrageiro palha

Rota bioquiacutemica

Lignol Innovations

880 300 2500000 Commerce City CO

Biomassa da madeira resiacute-duos agriacutecolas

Rota bioquiacutemica Organosolv

Pacific Ethanol

730 2434 2700000 Boardman OR

Palha de trigo palha resiacuteduos de aacutelamo

Biogasolina (EtOH biogas combustiacuteveis soacutelidos)

New Page 836 300 5500000 Wisconsin WI Biomassa da madeira ndash resiacute-duos das usinas

BTL

Rse Pulp 900 300 2200000 Old Town Maine

Lascas de ma-deira

Rota bioquiacutemica

Econfin LIc 770 300 1300000 Washington Country KY

Espigas de milho

Rota bioquiacutemica (fermentaccedilatildeo em estado soacuteli-do)

Mascoma 1350 250 2000000 Monroe TN Gramiacuteneas e madeirs

Rota bioquiacutemica

Total 8080 3053 252 M galotildees =

954 M litros

Economia e Energia ndash eampe 25

A Tabela 2 aponta uma tendecircncia para a implementaccedilatildeo da plataforma

bioquiacutemica havendo ainda iniciativas de tecnologias termoquiacutemicas como

BTL (biomass-to-liquid)

Cabe destacar ainda que foi implementado o Programa de Biomassa do

Departamento de Energia para criar nos Estados Unidos uma nova induacutestria

ndash a induacutestria da biomassa ou bioinduacutestria ndash consolidada com a instalaccedilatildeo

de biorrefinarias capazes de transformar vaacuterios tipos de biomassa a preccedilos

competitivos em relaccedilatildeo agraves atuais fontes foacutesseis em combustiacuteveis produtos

quiacutemicos eletricidade e calor As biorrefinarias e o uso da biomassa celuloacutesi-

ca emergem como fundamentais para alcanccedilar as metas de produccedilatildeo

consumo de etanol em funccedilatildeo das limitaccedilotildees das fontes atualmente empre-

gadas (BASTOS 2007)

Neste contexto o paiacutes pretende investir US$ 385 milhotildees em seis bior-

refinarias de etanol celuloacutesico capazes de produzir 480 milhotildees de litros de

etanol celuloacutesico por ano como parte do plano do governo norte-americano

e tornar o etanol celuloacutesico competitivo em 2012 a fim de reduzir o consumo

de gasolina nos EUA nos proacuteximos 20 anos A Tabela 3 apresenta os seis

projetos selecionados pelo Departamento de Energia Americana (US DOE)

Tabela 3 Investimentos do DOE em projetos de produccedilatildeo de etanol

celuloacutesico nos EUA 2007-2010 (BARROS 2007)

Empresa Localizaccedilatildeo

da planta Mateacuteria-prima

Capacidade (milhotildees de litrosano)

Investimentos (milhotildees US$)

Abegoa Bioe-nergy Corp

Kansas Sabugo de milho

resiacuteduos de trigo etc 431 76

ALICO Inc Floacuterida Resiacuteduos de vegetais

diversos 526 33

BlueFire Ethanol Inc

Califoacuternia Resiacuteduos vegetais e

de madeira 719 40

Broin Companies of Sioux Falls

Iowa Resiacuteduos de milho 94 80

Iogen Biorefinery Partners

Idaho Resiacuteduos agriacutecolas 68 80

Range Fuels Geoacutergia Resiacuteduos de

madeira 151 76

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 26

No Brasil

Uma das empresas brasileiras que mais investem em PampD sobre bior-

refinarias em especial a partir de resiacuteduos da cana-de-accediluacutecar eacute a Petrobras

SA que eacute uma empresa estatal brasileira de economia mista que opera

em 27 paises no segmento de energia prioritariamente nas aacutereas de explo-

raccedilatildeo produccedilatildeo refino comercializaccedilatildeo e transporte de petroacuteleo e seus

derivados no Brasil e no exterior (PETROBRAS 2011)

Segundo Baratelli Junior (2007) a estrateacutegia competitiva da empresa eacute

expandir a participaccedilatildeo no mercado de biocombustiacuteveis liderando a produ-

ccedilatildeo nacional de biodiesel e ampliando a participaccedilatildeo no negoacutecio de etanol

A Tabela 4 apresenta as rotas para produccedilatildeo de biocombustiacuteveis e o estaacutegio

do esforccedilo tecnoloacutegico empreendido pela PetrobrasCENPES para o desen-

volvimento das tecnologias

A Tabela 4 aponta que os biocombustiacuteveis que demandam um esforccedilo

tecnoloacutegico elevado por parte da petrobras satildeo de segunda geraccedilatildeo o eta-

nol de celulose e os combustiacuteveis de piroacutelise e de gaacutes de siacutentese ndash BTL que

por sua vez utilizam como fonte de biomassa mateacuterias de origem celuloacutesica

ndash mateacuteria-prima para as biorrefinarias lignoceluloacutesicas

Com o projeto de desenvolvimento do bioetanol (etanol de lignocelulo-

se) ndash um biocombustiacutevel produzido a partir de resiacuteduos agroindustriais ndash a

Petrobras entra na produccedilatildeo dos chamados biocombustiacuteveis de segunda

geraccedilatildeo (PETROBRAS 2008)

Depois da etapa de testes em laboratoacuterio o projeto de produccedilatildeo de bio-

etanol passa para a fase de testes em escala piloto por meio de uma unida-

de experimental instalada no CENPES Desenvolvida em parceria com a

empresa brasileira Albrecht a planta piloto de etanol de lignocelulose locali-

zada no Centro de Pesquisas da Petrobras (CENPES) eacute uacutenica no Brasil

utilizando a tecnologia enzimaacutetica Para a produccedilatildeo de etanol a partir de re-

siacuteduos agroindustriais a planta utiliza um processo de quebra de moleacuteculas

com accedilatildeo de enzimas O projeto foi desenvolvido pela Petrobras em parceria

com a Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) e outras universida-

des brasileiras

Economia e Energia ndash eampe 27

Qualquer rejeito vegetal pode ser utilizado como fonte de biomassa na

planta experimental mas o sistema estaacute ajustado ao bagaccedilo de cana-de-

accediluacutecar por ser o resiacuteduo agroindustrial mais expressivo no paiacutes Outra ma-

teacuteria prima que seraacute utilizada nos testes eacute a torta de mamona resiacuteduo amilaacute-

ceo do processo de produccedilatildeo do biodiesel a partir de mamona

Combustiacutevel FonteBiomassa Estaacutegio da Tecnologia

Esforccedilo tecno-loacutegico da

Petrobras

Primeira geraccedilatildeo

Etanol de gratildeos e

cana-de-accediluacutecar

Cana de accediluacutecar trigo

milho beterraba Comercial meacutedio

Biodiesel Oacuteleos vegetais

e gorduras Comercial alto

Diesel verde

(hidrotratamento)

Oacuteleos vegetais gordu-

ras e petroacuteleo

Rumo a comercial no

Brasil e Europa alto

Butanol Milho sorgo trigo e

cana-de-accediluacutecar

Projeto BP and Dupont

para produzir monitoramento

Segunda geraccedilatildeo

Etanol celuloacutesico

Resiacuteduos agriacutecolas lascas de

madeira e grama

Projeto IOGEN anuncia

planta comercial alto

Combustiacuteveis da

Piroacutelise (bio-oacuteleo)

Qualquer biomassa

celuloacutesica

Projeto BIOCOUP ndash consoacutercio europeu de 16 empresas desde

2006 ateacute 2011 meacutedio

Combustiacuteveis de Gaacutes de

Siacutentese - BTL

Qualquer biomassa

celuloacutesica

Demonstrado em larga

escala com foacutesseis

Projeto CHOREN para biomassa

anuncia planta comercial

alto

Futuro

Diesel de algas Microalgas cultivadas Escala de laboratoacuterio

em Universidades baixo

Hidrocarbonetos de

biomassa Carbohidratos

Escala de laboratoacuterio

em Universidades prospecccedilatildeo

Tabela 4 Esforccedilo tecnoloacutegico das rotas para produccedilatildeo de biocombustiacuteveis

da Petrobras (Adaptado de BARATELLI JR 2007)

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 28

A planta experimental eacute capaz de produzir cerca de 220 litros de etanol

por tonelada de bagaccedilo de cana-de-accediluacutecar Nesta etapa do projeto de pes-

quisa os pesquisadores trabalham na otimizaccedilatildeo deste processo de produ-

ccedilatildeo e tecircm como objetivo alcanccedilar a marca de 280 litros por tonelada de ba-

gaccedilo no mesmo equipamento Como resultado desta pesquisa a Petrobras

jaacute fez o depoacutesito de dois pedidos de patentes (BR 0605017-4 e BR 0505299-

8) junto ao INPI

A planta-piloto de bioetanol de lignocelulose coloca a Petrobras na posi-

ccedilatildeo de vanguarda em relaccedilatildeo aos biocombustiacuteveis de segunda geraccedilatildeo

aqueles produzidos a partir de resiacuteduos agroindustriais e que natildeo competem

com a produccedilatildeo agriacutecola voltada para alimentos A utilizaccedilatildeo de resiacuteduos

como o bagaccedilo de cana-de-accediluacutecar pode aumentar substancialmente a pro-

duccedilatildeo de etanol sem aumentar a aacuterea plantada elevando a produtividade do

processo jaacute existente pelo aproveitamento de seus resiacuteduos

Desta forma a produccedilatildeo de biocombustiacuteveis em futuro proacuteximo tam-

beacutem poderaacute ser complementar agrave produccedilatildeo de alimentos A Petrobras prevecirc

que em 2010 seraacute construiacuteda uma planta semi-industrial de bioetanol A Fi-

gura 6 apresenta uma ilustraccedilatildeo da rota tecnoloacutegica adotada pela petrobras

para produccedilatildeo do bioetanol lignoceluloacutesico

Figura 6 Rota Tecnoloacutegica adotada pela Petrobras para produccedilatildeo do bioe-

tanol lignoceluloacutesico (BARATELLI JR 2007)

Economia e Energia ndash eampe 29

O processo de fabricaccedilatildeo de etanol a partir de resiacuteduos vegetais eacute divi-

dido em quatro etapas Na primeira etapa haacute o preacute-tratamento do bagaccedilo de

cana sendo adotado o processo de hidroacutelise aacutecida branda onde no reator o

resiacuteduo eacute submetido agrave quebra da estrutura cristalina da fibra do bagaccedilo de

cana e a recuperaccedilatildeo de accediluacutecares mais faacuteceis de hidrolisar

Em seguida vem a etapa de deslignificaccedilatildeo do soacutelido rico em celulose

Eacute retirada a lignina complexo que daacute resistecircncia a fibra e protege a celulose

da accedilatildeo de microorganismos poreacutem apresenta grande inibiccedilatildeo ao processo

fermentativo

Na terceira fase o liacutequido proveniente do preacute-tratamento aacutecido rico em

accediluacutecares eacute fermentado pela levedura Pichia stipitis adaptada para ser utili-

zada nesta fermentaccedilatildeo

O soacutelido proveniente da etapa de deslignificaccedilatildeo rico em celulose tam-

beacutem eacute tratado ele passa por um processo de sacarificaccedilatildeo (transformaccedilatildeo

em accediluacutecares) por meio de enzimas e eacute fermentado pela levedura

Sacharomyces cerevisiae o mesmo fungo utilizado na fabricaccedilatildeo de patildees A

Petrobras ainda estuda as enzimas mais eficazes para este processo de

fabricaccedilatildeo testando enzimas disponiacuteveis no mercado e pesquisando novos

preparados enzimaacuteticos

Na etapa final ambos os liacutequidos provenientes das diferentes fermenta-

ccedilotildees satildeo destilados O produto desta destilaccedilatildeo eacute o etanol que possui as

mesmas caracteriacutesticas daquele fabricado a partir da cana em processo in-

dustrial

Cabe destacar que a accedilatildeo do governo brasileiro natildeo fica restrita a sua

participaccedilatildeo na Petrobras considerando a importacircncia que o tema energias

renovaacuteveis possui na poliacutetica nacional O governo do Brasil investe ainda

recursos em Pesquisa Desenvolvimento e Inovaccedilatildeo (PD amp I) conforme po-

de ser visto na Tabela 5

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 30

Conclusotildees

O tema energias renovaacuteveis estaacute presente na agenda nacional de todas

as naccedilotildees ao redor do globo como uma alternativa viaacutevel em substituiccedilatildeo agraves

fontes de energias foacutesseis como petroacuteleo e carvatildeo Especialistas acreditam

que o processamento da biomassa como fonte de energia combustiacuteveis e

produtos quiacutemicos possa se constituir em uma induacutestria-chave neste seacuteculo

criando assim um novo paradigma industrial Novas tecnologias baseadas

no uso de toda a planta e na integraccedilatildeo de processos tradicionais e novos

deveratildeo ser necessaacuterios

Tabela 5 Investimentos do governo brasileiro em PDampI no aproveitamento

de biomassas desde 2005 (PEREIRA JR 2008)

Instituiccedilatildeo Valor

(Milhotildees R$) Observaccedilotildees

Governo Federal

SIBRATEC 4500 Formaccedilatildeo de redes temaacuteticas para o de-senvolvimento de tecnologias inovadoras incluindo energia renovaacutevel

CNPqMCT 4180 Especiacutefico para biomassabioenergias

15780 Geral incluindo biomassa

FINEP 45000

Apoiar o desenvolvimento de produtos serviccedilos e processos inovadores em em-presas brasileiras atraveacutes de subvenccedilatildeo econocircmica incluindo biocombustiacuteveis

Fundaccedilotildees Estaduais

FAPESP 14800 Projetos especiacuteficos para biomassas e biocombustiacuteveis

FAPEMIG 1095 Biomassas agroenergia

TOTAL R$ 855 milhotildees

Economia e Energia ndash eampe 31

O Brasil encontra-se entre os paiacuteses-alvo para o desenvolvimento de

tais tecnologias devido a sua grande biodiversidade existente e aos conheci-

mentos adquiridos ao longo das uacuteltimas deacutecadas em especial devido a pro-

duccedilatildeo de etanol a partir da cana-de-accediluacutecar

Neste contexto de inovaccedilatildeo uma nova oportunidade de aproveitamento

de biomassa se vislumbra no paiacutes o uso da biomassa lignoceluloacutesica prove-

niente dos resiacuteduos agriacutecolas em especial da induacutestria da cana para produ-

ccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo dentro do contexto das biorrefinarias explorado

neste artigo

Foi observado que iniciativas governamentais estatildeo sendo tomadas de

modo a estabelecer um ambiente adequado para o desenvolvimento de no-

vos produtos e processos No entanto desafios de natureza tecnoloacutegica e

comercial precisam ser vencidos para fazer com que o Brasil mantenha sua

posiccedilatildeo de destaque no agronegoacutecio mundial e produza produtos de maior

valor agregado contribuindo assim para o desenvolvimento da bio-economia

e aproveitando esta janela de oportunidade de aumentar seu crescimento

econocircmico de modo sustentaacutevel

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Paulo Cetesb

Economia e Energia ndash eampe 33

Ensaio

Gripe americana e resfriado no Brasil

Nos fizeram acreditar que um resfriado americano representa certa-

mente uma gripe ou pneumonia por aqui ou seja as crises nos EUA tecircm

resultados imediatos e mais radicais aqui do que laacute Nessa eacutepoca de gripe

americana eacute uacutetil discutir a veracidade histoacuterica dessa afirmaccedilatildeo porque o

simples fato de se acreditar nela jaacute provoca efeitos negativos em nossa eco-

nomia

Celso Furtado ao contraacuterio da crenccedila corrente assinalava que as cri-

ses na economia americana foram sentidas aqui no curto prazo mas de

modo geral acabaram sendo beneacuteficas para a economia brasileira no meacutedio

prazo Ele mostrou em seu livro ldquoO Capitalismo Globalrdquo que a crise de 1929

e 1930 nos EUA produziam jaacute em 1932 um notaacutevel ressurgimento interno

baseado no mercado nacional

A tentativa de encontrar uma correlaccedilatildeo entre as taxas de crescimento

americanas e as brasileiras no periacuteodo 1930 a 2010 (Figura 1) natildeo conduz a

um resultado convincente A situaccedilatildeo natildeo muda introduzindo uma defasagem

de um ou dois anos da variaccedilatildeo do PIB no Brasil em relaccedilatildeo agrave americana

Figura 1 A correlaccedilatildeo entre crescimento no Brasil e nos EUA parece ser

pouco significativa no periacuteodo 1930 a 2010 Dados Ipeadatagovbr

Elaboraccedilatildeo proacutepria

y = 00744x + 47262Rsup2 = 00083

-10

-5

0

5

10

15

-15 -10 -5 0 5 10 15 20 25

Cre

scim

en

to d

o P

IB n

os

EUA

an

o

Crescimento do PIB no Brasil ano

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 34

Figura 2 Variaccedilatildeo do PIB dos EUA e Brasil valores anuais e meacutedia moacutevel

de trecircs anos em azul estatildeo assinalados os periacuteodos em que as economias

parecem estar na mesma fase (variaccedilotildees no mesmo sentido) e

em amarelo os periacuteodos em fase inversa (variaccedilotildees em sentido contraacuterio)

Elaboraccedilatildeo proacutepria

Eacute possiacutevel separar ao longo desses oitenta anos periacuteodos em que os

altos e baixos da taxa de crescimento econocircmico dos EUA e do Brasil estatildeo

na mesma fase do ciclo e outros em que o que aconteceu nos dois paiacuteses

tem sinal inverso Em uma anaacutelise preliminar (Figura 2) pode-se dizer que

os periacuteodos em que estiveram em fase inversa superam os que estiveram

na mesma fase

Pode-se verificar que no periacuteodo a que aludia Celso Furtado (crise de

trinta) as economias dos dois paiacuteses parecem em mesma fase Nota-se no

entanto que a retomada do crescimento no Brasil precedeu agrave americana

como dissera Celso Furtado que ademais se referia tambeacutem a mudanccedilas

qualitativas mais de desenvolvimento que de crescimento que vieram com

a maior atenccedilatildeo no Paiacutes ao consumo interno Em um segundo periacuteodo que

vai da Segunda Guerra Mundial ateacute 1970 as economias de Brasil e EUA

estiveram em fase inversa

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

1920

1930

1940

1950

1960

1970

1980

1990

2000

2010

Var

iaccedilatilde

o a

nu

al d

o P

IB

()

EUA

EUA 3

Brasil

Brasil 3

fase inversa fase inversaem fase em fase

Economia e Energia ndash eampe 35

Em uma terceira fase de 1987 a 1995 a teoria do resfriado americano

funcionou nas crises das mudanccedilas para as deacutecadas de oitenta e noventa

(repercussotildees simultacircneas e maiores em nossa economia) e na retomada

do meio da deacutecada de oitenta Cabe lembrar que os episoacutedios dessas crises

marcaram a alta de juros e falecircncia mexicana (1982) e crises de hiperinfla-

ccedilatildeo em paiacuteses como a Argentina que estavam muito mais proacuteximos de nos-

sa realidade

Nos uacuteltimos quinze anos estivemos em fase inversa com os EUA em

1998 eles estavam no auge da era Clinton e o Brasil passando por um fosso

em sua taxa de crescimento anual Depois comeccedilaram a experimentar que-

da no seu crescimento enquanto a economia brasileira tinha as taxas de

crescimento em elevaccedilatildeo

Na Figura 3 buscou-se a correlaccedilatildeo linear entre as variaccedilotildees do PIB

nos periacuteodos assinalados na Figura 2 e os resultados confirmam a avalia-

y = 03893x + 43207Rsup2 = 07113

-2

0

2

4

6

8

10

-20 -10 0 10 20

19301937 y = -0311x + 75908Rsup2 = 0314

0

2

4

6

8

10

12

-10 0 10 20

19381970

y = 18054x - 32349Rsup2 = 04684

-20

-10

00

10

20

30

40

50

60

00 10 20 30 40

19871995y = -0362x + 40064

Rsup2 = 02656

00

10

20

30

40

50

60

-20 00 20 40 60

19952010

Figura 3 Comportamento dos crescimentos dos PIB americano (na vertical)

e brasileiro (na horizontal) para os intervalos de tempo assinalados na figura

anterior

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 36

ccedilatildeo qualitativa Ou seja nos periacuteodos em fase existe uma correlaccedilatildeo positi-

va entre os crescimentos americano e brasileiro nos periacuteodos assinalados

com amarelo a relaccedilatildeo eacute negativa

A mudanccedila de intensidade e sentido da correlaccedilatildeo nos faz pensar que

a possiacutevel dependecircncia entre o crescimento brasileiro e o americano natildeo eacute

direta eacute muito mais complexa e para fazer sentido deve ser estudada por

periacuteodos histoacutericos O que se conclui eacute que a ldquoteoria do resfriadordquo natildeo expli-

ca o passado mesmo quando ainda eacuteramos muito mais dependentes dos

EUA

No final de 2008 configurou-se uma crise nos EUA que teve reflexo no

ano seguinte no Brasil que registrou uma queda no PIB de 06 O consu-

mo no entanto cresceu no ano 24 Em 2010 o ldquopibatildeordquo de 75 fez com

que no seu conjunto os anos de 2009 e 2010 possam ser considerados

como anos normais O consumo cresceu na meacutedia 45 mais que na meacute-

dia do periacuteodo Lula (40) Jaacute o PIB cresceu 33 um pouco abaixo da meacute-

dia tambeacutem de 40 ao ano do governo passado Os dados vecircm das Con-

tas Nacionais Trimestrais do IBGE A defasagem entre o crescimento da

produccedilatildeo e do consumo foi praticamente coberta com importaccedilotildees e menor

investimento Ou seja a queda do PIB em 2009 se deveu a nosso ver a

uma reduccedilatildeo exagerada da oferta pelo setor produtivo em virtude de uma

leitura equivocada do efeito da crise americana sobre a economia brasileira

O crescimento nos dois anos poacutes-crise nos EUA foi normal passou a

primeira ldquomarolardquo E agora Entraremos na mesma fase de ciclo dos EUA

Page 5: Economia e Energia · população ou na superfície mundial: foi o fato de serem os “vencedores” da 2ª Guerra Mundial. Num primeiro momento, somente os EUA possuíam ar-0 10.000

Economia e Energia ndash eampe 5

A metodologia de paridade de poder de compra busca indicar o PIB a

preccedilos equivalentes nos EUA Por essa razatildeo os valores para esse paiacutes

satildeo idecircnticos nas duas listas Entre os dez maiores as posiccedilotildees relativas

variam muito para os dois criteacuterios sendo a maior variaccedilatildeo a da Iacutendia que

passa de deacutecimo para o quarto quando se considera a PPC

Na composiccedilatildeo da lista das dez maiores economias do mundo a Ruacutes-

sia substitui o Canadaacute quando se passa do cacircmbio nominal para a PPC A

posiccedilatildeo do Brasil varia muito pouco sendo o seacutetimo na lista do PIB ao cacircm-

bio nominal e oitavo praticamente empatado no seacutetimo lugar com o Reino

Unido pela paridade de poder de compra

A Figura 1 ilustra a posiccedilatildeo dos maiores paiacuteses em PIB medido em

PPC e valor nominal Os onze paiacuteses representados ocupam as dez primei-

ras posiccedilotildees no ranking mundial do PIB nominal ou em paridade de poder

de compra

Figura 1 As dez maiores economias mundiais em 2010 (PIB em PPC e Nominal)

Quando se usa o criteacuterio da renda per capita a lista incluiria em seu topo uma quantidade de pequenos paiacuteses ricos Dentre os maiores PIB os EUA ficam em 9deg lugar o Canadaacute em 12deg e a Alemanha em 19deg As demais maiores economias se encontram abaixo do 20ordm lugar

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

US$

bi

ano

PPC

Nominal

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 6

O Brasil que recentemente ultrapassou a limiar da meacutedia mundial de

PIB PPC per capita estaacute em 72deg lugar Note-se que a China estaacute em 94deg e a

Iacutendia em 129deg Apesar do baixo valor da renda per capita desses paiacuteses

isso natildeo reduz seu peso especiacutefico no comeacutercio internacional e ateacute mesmo o

reforccedila pelo potencial de mercado existente numa visatildeo de mais longo pra-

zo

Assim o Brasil jaacute ocupa hoje posiccedilatildeo dentre os ldquodez maisrdquo da economia

mundial sendo ainda o quinto paiacutes em termos de extensatildeo territorial e em

populaccedilatildeo conforme Tabela 2

Tabela 2 Posiccedilatildeo do Brasil no ranking de populaccedilatildeo e aacuterea

Populaccedilatildeo Superfiacutecie

mil hab Rank Mundo km2 Rank Mundo

EUA 313232 3 45 9826675 3 65

China 1336718 1 194 9596961 4 65

Japatildeo 126475 10 18 377915 61 03

Iacutendia 1189172 2 175 3287263 7 22

Alemanha 81471 16 12 357022 62 02

Ruacutessia 138739 9 21 17098242 1 115

Reino Uni-

do 62698 22 09 243610 79 02

Brasil 203429 5 28 8514877 5 57

Franccedila 65312 21 09 643801 42 04

Itaacutelia 61017 23 09 301340 71 02

Canadaacute 34039 37 05 9984670 2 67

Mundo 6922600 100 148680365 100

Fonte (CIA 2011)

Seus recursos naturais forccedila de trabalho e produccedilatildeo diversificada de

bens e serviccedilos permitem projetar a ascensatildeo futura do Brasil nessa lista

conforme vem sendo feito por alguns estudos econocircmicos internacionais As

projeccedilotildees de GOLDMAN SACHS 2007 colocam o Brasil na quarta posiccedilatildeo

de PIB PPC em 2050 conforme Figura 2

Economia e Energia ndash eampe 7

Figura 2 As dez maiores economias mundiais ateacute 2050 (PIB em PPC)

Fonte Goldman Sachs 2007

O fato de nossa economia estar entre as dez maiores do mundo ainda

natildeo foi incorporado agrave percepccedilatildeo dos brasileiros frente ao mundo mas jaacute eacute

um fato concreto nas relaccedilotildees internacionais

Antigamente tiacutenhamos aquela incocircmoda sensaccedilatildeo de que o Presidente

do Brasil era quase um intruso nas fotos das cuacutepulas mundiais Agora jaacute nos

acostumamos a isso e futuramente seratildeo os participantes do grupo deno-

minado G8 que vatildeo comeccedilar a sentir a falta de significado praacutetico de suas

reuniotildees com a ausecircncia de paiacuteses como China Brasil e Iacutendia Eacute provaacutevel

que isto jaacute esteja de fato ocorrendo

Os dez mais e a energia nuclear

O criteacuterio adotado para fixar os membros permanentes do Conselho

de Seguranccedila da ONU que possuem o poder de veto (EUA Ruacutessia China

Reino Unido e Franccedila) natildeo foi o peso relativo dos paiacuteses na economia na

populaccedilatildeo ou na superfiacutecie mundial foi o fato de serem os ldquovencedoresrdquo da

2ordf Guerra Mundial Num primeiro momento somente os EUA possuiacuteam ar-

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

80000

Ch

ina

EUA

Iacutend

ia

Bra

sil

Meacutex

ico

Ru

ssia

Ind

on

eacutesia

Jap

atildeo

Rei

no

Un

ido

Ale

man

ha

US$

bi

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 8

mamento nuclear Muito rapidamente poreacutem os demais ldquovencedoresrdquo ace-

deram agrave posse dessas armas (GUIMARAES 2010)

Isso se justificava pelo contexto histoacuterico em que esse criteacuterio foi adota-

do ou seja imediato poacutes-guerra e principalmente poacutes-Hiroshima e Nagasa-

ki Agrave eacutepoca e nas deacutecadas que se seguiram dominadas pela ideologia da

ldquoGuerra Friardquo e da ldquoMuacutetua Destruiccedilatildeo Garantidardquo (Mutual Assured Destructi-

on ndash MAD) o fator de peso relativo determinante era inequivocamente o

poder militar do qual as armas nucleares constituiacuteam fator fundamental de

assimetria de poder pela forccedila bruta

Hoje passados mais de 60 anos do fim da guerra a posse de arma-

mento nuclear e a persistente sobrevivecircncia da ideologia a ela associada

parece ser o uacutenico criteacuterio objetivo para a manutenccedilatildeo desse status quo

Felizmente a posse de armas nucleares e o proacuteprio poder militar vecircm

deixando de ser os determinantes baacutesicos da influecircncia dos paiacuteses no cenaacute-

rio mundial Os fatores econocircmicos se tornam cada vez mais determinantes

do que a posse de armamentos nucleares para medir o peso poliacutetico dos

paiacuteses

A ascensatildeo econocircmica da Alemanha e Japatildeo e em menor escala da

Itaacutelia e demais paiacuteses europeus destruiacutedos pela guerra foram os primeiros

sinais dessa mudanccedila ainda que mitigados pela ldquonuclearizaccedilatildeordquo da Franccedila

e Gratilde-Bretanha (e posteriormente da China) pela criaccedilatildeo da OTAN que

passou a permitir o ldquocompartilhamentordquo das armas nucleares entre seus

membros e pela abertura do ldquoguarda-chuvardquo de proteccedilatildeo nuclear americano

sobre o Japatildeo

Na Tabela 3 estatildeo indicados os dez maiores paiacuteses em termos de PIB

(em PPC) e sua situaccedilatildeo quanto agrave posse e o compartilhamento de armas

nucleares Eacute assinalada para o Japatildeo a existecircncia do ldquoguarda-chuvardquo de

proteccedilatildeo nuclear oferecido pelos EUA Tambeacutem eacute indicado na tabela o nuacute-

mero de reatores nucleares de pesquisa em operaccedilatildeo nesses paiacuteses que eacute

um indicador do niacutevel da atividade de desenvolvimento cientiacutefico e tecnoloacutegi-

co na aacuterea nuclear e da produccedilatildeo de radioisoacutetopos para usos meacutedicos e in-

dustriais

Economia e Energia ndash eampe 9

Rank PIB

PPPC Paiacutes

Armamento

Nuclear

Domiacutenio do

Ciclo de

Combustiacutevel

Reatores de

Pesquisa

em operaccedilatildeo

1 EUA Proacuteprio Sim 82

2 China Proacuteprio Sim 13

3 Japatildeo Guarda Chuva Sim 19

4 Iacutendia Proacuteprio Sim 5

5 Alemanha Compartilhado Sim 21

6 Ruacutessia Proacuteprio Sim 20

7 Reino Unido Proacuteprio Sim 9

8 Brasil Natildeo Sim 4

9 Franccedila Proacuteprio Sim 19

10 Itaacutelia Compartilhado Desativado 5

Tabela 3 Armamentos nucleares e domiacutenio do ciclo de combustiacutevel nos dez

paiacuteses de maior atividade econocircmica

Fontes (IAEA 2010) (World Nuclear Association 2011)

Dos dez maiores paiacuteses seis possuem armamento nuclear proacuteprio Ale-

manha e Itaacutelia satildeo membros da OTAN tendo armazenado em seus territoacute-

rios numerosos artefatos nucleares ldquocompartilhadosrdquo As condiccedilotildees detalha-

das de como se processa esse compartilhamento natildeo satildeo exatamente co-

nhecidas Sabe-se no entanto que por exemplo existem na Alemanha

aviotildees de combate Tornado da Forccedila Aeacuterea Alematilde (Luftwaffe) prontos para

sob comando da OTAN serem armados com artefatos nucleares

(KRISTENSEN 2005) Sabe-se ainda que cabe ao comandante da OTAN

ouvido o comando dos EUA junto agravequela organizaccedilatildeo a decisatildeo sobre o

uso do armamento nuclear compartilhado (GAO 2011)

O Japatildeo tem um acordo com os EUA que garante um ldquoguarda-chuvardquo

de proteccedilatildeo nuclear que implica a existecircncia de armas nucleares a uma dis-

tacircncia relativamente curta das potenciais ameaccedilas Isto faz crer na presenccedila

de armamento nuclear em embarcaccedilotildees e aeronaves em aacuteguas territoriais

japonesas senatildeo em seu proacuteprio solo nacional ainda que controlado pelos

americanos Ao menos no passado existem indiacutecios claros (documentos

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 10

liberados em consequumlecircncia do Freedom of Information Act ndash FOIA dos EUA)

de que armas nucleares estiveram nos espaccedilos territorial mariacutetimo e aeacutereo

japonecircs (KRISTENSEN 1999) A contestaccedilatildeo da eficaacutecia desse guarda-

chuva de proteccedilatildeo e a consequumlente discussatildeo quanto agrave conveniecircncia do

paiacutes ter sua forccedila nuclear proacutepria para defender-se de eventuais ataques eacute

tema recorrente na poliacutetica interna do Japatildeo que recrudesce sempre que

ocorrem tensotildees com a China (disputas territoriais por ilhas) e Coreacuteia do

Norte (testes nucleares e de miacutesseis de longo alcance)

No que concerne ao domiacutenio do ciclo nuclear e agrave geraccedilatildeo eleacutetrica nu-

clear apenas a Itaacutelia natildeo manteacutem atualmente atividades na aacuterea em virtude

de decisatildeo poliacutetica tomada (referendo popular em 1987) sob a forte influecircn-

cia emocional do acidente de Tchernobyl (1986) tendo sua uacuteltima usina nu-

clear sido desligada definitivamente em 1990 No contexto de uma crise poliacute-

tica interna do governo Berlusconi agravada pelo acidente de Fukushima a

retomada das atividades nucleares na Itaacutelia foi rejeitada por recente referen-

do popular em junho de 2011

Por lei de 2001 a Alemanha se comprometeu ao desligamento definiti-

vo de todas as suas usinas nucleares ateacute 2022 O Governo da Chanceler

Angela Merkel conseguiu aprovar no Bundestag nova lei que postergou tal

decisatildeo por 10 anos Essa mudanccedila deveu-se principalmente agraves dificulda-

des teacutecnicas que a Alemanha enfrenta para cumprir simultaneamente essa

decisatildeo poliacutetica e as metas de reduccedilatildeo de emissotildees de gases de efeito es-

tufa bem como manter uma razoaacutevel seguranccedila energeacutetica nacional mini-

mizando importaccedilotildees de eletricidade dos paiacuteses vizinhos e de combustiacuteveis

foacutesseis em especial gaacutes natural da Ruacutessia

Entretanto apoacutes o acidente de Fukushima (marccedilo de 2011) e tambeacutem

no contexto de uma crise poliacutetica interna ligada agrave proximidade de eleiccedilotildees

esse mesmo governo voltou atraacutes recentemente mantendo a data limite de

2022 Entretanto o governo alematildeo natildeo tem uma poliacutetica de abandono das

atividades ligadas ao ciclo do combustiacutevel nuclear nem de banimento de

armas nucleares de seu territoacuterio atitude essa no miacutenimo contraditoacuteria

Essas decisotildees poliacuteticas poreacutem natildeo impedem que Itaacutelia e Alemanha

importem significativas parcelas de seu consumo de eletricidade de paiacuteses

geradores de energia nuclear como Franccedila Eslovecircnia Hungria e Repuacuteblica

Tcheca

Economia e Energia ndash eampe 11

Note-se que tanto a Itaacutelia como a Alemanha estavam no caminho de

desistir da renuacutencia agrave geraccedilatildeo nuacutecleo-eleacutetrica quando ocorreu o acidente de

Fukushima num contexto de crise poliacutetica interna o que fez esses paiacuteses

reafirmarem sua posiccedilatildeo anterior de abandono das usinas nucleares

Na Tabela 4 estatildeo indicados os dados de geraccedilatildeo de energia eleacutetrica e

da participaccedilatildeo nuclear A tabela tambeacutem indica as reservas estimadas de

uracircnio dos paiacuteses (soacute satildeo indicadas as reservas relevantes do ponto de vis-

ta mundial) A posse de reservas de uracircnio eacute naturalmente um fator a ser

levado em conta nas decisotildees sobre a energia nuclear no Paiacutes

Tabela 4 Geraccedilatildeo de energia eleacutetrica e participaccedilatildeo nuclear nos dez paiacuteses

de maior atividade econocircmica

Rank

PIB

PPPC

Paiacutes

Usinas Nucleares

em operaccedilatildeo

(+ em construccedilatildeo)

Potecircncia

Instalada

Mw(e)

Participa-

ccedilatildeo na Ge-

raccedilatildeo Eleacute-

trica

Reservas

Uracircnio

(ton de U)

1 EUA 104 (+1) 100747 20 339000

2 China 11 (+20) 8438 2 67900

3 Japatildeo 54 (+1) 46823 29 x

4 Iacutendia 18 (+5) 3987 3 72900

5 Alemanha 17

(em desativaccedilatildeo) 20480 28 x

6 Ruacutessia 31 (+9) 21743 17 545700

7 Reino

Unido 19 10137 16 x

8 Brasil 2 (+1) 1884 3 278400

9 Franccedila 59 (+1) 63260 74 x

10 Itaacutelia 4 (desativadas) - - -

Fonte (IAEA 2010)

Cabe ressaltar que Brasil Ruacutessia e EUA satildeo os uacutenicos paiacuteses do mun-

do que possuem grandes reservas de uracircnio domiacutenio tecnoloacutegico de todas

as etapas de produccedilatildeo do combustiacutevel nuclear e um parque de geraccedilatildeo eleacute-

trica nuclear em operaccedilatildeo Ruacutessia e EUA entretanto possuem capacidade

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 12

industrial instalada suficiente para garantir auto-suficiecircncia na produccedilatildeo de

combustiacutevel nuclear O Brasil tem tal capacidade nas etapas de mineraccedilatildeo

beneficiamento e fabricaccedilatildeo faltando poreacutem instalaccedilotildees industriais com

capacidade suficiente para atender as necessidades nacionais nas etapas

de conversatildeo e de enriquecimento apesar de possuir unidades piloto com

capacidade de produccedilatildeo limitada desde o final dos anos 80

Conclusatildeo

O Brasil eacute dentre as dez maiores economias mundiais o uacutenico paiacutes

que natildeo possui natildeo armazena em seu territoacuterio e nem considera a possibili-

dade de uso de armas nucleares estrangeiras na sua estrateacutegia de defesa

Juntamente com Nova Zelacircndia o Brasil eacute o uacutenico paiacutes do mundo que pros-

creveu os usos natildeo paciacuteficos da energia nuclear na sua proacutepria Constituiccedilatildeo

Federal O Brasil eacute signataacuterio do Tratado de Natildeo Proliferaccedilatildeo Nuclear e do

Tratado de Tlatelolco este uacuteltimo estabelecendo a Ameacuterica Latina e Caribe

como uma zona livre de armas nucleares

O Acordo Brasil Argentina que eliminou uma potencial corrida por ar-

mas nucleares na regiatildeo e que criou a Agecircncia Brasileiro Argentina de Con-

tabilidade e Controle de Materiais Nucleares (ABACC) completa 20 anos em

2011 O Acordo assegurou o clima poliacutetico favoraacutevel para que o MERCOSUL

fosse posteriormente instalado Esse bloco econocircmico serviu de base para o

avanccedilo da integraccedilatildeo econocircmica do Continente Sul-Americano O espaccedilo

econocircmico que assim se abriu eacute de grande importacircncia para o continente O

comeacutercio com a Argentina que era quase despreziacutevel alccedilou nosso vizinho agrave

posiccedilatildeo de segundo maior parceiro comercial do Brasil

Ao Brasil interessa manter sua posiccedilatildeo de uso apenas paciacutefico da ener-

gia nuclear Isso daacute ao paiacutes um caraacuteter uacutenico junto aos ldquodez maisrdquo da econo-

mia mundial que se reflete numa autoridade moral e eacutetica que pode ser ex-

plorada politicamente em diversas situaccedilotildees como por exemplo a reforma

do Conselho de Seguranccedila da ONU e a arbitragem de crises internacionais

Essa ldquovantagem competitivardquo eacute muito mais valiosa do que a posse de armas

nucleares que ao final das contas seriam feitas para nunca serem usadas

Entretanto os quadros apresentados mostram de forma inequiacutevoca a

importacircncia estrateacutegica do Brasil se manter ativo na exploraccedilatildeo dos usos

paciacuteficos da energia nuclear expandindo seu domiacutenio tecnoloacutegico e capaci-

Economia e Energia ndash eampe 13

dade industrial instalada nos diversos setores associados como produccedilatildeo

de radioisoacutetopos para medicina induacutestria e agricultura produccedilatildeo de com-

bustiacutevel nuclear e geraccedilatildeo eleacutetrica

O Plano Nacional de Energia (PNE) que prevecirc a conclusatildeo de Angra 3

ateacute 2015 e a implantaccedilatildeo de 4000 MW nucleares adicionais ateacute 2030 junta-

mente com as metas estabelecidas para a autosuficiecircncia na produccedilatildeo do

combustiacutevel nuclear que mantecircm nas duas proacuteximas deacutecadas uma partici-

paccedilatildeo do nuclear na geraccedilatildeo eleacutetrica proacutexima da atual tambeacutem eacute por ne-

cessidades de diversificaccedilatildeo da matriz energeacutetica uma opccedilatildeo sensata do

ponto de vista energeacutetico

Bibliografia

CIA The World Fact Book Consultado em Julho de 2011 em httpwwwciagov

FMI citado na Wikipedia (2010) consultado Junho 2011 disponiacutevel em httpenmwikipediaorg

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GUIMARAES L S A (contra) Ameaccedila Nuclear in Revista Mariacutetima Brasileira vol 130 seacuterie 0406 maio de 2010

GAO (May 2011) NUCLEAR WEAPONS- DOD and NNSA Need to Better Manage Scope of Future Refurbishments and Risks to Maintaining US Commitments to NA-TO Washington - DC - USA United States Government Accountability Office dispo-niacutevel em httpwwwgaogovproductsGAO-11-387

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Kristensen H M (Julho 1999) Japan Under the Nuclear Umbrella US Nuclear We-apons and Nuclear War Planning In Japan During the Cold War The Nautilus Institu-te for Security and Sustainable Development

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World Nuclear Association (Julho 2011) World Nuclear Power Reactors amp Uranium Requirements Consultado julho 2011 em httpwwwworld-nuclearorginforeactorshtml

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 14

1 - Fundaccedilatildeo Instituto Brasileiro de Geografia e Estatiacutestica (IBGE) ndash Diretoria Executiva ndash CRM ndash Av Franklin Roosevelt 146 6ordm andar sala 602 ndash Centro ndash Rio de JaneiroRJ Escola de Quiacute-mica da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) Cidade Universitaacuteria ndash Centro de Tec-nologia Bloco E ndash 2ordm nadir ndash DPO ndash Aacuterea de Gestatildeo e Inovaccedilatildeo Tecnoloacutegica ndash Rio de JaneiroRJ ndash CEP 21949-900 email marciafribeiroyahoocombr

2 - Escola de Quiacutemica da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) Cidade Universitaacuteria ndash Centro de Tecnologia Bloco E ndash 2ordm nadir ndash DPO ndash Aacuterea de Gestatildeo e Inovaccedilatildeo Tecnoloacutegica ndash Rio de JaneiroRJ ndash CEP 21949-900 email suzanaeqcombr

3 - Escola de Quiacutemica da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) Cidade Universitaacuteria ndash Centro de Tecnologia Bloco E ndash 2ordm nadir ndash DEB ndash Aacuterea de Processos Bioquiacutemicos ndash Rio de JaneiroRJ ndash CEP 21949-900 email gimeneseqcombr

Artigo

Iniciativas para o uso da biomassa lignoceluloacutesica

em biorrefinarias a plataforma sucroquiacutemica no

mundo e no Brasil

Maacutercia Franccedila Ribeiro Fernandes dos Santos1 Suzana Borschiver2

Maria Antonieta Peixoto Gimenes Couto3

Resumo

Petroacuteleo gaacutes natural e seus derivados representam 55 do consumo

mundial de energia no entanto eles natildeo vatildeo durar mais do que algumas

deacutecadas Assim se faz necessaacuterio encontrar substitutos para estes combus-

tiacuteveis e uma alternativa que se apresenta eacute a utilizaccedilatildeo de mateacuteria orgacircnica

renovaacutevel (biomassa) Este artigo apresenta as iniciativas adotadas no mun-

do e em especial no Brasil sobre o uso de mateacuterias-primas lignoceluloacutesicas

no contexto da biorrefinaria O enfoque seraacute dado na plataforma sucroquiacutemi-

ca para a produccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo tendo em vista a posiccedilatildeo de

destaque neste segmento de mercado no agronegoacutecio nacional O levanta-

mento das informaccedilotildees disponibilizadas na literatura foi obtido por meio de

uma pesquisa bibliograacutefica Os resultados sugerem que a tecnologia ainda

estaacute em fase de pesquisa e desenvolvimento e desperta grande interesse

para consolidar o mercado mundial de etanol

Palavras-chave biorrefinaria biomassa mateacuteria-prima lignoceluloacutesica eta-

nol Brasil

Economia e Energia ndash eampe 15

Abstract

Oil natural gas and their products represent 55 of global energy con-

sumption yet they will not last more than a few decades Thus it is neces-

sary to find substitutes for these fuels and an alternative that presents itself is

the use of organic matter (biomass) This article presents the initiatives taken

in the world and especially in Brazil on the use of raw materials in the con-

text of lignocellulosic biorefinery The focus will be on the sugar platform for

the production of second-generation ethanol aimed at a prominent position

of this market segment in the national agribusiness The survey of informati-

on availability in the literature was obtained through a search The results

suggest that the technology is still undergoing research and development

and it arouse great interest for consolidating the ethanol global market

Keywords biorefinery biomass lignocelulosic feedstock ethanol Brazil

Introduccedilatildeo

As mudanccedilas climaacuteticas e a elevaccedilatildeo das cotaccedilotildees do petroacuteleo aliadas

agraves necessidades estrateacutegicas de produccedilatildeo de energia tecircm motivado uma

corrida sem precedentes agrave produccedilatildeo de combustiacuteveis alternativos preferen-

cialmente de fontes renovaacuteveis de energia (BUCKERIDEG et al 2010)

O uso da biomassa para energia cresce em importacircncia como uma das

vias de mitigaccedilatildeo dos problemas citados acima Existem diferentes rotas

para converter a energia da biomassa em fluxo de energia final desejado

quer seja na forma de calor combustiacutevel ou energia eleacutetrica (SEABRA

2008)

Assim abrem-se oportunidades para o desenvolvimento de uma induacutes-

tria baseada em mateacuterias primas renovaacuteveis Aleacutem dos biocombustiacuteveis jaacute

conhecidos um fluxo de inovaccedilotildees em desenvolvimento pode estar lanccedilan-

do as bases de uma induacutestria integrada de exploraccedilatildeo da biomassa

(COUTINHO amp BONTEMPO 2010)

Neste cenaacuterio o Brasil desponta em uma posiccedilatildeo privilegiada para as-

sumir a lideranccedila no aproveitamento integral das biomassas pelo fato de

apresentar grande potencial de cultivo de mateacuterias-primas renovaacuteveis dis-

pondo de vantagens comparativas e competitivas tais como (i) culturas agriacute-

colas de grande extensatildeo (destaque para a induacutestria da cana-de-accediluacutecar) (ii)

maior biodiversidade do planeta (iii) intensa radiaccedilatildeo solar (iv) aacutegua em

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 16

abundacircncia (v) diversidade de clima e (vi) pioneirismo na produccedilatildeo de bio-

combustiacutevel etanol (CGEE 2010) O paiacutes reuacutene ainda condiccedilotildees para ser o

principal receptor de recursos de investimentos oriundos do mercado de car-

bono no segmento de produccedilatildeo e uso de bioenergia

Hoje o Brasil desfruta de uma posiccedilatildeo confortaacutevel com relaccedilatildeo agrave tecno-

logia da produccedilatildeo de etanol Neste setor o Brasil eacute liacuteder mundial na produ-

ccedilatildeo de cana-de-accediluacutecar etanol e accediluacutecar com 5727 milhotildees de toneladas

277 bilhotildees de litros e 313 milhotildees de toneladas respectivamente na safra

de 20082009 (CORTEZ 2010)

Em meacutedia 50 da cana colhida eacute destinada agrave produccedilatildeo de aacutelcool e os

demais 50 satildeo destinados agrave produccedilatildeo de accediluacutecar Cerca de 23 do accediluacutecar

produzido eacute destinado ao mercado externo enquanto que o restante atende

ao mercado interno Quanto a produccedilatildeo de aacutelcool cerca de 85 eacute direcio-

nado ao mercado interno sendo que destes 90 satildeo destinados ao seu

uso como carburante e o restante atender ao mercado externo (BASTOS

2007)

Entretanto para preservar essa posiccedilatildeo num cenaacuterio competitivo em

que outros players estatildeo interessados em se desenvolver com pesados in-

vestimentos em Pesquisa amp Desenvolvimento (PampD) o Brasil precisa manter

investimentos compatiacuteveis na geraccedilatildeo de novas tecnologias e formaccedilatildeo de

competecircncias (BUCKERIDEG et al 2010)

Atualmente a conversatildeo pela rota sucroquiacutemica de material lignoceluloacute-

sico presente na palha e no bagaccedilo da cana-de-accediluacutecar em accediluacutecares fer-

mentaacuteveis para a produccedilatildeo de etanol denominado de etanol de 2ordf geraccedilatildeo

vem sendo considerada no Brasil como uma alternativa promissora para

atender agrave demanda mundial

Assim o presente artigo tem como objetivo principal expor as iniciativas

adotadas no mundo e em especial no Brasil sobre o uso de mateacuterias-

primas lignoceluloacutesicas no contexto da biorrefinaria O enfoque seraacute dado na

plataforma sucroquiacutemica para a produccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo tendo em

vista a posiccedilatildeo de destaque neste segmento de mercado no agronegoacutecio

nacional

Economia e Energia ndash eampe 17

Conceito de Biorrefinaria

De acordo com Fernando et al (2006) o conceito de produzir produtos a

partir de commodities agriacutecolas como a biomassa natildeo eacute novo no entanto

utilizar a biomassa como insumo na produccedilatildeo de vaacuterios produtos de maneira

similar a uma refinaria de petroacuteleo onde combustiacuteveis foacutesseis satildeo usados

como input eacute relativamente novo Seu principal objetivo eacute transformar os

materiais bioloacutegicos em produtos utilizaacuteveis nas induacutestrias de transformaccedilatildeo

usando uma combinaccedilatildeo de tecnologias e processos biotecnoacutegicos

Os princiacutepios baacutesicos da refinaria de petroacuteleo tradicional e a biorrefinaria

satildeo representados esquematicamente na Figura 1 Uma refinaria de petroacuteleo

fornece principalmente combustiacuteveis para transportes e energia e somente

uma fraccedilatildeo relativamente pequena eacute usada na induacutestria quiacutemica Em uma

biorrefinaria uma quantidade relativamente maior eacute usada para a quiacutemica e

a utilizaccedilatildeo de materiais De acordo com Kamm et al (2006) os bioprodutos

industriais soacute podem competir com aqueles oriundos da petroquiacutemica quan-

do os recursos de biomassa satildeo processadas atraveacutes de sistemas de forma

otimizada nos sistemas das biorrefinarias onde novas cadeias de valor satildeo

desenvolvidas e implementadas

Figura 1 Refinaria de petroacuteleo versus biorrefinaria

(KAMM et al 2006)

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 18

Em seus estudos Ree amp Annevelink (2007) apontam a existecircncia de

sete tipos de biorefinarias que ainda estatildeo na fase de pesquisa e desenvol-

vimento (i) Biorrefinarias Convencionais (ii) Biorrefinarias Verdes (iii) Biore-

finarias de Cereais (iv) Biorrefinarias de Material Lignoceluloacutesico (v) Biorre-

finarias de Duas Plataformas (vi) Biorrefinarias Termoquiacutemicas e (vii) Bior-

refinarias Aquaacuteticas

Biorrefinaria de Materiais Lignoceluloacutesicos

A biorefinaria a partir de materiais lignoceluloacutesicos usa um mix de fon-

tes de biomassa para a produccedilatildeo de uma seacuterie de produtos por meio de u-

ma combinaccedilatildeo de tecnologias Tal biorefinaria consiste de trecircs fraccedilotildees quiacute-

micas baacutesicas (a) hemicelulose poliacutemeros de accediluacutecar com cinco carbonos

(b) celulose poliacutemeros de glucose com seis carbonos e (c) lignina poliacuteme-

ros de fenol (FERNANDO et al 2006) A Figura 2 apresenta os produtos que

podem ser obtidos a partir destas fraccedilotildees quiacutemicas

Figura 2 Produtos potenciais obtidos na Biorrefinaria de Material Lignocelu-

loacutesico (KAMM et al 2006)

Economia e Energia ndash eampe 19

Segundo Pereira Juacutenior et al (2008) a utilizaccedilatildeo de biomassa lignoce-

luloacutesica dentro do contexto da biorrefinaria eacute fundamentada em duas plata-

formas distintas conforme o conceito de Biorrefinarias de Duas Plataformas

ilustrado na Figura 3 que visam fornecer ldquoblocos de construccedilatildeordquo para obter

uma variedade de produtos

A plataforma termoquiacutemica eacute baseada em processos de conversatildeo ter-

moquiacutemica pela reaccedilatildeo de mateacuteria-prima em altas temperaturas com uma

quantidade de oxigecircnio controlada (gaseificaccedilatildeo) para produzir gaacutes de siacutente-

se (CO + H2) ou na ausecircncia de oxigecircnio (piroacutelise) para produzir bio-oacuteleo

que depois de um processo de hidrodeoxigenaccedilatildeo produz uma mistura liacutequi-

da de hidrocarbonetos similar agravequeles presentes no petroacuteleo

Figura 3 Conceito da Biorrefinaria de Duas Plataformas

(KAMM et al 2006)

A plataforma de accediluacutecar tambeacutem conhecida como sucroquiacutemica objeto

de estudo do artigo eacute baseada em processos de conversatildeo quiacutemica e bio-

quiacutemica de accediluacutecares extraiacutedos da biomassa mediante uma separaccedilatildeo de

seus componentes principais Para isto o preacute-tratamento eacute essencial visan-

do a desorganizaccedilatildeo do complexo lignoceluloacutesico e como consequumlecircncia au-

mento da acessibilidade das enzimas agraves moleacuteculas de celulose (PEREIRA

JR et al 2008)

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 20

O preacute-tratamento que consiste em submeter o material lignoceluloacutesico

a uma seacuterie de operaccedilotildees visa promover a quebra das ligaccedilotildees que unem

as macroestruturas Tais operaccedilotildees satildeo responsaacuteveis pela adequaccedilatildeo da

mateacuteria-prima como por exemplo o bagaccedilo da cana-de-accediluacutecar agraves condi-

ccedilotildees de transformaccedilatildeo por parte dos micro-organismos Estas podem ser

classificadas como fiacutesicas fiacutesico-quiacutemicas quiacutemicas e bioloacutegicas conforme

o agente que atua na alteraccedilatildeo estrutural (SCHLITTLER 2006) A Figura 4

mostra um esquema simplificado para a separaccedilatildeo dos principais compo-

nentes dos materiais lignoceluloacutesicos

Figura 4 Separaccedilatildeo dos componentes lignoceluloacutesicos

(PEREIRA JR et al 2008)

Pereira Jr (2006) observa que a decisatildeo de usar um ou outro processo

de hidroacutelise depende tambeacutem do tipo de material lignoceluloacutesico empregado

Na hidroacutelise da hemicelulose (que ocorre em condiccedilotildees mais brandas do

que no caso da celulose) a estrateacutegia tem sido a utilizaccedilatildeo de aacutecido sulfuacuteri-

co diluiacutedo No caso da celulose como a hidroacutelise quiacutemica requer condiccedilotildees

de alta severidade (elevadas temperaturas grandes tempos de exposiccedilatildeo e

altas concentraccedilotildees de aacutecido) pela maior resistecircncia ao ataque hidroliacutetico o

uso da hidroacutelise enzimaacutetica seria mais indicado (pela ausecircncia de condiccedilotildees

severas) tal estrateacutegia tecnoloacutegica difere da concepccedilatildeo de processos anti-

gos em que se buscava a hidroacutelise quiacutemica conjunta da celulose e da hemi-

celulose pois satildeo polissacariacutedeos com diferentes suscetibilidades ao ataque

hidroliacutetico

Economia e Energia ndash eampe 21

A hidroacutelise total da celulose gera apenas glicose que pode ser converti-

da a uma seacuterie de substacircncias quiacutemicas e bioquiacutemicas conforme ilustrado

na Figura 2 com destaque para a sua conversatildeo bioloacutegica a etanol dito de

2ordf geraccedilatildeo por ser obtido a partir de materiais lignoceluloacutesicos

Esta nova plataforma tecnoloacutegica pode revolucionar segmentos industri-

ais como no caso do Brasil que gera uma grande quantidade de resiacuteduos

como o bagaccedilo da cana-de-accediluacutecar no entanto a utilizaccedilatildeo efetiva dos ma-

teriais lignoceluloacutesicos em processos microbioloacutegicos esbarra em dois obstaacute-

culos principais a estrutura cristalina da celulose altamente resistente agrave

hidrolise e a associaccedilatildeo lignina-celulose que forma uma barreira fisica que

impede o acesso enzimaacutetico ou microbioloacutegico ao substrato (CGEE 2010)

Adicionalmente a hidroacutelise acida da celulose apresenta o inconveniente de

requerer o emprego de elevadas temperatura e pressatildeo levando agrave destrui-

ccedilatildeo de parte dos carboidratos e agrave obtenccedilatildeo de produtos de degradaccedilatildeo toacutexi-

cos aos microrganismos A sacarificaccedilatildeo enzimaacutetica por sua vez requer o

emprego de preacute-tratamentos fiacutesicos (moagem aquecimento irradiaccedilatildeo) ou

quiacutemicos (acido sulfuacuterico acido fosfoacuterico aacutelcalis) para atingir rendimentos

viaacuteveis

Potencial Brasileiro para geraccedilatildeo de mateacuteria-prima lignoceluloacutesica

Tendo em vista a vasta biodiversidade encontrada em seu territoacuterio o

Brasil dispotildee de uma grande variedade de resiacuteduos agriacutecolas e agroindustri-

ais cujo bioprocessamento desperta um grande interesse econocircmico e soci-

al Dentre estes exemplos figuram os resiacuteduos derivados de atividades tais

como as induacutestrias de papel e celulose (sepilho maravalhas e cavacos des-

classificados de eucalipto e pinus) serrarias (serragem) usinas de accediluacutecar e

aacutelcool (bagaccedilo de cana-de-accediluacutecar) e de um modo geral unidades de produ-

ccedilatildeo agriacutecola geradoras de resiacuteduos de culturas como a palha de cereais de

milho de trigo sabugo de milho cascas de arroz e de aveia dentre outros

(RAMOS 2000)

No Brasil a quantidade de resiacuteduos lignoceluloacutesicos gerada anualmen-

te eacute de aproximadamente 350 milhotildees de toneladas (PEREIRA JR 2007)

Considerando que uma das principais fontes de materiais lignoceluloacutesicos eacute

o setor sucroalcoleiro e adotando o teor de celulose hemicelulose e lignina

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 22

no bagaccedilo como paracircmetro de comparaccedilatildeo[1]

chega-se a quantidade poten-

cial respectivamente de 1645 9625 e 7105 milhotildees de toneladas que po-

dem ser obtidas a partir de resiacuteduos lignoceluloacutesicos no Brasil

Metodologia

Este trabalho tem como objetivo apresentar as iniciativas tomadas no

mundo e especialmente no Brasil com relaccedilatildeo ao uso de mateacuterias-primas

no contexto de biorrefinaria de materiais lignoceluloacutesicos O enfoque seraacute

dado na plataforma sucroquiacutemica para a produccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo

tendo em vista a posiccedilatildeo de destaque neste segmento de mercado no agro-

negoacutecio nacional A metodologia adotada neste estudo exploratoacuterio foi base-

ada na literatura e em documentos obtidos a partir de uma pesquisa de in-

formaccedilotildees disponibilizadas na literatura Para atingir o objetivo a informaccedilatildeo

eacute apresentada de modo a fornecer um panorama dos esforccedilos mundiais e

brasileiro em pesquisa para o desenvolvimento de novas tecnologias relacio-

nadas agrave obtenccedilatildeo do etanol de segunda geraccedilatildeo

Resultados

No Mundo

Apesar de atualmente natildeo existir nenhuma planta comercial para pro-

duccedilatildeo de etanol a partir de materiais lignoceluloacutesico muitas plantas-piloto e

de demonstraccedilatildeo jaacute foram desenvolvidas e diversos projetos comerciais es-

tatildeo em desenvolvimento A Tabela 1 apresenta as empresas mundiais que

vecircm empregando tecnologias para produccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo e infor-

maccedilotildees complementares

A Tabela 1 revela que a maior parte das empresas encontradas explora

o conceito de biorrefinaria de acordo com a plataforma sucroquiacutemica A mai-

oria das plantas estaacute localizada nos EUA mas paiacuteses como Canadaacute Sueacute-

cia Finlacircndia Ruacutessia e Japatildeo tambeacutem satildeo sedes de algumas iniciativas

1 - Bagaccedilo de cana eacute composto de 47 de celulose 275 de hemicelulose e 203-263 de

lignina (AGUIAR 2010)

Economia e Energia ndash eampe 23

Tabela 1 Empresas que empregam tecnologias para a produccedilatildeo de etanol

de 2ordf geraccedilatildeo e caracteriacutesticas de processo (CGEE 2010)

Empresa Paiacutes de origem

Caracteriacutesticas de processo

Localiza-ccedilatildeo

Capacidade (m

3ano)

AE Biofuels EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Montana 567

Blue Fire Ethanol

EUA Japatildeo

Hidroacutelise com aacutecido concentrado

California Izumi

12110 Natildeo deter-

minado

Chempolis Ou

Finlacircndia Hidroacutelise com aacuteci-do diluiacutedo

Oulu Natildeo deter-

minado

Iogen Canadaacute Hidroacutelise enzimaacutetica

Ontario 4000

KL Energy EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Wyoming 5680

Lignol E-nergy

Canadaacute Preacute-tratamento Organosolv

Vancou-ver

2500

Mascoma EUA Natildeo determinado New York 1890

Poet EUA Natildeo determinado South Dakota

75

Sekab Sueacutecia Hidroacutelise enzimaacutetica

Natildeo de-terminado

Natildeo determinado

STI Finlacircndia Natildeo determinado

Lappeen-ranta Hamina Narpio

1000 1000 1000

St Peters-burgo State Forest-Technical Academy

Ruacutessia Hidroacutelise com aacuteci-do diluiacutedo

13 unida-des no paiacutes

Natildeo determinado

Sun Opra Canadaacute Hidroacutelise enzimaacutetica

China Natildeo

determinado

University of Florida

EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Florida 7570

Verenium EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Lousiana Japan

5300 4920

A Tabela 2 mostra os projetos aprovados pelo Departmento de Energia

dos EUA (US DOE) para a construccedilatildeo de pequenas biorrefinarias no paiacutes

ao final de 2008

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 24

Tabela 2 Projetos aprovados pelo US DOE para a construccedilatildeo de pequenas

biorrefinarias nos EUA (US DOE 2009 apud CGEE 2010)

Empresa Custo Total

106 US$

Participaccedilatildeo US DOE 106 US$

Capacidade anual de produccedilatildeo

Localizaccedilatildeo Mateacuterias-primas Tecnologia

Verenium 9135 760 1500000 Jennings LA

Bagaccedilo cereais desperdiacutecios agriacutecolas resiacute-duos de madeira

Rota bioquiacutemica

Flambeau LIc

840 300 6000000 Park Falls WI Resiacuteduos flores-tais

BTL

ICM 860 300 1500000 St Joseph MO

Gramiacuteneas sorgo forrageiro palha

Rota bioquiacutemica

Lignol Innovations

880 300 2500000 Commerce City CO

Biomassa da madeira resiacute-duos agriacutecolas

Rota bioquiacutemica Organosolv

Pacific Ethanol

730 2434 2700000 Boardman OR

Palha de trigo palha resiacuteduos de aacutelamo

Biogasolina (EtOH biogas combustiacuteveis soacutelidos)

New Page 836 300 5500000 Wisconsin WI Biomassa da madeira ndash resiacute-duos das usinas

BTL

Rse Pulp 900 300 2200000 Old Town Maine

Lascas de ma-deira

Rota bioquiacutemica

Econfin LIc 770 300 1300000 Washington Country KY

Espigas de milho

Rota bioquiacutemica (fermentaccedilatildeo em estado soacuteli-do)

Mascoma 1350 250 2000000 Monroe TN Gramiacuteneas e madeirs

Rota bioquiacutemica

Total 8080 3053 252 M galotildees =

954 M litros

Economia e Energia ndash eampe 25

A Tabela 2 aponta uma tendecircncia para a implementaccedilatildeo da plataforma

bioquiacutemica havendo ainda iniciativas de tecnologias termoquiacutemicas como

BTL (biomass-to-liquid)

Cabe destacar ainda que foi implementado o Programa de Biomassa do

Departamento de Energia para criar nos Estados Unidos uma nova induacutestria

ndash a induacutestria da biomassa ou bioinduacutestria ndash consolidada com a instalaccedilatildeo

de biorrefinarias capazes de transformar vaacuterios tipos de biomassa a preccedilos

competitivos em relaccedilatildeo agraves atuais fontes foacutesseis em combustiacuteveis produtos

quiacutemicos eletricidade e calor As biorrefinarias e o uso da biomassa celuloacutesi-

ca emergem como fundamentais para alcanccedilar as metas de produccedilatildeo

consumo de etanol em funccedilatildeo das limitaccedilotildees das fontes atualmente empre-

gadas (BASTOS 2007)

Neste contexto o paiacutes pretende investir US$ 385 milhotildees em seis bior-

refinarias de etanol celuloacutesico capazes de produzir 480 milhotildees de litros de

etanol celuloacutesico por ano como parte do plano do governo norte-americano

e tornar o etanol celuloacutesico competitivo em 2012 a fim de reduzir o consumo

de gasolina nos EUA nos proacuteximos 20 anos A Tabela 3 apresenta os seis

projetos selecionados pelo Departamento de Energia Americana (US DOE)

Tabela 3 Investimentos do DOE em projetos de produccedilatildeo de etanol

celuloacutesico nos EUA 2007-2010 (BARROS 2007)

Empresa Localizaccedilatildeo

da planta Mateacuteria-prima

Capacidade (milhotildees de litrosano)

Investimentos (milhotildees US$)

Abegoa Bioe-nergy Corp

Kansas Sabugo de milho

resiacuteduos de trigo etc 431 76

ALICO Inc Floacuterida Resiacuteduos de vegetais

diversos 526 33

BlueFire Ethanol Inc

Califoacuternia Resiacuteduos vegetais e

de madeira 719 40

Broin Companies of Sioux Falls

Iowa Resiacuteduos de milho 94 80

Iogen Biorefinery Partners

Idaho Resiacuteduos agriacutecolas 68 80

Range Fuels Geoacutergia Resiacuteduos de

madeira 151 76

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 26

No Brasil

Uma das empresas brasileiras que mais investem em PampD sobre bior-

refinarias em especial a partir de resiacuteduos da cana-de-accediluacutecar eacute a Petrobras

SA que eacute uma empresa estatal brasileira de economia mista que opera

em 27 paises no segmento de energia prioritariamente nas aacutereas de explo-

raccedilatildeo produccedilatildeo refino comercializaccedilatildeo e transporte de petroacuteleo e seus

derivados no Brasil e no exterior (PETROBRAS 2011)

Segundo Baratelli Junior (2007) a estrateacutegia competitiva da empresa eacute

expandir a participaccedilatildeo no mercado de biocombustiacuteveis liderando a produ-

ccedilatildeo nacional de biodiesel e ampliando a participaccedilatildeo no negoacutecio de etanol

A Tabela 4 apresenta as rotas para produccedilatildeo de biocombustiacuteveis e o estaacutegio

do esforccedilo tecnoloacutegico empreendido pela PetrobrasCENPES para o desen-

volvimento das tecnologias

A Tabela 4 aponta que os biocombustiacuteveis que demandam um esforccedilo

tecnoloacutegico elevado por parte da petrobras satildeo de segunda geraccedilatildeo o eta-

nol de celulose e os combustiacuteveis de piroacutelise e de gaacutes de siacutentese ndash BTL que

por sua vez utilizam como fonte de biomassa mateacuterias de origem celuloacutesica

ndash mateacuteria-prima para as biorrefinarias lignoceluloacutesicas

Com o projeto de desenvolvimento do bioetanol (etanol de lignocelulo-

se) ndash um biocombustiacutevel produzido a partir de resiacuteduos agroindustriais ndash a

Petrobras entra na produccedilatildeo dos chamados biocombustiacuteveis de segunda

geraccedilatildeo (PETROBRAS 2008)

Depois da etapa de testes em laboratoacuterio o projeto de produccedilatildeo de bio-

etanol passa para a fase de testes em escala piloto por meio de uma unida-

de experimental instalada no CENPES Desenvolvida em parceria com a

empresa brasileira Albrecht a planta piloto de etanol de lignocelulose locali-

zada no Centro de Pesquisas da Petrobras (CENPES) eacute uacutenica no Brasil

utilizando a tecnologia enzimaacutetica Para a produccedilatildeo de etanol a partir de re-

siacuteduos agroindustriais a planta utiliza um processo de quebra de moleacuteculas

com accedilatildeo de enzimas O projeto foi desenvolvido pela Petrobras em parceria

com a Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) e outras universida-

des brasileiras

Economia e Energia ndash eampe 27

Qualquer rejeito vegetal pode ser utilizado como fonte de biomassa na

planta experimental mas o sistema estaacute ajustado ao bagaccedilo de cana-de-

accediluacutecar por ser o resiacuteduo agroindustrial mais expressivo no paiacutes Outra ma-

teacuteria prima que seraacute utilizada nos testes eacute a torta de mamona resiacuteduo amilaacute-

ceo do processo de produccedilatildeo do biodiesel a partir de mamona

Combustiacutevel FonteBiomassa Estaacutegio da Tecnologia

Esforccedilo tecno-loacutegico da

Petrobras

Primeira geraccedilatildeo

Etanol de gratildeos e

cana-de-accediluacutecar

Cana de accediluacutecar trigo

milho beterraba Comercial meacutedio

Biodiesel Oacuteleos vegetais

e gorduras Comercial alto

Diesel verde

(hidrotratamento)

Oacuteleos vegetais gordu-

ras e petroacuteleo

Rumo a comercial no

Brasil e Europa alto

Butanol Milho sorgo trigo e

cana-de-accediluacutecar

Projeto BP and Dupont

para produzir monitoramento

Segunda geraccedilatildeo

Etanol celuloacutesico

Resiacuteduos agriacutecolas lascas de

madeira e grama

Projeto IOGEN anuncia

planta comercial alto

Combustiacuteveis da

Piroacutelise (bio-oacuteleo)

Qualquer biomassa

celuloacutesica

Projeto BIOCOUP ndash consoacutercio europeu de 16 empresas desde

2006 ateacute 2011 meacutedio

Combustiacuteveis de Gaacutes de

Siacutentese - BTL

Qualquer biomassa

celuloacutesica

Demonstrado em larga

escala com foacutesseis

Projeto CHOREN para biomassa

anuncia planta comercial

alto

Futuro

Diesel de algas Microalgas cultivadas Escala de laboratoacuterio

em Universidades baixo

Hidrocarbonetos de

biomassa Carbohidratos

Escala de laboratoacuterio

em Universidades prospecccedilatildeo

Tabela 4 Esforccedilo tecnoloacutegico das rotas para produccedilatildeo de biocombustiacuteveis

da Petrobras (Adaptado de BARATELLI JR 2007)

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 28

A planta experimental eacute capaz de produzir cerca de 220 litros de etanol

por tonelada de bagaccedilo de cana-de-accediluacutecar Nesta etapa do projeto de pes-

quisa os pesquisadores trabalham na otimizaccedilatildeo deste processo de produ-

ccedilatildeo e tecircm como objetivo alcanccedilar a marca de 280 litros por tonelada de ba-

gaccedilo no mesmo equipamento Como resultado desta pesquisa a Petrobras

jaacute fez o depoacutesito de dois pedidos de patentes (BR 0605017-4 e BR 0505299-

8) junto ao INPI

A planta-piloto de bioetanol de lignocelulose coloca a Petrobras na posi-

ccedilatildeo de vanguarda em relaccedilatildeo aos biocombustiacuteveis de segunda geraccedilatildeo

aqueles produzidos a partir de resiacuteduos agroindustriais e que natildeo competem

com a produccedilatildeo agriacutecola voltada para alimentos A utilizaccedilatildeo de resiacuteduos

como o bagaccedilo de cana-de-accediluacutecar pode aumentar substancialmente a pro-

duccedilatildeo de etanol sem aumentar a aacuterea plantada elevando a produtividade do

processo jaacute existente pelo aproveitamento de seus resiacuteduos

Desta forma a produccedilatildeo de biocombustiacuteveis em futuro proacuteximo tam-

beacutem poderaacute ser complementar agrave produccedilatildeo de alimentos A Petrobras prevecirc

que em 2010 seraacute construiacuteda uma planta semi-industrial de bioetanol A Fi-

gura 6 apresenta uma ilustraccedilatildeo da rota tecnoloacutegica adotada pela petrobras

para produccedilatildeo do bioetanol lignoceluloacutesico

Figura 6 Rota Tecnoloacutegica adotada pela Petrobras para produccedilatildeo do bioe-

tanol lignoceluloacutesico (BARATELLI JR 2007)

Economia e Energia ndash eampe 29

O processo de fabricaccedilatildeo de etanol a partir de resiacuteduos vegetais eacute divi-

dido em quatro etapas Na primeira etapa haacute o preacute-tratamento do bagaccedilo de

cana sendo adotado o processo de hidroacutelise aacutecida branda onde no reator o

resiacuteduo eacute submetido agrave quebra da estrutura cristalina da fibra do bagaccedilo de

cana e a recuperaccedilatildeo de accediluacutecares mais faacuteceis de hidrolisar

Em seguida vem a etapa de deslignificaccedilatildeo do soacutelido rico em celulose

Eacute retirada a lignina complexo que daacute resistecircncia a fibra e protege a celulose

da accedilatildeo de microorganismos poreacutem apresenta grande inibiccedilatildeo ao processo

fermentativo

Na terceira fase o liacutequido proveniente do preacute-tratamento aacutecido rico em

accediluacutecares eacute fermentado pela levedura Pichia stipitis adaptada para ser utili-

zada nesta fermentaccedilatildeo

O soacutelido proveniente da etapa de deslignificaccedilatildeo rico em celulose tam-

beacutem eacute tratado ele passa por um processo de sacarificaccedilatildeo (transformaccedilatildeo

em accediluacutecares) por meio de enzimas e eacute fermentado pela levedura

Sacharomyces cerevisiae o mesmo fungo utilizado na fabricaccedilatildeo de patildees A

Petrobras ainda estuda as enzimas mais eficazes para este processo de

fabricaccedilatildeo testando enzimas disponiacuteveis no mercado e pesquisando novos

preparados enzimaacuteticos

Na etapa final ambos os liacutequidos provenientes das diferentes fermenta-

ccedilotildees satildeo destilados O produto desta destilaccedilatildeo eacute o etanol que possui as

mesmas caracteriacutesticas daquele fabricado a partir da cana em processo in-

dustrial

Cabe destacar que a accedilatildeo do governo brasileiro natildeo fica restrita a sua

participaccedilatildeo na Petrobras considerando a importacircncia que o tema energias

renovaacuteveis possui na poliacutetica nacional O governo do Brasil investe ainda

recursos em Pesquisa Desenvolvimento e Inovaccedilatildeo (PD amp I) conforme po-

de ser visto na Tabela 5

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 30

Conclusotildees

O tema energias renovaacuteveis estaacute presente na agenda nacional de todas

as naccedilotildees ao redor do globo como uma alternativa viaacutevel em substituiccedilatildeo agraves

fontes de energias foacutesseis como petroacuteleo e carvatildeo Especialistas acreditam

que o processamento da biomassa como fonte de energia combustiacuteveis e

produtos quiacutemicos possa se constituir em uma induacutestria-chave neste seacuteculo

criando assim um novo paradigma industrial Novas tecnologias baseadas

no uso de toda a planta e na integraccedilatildeo de processos tradicionais e novos

deveratildeo ser necessaacuterios

Tabela 5 Investimentos do governo brasileiro em PDampI no aproveitamento

de biomassas desde 2005 (PEREIRA JR 2008)

Instituiccedilatildeo Valor

(Milhotildees R$) Observaccedilotildees

Governo Federal

SIBRATEC 4500 Formaccedilatildeo de redes temaacuteticas para o de-senvolvimento de tecnologias inovadoras incluindo energia renovaacutevel

CNPqMCT 4180 Especiacutefico para biomassabioenergias

15780 Geral incluindo biomassa

FINEP 45000

Apoiar o desenvolvimento de produtos serviccedilos e processos inovadores em em-presas brasileiras atraveacutes de subvenccedilatildeo econocircmica incluindo biocombustiacuteveis

Fundaccedilotildees Estaduais

FAPESP 14800 Projetos especiacuteficos para biomassas e biocombustiacuteveis

FAPEMIG 1095 Biomassas agroenergia

TOTAL R$ 855 milhotildees

Economia e Energia ndash eampe 31

O Brasil encontra-se entre os paiacuteses-alvo para o desenvolvimento de

tais tecnologias devido a sua grande biodiversidade existente e aos conheci-

mentos adquiridos ao longo das uacuteltimas deacutecadas em especial devido a pro-

duccedilatildeo de etanol a partir da cana-de-accediluacutecar

Neste contexto de inovaccedilatildeo uma nova oportunidade de aproveitamento

de biomassa se vislumbra no paiacutes o uso da biomassa lignoceluloacutesica prove-

niente dos resiacuteduos agriacutecolas em especial da induacutestria da cana para produ-

ccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo dentro do contexto das biorrefinarias explorado

neste artigo

Foi observado que iniciativas governamentais estatildeo sendo tomadas de

modo a estabelecer um ambiente adequado para o desenvolvimento de no-

vos produtos e processos No entanto desafios de natureza tecnoloacutegica e

comercial precisam ser vencidos para fazer com que o Brasil mantenha sua

posiccedilatildeo de destaque no agronegoacutecio mundial e produza produtos de maior

valor agregado contribuindo assim para o desenvolvimento da bio-economia

e aproveitando esta janela de oportunidade de aumentar seu crescimento

econocircmico de modo sustentaacutevel

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Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 32

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Paulo Cetesb

Economia e Energia ndash eampe 33

Ensaio

Gripe americana e resfriado no Brasil

Nos fizeram acreditar que um resfriado americano representa certa-

mente uma gripe ou pneumonia por aqui ou seja as crises nos EUA tecircm

resultados imediatos e mais radicais aqui do que laacute Nessa eacutepoca de gripe

americana eacute uacutetil discutir a veracidade histoacuterica dessa afirmaccedilatildeo porque o

simples fato de se acreditar nela jaacute provoca efeitos negativos em nossa eco-

nomia

Celso Furtado ao contraacuterio da crenccedila corrente assinalava que as cri-

ses na economia americana foram sentidas aqui no curto prazo mas de

modo geral acabaram sendo beneacuteficas para a economia brasileira no meacutedio

prazo Ele mostrou em seu livro ldquoO Capitalismo Globalrdquo que a crise de 1929

e 1930 nos EUA produziam jaacute em 1932 um notaacutevel ressurgimento interno

baseado no mercado nacional

A tentativa de encontrar uma correlaccedilatildeo entre as taxas de crescimento

americanas e as brasileiras no periacuteodo 1930 a 2010 (Figura 1) natildeo conduz a

um resultado convincente A situaccedilatildeo natildeo muda introduzindo uma defasagem

de um ou dois anos da variaccedilatildeo do PIB no Brasil em relaccedilatildeo agrave americana

Figura 1 A correlaccedilatildeo entre crescimento no Brasil e nos EUA parece ser

pouco significativa no periacuteodo 1930 a 2010 Dados Ipeadatagovbr

Elaboraccedilatildeo proacutepria

y = 00744x + 47262Rsup2 = 00083

-10

-5

0

5

10

15

-15 -10 -5 0 5 10 15 20 25

Cre

scim

en

to d

o P

IB n

os

EUA

an

o

Crescimento do PIB no Brasil ano

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 34

Figura 2 Variaccedilatildeo do PIB dos EUA e Brasil valores anuais e meacutedia moacutevel

de trecircs anos em azul estatildeo assinalados os periacuteodos em que as economias

parecem estar na mesma fase (variaccedilotildees no mesmo sentido) e

em amarelo os periacuteodos em fase inversa (variaccedilotildees em sentido contraacuterio)

Elaboraccedilatildeo proacutepria

Eacute possiacutevel separar ao longo desses oitenta anos periacuteodos em que os

altos e baixos da taxa de crescimento econocircmico dos EUA e do Brasil estatildeo

na mesma fase do ciclo e outros em que o que aconteceu nos dois paiacuteses

tem sinal inverso Em uma anaacutelise preliminar (Figura 2) pode-se dizer que

os periacuteodos em que estiveram em fase inversa superam os que estiveram

na mesma fase

Pode-se verificar que no periacuteodo a que aludia Celso Furtado (crise de

trinta) as economias dos dois paiacuteses parecem em mesma fase Nota-se no

entanto que a retomada do crescimento no Brasil precedeu agrave americana

como dissera Celso Furtado que ademais se referia tambeacutem a mudanccedilas

qualitativas mais de desenvolvimento que de crescimento que vieram com

a maior atenccedilatildeo no Paiacutes ao consumo interno Em um segundo periacuteodo que

vai da Segunda Guerra Mundial ateacute 1970 as economias de Brasil e EUA

estiveram em fase inversa

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

1920

1930

1940

1950

1960

1970

1980

1990

2000

2010

Var

iaccedilatilde

o a

nu

al d

o P

IB

()

EUA

EUA 3

Brasil

Brasil 3

fase inversa fase inversaem fase em fase

Economia e Energia ndash eampe 35

Em uma terceira fase de 1987 a 1995 a teoria do resfriado americano

funcionou nas crises das mudanccedilas para as deacutecadas de oitenta e noventa

(repercussotildees simultacircneas e maiores em nossa economia) e na retomada

do meio da deacutecada de oitenta Cabe lembrar que os episoacutedios dessas crises

marcaram a alta de juros e falecircncia mexicana (1982) e crises de hiperinfla-

ccedilatildeo em paiacuteses como a Argentina que estavam muito mais proacuteximos de nos-

sa realidade

Nos uacuteltimos quinze anos estivemos em fase inversa com os EUA em

1998 eles estavam no auge da era Clinton e o Brasil passando por um fosso

em sua taxa de crescimento anual Depois comeccedilaram a experimentar que-

da no seu crescimento enquanto a economia brasileira tinha as taxas de

crescimento em elevaccedilatildeo

Na Figura 3 buscou-se a correlaccedilatildeo linear entre as variaccedilotildees do PIB

nos periacuteodos assinalados na Figura 2 e os resultados confirmam a avalia-

y = 03893x + 43207Rsup2 = 07113

-2

0

2

4

6

8

10

-20 -10 0 10 20

19301937 y = -0311x + 75908Rsup2 = 0314

0

2

4

6

8

10

12

-10 0 10 20

19381970

y = 18054x - 32349Rsup2 = 04684

-20

-10

00

10

20

30

40

50

60

00 10 20 30 40

19871995y = -0362x + 40064

Rsup2 = 02656

00

10

20

30

40

50

60

-20 00 20 40 60

19952010

Figura 3 Comportamento dos crescimentos dos PIB americano (na vertical)

e brasileiro (na horizontal) para os intervalos de tempo assinalados na figura

anterior

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 36

ccedilatildeo qualitativa Ou seja nos periacuteodos em fase existe uma correlaccedilatildeo positi-

va entre os crescimentos americano e brasileiro nos periacuteodos assinalados

com amarelo a relaccedilatildeo eacute negativa

A mudanccedila de intensidade e sentido da correlaccedilatildeo nos faz pensar que

a possiacutevel dependecircncia entre o crescimento brasileiro e o americano natildeo eacute

direta eacute muito mais complexa e para fazer sentido deve ser estudada por

periacuteodos histoacutericos O que se conclui eacute que a ldquoteoria do resfriadordquo natildeo expli-

ca o passado mesmo quando ainda eacuteramos muito mais dependentes dos

EUA

No final de 2008 configurou-se uma crise nos EUA que teve reflexo no

ano seguinte no Brasil que registrou uma queda no PIB de 06 O consu-

mo no entanto cresceu no ano 24 Em 2010 o ldquopibatildeordquo de 75 fez com

que no seu conjunto os anos de 2009 e 2010 possam ser considerados

como anos normais O consumo cresceu na meacutedia 45 mais que na meacute-

dia do periacuteodo Lula (40) Jaacute o PIB cresceu 33 um pouco abaixo da meacute-

dia tambeacutem de 40 ao ano do governo passado Os dados vecircm das Con-

tas Nacionais Trimestrais do IBGE A defasagem entre o crescimento da

produccedilatildeo e do consumo foi praticamente coberta com importaccedilotildees e menor

investimento Ou seja a queda do PIB em 2009 se deveu a nosso ver a

uma reduccedilatildeo exagerada da oferta pelo setor produtivo em virtude de uma

leitura equivocada do efeito da crise americana sobre a economia brasileira

O crescimento nos dois anos poacutes-crise nos EUA foi normal passou a

primeira ldquomarolardquo E agora Entraremos na mesma fase de ciclo dos EUA

Page 6: Economia e Energia · população ou na superfície mundial: foi o fato de serem os “vencedores” da 2ª Guerra Mundial. Num primeiro momento, somente os EUA possuíam ar-0 10.000

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 6

O Brasil que recentemente ultrapassou a limiar da meacutedia mundial de

PIB PPC per capita estaacute em 72deg lugar Note-se que a China estaacute em 94deg e a

Iacutendia em 129deg Apesar do baixo valor da renda per capita desses paiacuteses

isso natildeo reduz seu peso especiacutefico no comeacutercio internacional e ateacute mesmo o

reforccedila pelo potencial de mercado existente numa visatildeo de mais longo pra-

zo

Assim o Brasil jaacute ocupa hoje posiccedilatildeo dentre os ldquodez maisrdquo da economia

mundial sendo ainda o quinto paiacutes em termos de extensatildeo territorial e em

populaccedilatildeo conforme Tabela 2

Tabela 2 Posiccedilatildeo do Brasil no ranking de populaccedilatildeo e aacuterea

Populaccedilatildeo Superfiacutecie

mil hab Rank Mundo km2 Rank Mundo

EUA 313232 3 45 9826675 3 65

China 1336718 1 194 9596961 4 65

Japatildeo 126475 10 18 377915 61 03

Iacutendia 1189172 2 175 3287263 7 22

Alemanha 81471 16 12 357022 62 02

Ruacutessia 138739 9 21 17098242 1 115

Reino Uni-

do 62698 22 09 243610 79 02

Brasil 203429 5 28 8514877 5 57

Franccedila 65312 21 09 643801 42 04

Itaacutelia 61017 23 09 301340 71 02

Canadaacute 34039 37 05 9984670 2 67

Mundo 6922600 100 148680365 100

Fonte (CIA 2011)

Seus recursos naturais forccedila de trabalho e produccedilatildeo diversificada de

bens e serviccedilos permitem projetar a ascensatildeo futura do Brasil nessa lista

conforme vem sendo feito por alguns estudos econocircmicos internacionais As

projeccedilotildees de GOLDMAN SACHS 2007 colocam o Brasil na quarta posiccedilatildeo

de PIB PPC em 2050 conforme Figura 2

Economia e Energia ndash eampe 7

Figura 2 As dez maiores economias mundiais ateacute 2050 (PIB em PPC)

Fonte Goldman Sachs 2007

O fato de nossa economia estar entre as dez maiores do mundo ainda

natildeo foi incorporado agrave percepccedilatildeo dos brasileiros frente ao mundo mas jaacute eacute

um fato concreto nas relaccedilotildees internacionais

Antigamente tiacutenhamos aquela incocircmoda sensaccedilatildeo de que o Presidente

do Brasil era quase um intruso nas fotos das cuacutepulas mundiais Agora jaacute nos

acostumamos a isso e futuramente seratildeo os participantes do grupo deno-

minado G8 que vatildeo comeccedilar a sentir a falta de significado praacutetico de suas

reuniotildees com a ausecircncia de paiacuteses como China Brasil e Iacutendia Eacute provaacutevel

que isto jaacute esteja de fato ocorrendo

Os dez mais e a energia nuclear

O criteacuterio adotado para fixar os membros permanentes do Conselho

de Seguranccedila da ONU que possuem o poder de veto (EUA Ruacutessia China

Reino Unido e Franccedila) natildeo foi o peso relativo dos paiacuteses na economia na

populaccedilatildeo ou na superfiacutecie mundial foi o fato de serem os ldquovencedoresrdquo da

2ordf Guerra Mundial Num primeiro momento somente os EUA possuiacuteam ar-

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

80000

Ch

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EUA

Iacutend

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no

Un

ido

Ale

man

ha

US$

bi

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 8

mamento nuclear Muito rapidamente poreacutem os demais ldquovencedoresrdquo ace-

deram agrave posse dessas armas (GUIMARAES 2010)

Isso se justificava pelo contexto histoacuterico em que esse criteacuterio foi adota-

do ou seja imediato poacutes-guerra e principalmente poacutes-Hiroshima e Nagasa-

ki Agrave eacutepoca e nas deacutecadas que se seguiram dominadas pela ideologia da

ldquoGuerra Friardquo e da ldquoMuacutetua Destruiccedilatildeo Garantidardquo (Mutual Assured Destructi-

on ndash MAD) o fator de peso relativo determinante era inequivocamente o

poder militar do qual as armas nucleares constituiacuteam fator fundamental de

assimetria de poder pela forccedila bruta

Hoje passados mais de 60 anos do fim da guerra a posse de arma-

mento nuclear e a persistente sobrevivecircncia da ideologia a ela associada

parece ser o uacutenico criteacuterio objetivo para a manutenccedilatildeo desse status quo

Felizmente a posse de armas nucleares e o proacuteprio poder militar vecircm

deixando de ser os determinantes baacutesicos da influecircncia dos paiacuteses no cenaacute-

rio mundial Os fatores econocircmicos se tornam cada vez mais determinantes

do que a posse de armamentos nucleares para medir o peso poliacutetico dos

paiacuteses

A ascensatildeo econocircmica da Alemanha e Japatildeo e em menor escala da

Itaacutelia e demais paiacuteses europeus destruiacutedos pela guerra foram os primeiros

sinais dessa mudanccedila ainda que mitigados pela ldquonuclearizaccedilatildeordquo da Franccedila

e Gratilde-Bretanha (e posteriormente da China) pela criaccedilatildeo da OTAN que

passou a permitir o ldquocompartilhamentordquo das armas nucleares entre seus

membros e pela abertura do ldquoguarda-chuvardquo de proteccedilatildeo nuclear americano

sobre o Japatildeo

Na Tabela 3 estatildeo indicados os dez maiores paiacuteses em termos de PIB

(em PPC) e sua situaccedilatildeo quanto agrave posse e o compartilhamento de armas

nucleares Eacute assinalada para o Japatildeo a existecircncia do ldquoguarda-chuvardquo de

proteccedilatildeo nuclear oferecido pelos EUA Tambeacutem eacute indicado na tabela o nuacute-

mero de reatores nucleares de pesquisa em operaccedilatildeo nesses paiacuteses que eacute

um indicador do niacutevel da atividade de desenvolvimento cientiacutefico e tecnoloacutegi-

co na aacuterea nuclear e da produccedilatildeo de radioisoacutetopos para usos meacutedicos e in-

dustriais

Economia e Energia ndash eampe 9

Rank PIB

PPPC Paiacutes

Armamento

Nuclear

Domiacutenio do

Ciclo de

Combustiacutevel

Reatores de

Pesquisa

em operaccedilatildeo

1 EUA Proacuteprio Sim 82

2 China Proacuteprio Sim 13

3 Japatildeo Guarda Chuva Sim 19

4 Iacutendia Proacuteprio Sim 5

5 Alemanha Compartilhado Sim 21

6 Ruacutessia Proacuteprio Sim 20

7 Reino Unido Proacuteprio Sim 9

8 Brasil Natildeo Sim 4

9 Franccedila Proacuteprio Sim 19

10 Itaacutelia Compartilhado Desativado 5

Tabela 3 Armamentos nucleares e domiacutenio do ciclo de combustiacutevel nos dez

paiacuteses de maior atividade econocircmica

Fontes (IAEA 2010) (World Nuclear Association 2011)

Dos dez maiores paiacuteses seis possuem armamento nuclear proacuteprio Ale-

manha e Itaacutelia satildeo membros da OTAN tendo armazenado em seus territoacute-

rios numerosos artefatos nucleares ldquocompartilhadosrdquo As condiccedilotildees detalha-

das de como se processa esse compartilhamento natildeo satildeo exatamente co-

nhecidas Sabe-se no entanto que por exemplo existem na Alemanha

aviotildees de combate Tornado da Forccedila Aeacuterea Alematilde (Luftwaffe) prontos para

sob comando da OTAN serem armados com artefatos nucleares

(KRISTENSEN 2005) Sabe-se ainda que cabe ao comandante da OTAN

ouvido o comando dos EUA junto agravequela organizaccedilatildeo a decisatildeo sobre o

uso do armamento nuclear compartilhado (GAO 2011)

O Japatildeo tem um acordo com os EUA que garante um ldquoguarda-chuvardquo

de proteccedilatildeo nuclear que implica a existecircncia de armas nucleares a uma dis-

tacircncia relativamente curta das potenciais ameaccedilas Isto faz crer na presenccedila

de armamento nuclear em embarcaccedilotildees e aeronaves em aacuteguas territoriais

japonesas senatildeo em seu proacuteprio solo nacional ainda que controlado pelos

americanos Ao menos no passado existem indiacutecios claros (documentos

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 10

liberados em consequumlecircncia do Freedom of Information Act ndash FOIA dos EUA)

de que armas nucleares estiveram nos espaccedilos territorial mariacutetimo e aeacutereo

japonecircs (KRISTENSEN 1999) A contestaccedilatildeo da eficaacutecia desse guarda-

chuva de proteccedilatildeo e a consequumlente discussatildeo quanto agrave conveniecircncia do

paiacutes ter sua forccedila nuclear proacutepria para defender-se de eventuais ataques eacute

tema recorrente na poliacutetica interna do Japatildeo que recrudesce sempre que

ocorrem tensotildees com a China (disputas territoriais por ilhas) e Coreacuteia do

Norte (testes nucleares e de miacutesseis de longo alcance)

No que concerne ao domiacutenio do ciclo nuclear e agrave geraccedilatildeo eleacutetrica nu-

clear apenas a Itaacutelia natildeo manteacutem atualmente atividades na aacuterea em virtude

de decisatildeo poliacutetica tomada (referendo popular em 1987) sob a forte influecircn-

cia emocional do acidente de Tchernobyl (1986) tendo sua uacuteltima usina nu-

clear sido desligada definitivamente em 1990 No contexto de uma crise poliacute-

tica interna do governo Berlusconi agravada pelo acidente de Fukushima a

retomada das atividades nucleares na Itaacutelia foi rejeitada por recente referen-

do popular em junho de 2011

Por lei de 2001 a Alemanha se comprometeu ao desligamento definiti-

vo de todas as suas usinas nucleares ateacute 2022 O Governo da Chanceler

Angela Merkel conseguiu aprovar no Bundestag nova lei que postergou tal

decisatildeo por 10 anos Essa mudanccedila deveu-se principalmente agraves dificulda-

des teacutecnicas que a Alemanha enfrenta para cumprir simultaneamente essa

decisatildeo poliacutetica e as metas de reduccedilatildeo de emissotildees de gases de efeito es-

tufa bem como manter uma razoaacutevel seguranccedila energeacutetica nacional mini-

mizando importaccedilotildees de eletricidade dos paiacuteses vizinhos e de combustiacuteveis

foacutesseis em especial gaacutes natural da Ruacutessia

Entretanto apoacutes o acidente de Fukushima (marccedilo de 2011) e tambeacutem

no contexto de uma crise poliacutetica interna ligada agrave proximidade de eleiccedilotildees

esse mesmo governo voltou atraacutes recentemente mantendo a data limite de

2022 Entretanto o governo alematildeo natildeo tem uma poliacutetica de abandono das

atividades ligadas ao ciclo do combustiacutevel nuclear nem de banimento de

armas nucleares de seu territoacuterio atitude essa no miacutenimo contraditoacuteria

Essas decisotildees poliacuteticas poreacutem natildeo impedem que Itaacutelia e Alemanha

importem significativas parcelas de seu consumo de eletricidade de paiacuteses

geradores de energia nuclear como Franccedila Eslovecircnia Hungria e Repuacuteblica

Tcheca

Economia e Energia ndash eampe 11

Note-se que tanto a Itaacutelia como a Alemanha estavam no caminho de

desistir da renuacutencia agrave geraccedilatildeo nuacutecleo-eleacutetrica quando ocorreu o acidente de

Fukushima num contexto de crise poliacutetica interna o que fez esses paiacuteses

reafirmarem sua posiccedilatildeo anterior de abandono das usinas nucleares

Na Tabela 4 estatildeo indicados os dados de geraccedilatildeo de energia eleacutetrica e

da participaccedilatildeo nuclear A tabela tambeacutem indica as reservas estimadas de

uracircnio dos paiacuteses (soacute satildeo indicadas as reservas relevantes do ponto de vis-

ta mundial) A posse de reservas de uracircnio eacute naturalmente um fator a ser

levado em conta nas decisotildees sobre a energia nuclear no Paiacutes

Tabela 4 Geraccedilatildeo de energia eleacutetrica e participaccedilatildeo nuclear nos dez paiacuteses

de maior atividade econocircmica

Rank

PIB

PPPC

Paiacutes

Usinas Nucleares

em operaccedilatildeo

(+ em construccedilatildeo)

Potecircncia

Instalada

Mw(e)

Participa-

ccedilatildeo na Ge-

raccedilatildeo Eleacute-

trica

Reservas

Uracircnio

(ton de U)

1 EUA 104 (+1) 100747 20 339000

2 China 11 (+20) 8438 2 67900

3 Japatildeo 54 (+1) 46823 29 x

4 Iacutendia 18 (+5) 3987 3 72900

5 Alemanha 17

(em desativaccedilatildeo) 20480 28 x

6 Ruacutessia 31 (+9) 21743 17 545700

7 Reino

Unido 19 10137 16 x

8 Brasil 2 (+1) 1884 3 278400

9 Franccedila 59 (+1) 63260 74 x

10 Itaacutelia 4 (desativadas) - - -

Fonte (IAEA 2010)

Cabe ressaltar que Brasil Ruacutessia e EUA satildeo os uacutenicos paiacuteses do mun-

do que possuem grandes reservas de uracircnio domiacutenio tecnoloacutegico de todas

as etapas de produccedilatildeo do combustiacutevel nuclear e um parque de geraccedilatildeo eleacute-

trica nuclear em operaccedilatildeo Ruacutessia e EUA entretanto possuem capacidade

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 12

industrial instalada suficiente para garantir auto-suficiecircncia na produccedilatildeo de

combustiacutevel nuclear O Brasil tem tal capacidade nas etapas de mineraccedilatildeo

beneficiamento e fabricaccedilatildeo faltando poreacutem instalaccedilotildees industriais com

capacidade suficiente para atender as necessidades nacionais nas etapas

de conversatildeo e de enriquecimento apesar de possuir unidades piloto com

capacidade de produccedilatildeo limitada desde o final dos anos 80

Conclusatildeo

O Brasil eacute dentre as dez maiores economias mundiais o uacutenico paiacutes

que natildeo possui natildeo armazena em seu territoacuterio e nem considera a possibili-

dade de uso de armas nucleares estrangeiras na sua estrateacutegia de defesa

Juntamente com Nova Zelacircndia o Brasil eacute o uacutenico paiacutes do mundo que pros-

creveu os usos natildeo paciacuteficos da energia nuclear na sua proacutepria Constituiccedilatildeo

Federal O Brasil eacute signataacuterio do Tratado de Natildeo Proliferaccedilatildeo Nuclear e do

Tratado de Tlatelolco este uacuteltimo estabelecendo a Ameacuterica Latina e Caribe

como uma zona livre de armas nucleares

O Acordo Brasil Argentina que eliminou uma potencial corrida por ar-

mas nucleares na regiatildeo e que criou a Agecircncia Brasileiro Argentina de Con-

tabilidade e Controle de Materiais Nucleares (ABACC) completa 20 anos em

2011 O Acordo assegurou o clima poliacutetico favoraacutevel para que o MERCOSUL

fosse posteriormente instalado Esse bloco econocircmico serviu de base para o

avanccedilo da integraccedilatildeo econocircmica do Continente Sul-Americano O espaccedilo

econocircmico que assim se abriu eacute de grande importacircncia para o continente O

comeacutercio com a Argentina que era quase despreziacutevel alccedilou nosso vizinho agrave

posiccedilatildeo de segundo maior parceiro comercial do Brasil

Ao Brasil interessa manter sua posiccedilatildeo de uso apenas paciacutefico da ener-

gia nuclear Isso daacute ao paiacutes um caraacuteter uacutenico junto aos ldquodez maisrdquo da econo-

mia mundial que se reflete numa autoridade moral e eacutetica que pode ser ex-

plorada politicamente em diversas situaccedilotildees como por exemplo a reforma

do Conselho de Seguranccedila da ONU e a arbitragem de crises internacionais

Essa ldquovantagem competitivardquo eacute muito mais valiosa do que a posse de armas

nucleares que ao final das contas seriam feitas para nunca serem usadas

Entretanto os quadros apresentados mostram de forma inequiacutevoca a

importacircncia estrateacutegica do Brasil se manter ativo na exploraccedilatildeo dos usos

paciacuteficos da energia nuclear expandindo seu domiacutenio tecnoloacutegico e capaci-

Economia e Energia ndash eampe 13

dade industrial instalada nos diversos setores associados como produccedilatildeo

de radioisoacutetopos para medicina induacutestria e agricultura produccedilatildeo de com-

bustiacutevel nuclear e geraccedilatildeo eleacutetrica

O Plano Nacional de Energia (PNE) que prevecirc a conclusatildeo de Angra 3

ateacute 2015 e a implantaccedilatildeo de 4000 MW nucleares adicionais ateacute 2030 junta-

mente com as metas estabelecidas para a autosuficiecircncia na produccedilatildeo do

combustiacutevel nuclear que mantecircm nas duas proacuteximas deacutecadas uma partici-

paccedilatildeo do nuclear na geraccedilatildeo eleacutetrica proacutexima da atual tambeacutem eacute por ne-

cessidades de diversificaccedilatildeo da matriz energeacutetica uma opccedilatildeo sensata do

ponto de vista energeacutetico

Bibliografia

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FMI citado na Wikipedia (2010) consultado Junho 2011 disponiacutevel em httpenmwikipediaorg

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World Nuclear Association (Julho 2011) World Nuclear Power Reactors amp Uranium Requirements Consultado julho 2011 em httpwwwworld-nuclearorginforeactorshtml

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 14

1 - Fundaccedilatildeo Instituto Brasileiro de Geografia e Estatiacutestica (IBGE) ndash Diretoria Executiva ndash CRM ndash Av Franklin Roosevelt 146 6ordm andar sala 602 ndash Centro ndash Rio de JaneiroRJ Escola de Quiacute-mica da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) Cidade Universitaacuteria ndash Centro de Tec-nologia Bloco E ndash 2ordm nadir ndash DPO ndash Aacuterea de Gestatildeo e Inovaccedilatildeo Tecnoloacutegica ndash Rio de JaneiroRJ ndash CEP 21949-900 email marciafribeiroyahoocombr

2 - Escola de Quiacutemica da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) Cidade Universitaacuteria ndash Centro de Tecnologia Bloco E ndash 2ordm nadir ndash DPO ndash Aacuterea de Gestatildeo e Inovaccedilatildeo Tecnoloacutegica ndash Rio de JaneiroRJ ndash CEP 21949-900 email suzanaeqcombr

3 - Escola de Quiacutemica da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) Cidade Universitaacuteria ndash Centro de Tecnologia Bloco E ndash 2ordm nadir ndash DEB ndash Aacuterea de Processos Bioquiacutemicos ndash Rio de JaneiroRJ ndash CEP 21949-900 email gimeneseqcombr

Artigo

Iniciativas para o uso da biomassa lignoceluloacutesica

em biorrefinarias a plataforma sucroquiacutemica no

mundo e no Brasil

Maacutercia Franccedila Ribeiro Fernandes dos Santos1 Suzana Borschiver2

Maria Antonieta Peixoto Gimenes Couto3

Resumo

Petroacuteleo gaacutes natural e seus derivados representam 55 do consumo

mundial de energia no entanto eles natildeo vatildeo durar mais do que algumas

deacutecadas Assim se faz necessaacuterio encontrar substitutos para estes combus-

tiacuteveis e uma alternativa que se apresenta eacute a utilizaccedilatildeo de mateacuteria orgacircnica

renovaacutevel (biomassa) Este artigo apresenta as iniciativas adotadas no mun-

do e em especial no Brasil sobre o uso de mateacuterias-primas lignoceluloacutesicas

no contexto da biorrefinaria O enfoque seraacute dado na plataforma sucroquiacutemi-

ca para a produccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo tendo em vista a posiccedilatildeo de

destaque neste segmento de mercado no agronegoacutecio nacional O levanta-

mento das informaccedilotildees disponibilizadas na literatura foi obtido por meio de

uma pesquisa bibliograacutefica Os resultados sugerem que a tecnologia ainda

estaacute em fase de pesquisa e desenvolvimento e desperta grande interesse

para consolidar o mercado mundial de etanol

Palavras-chave biorrefinaria biomassa mateacuteria-prima lignoceluloacutesica eta-

nol Brasil

Economia e Energia ndash eampe 15

Abstract

Oil natural gas and their products represent 55 of global energy con-

sumption yet they will not last more than a few decades Thus it is neces-

sary to find substitutes for these fuels and an alternative that presents itself is

the use of organic matter (biomass) This article presents the initiatives taken

in the world and especially in Brazil on the use of raw materials in the con-

text of lignocellulosic biorefinery The focus will be on the sugar platform for

the production of second-generation ethanol aimed at a prominent position

of this market segment in the national agribusiness The survey of informati-

on availability in the literature was obtained through a search The results

suggest that the technology is still undergoing research and development

and it arouse great interest for consolidating the ethanol global market

Keywords biorefinery biomass lignocelulosic feedstock ethanol Brazil

Introduccedilatildeo

As mudanccedilas climaacuteticas e a elevaccedilatildeo das cotaccedilotildees do petroacuteleo aliadas

agraves necessidades estrateacutegicas de produccedilatildeo de energia tecircm motivado uma

corrida sem precedentes agrave produccedilatildeo de combustiacuteveis alternativos preferen-

cialmente de fontes renovaacuteveis de energia (BUCKERIDEG et al 2010)

O uso da biomassa para energia cresce em importacircncia como uma das

vias de mitigaccedilatildeo dos problemas citados acima Existem diferentes rotas

para converter a energia da biomassa em fluxo de energia final desejado

quer seja na forma de calor combustiacutevel ou energia eleacutetrica (SEABRA

2008)

Assim abrem-se oportunidades para o desenvolvimento de uma induacutes-

tria baseada em mateacuterias primas renovaacuteveis Aleacutem dos biocombustiacuteveis jaacute

conhecidos um fluxo de inovaccedilotildees em desenvolvimento pode estar lanccedilan-

do as bases de uma induacutestria integrada de exploraccedilatildeo da biomassa

(COUTINHO amp BONTEMPO 2010)

Neste cenaacuterio o Brasil desponta em uma posiccedilatildeo privilegiada para as-

sumir a lideranccedila no aproveitamento integral das biomassas pelo fato de

apresentar grande potencial de cultivo de mateacuterias-primas renovaacuteveis dis-

pondo de vantagens comparativas e competitivas tais como (i) culturas agriacute-

colas de grande extensatildeo (destaque para a induacutestria da cana-de-accediluacutecar) (ii)

maior biodiversidade do planeta (iii) intensa radiaccedilatildeo solar (iv) aacutegua em

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 16

abundacircncia (v) diversidade de clima e (vi) pioneirismo na produccedilatildeo de bio-

combustiacutevel etanol (CGEE 2010) O paiacutes reuacutene ainda condiccedilotildees para ser o

principal receptor de recursos de investimentos oriundos do mercado de car-

bono no segmento de produccedilatildeo e uso de bioenergia

Hoje o Brasil desfruta de uma posiccedilatildeo confortaacutevel com relaccedilatildeo agrave tecno-

logia da produccedilatildeo de etanol Neste setor o Brasil eacute liacuteder mundial na produ-

ccedilatildeo de cana-de-accediluacutecar etanol e accediluacutecar com 5727 milhotildees de toneladas

277 bilhotildees de litros e 313 milhotildees de toneladas respectivamente na safra

de 20082009 (CORTEZ 2010)

Em meacutedia 50 da cana colhida eacute destinada agrave produccedilatildeo de aacutelcool e os

demais 50 satildeo destinados agrave produccedilatildeo de accediluacutecar Cerca de 23 do accediluacutecar

produzido eacute destinado ao mercado externo enquanto que o restante atende

ao mercado interno Quanto a produccedilatildeo de aacutelcool cerca de 85 eacute direcio-

nado ao mercado interno sendo que destes 90 satildeo destinados ao seu

uso como carburante e o restante atender ao mercado externo (BASTOS

2007)

Entretanto para preservar essa posiccedilatildeo num cenaacuterio competitivo em

que outros players estatildeo interessados em se desenvolver com pesados in-

vestimentos em Pesquisa amp Desenvolvimento (PampD) o Brasil precisa manter

investimentos compatiacuteveis na geraccedilatildeo de novas tecnologias e formaccedilatildeo de

competecircncias (BUCKERIDEG et al 2010)

Atualmente a conversatildeo pela rota sucroquiacutemica de material lignoceluloacute-

sico presente na palha e no bagaccedilo da cana-de-accediluacutecar em accediluacutecares fer-

mentaacuteveis para a produccedilatildeo de etanol denominado de etanol de 2ordf geraccedilatildeo

vem sendo considerada no Brasil como uma alternativa promissora para

atender agrave demanda mundial

Assim o presente artigo tem como objetivo principal expor as iniciativas

adotadas no mundo e em especial no Brasil sobre o uso de mateacuterias-

primas lignoceluloacutesicas no contexto da biorrefinaria O enfoque seraacute dado na

plataforma sucroquiacutemica para a produccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo tendo em

vista a posiccedilatildeo de destaque neste segmento de mercado no agronegoacutecio

nacional

Economia e Energia ndash eampe 17

Conceito de Biorrefinaria

De acordo com Fernando et al (2006) o conceito de produzir produtos a

partir de commodities agriacutecolas como a biomassa natildeo eacute novo no entanto

utilizar a biomassa como insumo na produccedilatildeo de vaacuterios produtos de maneira

similar a uma refinaria de petroacuteleo onde combustiacuteveis foacutesseis satildeo usados

como input eacute relativamente novo Seu principal objetivo eacute transformar os

materiais bioloacutegicos em produtos utilizaacuteveis nas induacutestrias de transformaccedilatildeo

usando uma combinaccedilatildeo de tecnologias e processos biotecnoacutegicos

Os princiacutepios baacutesicos da refinaria de petroacuteleo tradicional e a biorrefinaria

satildeo representados esquematicamente na Figura 1 Uma refinaria de petroacuteleo

fornece principalmente combustiacuteveis para transportes e energia e somente

uma fraccedilatildeo relativamente pequena eacute usada na induacutestria quiacutemica Em uma

biorrefinaria uma quantidade relativamente maior eacute usada para a quiacutemica e

a utilizaccedilatildeo de materiais De acordo com Kamm et al (2006) os bioprodutos

industriais soacute podem competir com aqueles oriundos da petroquiacutemica quan-

do os recursos de biomassa satildeo processadas atraveacutes de sistemas de forma

otimizada nos sistemas das biorrefinarias onde novas cadeias de valor satildeo

desenvolvidas e implementadas

Figura 1 Refinaria de petroacuteleo versus biorrefinaria

(KAMM et al 2006)

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 18

Em seus estudos Ree amp Annevelink (2007) apontam a existecircncia de

sete tipos de biorefinarias que ainda estatildeo na fase de pesquisa e desenvol-

vimento (i) Biorrefinarias Convencionais (ii) Biorrefinarias Verdes (iii) Biore-

finarias de Cereais (iv) Biorrefinarias de Material Lignoceluloacutesico (v) Biorre-

finarias de Duas Plataformas (vi) Biorrefinarias Termoquiacutemicas e (vii) Bior-

refinarias Aquaacuteticas

Biorrefinaria de Materiais Lignoceluloacutesicos

A biorefinaria a partir de materiais lignoceluloacutesicos usa um mix de fon-

tes de biomassa para a produccedilatildeo de uma seacuterie de produtos por meio de u-

ma combinaccedilatildeo de tecnologias Tal biorefinaria consiste de trecircs fraccedilotildees quiacute-

micas baacutesicas (a) hemicelulose poliacutemeros de accediluacutecar com cinco carbonos

(b) celulose poliacutemeros de glucose com seis carbonos e (c) lignina poliacuteme-

ros de fenol (FERNANDO et al 2006) A Figura 2 apresenta os produtos que

podem ser obtidos a partir destas fraccedilotildees quiacutemicas

Figura 2 Produtos potenciais obtidos na Biorrefinaria de Material Lignocelu-

loacutesico (KAMM et al 2006)

Economia e Energia ndash eampe 19

Segundo Pereira Juacutenior et al (2008) a utilizaccedilatildeo de biomassa lignoce-

luloacutesica dentro do contexto da biorrefinaria eacute fundamentada em duas plata-

formas distintas conforme o conceito de Biorrefinarias de Duas Plataformas

ilustrado na Figura 3 que visam fornecer ldquoblocos de construccedilatildeordquo para obter

uma variedade de produtos

A plataforma termoquiacutemica eacute baseada em processos de conversatildeo ter-

moquiacutemica pela reaccedilatildeo de mateacuteria-prima em altas temperaturas com uma

quantidade de oxigecircnio controlada (gaseificaccedilatildeo) para produzir gaacutes de siacutente-

se (CO + H2) ou na ausecircncia de oxigecircnio (piroacutelise) para produzir bio-oacuteleo

que depois de um processo de hidrodeoxigenaccedilatildeo produz uma mistura liacutequi-

da de hidrocarbonetos similar agravequeles presentes no petroacuteleo

Figura 3 Conceito da Biorrefinaria de Duas Plataformas

(KAMM et al 2006)

A plataforma de accediluacutecar tambeacutem conhecida como sucroquiacutemica objeto

de estudo do artigo eacute baseada em processos de conversatildeo quiacutemica e bio-

quiacutemica de accediluacutecares extraiacutedos da biomassa mediante uma separaccedilatildeo de

seus componentes principais Para isto o preacute-tratamento eacute essencial visan-

do a desorganizaccedilatildeo do complexo lignoceluloacutesico e como consequumlecircncia au-

mento da acessibilidade das enzimas agraves moleacuteculas de celulose (PEREIRA

JR et al 2008)

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 20

O preacute-tratamento que consiste em submeter o material lignoceluloacutesico

a uma seacuterie de operaccedilotildees visa promover a quebra das ligaccedilotildees que unem

as macroestruturas Tais operaccedilotildees satildeo responsaacuteveis pela adequaccedilatildeo da

mateacuteria-prima como por exemplo o bagaccedilo da cana-de-accediluacutecar agraves condi-

ccedilotildees de transformaccedilatildeo por parte dos micro-organismos Estas podem ser

classificadas como fiacutesicas fiacutesico-quiacutemicas quiacutemicas e bioloacutegicas conforme

o agente que atua na alteraccedilatildeo estrutural (SCHLITTLER 2006) A Figura 4

mostra um esquema simplificado para a separaccedilatildeo dos principais compo-

nentes dos materiais lignoceluloacutesicos

Figura 4 Separaccedilatildeo dos componentes lignoceluloacutesicos

(PEREIRA JR et al 2008)

Pereira Jr (2006) observa que a decisatildeo de usar um ou outro processo

de hidroacutelise depende tambeacutem do tipo de material lignoceluloacutesico empregado

Na hidroacutelise da hemicelulose (que ocorre em condiccedilotildees mais brandas do

que no caso da celulose) a estrateacutegia tem sido a utilizaccedilatildeo de aacutecido sulfuacuteri-

co diluiacutedo No caso da celulose como a hidroacutelise quiacutemica requer condiccedilotildees

de alta severidade (elevadas temperaturas grandes tempos de exposiccedilatildeo e

altas concentraccedilotildees de aacutecido) pela maior resistecircncia ao ataque hidroliacutetico o

uso da hidroacutelise enzimaacutetica seria mais indicado (pela ausecircncia de condiccedilotildees

severas) tal estrateacutegia tecnoloacutegica difere da concepccedilatildeo de processos anti-

gos em que se buscava a hidroacutelise quiacutemica conjunta da celulose e da hemi-

celulose pois satildeo polissacariacutedeos com diferentes suscetibilidades ao ataque

hidroliacutetico

Economia e Energia ndash eampe 21

A hidroacutelise total da celulose gera apenas glicose que pode ser converti-

da a uma seacuterie de substacircncias quiacutemicas e bioquiacutemicas conforme ilustrado

na Figura 2 com destaque para a sua conversatildeo bioloacutegica a etanol dito de

2ordf geraccedilatildeo por ser obtido a partir de materiais lignoceluloacutesicos

Esta nova plataforma tecnoloacutegica pode revolucionar segmentos industri-

ais como no caso do Brasil que gera uma grande quantidade de resiacuteduos

como o bagaccedilo da cana-de-accediluacutecar no entanto a utilizaccedilatildeo efetiva dos ma-

teriais lignoceluloacutesicos em processos microbioloacutegicos esbarra em dois obstaacute-

culos principais a estrutura cristalina da celulose altamente resistente agrave

hidrolise e a associaccedilatildeo lignina-celulose que forma uma barreira fisica que

impede o acesso enzimaacutetico ou microbioloacutegico ao substrato (CGEE 2010)

Adicionalmente a hidroacutelise acida da celulose apresenta o inconveniente de

requerer o emprego de elevadas temperatura e pressatildeo levando agrave destrui-

ccedilatildeo de parte dos carboidratos e agrave obtenccedilatildeo de produtos de degradaccedilatildeo toacutexi-

cos aos microrganismos A sacarificaccedilatildeo enzimaacutetica por sua vez requer o

emprego de preacute-tratamentos fiacutesicos (moagem aquecimento irradiaccedilatildeo) ou

quiacutemicos (acido sulfuacuterico acido fosfoacuterico aacutelcalis) para atingir rendimentos

viaacuteveis

Potencial Brasileiro para geraccedilatildeo de mateacuteria-prima lignoceluloacutesica

Tendo em vista a vasta biodiversidade encontrada em seu territoacuterio o

Brasil dispotildee de uma grande variedade de resiacuteduos agriacutecolas e agroindustri-

ais cujo bioprocessamento desperta um grande interesse econocircmico e soci-

al Dentre estes exemplos figuram os resiacuteduos derivados de atividades tais

como as induacutestrias de papel e celulose (sepilho maravalhas e cavacos des-

classificados de eucalipto e pinus) serrarias (serragem) usinas de accediluacutecar e

aacutelcool (bagaccedilo de cana-de-accediluacutecar) e de um modo geral unidades de produ-

ccedilatildeo agriacutecola geradoras de resiacuteduos de culturas como a palha de cereais de

milho de trigo sabugo de milho cascas de arroz e de aveia dentre outros

(RAMOS 2000)

No Brasil a quantidade de resiacuteduos lignoceluloacutesicos gerada anualmen-

te eacute de aproximadamente 350 milhotildees de toneladas (PEREIRA JR 2007)

Considerando que uma das principais fontes de materiais lignoceluloacutesicos eacute

o setor sucroalcoleiro e adotando o teor de celulose hemicelulose e lignina

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 22

no bagaccedilo como paracircmetro de comparaccedilatildeo[1]

chega-se a quantidade poten-

cial respectivamente de 1645 9625 e 7105 milhotildees de toneladas que po-

dem ser obtidas a partir de resiacuteduos lignoceluloacutesicos no Brasil

Metodologia

Este trabalho tem como objetivo apresentar as iniciativas tomadas no

mundo e especialmente no Brasil com relaccedilatildeo ao uso de mateacuterias-primas

no contexto de biorrefinaria de materiais lignoceluloacutesicos O enfoque seraacute

dado na plataforma sucroquiacutemica para a produccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo

tendo em vista a posiccedilatildeo de destaque neste segmento de mercado no agro-

negoacutecio nacional A metodologia adotada neste estudo exploratoacuterio foi base-

ada na literatura e em documentos obtidos a partir de uma pesquisa de in-

formaccedilotildees disponibilizadas na literatura Para atingir o objetivo a informaccedilatildeo

eacute apresentada de modo a fornecer um panorama dos esforccedilos mundiais e

brasileiro em pesquisa para o desenvolvimento de novas tecnologias relacio-

nadas agrave obtenccedilatildeo do etanol de segunda geraccedilatildeo

Resultados

No Mundo

Apesar de atualmente natildeo existir nenhuma planta comercial para pro-

duccedilatildeo de etanol a partir de materiais lignoceluloacutesico muitas plantas-piloto e

de demonstraccedilatildeo jaacute foram desenvolvidas e diversos projetos comerciais es-

tatildeo em desenvolvimento A Tabela 1 apresenta as empresas mundiais que

vecircm empregando tecnologias para produccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo e infor-

maccedilotildees complementares

A Tabela 1 revela que a maior parte das empresas encontradas explora

o conceito de biorrefinaria de acordo com a plataforma sucroquiacutemica A mai-

oria das plantas estaacute localizada nos EUA mas paiacuteses como Canadaacute Sueacute-

cia Finlacircndia Ruacutessia e Japatildeo tambeacutem satildeo sedes de algumas iniciativas

1 - Bagaccedilo de cana eacute composto de 47 de celulose 275 de hemicelulose e 203-263 de

lignina (AGUIAR 2010)

Economia e Energia ndash eampe 23

Tabela 1 Empresas que empregam tecnologias para a produccedilatildeo de etanol

de 2ordf geraccedilatildeo e caracteriacutesticas de processo (CGEE 2010)

Empresa Paiacutes de origem

Caracteriacutesticas de processo

Localiza-ccedilatildeo

Capacidade (m

3ano)

AE Biofuels EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Montana 567

Blue Fire Ethanol

EUA Japatildeo

Hidroacutelise com aacutecido concentrado

California Izumi

12110 Natildeo deter-

minado

Chempolis Ou

Finlacircndia Hidroacutelise com aacuteci-do diluiacutedo

Oulu Natildeo deter-

minado

Iogen Canadaacute Hidroacutelise enzimaacutetica

Ontario 4000

KL Energy EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Wyoming 5680

Lignol E-nergy

Canadaacute Preacute-tratamento Organosolv

Vancou-ver

2500

Mascoma EUA Natildeo determinado New York 1890

Poet EUA Natildeo determinado South Dakota

75

Sekab Sueacutecia Hidroacutelise enzimaacutetica

Natildeo de-terminado

Natildeo determinado

STI Finlacircndia Natildeo determinado

Lappeen-ranta Hamina Narpio

1000 1000 1000

St Peters-burgo State Forest-Technical Academy

Ruacutessia Hidroacutelise com aacuteci-do diluiacutedo

13 unida-des no paiacutes

Natildeo determinado

Sun Opra Canadaacute Hidroacutelise enzimaacutetica

China Natildeo

determinado

University of Florida

EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Florida 7570

Verenium EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Lousiana Japan

5300 4920

A Tabela 2 mostra os projetos aprovados pelo Departmento de Energia

dos EUA (US DOE) para a construccedilatildeo de pequenas biorrefinarias no paiacutes

ao final de 2008

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 24

Tabela 2 Projetos aprovados pelo US DOE para a construccedilatildeo de pequenas

biorrefinarias nos EUA (US DOE 2009 apud CGEE 2010)

Empresa Custo Total

106 US$

Participaccedilatildeo US DOE 106 US$

Capacidade anual de produccedilatildeo

Localizaccedilatildeo Mateacuterias-primas Tecnologia

Verenium 9135 760 1500000 Jennings LA

Bagaccedilo cereais desperdiacutecios agriacutecolas resiacute-duos de madeira

Rota bioquiacutemica

Flambeau LIc

840 300 6000000 Park Falls WI Resiacuteduos flores-tais

BTL

ICM 860 300 1500000 St Joseph MO

Gramiacuteneas sorgo forrageiro palha

Rota bioquiacutemica

Lignol Innovations

880 300 2500000 Commerce City CO

Biomassa da madeira resiacute-duos agriacutecolas

Rota bioquiacutemica Organosolv

Pacific Ethanol

730 2434 2700000 Boardman OR

Palha de trigo palha resiacuteduos de aacutelamo

Biogasolina (EtOH biogas combustiacuteveis soacutelidos)

New Page 836 300 5500000 Wisconsin WI Biomassa da madeira ndash resiacute-duos das usinas

BTL

Rse Pulp 900 300 2200000 Old Town Maine

Lascas de ma-deira

Rota bioquiacutemica

Econfin LIc 770 300 1300000 Washington Country KY

Espigas de milho

Rota bioquiacutemica (fermentaccedilatildeo em estado soacuteli-do)

Mascoma 1350 250 2000000 Monroe TN Gramiacuteneas e madeirs

Rota bioquiacutemica

Total 8080 3053 252 M galotildees =

954 M litros

Economia e Energia ndash eampe 25

A Tabela 2 aponta uma tendecircncia para a implementaccedilatildeo da plataforma

bioquiacutemica havendo ainda iniciativas de tecnologias termoquiacutemicas como

BTL (biomass-to-liquid)

Cabe destacar ainda que foi implementado o Programa de Biomassa do

Departamento de Energia para criar nos Estados Unidos uma nova induacutestria

ndash a induacutestria da biomassa ou bioinduacutestria ndash consolidada com a instalaccedilatildeo

de biorrefinarias capazes de transformar vaacuterios tipos de biomassa a preccedilos

competitivos em relaccedilatildeo agraves atuais fontes foacutesseis em combustiacuteveis produtos

quiacutemicos eletricidade e calor As biorrefinarias e o uso da biomassa celuloacutesi-

ca emergem como fundamentais para alcanccedilar as metas de produccedilatildeo

consumo de etanol em funccedilatildeo das limitaccedilotildees das fontes atualmente empre-

gadas (BASTOS 2007)

Neste contexto o paiacutes pretende investir US$ 385 milhotildees em seis bior-

refinarias de etanol celuloacutesico capazes de produzir 480 milhotildees de litros de

etanol celuloacutesico por ano como parte do plano do governo norte-americano

e tornar o etanol celuloacutesico competitivo em 2012 a fim de reduzir o consumo

de gasolina nos EUA nos proacuteximos 20 anos A Tabela 3 apresenta os seis

projetos selecionados pelo Departamento de Energia Americana (US DOE)

Tabela 3 Investimentos do DOE em projetos de produccedilatildeo de etanol

celuloacutesico nos EUA 2007-2010 (BARROS 2007)

Empresa Localizaccedilatildeo

da planta Mateacuteria-prima

Capacidade (milhotildees de litrosano)

Investimentos (milhotildees US$)

Abegoa Bioe-nergy Corp

Kansas Sabugo de milho

resiacuteduos de trigo etc 431 76

ALICO Inc Floacuterida Resiacuteduos de vegetais

diversos 526 33

BlueFire Ethanol Inc

Califoacuternia Resiacuteduos vegetais e

de madeira 719 40

Broin Companies of Sioux Falls

Iowa Resiacuteduos de milho 94 80

Iogen Biorefinery Partners

Idaho Resiacuteduos agriacutecolas 68 80

Range Fuels Geoacutergia Resiacuteduos de

madeira 151 76

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 26

No Brasil

Uma das empresas brasileiras que mais investem em PampD sobre bior-

refinarias em especial a partir de resiacuteduos da cana-de-accediluacutecar eacute a Petrobras

SA que eacute uma empresa estatal brasileira de economia mista que opera

em 27 paises no segmento de energia prioritariamente nas aacutereas de explo-

raccedilatildeo produccedilatildeo refino comercializaccedilatildeo e transporte de petroacuteleo e seus

derivados no Brasil e no exterior (PETROBRAS 2011)

Segundo Baratelli Junior (2007) a estrateacutegia competitiva da empresa eacute

expandir a participaccedilatildeo no mercado de biocombustiacuteveis liderando a produ-

ccedilatildeo nacional de biodiesel e ampliando a participaccedilatildeo no negoacutecio de etanol

A Tabela 4 apresenta as rotas para produccedilatildeo de biocombustiacuteveis e o estaacutegio

do esforccedilo tecnoloacutegico empreendido pela PetrobrasCENPES para o desen-

volvimento das tecnologias

A Tabela 4 aponta que os biocombustiacuteveis que demandam um esforccedilo

tecnoloacutegico elevado por parte da petrobras satildeo de segunda geraccedilatildeo o eta-

nol de celulose e os combustiacuteveis de piroacutelise e de gaacutes de siacutentese ndash BTL que

por sua vez utilizam como fonte de biomassa mateacuterias de origem celuloacutesica

ndash mateacuteria-prima para as biorrefinarias lignoceluloacutesicas

Com o projeto de desenvolvimento do bioetanol (etanol de lignocelulo-

se) ndash um biocombustiacutevel produzido a partir de resiacuteduos agroindustriais ndash a

Petrobras entra na produccedilatildeo dos chamados biocombustiacuteveis de segunda

geraccedilatildeo (PETROBRAS 2008)

Depois da etapa de testes em laboratoacuterio o projeto de produccedilatildeo de bio-

etanol passa para a fase de testes em escala piloto por meio de uma unida-

de experimental instalada no CENPES Desenvolvida em parceria com a

empresa brasileira Albrecht a planta piloto de etanol de lignocelulose locali-

zada no Centro de Pesquisas da Petrobras (CENPES) eacute uacutenica no Brasil

utilizando a tecnologia enzimaacutetica Para a produccedilatildeo de etanol a partir de re-

siacuteduos agroindustriais a planta utiliza um processo de quebra de moleacuteculas

com accedilatildeo de enzimas O projeto foi desenvolvido pela Petrobras em parceria

com a Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) e outras universida-

des brasileiras

Economia e Energia ndash eampe 27

Qualquer rejeito vegetal pode ser utilizado como fonte de biomassa na

planta experimental mas o sistema estaacute ajustado ao bagaccedilo de cana-de-

accediluacutecar por ser o resiacuteduo agroindustrial mais expressivo no paiacutes Outra ma-

teacuteria prima que seraacute utilizada nos testes eacute a torta de mamona resiacuteduo amilaacute-

ceo do processo de produccedilatildeo do biodiesel a partir de mamona

Combustiacutevel FonteBiomassa Estaacutegio da Tecnologia

Esforccedilo tecno-loacutegico da

Petrobras

Primeira geraccedilatildeo

Etanol de gratildeos e

cana-de-accediluacutecar

Cana de accediluacutecar trigo

milho beterraba Comercial meacutedio

Biodiesel Oacuteleos vegetais

e gorduras Comercial alto

Diesel verde

(hidrotratamento)

Oacuteleos vegetais gordu-

ras e petroacuteleo

Rumo a comercial no

Brasil e Europa alto

Butanol Milho sorgo trigo e

cana-de-accediluacutecar

Projeto BP and Dupont

para produzir monitoramento

Segunda geraccedilatildeo

Etanol celuloacutesico

Resiacuteduos agriacutecolas lascas de

madeira e grama

Projeto IOGEN anuncia

planta comercial alto

Combustiacuteveis da

Piroacutelise (bio-oacuteleo)

Qualquer biomassa

celuloacutesica

Projeto BIOCOUP ndash consoacutercio europeu de 16 empresas desde

2006 ateacute 2011 meacutedio

Combustiacuteveis de Gaacutes de

Siacutentese - BTL

Qualquer biomassa

celuloacutesica

Demonstrado em larga

escala com foacutesseis

Projeto CHOREN para biomassa

anuncia planta comercial

alto

Futuro

Diesel de algas Microalgas cultivadas Escala de laboratoacuterio

em Universidades baixo

Hidrocarbonetos de

biomassa Carbohidratos

Escala de laboratoacuterio

em Universidades prospecccedilatildeo

Tabela 4 Esforccedilo tecnoloacutegico das rotas para produccedilatildeo de biocombustiacuteveis

da Petrobras (Adaptado de BARATELLI JR 2007)

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 28

A planta experimental eacute capaz de produzir cerca de 220 litros de etanol

por tonelada de bagaccedilo de cana-de-accediluacutecar Nesta etapa do projeto de pes-

quisa os pesquisadores trabalham na otimizaccedilatildeo deste processo de produ-

ccedilatildeo e tecircm como objetivo alcanccedilar a marca de 280 litros por tonelada de ba-

gaccedilo no mesmo equipamento Como resultado desta pesquisa a Petrobras

jaacute fez o depoacutesito de dois pedidos de patentes (BR 0605017-4 e BR 0505299-

8) junto ao INPI

A planta-piloto de bioetanol de lignocelulose coloca a Petrobras na posi-

ccedilatildeo de vanguarda em relaccedilatildeo aos biocombustiacuteveis de segunda geraccedilatildeo

aqueles produzidos a partir de resiacuteduos agroindustriais e que natildeo competem

com a produccedilatildeo agriacutecola voltada para alimentos A utilizaccedilatildeo de resiacuteduos

como o bagaccedilo de cana-de-accediluacutecar pode aumentar substancialmente a pro-

duccedilatildeo de etanol sem aumentar a aacuterea plantada elevando a produtividade do

processo jaacute existente pelo aproveitamento de seus resiacuteduos

Desta forma a produccedilatildeo de biocombustiacuteveis em futuro proacuteximo tam-

beacutem poderaacute ser complementar agrave produccedilatildeo de alimentos A Petrobras prevecirc

que em 2010 seraacute construiacuteda uma planta semi-industrial de bioetanol A Fi-

gura 6 apresenta uma ilustraccedilatildeo da rota tecnoloacutegica adotada pela petrobras

para produccedilatildeo do bioetanol lignoceluloacutesico

Figura 6 Rota Tecnoloacutegica adotada pela Petrobras para produccedilatildeo do bioe-

tanol lignoceluloacutesico (BARATELLI JR 2007)

Economia e Energia ndash eampe 29

O processo de fabricaccedilatildeo de etanol a partir de resiacuteduos vegetais eacute divi-

dido em quatro etapas Na primeira etapa haacute o preacute-tratamento do bagaccedilo de

cana sendo adotado o processo de hidroacutelise aacutecida branda onde no reator o

resiacuteduo eacute submetido agrave quebra da estrutura cristalina da fibra do bagaccedilo de

cana e a recuperaccedilatildeo de accediluacutecares mais faacuteceis de hidrolisar

Em seguida vem a etapa de deslignificaccedilatildeo do soacutelido rico em celulose

Eacute retirada a lignina complexo que daacute resistecircncia a fibra e protege a celulose

da accedilatildeo de microorganismos poreacutem apresenta grande inibiccedilatildeo ao processo

fermentativo

Na terceira fase o liacutequido proveniente do preacute-tratamento aacutecido rico em

accediluacutecares eacute fermentado pela levedura Pichia stipitis adaptada para ser utili-

zada nesta fermentaccedilatildeo

O soacutelido proveniente da etapa de deslignificaccedilatildeo rico em celulose tam-

beacutem eacute tratado ele passa por um processo de sacarificaccedilatildeo (transformaccedilatildeo

em accediluacutecares) por meio de enzimas e eacute fermentado pela levedura

Sacharomyces cerevisiae o mesmo fungo utilizado na fabricaccedilatildeo de patildees A

Petrobras ainda estuda as enzimas mais eficazes para este processo de

fabricaccedilatildeo testando enzimas disponiacuteveis no mercado e pesquisando novos

preparados enzimaacuteticos

Na etapa final ambos os liacutequidos provenientes das diferentes fermenta-

ccedilotildees satildeo destilados O produto desta destilaccedilatildeo eacute o etanol que possui as

mesmas caracteriacutesticas daquele fabricado a partir da cana em processo in-

dustrial

Cabe destacar que a accedilatildeo do governo brasileiro natildeo fica restrita a sua

participaccedilatildeo na Petrobras considerando a importacircncia que o tema energias

renovaacuteveis possui na poliacutetica nacional O governo do Brasil investe ainda

recursos em Pesquisa Desenvolvimento e Inovaccedilatildeo (PD amp I) conforme po-

de ser visto na Tabela 5

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 30

Conclusotildees

O tema energias renovaacuteveis estaacute presente na agenda nacional de todas

as naccedilotildees ao redor do globo como uma alternativa viaacutevel em substituiccedilatildeo agraves

fontes de energias foacutesseis como petroacuteleo e carvatildeo Especialistas acreditam

que o processamento da biomassa como fonte de energia combustiacuteveis e

produtos quiacutemicos possa se constituir em uma induacutestria-chave neste seacuteculo

criando assim um novo paradigma industrial Novas tecnologias baseadas

no uso de toda a planta e na integraccedilatildeo de processos tradicionais e novos

deveratildeo ser necessaacuterios

Tabela 5 Investimentos do governo brasileiro em PDampI no aproveitamento

de biomassas desde 2005 (PEREIRA JR 2008)

Instituiccedilatildeo Valor

(Milhotildees R$) Observaccedilotildees

Governo Federal

SIBRATEC 4500 Formaccedilatildeo de redes temaacuteticas para o de-senvolvimento de tecnologias inovadoras incluindo energia renovaacutevel

CNPqMCT 4180 Especiacutefico para biomassabioenergias

15780 Geral incluindo biomassa

FINEP 45000

Apoiar o desenvolvimento de produtos serviccedilos e processos inovadores em em-presas brasileiras atraveacutes de subvenccedilatildeo econocircmica incluindo biocombustiacuteveis

Fundaccedilotildees Estaduais

FAPESP 14800 Projetos especiacuteficos para biomassas e biocombustiacuteveis

FAPEMIG 1095 Biomassas agroenergia

TOTAL R$ 855 milhotildees

Economia e Energia ndash eampe 31

O Brasil encontra-se entre os paiacuteses-alvo para o desenvolvimento de

tais tecnologias devido a sua grande biodiversidade existente e aos conheci-

mentos adquiridos ao longo das uacuteltimas deacutecadas em especial devido a pro-

duccedilatildeo de etanol a partir da cana-de-accediluacutecar

Neste contexto de inovaccedilatildeo uma nova oportunidade de aproveitamento

de biomassa se vislumbra no paiacutes o uso da biomassa lignoceluloacutesica prove-

niente dos resiacuteduos agriacutecolas em especial da induacutestria da cana para produ-

ccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo dentro do contexto das biorrefinarias explorado

neste artigo

Foi observado que iniciativas governamentais estatildeo sendo tomadas de

modo a estabelecer um ambiente adequado para o desenvolvimento de no-

vos produtos e processos No entanto desafios de natureza tecnoloacutegica e

comercial precisam ser vencidos para fazer com que o Brasil mantenha sua

posiccedilatildeo de destaque no agronegoacutecio mundial e produza produtos de maior

valor agregado contribuindo assim para o desenvolvimento da bio-economia

e aproveitando esta janela de oportunidade de aumentar seu crescimento

econocircmico de modo sustentaacutevel

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Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 32

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Paulo Cetesb

Economia e Energia ndash eampe 33

Ensaio

Gripe americana e resfriado no Brasil

Nos fizeram acreditar que um resfriado americano representa certa-

mente uma gripe ou pneumonia por aqui ou seja as crises nos EUA tecircm

resultados imediatos e mais radicais aqui do que laacute Nessa eacutepoca de gripe

americana eacute uacutetil discutir a veracidade histoacuterica dessa afirmaccedilatildeo porque o

simples fato de se acreditar nela jaacute provoca efeitos negativos em nossa eco-

nomia

Celso Furtado ao contraacuterio da crenccedila corrente assinalava que as cri-

ses na economia americana foram sentidas aqui no curto prazo mas de

modo geral acabaram sendo beneacuteficas para a economia brasileira no meacutedio

prazo Ele mostrou em seu livro ldquoO Capitalismo Globalrdquo que a crise de 1929

e 1930 nos EUA produziam jaacute em 1932 um notaacutevel ressurgimento interno

baseado no mercado nacional

A tentativa de encontrar uma correlaccedilatildeo entre as taxas de crescimento

americanas e as brasileiras no periacuteodo 1930 a 2010 (Figura 1) natildeo conduz a

um resultado convincente A situaccedilatildeo natildeo muda introduzindo uma defasagem

de um ou dois anos da variaccedilatildeo do PIB no Brasil em relaccedilatildeo agrave americana

Figura 1 A correlaccedilatildeo entre crescimento no Brasil e nos EUA parece ser

pouco significativa no periacuteodo 1930 a 2010 Dados Ipeadatagovbr

Elaboraccedilatildeo proacutepria

y = 00744x + 47262Rsup2 = 00083

-10

-5

0

5

10

15

-15 -10 -5 0 5 10 15 20 25

Cre

scim

en

to d

o P

IB n

os

EUA

an

o

Crescimento do PIB no Brasil ano

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 34

Figura 2 Variaccedilatildeo do PIB dos EUA e Brasil valores anuais e meacutedia moacutevel

de trecircs anos em azul estatildeo assinalados os periacuteodos em que as economias

parecem estar na mesma fase (variaccedilotildees no mesmo sentido) e

em amarelo os periacuteodos em fase inversa (variaccedilotildees em sentido contraacuterio)

Elaboraccedilatildeo proacutepria

Eacute possiacutevel separar ao longo desses oitenta anos periacuteodos em que os

altos e baixos da taxa de crescimento econocircmico dos EUA e do Brasil estatildeo

na mesma fase do ciclo e outros em que o que aconteceu nos dois paiacuteses

tem sinal inverso Em uma anaacutelise preliminar (Figura 2) pode-se dizer que

os periacuteodos em que estiveram em fase inversa superam os que estiveram

na mesma fase

Pode-se verificar que no periacuteodo a que aludia Celso Furtado (crise de

trinta) as economias dos dois paiacuteses parecem em mesma fase Nota-se no

entanto que a retomada do crescimento no Brasil precedeu agrave americana

como dissera Celso Furtado que ademais se referia tambeacutem a mudanccedilas

qualitativas mais de desenvolvimento que de crescimento que vieram com

a maior atenccedilatildeo no Paiacutes ao consumo interno Em um segundo periacuteodo que

vai da Segunda Guerra Mundial ateacute 1970 as economias de Brasil e EUA

estiveram em fase inversa

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

1920

1930

1940

1950

1960

1970

1980

1990

2000

2010

Var

iaccedilatilde

o a

nu

al d

o P

IB

()

EUA

EUA 3

Brasil

Brasil 3

fase inversa fase inversaem fase em fase

Economia e Energia ndash eampe 35

Em uma terceira fase de 1987 a 1995 a teoria do resfriado americano

funcionou nas crises das mudanccedilas para as deacutecadas de oitenta e noventa

(repercussotildees simultacircneas e maiores em nossa economia) e na retomada

do meio da deacutecada de oitenta Cabe lembrar que os episoacutedios dessas crises

marcaram a alta de juros e falecircncia mexicana (1982) e crises de hiperinfla-

ccedilatildeo em paiacuteses como a Argentina que estavam muito mais proacuteximos de nos-

sa realidade

Nos uacuteltimos quinze anos estivemos em fase inversa com os EUA em

1998 eles estavam no auge da era Clinton e o Brasil passando por um fosso

em sua taxa de crescimento anual Depois comeccedilaram a experimentar que-

da no seu crescimento enquanto a economia brasileira tinha as taxas de

crescimento em elevaccedilatildeo

Na Figura 3 buscou-se a correlaccedilatildeo linear entre as variaccedilotildees do PIB

nos periacuteodos assinalados na Figura 2 e os resultados confirmam a avalia-

y = 03893x + 43207Rsup2 = 07113

-2

0

2

4

6

8

10

-20 -10 0 10 20

19301937 y = -0311x + 75908Rsup2 = 0314

0

2

4

6

8

10

12

-10 0 10 20

19381970

y = 18054x - 32349Rsup2 = 04684

-20

-10

00

10

20

30

40

50

60

00 10 20 30 40

19871995y = -0362x + 40064

Rsup2 = 02656

00

10

20

30

40

50

60

-20 00 20 40 60

19952010

Figura 3 Comportamento dos crescimentos dos PIB americano (na vertical)

e brasileiro (na horizontal) para os intervalos de tempo assinalados na figura

anterior

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 36

ccedilatildeo qualitativa Ou seja nos periacuteodos em fase existe uma correlaccedilatildeo positi-

va entre os crescimentos americano e brasileiro nos periacuteodos assinalados

com amarelo a relaccedilatildeo eacute negativa

A mudanccedila de intensidade e sentido da correlaccedilatildeo nos faz pensar que

a possiacutevel dependecircncia entre o crescimento brasileiro e o americano natildeo eacute

direta eacute muito mais complexa e para fazer sentido deve ser estudada por

periacuteodos histoacutericos O que se conclui eacute que a ldquoteoria do resfriadordquo natildeo expli-

ca o passado mesmo quando ainda eacuteramos muito mais dependentes dos

EUA

No final de 2008 configurou-se uma crise nos EUA que teve reflexo no

ano seguinte no Brasil que registrou uma queda no PIB de 06 O consu-

mo no entanto cresceu no ano 24 Em 2010 o ldquopibatildeordquo de 75 fez com

que no seu conjunto os anos de 2009 e 2010 possam ser considerados

como anos normais O consumo cresceu na meacutedia 45 mais que na meacute-

dia do periacuteodo Lula (40) Jaacute o PIB cresceu 33 um pouco abaixo da meacute-

dia tambeacutem de 40 ao ano do governo passado Os dados vecircm das Con-

tas Nacionais Trimestrais do IBGE A defasagem entre o crescimento da

produccedilatildeo e do consumo foi praticamente coberta com importaccedilotildees e menor

investimento Ou seja a queda do PIB em 2009 se deveu a nosso ver a

uma reduccedilatildeo exagerada da oferta pelo setor produtivo em virtude de uma

leitura equivocada do efeito da crise americana sobre a economia brasileira

O crescimento nos dois anos poacutes-crise nos EUA foi normal passou a

primeira ldquomarolardquo E agora Entraremos na mesma fase de ciclo dos EUA

Page 7: Economia e Energia · população ou na superfície mundial: foi o fato de serem os “vencedores” da 2ª Guerra Mundial. Num primeiro momento, somente os EUA possuíam ar-0 10.000

Economia e Energia ndash eampe 7

Figura 2 As dez maiores economias mundiais ateacute 2050 (PIB em PPC)

Fonte Goldman Sachs 2007

O fato de nossa economia estar entre as dez maiores do mundo ainda

natildeo foi incorporado agrave percepccedilatildeo dos brasileiros frente ao mundo mas jaacute eacute

um fato concreto nas relaccedilotildees internacionais

Antigamente tiacutenhamos aquela incocircmoda sensaccedilatildeo de que o Presidente

do Brasil era quase um intruso nas fotos das cuacutepulas mundiais Agora jaacute nos

acostumamos a isso e futuramente seratildeo os participantes do grupo deno-

minado G8 que vatildeo comeccedilar a sentir a falta de significado praacutetico de suas

reuniotildees com a ausecircncia de paiacuteses como China Brasil e Iacutendia Eacute provaacutevel

que isto jaacute esteja de fato ocorrendo

Os dez mais e a energia nuclear

O criteacuterio adotado para fixar os membros permanentes do Conselho

de Seguranccedila da ONU que possuem o poder de veto (EUA Ruacutessia China

Reino Unido e Franccedila) natildeo foi o peso relativo dos paiacuteses na economia na

populaccedilatildeo ou na superfiacutecie mundial foi o fato de serem os ldquovencedoresrdquo da

2ordf Guerra Mundial Num primeiro momento somente os EUA possuiacuteam ar-

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

80000

Ch

ina

EUA

Iacutend

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Rei

no

Un

ido

Ale

man

ha

US$

bi

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 8

mamento nuclear Muito rapidamente poreacutem os demais ldquovencedoresrdquo ace-

deram agrave posse dessas armas (GUIMARAES 2010)

Isso se justificava pelo contexto histoacuterico em que esse criteacuterio foi adota-

do ou seja imediato poacutes-guerra e principalmente poacutes-Hiroshima e Nagasa-

ki Agrave eacutepoca e nas deacutecadas que se seguiram dominadas pela ideologia da

ldquoGuerra Friardquo e da ldquoMuacutetua Destruiccedilatildeo Garantidardquo (Mutual Assured Destructi-

on ndash MAD) o fator de peso relativo determinante era inequivocamente o

poder militar do qual as armas nucleares constituiacuteam fator fundamental de

assimetria de poder pela forccedila bruta

Hoje passados mais de 60 anos do fim da guerra a posse de arma-

mento nuclear e a persistente sobrevivecircncia da ideologia a ela associada

parece ser o uacutenico criteacuterio objetivo para a manutenccedilatildeo desse status quo

Felizmente a posse de armas nucleares e o proacuteprio poder militar vecircm

deixando de ser os determinantes baacutesicos da influecircncia dos paiacuteses no cenaacute-

rio mundial Os fatores econocircmicos se tornam cada vez mais determinantes

do que a posse de armamentos nucleares para medir o peso poliacutetico dos

paiacuteses

A ascensatildeo econocircmica da Alemanha e Japatildeo e em menor escala da

Itaacutelia e demais paiacuteses europeus destruiacutedos pela guerra foram os primeiros

sinais dessa mudanccedila ainda que mitigados pela ldquonuclearizaccedilatildeordquo da Franccedila

e Gratilde-Bretanha (e posteriormente da China) pela criaccedilatildeo da OTAN que

passou a permitir o ldquocompartilhamentordquo das armas nucleares entre seus

membros e pela abertura do ldquoguarda-chuvardquo de proteccedilatildeo nuclear americano

sobre o Japatildeo

Na Tabela 3 estatildeo indicados os dez maiores paiacuteses em termos de PIB

(em PPC) e sua situaccedilatildeo quanto agrave posse e o compartilhamento de armas

nucleares Eacute assinalada para o Japatildeo a existecircncia do ldquoguarda-chuvardquo de

proteccedilatildeo nuclear oferecido pelos EUA Tambeacutem eacute indicado na tabela o nuacute-

mero de reatores nucleares de pesquisa em operaccedilatildeo nesses paiacuteses que eacute

um indicador do niacutevel da atividade de desenvolvimento cientiacutefico e tecnoloacutegi-

co na aacuterea nuclear e da produccedilatildeo de radioisoacutetopos para usos meacutedicos e in-

dustriais

Economia e Energia ndash eampe 9

Rank PIB

PPPC Paiacutes

Armamento

Nuclear

Domiacutenio do

Ciclo de

Combustiacutevel

Reatores de

Pesquisa

em operaccedilatildeo

1 EUA Proacuteprio Sim 82

2 China Proacuteprio Sim 13

3 Japatildeo Guarda Chuva Sim 19

4 Iacutendia Proacuteprio Sim 5

5 Alemanha Compartilhado Sim 21

6 Ruacutessia Proacuteprio Sim 20

7 Reino Unido Proacuteprio Sim 9

8 Brasil Natildeo Sim 4

9 Franccedila Proacuteprio Sim 19

10 Itaacutelia Compartilhado Desativado 5

Tabela 3 Armamentos nucleares e domiacutenio do ciclo de combustiacutevel nos dez

paiacuteses de maior atividade econocircmica

Fontes (IAEA 2010) (World Nuclear Association 2011)

Dos dez maiores paiacuteses seis possuem armamento nuclear proacuteprio Ale-

manha e Itaacutelia satildeo membros da OTAN tendo armazenado em seus territoacute-

rios numerosos artefatos nucleares ldquocompartilhadosrdquo As condiccedilotildees detalha-

das de como se processa esse compartilhamento natildeo satildeo exatamente co-

nhecidas Sabe-se no entanto que por exemplo existem na Alemanha

aviotildees de combate Tornado da Forccedila Aeacuterea Alematilde (Luftwaffe) prontos para

sob comando da OTAN serem armados com artefatos nucleares

(KRISTENSEN 2005) Sabe-se ainda que cabe ao comandante da OTAN

ouvido o comando dos EUA junto agravequela organizaccedilatildeo a decisatildeo sobre o

uso do armamento nuclear compartilhado (GAO 2011)

O Japatildeo tem um acordo com os EUA que garante um ldquoguarda-chuvardquo

de proteccedilatildeo nuclear que implica a existecircncia de armas nucleares a uma dis-

tacircncia relativamente curta das potenciais ameaccedilas Isto faz crer na presenccedila

de armamento nuclear em embarcaccedilotildees e aeronaves em aacuteguas territoriais

japonesas senatildeo em seu proacuteprio solo nacional ainda que controlado pelos

americanos Ao menos no passado existem indiacutecios claros (documentos

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 10

liberados em consequumlecircncia do Freedom of Information Act ndash FOIA dos EUA)

de que armas nucleares estiveram nos espaccedilos territorial mariacutetimo e aeacutereo

japonecircs (KRISTENSEN 1999) A contestaccedilatildeo da eficaacutecia desse guarda-

chuva de proteccedilatildeo e a consequumlente discussatildeo quanto agrave conveniecircncia do

paiacutes ter sua forccedila nuclear proacutepria para defender-se de eventuais ataques eacute

tema recorrente na poliacutetica interna do Japatildeo que recrudesce sempre que

ocorrem tensotildees com a China (disputas territoriais por ilhas) e Coreacuteia do

Norte (testes nucleares e de miacutesseis de longo alcance)

No que concerne ao domiacutenio do ciclo nuclear e agrave geraccedilatildeo eleacutetrica nu-

clear apenas a Itaacutelia natildeo manteacutem atualmente atividades na aacuterea em virtude

de decisatildeo poliacutetica tomada (referendo popular em 1987) sob a forte influecircn-

cia emocional do acidente de Tchernobyl (1986) tendo sua uacuteltima usina nu-

clear sido desligada definitivamente em 1990 No contexto de uma crise poliacute-

tica interna do governo Berlusconi agravada pelo acidente de Fukushima a

retomada das atividades nucleares na Itaacutelia foi rejeitada por recente referen-

do popular em junho de 2011

Por lei de 2001 a Alemanha se comprometeu ao desligamento definiti-

vo de todas as suas usinas nucleares ateacute 2022 O Governo da Chanceler

Angela Merkel conseguiu aprovar no Bundestag nova lei que postergou tal

decisatildeo por 10 anos Essa mudanccedila deveu-se principalmente agraves dificulda-

des teacutecnicas que a Alemanha enfrenta para cumprir simultaneamente essa

decisatildeo poliacutetica e as metas de reduccedilatildeo de emissotildees de gases de efeito es-

tufa bem como manter uma razoaacutevel seguranccedila energeacutetica nacional mini-

mizando importaccedilotildees de eletricidade dos paiacuteses vizinhos e de combustiacuteveis

foacutesseis em especial gaacutes natural da Ruacutessia

Entretanto apoacutes o acidente de Fukushima (marccedilo de 2011) e tambeacutem

no contexto de uma crise poliacutetica interna ligada agrave proximidade de eleiccedilotildees

esse mesmo governo voltou atraacutes recentemente mantendo a data limite de

2022 Entretanto o governo alematildeo natildeo tem uma poliacutetica de abandono das

atividades ligadas ao ciclo do combustiacutevel nuclear nem de banimento de

armas nucleares de seu territoacuterio atitude essa no miacutenimo contraditoacuteria

Essas decisotildees poliacuteticas poreacutem natildeo impedem que Itaacutelia e Alemanha

importem significativas parcelas de seu consumo de eletricidade de paiacuteses

geradores de energia nuclear como Franccedila Eslovecircnia Hungria e Repuacuteblica

Tcheca

Economia e Energia ndash eampe 11

Note-se que tanto a Itaacutelia como a Alemanha estavam no caminho de

desistir da renuacutencia agrave geraccedilatildeo nuacutecleo-eleacutetrica quando ocorreu o acidente de

Fukushima num contexto de crise poliacutetica interna o que fez esses paiacuteses

reafirmarem sua posiccedilatildeo anterior de abandono das usinas nucleares

Na Tabela 4 estatildeo indicados os dados de geraccedilatildeo de energia eleacutetrica e

da participaccedilatildeo nuclear A tabela tambeacutem indica as reservas estimadas de

uracircnio dos paiacuteses (soacute satildeo indicadas as reservas relevantes do ponto de vis-

ta mundial) A posse de reservas de uracircnio eacute naturalmente um fator a ser

levado em conta nas decisotildees sobre a energia nuclear no Paiacutes

Tabela 4 Geraccedilatildeo de energia eleacutetrica e participaccedilatildeo nuclear nos dez paiacuteses

de maior atividade econocircmica

Rank

PIB

PPPC

Paiacutes

Usinas Nucleares

em operaccedilatildeo

(+ em construccedilatildeo)

Potecircncia

Instalada

Mw(e)

Participa-

ccedilatildeo na Ge-

raccedilatildeo Eleacute-

trica

Reservas

Uracircnio

(ton de U)

1 EUA 104 (+1) 100747 20 339000

2 China 11 (+20) 8438 2 67900

3 Japatildeo 54 (+1) 46823 29 x

4 Iacutendia 18 (+5) 3987 3 72900

5 Alemanha 17

(em desativaccedilatildeo) 20480 28 x

6 Ruacutessia 31 (+9) 21743 17 545700

7 Reino

Unido 19 10137 16 x

8 Brasil 2 (+1) 1884 3 278400

9 Franccedila 59 (+1) 63260 74 x

10 Itaacutelia 4 (desativadas) - - -

Fonte (IAEA 2010)

Cabe ressaltar que Brasil Ruacutessia e EUA satildeo os uacutenicos paiacuteses do mun-

do que possuem grandes reservas de uracircnio domiacutenio tecnoloacutegico de todas

as etapas de produccedilatildeo do combustiacutevel nuclear e um parque de geraccedilatildeo eleacute-

trica nuclear em operaccedilatildeo Ruacutessia e EUA entretanto possuem capacidade

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 12

industrial instalada suficiente para garantir auto-suficiecircncia na produccedilatildeo de

combustiacutevel nuclear O Brasil tem tal capacidade nas etapas de mineraccedilatildeo

beneficiamento e fabricaccedilatildeo faltando poreacutem instalaccedilotildees industriais com

capacidade suficiente para atender as necessidades nacionais nas etapas

de conversatildeo e de enriquecimento apesar de possuir unidades piloto com

capacidade de produccedilatildeo limitada desde o final dos anos 80

Conclusatildeo

O Brasil eacute dentre as dez maiores economias mundiais o uacutenico paiacutes

que natildeo possui natildeo armazena em seu territoacuterio e nem considera a possibili-

dade de uso de armas nucleares estrangeiras na sua estrateacutegia de defesa

Juntamente com Nova Zelacircndia o Brasil eacute o uacutenico paiacutes do mundo que pros-

creveu os usos natildeo paciacuteficos da energia nuclear na sua proacutepria Constituiccedilatildeo

Federal O Brasil eacute signataacuterio do Tratado de Natildeo Proliferaccedilatildeo Nuclear e do

Tratado de Tlatelolco este uacuteltimo estabelecendo a Ameacuterica Latina e Caribe

como uma zona livre de armas nucleares

O Acordo Brasil Argentina que eliminou uma potencial corrida por ar-

mas nucleares na regiatildeo e que criou a Agecircncia Brasileiro Argentina de Con-

tabilidade e Controle de Materiais Nucleares (ABACC) completa 20 anos em

2011 O Acordo assegurou o clima poliacutetico favoraacutevel para que o MERCOSUL

fosse posteriormente instalado Esse bloco econocircmico serviu de base para o

avanccedilo da integraccedilatildeo econocircmica do Continente Sul-Americano O espaccedilo

econocircmico que assim se abriu eacute de grande importacircncia para o continente O

comeacutercio com a Argentina que era quase despreziacutevel alccedilou nosso vizinho agrave

posiccedilatildeo de segundo maior parceiro comercial do Brasil

Ao Brasil interessa manter sua posiccedilatildeo de uso apenas paciacutefico da ener-

gia nuclear Isso daacute ao paiacutes um caraacuteter uacutenico junto aos ldquodez maisrdquo da econo-

mia mundial que se reflete numa autoridade moral e eacutetica que pode ser ex-

plorada politicamente em diversas situaccedilotildees como por exemplo a reforma

do Conselho de Seguranccedila da ONU e a arbitragem de crises internacionais

Essa ldquovantagem competitivardquo eacute muito mais valiosa do que a posse de armas

nucleares que ao final das contas seriam feitas para nunca serem usadas

Entretanto os quadros apresentados mostram de forma inequiacutevoca a

importacircncia estrateacutegica do Brasil se manter ativo na exploraccedilatildeo dos usos

paciacuteficos da energia nuclear expandindo seu domiacutenio tecnoloacutegico e capaci-

Economia e Energia ndash eampe 13

dade industrial instalada nos diversos setores associados como produccedilatildeo

de radioisoacutetopos para medicina induacutestria e agricultura produccedilatildeo de com-

bustiacutevel nuclear e geraccedilatildeo eleacutetrica

O Plano Nacional de Energia (PNE) que prevecirc a conclusatildeo de Angra 3

ateacute 2015 e a implantaccedilatildeo de 4000 MW nucleares adicionais ateacute 2030 junta-

mente com as metas estabelecidas para a autosuficiecircncia na produccedilatildeo do

combustiacutevel nuclear que mantecircm nas duas proacuteximas deacutecadas uma partici-

paccedilatildeo do nuclear na geraccedilatildeo eleacutetrica proacutexima da atual tambeacutem eacute por ne-

cessidades de diversificaccedilatildeo da matriz energeacutetica uma opccedilatildeo sensata do

ponto de vista energeacutetico

Bibliografia

CIA The World Fact Book Consultado em Julho de 2011 em httpwwwciagov

FMI citado na Wikipedia (2010) consultado Junho 2011 disponiacutevel em httpenmwikipediaorg

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GUIMARAES L S A (contra) Ameaccedila Nuclear in Revista Mariacutetima Brasileira vol 130 seacuterie 0406 maio de 2010

GAO (May 2011) NUCLEAR WEAPONS- DOD and NNSA Need to Better Manage Scope of Future Refurbishments and Risks to Maintaining US Commitments to NA-TO Washington - DC - USA United States Government Accountability Office dispo-niacutevel em httpwwwgaogovproductsGAO-11-387

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World Nuclear Association (Julho 2011) World Nuclear Power Reactors amp Uranium Requirements Consultado julho 2011 em httpwwwworld-nuclearorginforeactorshtml

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 14

1 - Fundaccedilatildeo Instituto Brasileiro de Geografia e Estatiacutestica (IBGE) ndash Diretoria Executiva ndash CRM ndash Av Franklin Roosevelt 146 6ordm andar sala 602 ndash Centro ndash Rio de JaneiroRJ Escola de Quiacute-mica da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) Cidade Universitaacuteria ndash Centro de Tec-nologia Bloco E ndash 2ordm nadir ndash DPO ndash Aacuterea de Gestatildeo e Inovaccedilatildeo Tecnoloacutegica ndash Rio de JaneiroRJ ndash CEP 21949-900 email marciafribeiroyahoocombr

2 - Escola de Quiacutemica da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) Cidade Universitaacuteria ndash Centro de Tecnologia Bloco E ndash 2ordm nadir ndash DPO ndash Aacuterea de Gestatildeo e Inovaccedilatildeo Tecnoloacutegica ndash Rio de JaneiroRJ ndash CEP 21949-900 email suzanaeqcombr

3 - Escola de Quiacutemica da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) Cidade Universitaacuteria ndash Centro de Tecnologia Bloco E ndash 2ordm nadir ndash DEB ndash Aacuterea de Processos Bioquiacutemicos ndash Rio de JaneiroRJ ndash CEP 21949-900 email gimeneseqcombr

Artigo

Iniciativas para o uso da biomassa lignoceluloacutesica

em biorrefinarias a plataforma sucroquiacutemica no

mundo e no Brasil

Maacutercia Franccedila Ribeiro Fernandes dos Santos1 Suzana Borschiver2

Maria Antonieta Peixoto Gimenes Couto3

Resumo

Petroacuteleo gaacutes natural e seus derivados representam 55 do consumo

mundial de energia no entanto eles natildeo vatildeo durar mais do que algumas

deacutecadas Assim se faz necessaacuterio encontrar substitutos para estes combus-

tiacuteveis e uma alternativa que se apresenta eacute a utilizaccedilatildeo de mateacuteria orgacircnica

renovaacutevel (biomassa) Este artigo apresenta as iniciativas adotadas no mun-

do e em especial no Brasil sobre o uso de mateacuterias-primas lignoceluloacutesicas

no contexto da biorrefinaria O enfoque seraacute dado na plataforma sucroquiacutemi-

ca para a produccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo tendo em vista a posiccedilatildeo de

destaque neste segmento de mercado no agronegoacutecio nacional O levanta-

mento das informaccedilotildees disponibilizadas na literatura foi obtido por meio de

uma pesquisa bibliograacutefica Os resultados sugerem que a tecnologia ainda

estaacute em fase de pesquisa e desenvolvimento e desperta grande interesse

para consolidar o mercado mundial de etanol

Palavras-chave biorrefinaria biomassa mateacuteria-prima lignoceluloacutesica eta-

nol Brasil

Economia e Energia ndash eampe 15

Abstract

Oil natural gas and their products represent 55 of global energy con-

sumption yet they will not last more than a few decades Thus it is neces-

sary to find substitutes for these fuels and an alternative that presents itself is

the use of organic matter (biomass) This article presents the initiatives taken

in the world and especially in Brazil on the use of raw materials in the con-

text of lignocellulosic biorefinery The focus will be on the sugar platform for

the production of second-generation ethanol aimed at a prominent position

of this market segment in the national agribusiness The survey of informati-

on availability in the literature was obtained through a search The results

suggest that the technology is still undergoing research and development

and it arouse great interest for consolidating the ethanol global market

Keywords biorefinery biomass lignocelulosic feedstock ethanol Brazil

Introduccedilatildeo

As mudanccedilas climaacuteticas e a elevaccedilatildeo das cotaccedilotildees do petroacuteleo aliadas

agraves necessidades estrateacutegicas de produccedilatildeo de energia tecircm motivado uma

corrida sem precedentes agrave produccedilatildeo de combustiacuteveis alternativos preferen-

cialmente de fontes renovaacuteveis de energia (BUCKERIDEG et al 2010)

O uso da biomassa para energia cresce em importacircncia como uma das

vias de mitigaccedilatildeo dos problemas citados acima Existem diferentes rotas

para converter a energia da biomassa em fluxo de energia final desejado

quer seja na forma de calor combustiacutevel ou energia eleacutetrica (SEABRA

2008)

Assim abrem-se oportunidades para o desenvolvimento de uma induacutes-

tria baseada em mateacuterias primas renovaacuteveis Aleacutem dos biocombustiacuteveis jaacute

conhecidos um fluxo de inovaccedilotildees em desenvolvimento pode estar lanccedilan-

do as bases de uma induacutestria integrada de exploraccedilatildeo da biomassa

(COUTINHO amp BONTEMPO 2010)

Neste cenaacuterio o Brasil desponta em uma posiccedilatildeo privilegiada para as-

sumir a lideranccedila no aproveitamento integral das biomassas pelo fato de

apresentar grande potencial de cultivo de mateacuterias-primas renovaacuteveis dis-

pondo de vantagens comparativas e competitivas tais como (i) culturas agriacute-

colas de grande extensatildeo (destaque para a induacutestria da cana-de-accediluacutecar) (ii)

maior biodiversidade do planeta (iii) intensa radiaccedilatildeo solar (iv) aacutegua em

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 16

abundacircncia (v) diversidade de clima e (vi) pioneirismo na produccedilatildeo de bio-

combustiacutevel etanol (CGEE 2010) O paiacutes reuacutene ainda condiccedilotildees para ser o

principal receptor de recursos de investimentos oriundos do mercado de car-

bono no segmento de produccedilatildeo e uso de bioenergia

Hoje o Brasil desfruta de uma posiccedilatildeo confortaacutevel com relaccedilatildeo agrave tecno-

logia da produccedilatildeo de etanol Neste setor o Brasil eacute liacuteder mundial na produ-

ccedilatildeo de cana-de-accediluacutecar etanol e accediluacutecar com 5727 milhotildees de toneladas

277 bilhotildees de litros e 313 milhotildees de toneladas respectivamente na safra

de 20082009 (CORTEZ 2010)

Em meacutedia 50 da cana colhida eacute destinada agrave produccedilatildeo de aacutelcool e os

demais 50 satildeo destinados agrave produccedilatildeo de accediluacutecar Cerca de 23 do accediluacutecar

produzido eacute destinado ao mercado externo enquanto que o restante atende

ao mercado interno Quanto a produccedilatildeo de aacutelcool cerca de 85 eacute direcio-

nado ao mercado interno sendo que destes 90 satildeo destinados ao seu

uso como carburante e o restante atender ao mercado externo (BASTOS

2007)

Entretanto para preservar essa posiccedilatildeo num cenaacuterio competitivo em

que outros players estatildeo interessados em se desenvolver com pesados in-

vestimentos em Pesquisa amp Desenvolvimento (PampD) o Brasil precisa manter

investimentos compatiacuteveis na geraccedilatildeo de novas tecnologias e formaccedilatildeo de

competecircncias (BUCKERIDEG et al 2010)

Atualmente a conversatildeo pela rota sucroquiacutemica de material lignoceluloacute-

sico presente na palha e no bagaccedilo da cana-de-accediluacutecar em accediluacutecares fer-

mentaacuteveis para a produccedilatildeo de etanol denominado de etanol de 2ordf geraccedilatildeo

vem sendo considerada no Brasil como uma alternativa promissora para

atender agrave demanda mundial

Assim o presente artigo tem como objetivo principal expor as iniciativas

adotadas no mundo e em especial no Brasil sobre o uso de mateacuterias-

primas lignoceluloacutesicas no contexto da biorrefinaria O enfoque seraacute dado na

plataforma sucroquiacutemica para a produccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo tendo em

vista a posiccedilatildeo de destaque neste segmento de mercado no agronegoacutecio

nacional

Economia e Energia ndash eampe 17

Conceito de Biorrefinaria

De acordo com Fernando et al (2006) o conceito de produzir produtos a

partir de commodities agriacutecolas como a biomassa natildeo eacute novo no entanto

utilizar a biomassa como insumo na produccedilatildeo de vaacuterios produtos de maneira

similar a uma refinaria de petroacuteleo onde combustiacuteveis foacutesseis satildeo usados

como input eacute relativamente novo Seu principal objetivo eacute transformar os

materiais bioloacutegicos em produtos utilizaacuteveis nas induacutestrias de transformaccedilatildeo

usando uma combinaccedilatildeo de tecnologias e processos biotecnoacutegicos

Os princiacutepios baacutesicos da refinaria de petroacuteleo tradicional e a biorrefinaria

satildeo representados esquematicamente na Figura 1 Uma refinaria de petroacuteleo

fornece principalmente combustiacuteveis para transportes e energia e somente

uma fraccedilatildeo relativamente pequena eacute usada na induacutestria quiacutemica Em uma

biorrefinaria uma quantidade relativamente maior eacute usada para a quiacutemica e

a utilizaccedilatildeo de materiais De acordo com Kamm et al (2006) os bioprodutos

industriais soacute podem competir com aqueles oriundos da petroquiacutemica quan-

do os recursos de biomassa satildeo processadas atraveacutes de sistemas de forma

otimizada nos sistemas das biorrefinarias onde novas cadeias de valor satildeo

desenvolvidas e implementadas

Figura 1 Refinaria de petroacuteleo versus biorrefinaria

(KAMM et al 2006)

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 18

Em seus estudos Ree amp Annevelink (2007) apontam a existecircncia de

sete tipos de biorefinarias que ainda estatildeo na fase de pesquisa e desenvol-

vimento (i) Biorrefinarias Convencionais (ii) Biorrefinarias Verdes (iii) Biore-

finarias de Cereais (iv) Biorrefinarias de Material Lignoceluloacutesico (v) Biorre-

finarias de Duas Plataformas (vi) Biorrefinarias Termoquiacutemicas e (vii) Bior-

refinarias Aquaacuteticas

Biorrefinaria de Materiais Lignoceluloacutesicos

A biorefinaria a partir de materiais lignoceluloacutesicos usa um mix de fon-

tes de biomassa para a produccedilatildeo de uma seacuterie de produtos por meio de u-

ma combinaccedilatildeo de tecnologias Tal biorefinaria consiste de trecircs fraccedilotildees quiacute-

micas baacutesicas (a) hemicelulose poliacutemeros de accediluacutecar com cinco carbonos

(b) celulose poliacutemeros de glucose com seis carbonos e (c) lignina poliacuteme-

ros de fenol (FERNANDO et al 2006) A Figura 2 apresenta os produtos que

podem ser obtidos a partir destas fraccedilotildees quiacutemicas

Figura 2 Produtos potenciais obtidos na Biorrefinaria de Material Lignocelu-

loacutesico (KAMM et al 2006)

Economia e Energia ndash eampe 19

Segundo Pereira Juacutenior et al (2008) a utilizaccedilatildeo de biomassa lignoce-

luloacutesica dentro do contexto da biorrefinaria eacute fundamentada em duas plata-

formas distintas conforme o conceito de Biorrefinarias de Duas Plataformas

ilustrado na Figura 3 que visam fornecer ldquoblocos de construccedilatildeordquo para obter

uma variedade de produtos

A plataforma termoquiacutemica eacute baseada em processos de conversatildeo ter-

moquiacutemica pela reaccedilatildeo de mateacuteria-prima em altas temperaturas com uma

quantidade de oxigecircnio controlada (gaseificaccedilatildeo) para produzir gaacutes de siacutente-

se (CO + H2) ou na ausecircncia de oxigecircnio (piroacutelise) para produzir bio-oacuteleo

que depois de um processo de hidrodeoxigenaccedilatildeo produz uma mistura liacutequi-

da de hidrocarbonetos similar agravequeles presentes no petroacuteleo

Figura 3 Conceito da Biorrefinaria de Duas Plataformas

(KAMM et al 2006)

A plataforma de accediluacutecar tambeacutem conhecida como sucroquiacutemica objeto

de estudo do artigo eacute baseada em processos de conversatildeo quiacutemica e bio-

quiacutemica de accediluacutecares extraiacutedos da biomassa mediante uma separaccedilatildeo de

seus componentes principais Para isto o preacute-tratamento eacute essencial visan-

do a desorganizaccedilatildeo do complexo lignoceluloacutesico e como consequumlecircncia au-

mento da acessibilidade das enzimas agraves moleacuteculas de celulose (PEREIRA

JR et al 2008)

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 20

O preacute-tratamento que consiste em submeter o material lignoceluloacutesico

a uma seacuterie de operaccedilotildees visa promover a quebra das ligaccedilotildees que unem

as macroestruturas Tais operaccedilotildees satildeo responsaacuteveis pela adequaccedilatildeo da

mateacuteria-prima como por exemplo o bagaccedilo da cana-de-accediluacutecar agraves condi-

ccedilotildees de transformaccedilatildeo por parte dos micro-organismos Estas podem ser

classificadas como fiacutesicas fiacutesico-quiacutemicas quiacutemicas e bioloacutegicas conforme

o agente que atua na alteraccedilatildeo estrutural (SCHLITTLER 2006) A Figura 4

mostra um esquema simplificado para a separaccedilatildeo dos principais compo-

nentes dos materiais lignoceluloacutesicos

Figura 4 Separaccedilatildeo dos componentes lignoceluloacutesicos

(PEREIRA JR et al 2008)

Pereira Jr (2006) observa que a decisatildeo de usar um ou outro processo

de hidroacutelise depende tambeacutem do tipo de material lignoceluloacutesico empregado

Na hidroacutelise da hemicelulose (que ocorre em condiccedilotildees mais brandas do

que no caso da celulose) a estrateacutegia tem sido a utilizaccedilatildeo de aacutecido sulfuacuteri-

co diluiacutedo No caso da celulose como a hidroacutelise quiacutemica requer condiccedilotildees

de alta severidade (elevadas temperaturas grandes tempos de exposiccedilatildeo e

altas concentraccedilotildees de aacutecido) pela maior resistecircncia ao ataque hidroliacutetico o

uso da hidroacutelise enzimaacutetica seria mais indicado (pela ausecircncia de condiccedilotildees

severas) tal estrateacutegia tecnoloacutegica difere da concepccedilatildeo de processos anti-

gos em que se buscava a hidroacutelise quiacutemica conjunta da celulose e da hemi-

celulose pois satildeo polissacariacutedeos com diferentes suscetibilidades ao ataque

hidroliacutetico

Economia e Energia ndash eampe 21

A hidroacutelise total da celulose gera apenas glicose que pode ser converti-

da a uma seacuterie de substacircncias quiacutemicas e bioquiacutemicas conforme ilustrado

na Figura 2 com destaque para a sua conversatildeo bioloacutegica a etanol dito de

2ordf geraccedilatildeo por ser obtido a partir de materiais lignoceluloacutesicos

Esta nova plataforma tecnoloacutegica pode revolucionar segmentos industri-

ais como no caso do Brasil que gera uma grande quantidade de resiacuteduos

como o bagaccedilo da cana-de-accediluacutecar no entanto a utilizaccedilatildeo efetiva dos ma-

teriais lignoceluloacutesicos em processos microbioloacutegicos esbarra em dois obstaacute-

culos principais a estrutura cristalina da celulose altamente resistente agrave

hidrolise e a associaccedilatildeo lignina-celulose que forma uma barreira fisica que

impede o acesso enzimaacutetico ou microbioloacutegico ao substrato (CGEE 2010)

Adicionalmente a hidroacutelise acida da celulose apresenta o inconveniente de

requerer o emprego de elevadas temperatura e pressatildeo levando agrave destrui-

ccedilatildeo de parte dos carboidratos e agrave obtenccedilatildeo de produtos de degradaccedilatildeo toacutexi-

cos aos microrganismos A sacarificaccedilatildeo enzimaacutetica por sua vez requer o

emprego de preacute-tratamentos fiacutesicos (moagem aquecimento irradiaccedilatildeo) ou

quiacutemicos (acido sulfuacuterico acido fosfoacuterico aacutelcalis) para atingir rendimentos

viaacuteveis

Potencial Brasileiro para geraccedilatildeo de mateacuteria-prima lignoceluloacutesica

Tendo em vista a vasta biodiversidade encontrada em seu territoacuterio o

Brasil dispotildee de uma grande variedade de resiacuteduos agriacutecolas e agroindustri-

ais cujo bioprocessamento desperta um grande interesse econocircmico e soci-

al Dentre estes exemplos figuram os resiacuteduos derivados de atividades tais

como as induacutestrias de papel e celulose (sepilho maravalhas e cavacos des-

classificados de eucalipto e pinus) serrarias (serragem) usinas de accediluacutecar e

aacutelcool (bagaccedilo de cana-de-accediluacutecar) e de um modo geral unidades de produ-

ccedilatildeo agriacutecola geradoras de resiacuteduos de culturas como a palha de cereais de

milho de trigo sabugo de milho cascas de arroz e de aveia dentre outros

(RAMOS 2000)

No Brasil a quantidade de resiacuteduos lignoceluloacutesicos gerada anualmen-

te eacute de aproximadamente 350 milhotildees de toneladas (PEREIRA JR 2007)

Considerando que uma das principais fontes de materiais lignoceluloacutesicos eacute

o setor sucroalcoleiro e adotando o teor de celulose hemicelulose e lignina

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 22

no bagaccedilo como paracircmetro de comparaccedilatildeo[1]

chega-se a quantidade poten-

cial respectivamente de 1645 9625 e 7105 milhotildees de toneladas que po-

dem ser obtidas a partir de resiacuteduos lignoceluloacutesicos no Brasil

Metodologia

Este trabalho tem como objetivo apresentar as iniciativas tomadas no

mundo e especialmente no Brasil com relaccedilatildeo ao uso de mateacuterias-primas

no contexto de biorrefinaria de materiais lignoceluloacutesicos O enfoque seraacute

dado na plataforma sucroquiacutemica para a produccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo

tendo em vista a posiccedilatildeo de destaque neste segmento de mercado no agro-

negoacutecio nacional A metodologia adotada neste estudo exploratoacuterio foi base-

ada na literatura e em documentos obtidos a partir de uma pesquisa de in-

formaccedilotildees disponibilizadas na literatura Para atingir o objetivo a informaccedilatildeo

eacute apresentada de modo a fornecer um panorama dos esforccedilos mundiais e

brasileiro em pesquisa para o desenvolvimento de novas tecnologias relacio-

nadas agrave obtenccedilatildeo do etanol de segunda geraccedilatildeo

Resultados

No Mundo

Apesar de atualmente natildeo existir nenhuma planta comercial para pro-

duccedilatildeo de etanol a partir de materiais lignoceluloacutesico muitas plantas-piloto e

de demonstraccedilatildeo jaacute foram desenvolvidas e diversos projetos comerciais es-

tatildeo em desenvolvimento A Tabela 1 apresenta as empresas mundiais que

vecircm empregando tecnologias para produccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo e infor-

maccedilotildees complementares

A Tabela 1 revela que a maior parte das empresas encontradas explora

o conceito de biorrefinaria de acordo com a plataforma sucroquiacutemica A mai-

oria das plantas estaacute localizada nos EUA mas paiacuteses como Canadaacute Sueacute-

cia Finlacircndia Ruacutessia e Japatildeo tambeacutem satildeo sedes de algumas iniciativas

1 - Bagaccedilo de cana eacute composto de 47 de celulose 275 de hemicelulose e 203-263 de

lignina (AGUIAR 2010)

Economia e Energia ndash eampe 23

Tabela 1 Empresas que empregam tecnologias para a produccedilatildeo de etanol

de 2ordf geraccedilatildeo e caracteriacutesticas de processo (CGEE 2010)

Empresa Paiacutes de origem

Caracteriacutesticas de processo

Localiza-ccedilatildeo

Capacidade (m

3ano)

AE Biofuels EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Montana 567

Blue Fire Ethanol

EUA Japatildeo

Hidroacutelise com aacutecido concentrado

California Izumi

12110 Natildeo deter-

minado

Chempolis Ou

Finlacircndia Hidroacutelise com aacuteci-do diluiacutedo

Oulu Natildeo deter-

minado

Iogen Canadaacute Hidroacutelise enzimaacutetica

Ontario 4000

KL Energy EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Wyoming 5680

Lignol E-nergy

Canadaacute Preacute-tratamento Organosolv

Vancou-ver

2500

Mascoma EUA Natildeo determinado New York 1890

Poet EUA Natildeo determinado South Dakota

75

Sekab Sueacutecia Hidroacutelise enzimaacutetica

Natildeo de-terminado

Natildeo determinado

STI Finlacircndia Natildeo determinado

Lappeen-ranta Hamina Narpio

1000 1000 1000

St Peters-burgo State Forest-Technical Academy

Ruacutessia Hidroacutelise com aacuteci-do diluiacutedo

13 unida-des no paiacutes

Natildeo determinado

Sun Opra Canadaacute Hidroacutelise enzimaacutetica

China Natildeo

determinado

University of Florida

EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Florida 7570

Verenium EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Lousiana Japan

5300 4920

A Tabela 2 mostra os projetos aprovados pelo Departmento de Energia

dos EUA (US DOE) para a construccedilatildeo de pequenas biorrefinarias no paiacutes

ao final de 2008

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 24

Tabela 2 Projetos aprovados pelo US DOE para a construccedilatildeo de pequenas

biorrefinarias nos EUA (US DOE 2009 apud CGEE 2010)

Empresa Custo Total

106 US$

Participaccedilatildeo US DOE 106 US$

Capacidade anual de produccedilatildeo

Localizaccedilatildeo Mateacuterias-primas Tecnologia

Verenium 9135 760 1500000 Jennings LA

Bagaccedilo cereais desperdiacutecios agriacutecolas resiacute-duos de madeira

Rota bioquiacutemica

Flambeau LIc

840 300 6000000 Park Falls WI Resiacuteduos flores-tais

BTL

ICM 860 300 1500000 St Joseph MO

Gramiacuteneas sorgo forrageiro palha

Rota bioquiacutemica

Lignol Innovations

880 300 2500000 Commerce City CO

Biomassa da madeira resiacute-duos agriacutecolas

Rota bioquiacutemica Organosolv

Pacific Ethanol

730 2434 2700000 Boardman OR

Palha de trigo palha resiacuteduos de aacutelamo

Biogasolina (EtOH biogas combustiacuteveis soacutelidos)

New Page 836 300 5500000 Wisconsin WI Biomassa da madeira ndash resiacute-duos das usinas

BTL

Rse Pulp 900 300 2200000 Old Town Maine

Lascas de ma-deira

Rota bioquiacutemica

Econfin LIc 770 300 1300000 Washington Country KY

Espigas de milho

Rota bioquiacutemica (fermentaccedilatildeo em estado soacuteli-do)

Mascoma 1350 250 2000000 Monroe TN Gramiacuteneas e madeirs

Rota bioquiacutemica

Total 8080 3053 252 M galotildees =

954 M litros

Economia e Energia ndash eampe 25

A Tabela 2 aponta uma tendecircncia para a implementaccedilatildeo da plataforma

bioquiacutemica havendo ainda iniciativas de tecnologias termoquiacutemicas como

BTL (biomass-to-liquid)

Cabe destacar ainda que foi implementado o Programa de Biomassa do

Departamento de Energia para criar nos Estados Unidos uma nova induacutestria

ndash a induacutestria da biomassa ou bioinduacutestria ndash consolidada com a instalaccedilatildeo

de biorrefinarias capazes de transformar vaacuterios tipos de biomassa a preccedilos

competitivos em relaccedilatildeo agraves atuais fontes foacutesseis em combustiacuteveis produtos

quiacutemicos eletricidade e calor As biorrefinarias e o uso da biomassa celuloacutesi-

ca emergem como fundamentais para alcanccedilar as metas de produccedilatildeo

consumo de etanol em funccedilatildeo das limitaccedilotildees das fontes atualmente empre-

gadas (BASTOS 2007)

Neste contexto o paiacutes pretende investir US$ 385 milhotildees em seis bior-

refinarias de etanol celuloacutesico capazes de produzir 480 milhotildees de litros de

etanol celuloacutesico por ano como parte do plano do governo norte-americano

e tornar o etanol celuloacutesico competitivo em 2012 a fim de reduzir o consumo

de gasolina nos EUA nos proacuteximos 20 anos A Tabela 3 apresenta os seis

projetos selecionados pelo Departamento de Energia Americana (US DOE)

Tabela 3 Investimentos do DOE em projetos de produccedilatildeo de etanol

celuloacutesico nos EUA 2007-2010 (BARROS 2007)

Empresa Localizaccedilatildeo

da planta Mateacuteria-prima

Capacidade (milhotildees de litrosano)

Investimentos (milhotildees US$)

Abegoa Bioe-nergy Corp

Kansas Sabugo de milho

resiacuteduos de trigo etc 431 76

ALICO Inc Floacuterida Resiacuteduos de vegetais

diversos 526 33

BlueFire Ethanol Inc

Califoacuternia Resiacuteduos vegetais e

de madeira 719 40

Broin Companies of Sioux Falls

Iowa Resiacuteduos de milho 94 80

Iogen Biorefinery Partners

Idaho Resiacuteduos agriacutecolas 68 80

Range Fuels Geoacutergia Resiacuteduos de

madeira 151 76

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 26

No Brasil

Uma das empresas brasileiras que mais investem em PampD sobre bior-

refinarias em especial a partir de resiacuteduos da cana-de-accediluacutecar eacute a Petrobras

SA que eacute uma empresa estatal brasileira de economia mista que opera

em 27 paises no segmento de energia prioritariamente nas aacutereas de explo-

raccedilatildeo produccedilatildeo refino comercializaccedilatildeo e transporte de petroacuteleo e seus

derivados no Brasil e no exterior (PETROBRAS 2011)

Segundo Baratelli Junior (2007) a estrateacutegia competitiva da empresa eacute

expandir a participaccedilatildeo no mercado de biocombustiacuteveis liderando a produ-

ccedilatildeo nacional de biodiesel e ampliando a participaccedilatildeo no negoacutecio de etanol

A Tabela 4 apresenta as rotas para produccedilatildeo de biocombustiacuteveis e o estaacutegio

do esforccedilo tecnoloacutegico empreendido pela PetrobrasCENPES para o desen-

volvimento das tecnologias

A Tabela 4 aponta que os biocombustiacuteveis que demandam um esforccedilo

tecnoloacutegico elevado por parte da petrobras satildeo de segunda geraccedilatildeo o eta-

nol de celulose e os combustiacuteveis de piroacutelise e de gaacutes de siacutentese ndash BTL que

por sua vez utilizam como fonte de biomassa mateacuterias de origem celuloacutesica

ndash mateacuteria-prima para as biorrefinarias lignoceluloacutesicas

Com o projeto de desenvolvimento do bioetanol (etanol de lignocelulo-

se) ndash um biocombustiacutevel produzido a partir de resiacuteduos agroindustriais ndash a

Petrobras entra na produccedilatildeo dos chamados biocombustiacuteveis de segunda

geraccedilatildeo (PETROBRAS 2008)

Depois da etapa de testes em laboratoacuterio o projeto de produccedilatildeo de bio-

etanol passa para a fase de testes em escala piloto por meio de uma unida-

de experimental instalada no CENPES Desenvolvida em parceria com a

empresa brasileira Albrecht a planta piloto de etanol de lignocelulose locali-

zada no Centro de Pesquisas da Petrobras (CENPES) eacute uacutenica no Brasil

utilizando a tecnologia enzimaacutetica Para a produccedilatildeo de etanol a partir de re-

siacuteduos agroindustriais a planta utiliza um processo de quebra de moleacuteculas

com accedilatildeo de enzimas O projeto foi desenvolvido pela Petrobras em parceria

com a Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) e outras universida-

des brasileiras

Economia e Energia ndash eampe 27

Qualquer rejeito vegetal pode ser utilizado como fonte de biomassa na

planta experimental mas o sistema estaacute ajustado ao bagaccedilo de cana-de-

accediluacutecar por ser o resiacuteduo agroindustrial mais expressivo no paiacutes Outra ma-

teacuteria prima que seraacute utilizada nos testes eacute a torta de mamona resiacuteduo amilaacute-

ceo do processo de produccedilatildeo do biodiesel a partir de mamona

Combustiacutevel FonteBiomassa Estaacutegio da Tecnologia

Esforccedilo tecno-loacutegico da

Petrobras

Primeira geraccedilatildeo

Etanol de gratildeos e

cana-de-accediluacutecar

Cana de accediluacutecar trigo

milho beterraba Comercial meacutedio

Biodiesel Oacuteleos vegetais

e gorduras Comercial alto

Diesel verde

(hidrotratamento)

Oacuteleos vegetais gordu-

ras e petroacuteleo

Rumo a comercial no

Brasil e Europa alto

Butanol Milho sorgo trigo e

cana-de-accediluacutecar

Projeto BP and Dupont

para produzir monitoramento

Segunda geraccedilatildeo

Etanol celuloacutesico

Resiacuteduos agriacutecolas lascas de

madeira e grama

Projeto IOGEN anuncia

planta comercial alto

Combustiacuteveis da

Piroacutelise (bio-oacuteleo)

Qualquer biomassa

celuloacutesica

Projeto BIOCOUP ndash consoacutercio europeu de 16 empresas desde

2006 ateacute 2011 meacutedio

Combustiacuteveis de Gaacutes de

Siacutentese - BTL

Qualquer biomassa

celuloacutesica

Demonstrado em larga

escala com foacutesseis

Projeto CHOREN para biomassa

anuncia planta comercial

alto

Futuro

Diesel de algas Microalgas cultivadas Escala de laboratoacuterio

em Universidades baixo

Hidrocarbonetos de

biomassa Carbohidratos

Escala de laboratoacuterio

em Universidades prospecccedilatildeo

Tabela 4 Esforccedilo tecnoloacutegico das rotas para produccedilatildeo de biocombustiacuteveis

da Petrobras (Adaptado de BARATELLI JR 2007)

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 28

A planta experimental eacute capaz de produzir cerca de 220 litros de etanol

por tonelada de bagaccedilo de cana-de-accediluacutecar Nesta etapa do projeto de pes-

quisa os pesquisadores trabalham na otimizaccedilatildeo deste processo de produ-

ccedilatildeo e tecircm como objetivo alcanccedilar a marca de 280 litros por tonelada de ba-

gaccedilo no mesmo equipamento Como resultado desta pesquisa a Petrobras

jaacute fez o depoacutesito de dois pedidos de patentes (BR 0605017-4 e BR 0505299-

8) junto ao INPI

A planta-piloto de bioetanol de lignocelulose coloca a Petrobras na posi-

ccedilatildeo de vanguarda em relaccedilatildeo aos biocombustiacuteveis de segunda geraccedilatildeo

aqueles produzidos a partir de resiacuteduos agroindustriais e que natildeo competem

com a produccedilatildeo agriacutecola voltada para alimentos A utilizaccedilatildeo de resiacuteduos

como o bagaccedilo de cana-de-accediluacutecar pode aumentar substancialmente a pro-

duccedilatildeo de etanol sem aumentar a aacuterea plantada elevando a produtividade do

processo jaacute existente pelo aproveitamento de seus resiacuteduos

Desta forma a produccedilatildeo de biocombustiacuteveis em futuro proacuteximo tam-

beacutem poderaacute ser complementar agrave produccedilatildeo de alimentos A Petrobras prevecirc

que em 2010 seraacute construiacuteda uma planta semi-industrial de bioetanol A Fi-

gura 6 apresenta uma ilustraccedilatildeo da rota tecnoloacutegica adotada pela petrobras

para produccedilatildeo do bioetanol lignoceluloacutesico

Figura 6 Rota Tecnoloacutegica adotada pela Petrobras para produccedilatildeo do bioe-

tanol lignoceluloacutesico (BARATELLI JR 2007)

Economia e Energia ndash eampe 29

O processo de fabricaccedilatildeo de etanol a partir de resiacuteduos vegetais eacute divi-

dido em quatro etapas Na primeira etapa haacute o preacute-tratamento do bagaccedilo de

cana sendo adotado o processo de hidroacutelise aacutecida branda onde no reator o

resiacuteduo eacute submetido agrave quebra da estrutura cristalina da fibra do bagaccedilo de

cana e a recuperaccedilatildeo de accediluacutecares mais faacuteceis de hidrolisar

Em seguida vem a etapa de deslignificaccedilatildeo do soacutelido rico em celulose

Eacute retirada a lignina complexo que daacute resistecircncia a fibra e protege a celulose

da accedilatildeo de microorganismos poreacutem apresenta grande inibiccedilatildeo ao processo

fermentativo

Na terceira fase o liacutequido proveniente do preacute-tratamento aacutecido rico em

accediluacutecares eacute fermentado pela levedura Pichia stipitis adaptada para ser utili-

zada nesta fermentaccedilatildeo

O soacutelido proveniente da etapa de deslignificaccedilatildeo rico em celulose tam-

beacutem eacute tratado ele passa por um processo de sacarificaccedilatildeo (transformaccedilatildeo

em accediluacutecares) por meio de enzimas e eacute fermentado pela levedura

Sacharomyces cerevisiae o mesmo fungo utilizado na fabricaccedilatildeo de patildees A

Petrobras ainda estuda as enzimas mais eficazes para este processo de

fabricaccedilatildeo testando enzimas disponiacuteveis no mercado e pesquisando novos

preparados enzimaacuteticos

Na etapa final ambos os liacutequidos provenientes das diferentes fermenta-

ccedilotildees satildeo destilados O produto desta destilaccedilatildeo eacute o etanol que possui as

mesmas caracteriacutesticas daquele fabricado a partir da cana em processo in-

dustrial

Cabe destacar que a accedilatildeo do governo brasileiro natildeo fica restrita a sua

participaccedilatildeo na Petrobras considerando a importacircncia que o tema energias

renovaacuteveis possui na poliacutetica nacional O governo do Brasil investe ainda

recursos em Pesquisa Desenvolvimento e Inovaccedilatildeo (PD amp I) conforme po-

de ser visto na Tabela 5

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 30

Conclusotildees

O tema energias renovaacuteveis estaacute presente na agenda nacional de todas

as naccedilotildees ao redor do globo como uma alternativa viaacutevel em substituiccedilatildeo agraves

fontes de energias foacutesseis como petroacuteleo e carvatildeo Especialistas acreditam

que o processamento da biomassa como fonte de energia combustiacuteveis e

produtos quiacutemicos possa se constituir em uma induacutestria-chave neste seacuteculo

criando assim um novo paradigma industrial Novas tecnologias baseadas

no uso de toda a planta e na integraccedilatildeo de processos tradicionais e novos

deveratildeo ser necessaacuterios

Tabela 5 Investimentos do governo brasileiro em PDampI no aproveitamento

de biomassas desde 2005 (PEREIRA JR 2008)

Instituiccedilatildeo Valor

(Milhotildees R$) Observaccedilotildees

Governo Federal

SIBRATEC 4500 Formaccedilatildeo de redes temaacuteticas para o de-senvolvimento de tecnologias inovadoras incluindo energia renovaacutevel

CNPqMCT 4180 Especiacutefico para biomassabioenergias

15780 Geral incluindo biomassa

FINEP 45000

Apoiar o desenvolvimento de produtos serviccedilos e processos inovadores em em-presas brasileiras atraveacutes de subvenccedilatildeo econocircmica incluindo biocombustiacuteveis

Fundaccedilotildees Estaduais

FAPESP 14800 Projetos especiacuteficos para biomassas e biocombustiacuteveis

FAPEMIG 1095 Biomassas agroenergia

TOTAL R$ 855 milhotildees

Economia e Energia ndash eampe 31

O Brasil encontra-se entre os paiacuteses-alvo para o desenvolvimento de

tais tecnologias devido a sua grande biodiversidade existente e aos conheci-

mentos adquiridos ao longo das uacuteltimas deacutecadas em especial devido a pro-

duccedilatildeo de etanol a partir da cana-de-accediluacutecar

Neste contexto de inovaccedilatildeo uma nova oportunidade de aproveitamento

de biomassa se vislumbra no paiacutes o uso da biomassa lignoceluloacutesica prove-

niente dos resiacuteduos agriacutecolas em especial da induacutestria da cana para produ-

ccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo dentro do contexto das biorrefinarias explorado

neste artigo

Foi observado que iniciativas governamentais estatildeo sendo tomadas de

modo a estabelecer um ambiente adequado para o desenvolvimento de no-

vos produtos e processos No entanto desafios de natureza tecnoloacutegica e

comercial precisam ser vencidos para fazer com que o Brasil mantenha sua

posiccedilatildeo de destaque no agronegoacutecio mundial e produza produtos de maior

valor agregado contribuindo assim para o desenvolvimento da bio-economia

e aproveitando esta janela de oportunidade de aumentar seu crescimento

econocircmico de modo sustentaacutevel

Referecircncias

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Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 32

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Paulo Cetesb

Economia e Energia ndash eampe 33

Ensaio

Gripe americana e resfriado no Brasil

Nos fizeram acreditar que um resfriado americano representa certa-

mente uma gripe ou pneumonia por aqui ou seja as crises nos EUA tecircm

resultados imediatos e mais radicais aqui do que laacute Nessa eacutepoca de gripe

americana eacute uacutetil discutir a veracidade histoacuterica dessa afirmaccedilatildeo porque o

simples fato de se acreditar nela jaacute provoca efeitos negativos em nossa eco-

nomia

Celso Furtado ao contraacuterio da crenccedila corrente assinalava que as cri-

ses na economia americana foram sentidas aqui no curto prazo mas de

modo geral acabaram sendo beneacuteficas para a economia brasileira no meacutedio

prazo Ele mostrou em seu livro ldquoO Capitalismo Globalrdquo que a crise de 1929

e 1930 nos EUA produziam jaacute em 1932 um notaacutevel ressurgimento interno

baseado no mercado nacional

A tentativa de encontrar uma correlaccedilatildeo entre as taxas de crescimento

americanas e as brasileiras no periacuteodo 1930 a 2010 (Figura 1) natildeo conduz a

um resultado convincente A situaccedilatildeo natildeo muda introduzindo uma defasagem

de um ou dois anos da variaccedilatildeo do PIB no Brasil em relaccedilatildeo agrave americana

Figura 1 A correlaccedilatildeo entre crescimento no Brasil e nos EUA parece ser

pouco significativa no periacuteodo 1930 a 2010 Dados Ipeadatagovbr

Elaboraccedilatildeo proacutepria

y = 00744x + 47262Rsup2 = 00083

-10

-5

0

5

10

15

-15 -10 -5 0 5 10 15 20 25

Cre

scim

en

to d

o P

IB n

os

EUA

an

o

Crescimento do PIB no Brasil ano

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 34

Figura 2 Variaccedilatildeo do PIB dos EUA e Brasil valores anuais e meacutedia moacutevel

de trecircs anos em azul estatildeo assinalados os periacuteodos em que as economias

parecem estar na mesma fase (variaccedilotildees no mesmo sentido) e

em amarelo os periacuteodos em fase inversa (variaccedilotildees em sentido contraacuterio)

Elaboraccedilatildeo proacutepria

Eacute possiacutevel separar ao longo desses oitenta anos periacuteodos em que os

altos e baixos da taxa de crescimento econocircmico dos EUA e do Brasil estatildeo

na mesma fase do ciclo e outros em que o que aconteceu nos dois paiacuteses

tem sinal inverso Em uma anaacutelise preliminar (Figura 2) pode-se dizer que

os periacuteodos em que estiveram em fase inversa superam os que estiveram

na mesma fase

Pode-se verificar que no periacuteodo a que aludia Celso Furtado (crise de

trinta) as economias dos dois paiacuteses parecem em mesma fase Nota-se no

entanto que a retomada do crescimento no Brasil precedeu agrave americana

como dissera Celso Furtado que ademais se referia tambeacutem a mudanccedilas

qualitativas mais de desenvolvimento que de crescimento que vieram com

a maior atenccedilatildeo no Paiacutes ao consumo interno Em um segundo periacuteodo que

vai da Segunda Guerra Mundial ateacute 1970 as economias de Brasil e EUA

estiveram em fase inversa

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

1920

1930

1940

1950

1960

1970

1980

1990

2000

2010

Var

iaccedilatilde

o a

nu

al d

o P

IB

()

EUA

EUA 3

Brasil

Brasil 3

fase inversa fase inversaem fase em fase

Economia e Energia ndash eampe 35

Em uma terceira fase de 1987 a 1995 a teoria do resfriado americano

funcionou nas crises das mudanccedilas para as deacutecadas de oitenta e noventa

(repercussotildees simultacircneas e maiores em nossa economia) e na retomada

do meio da deacutecada de oitenta Cabe lembrar que os episoacutedios dessas crises

marcaram a alta de juros e falecircncia mexicana (1982) e crises de hiperinfla-

ccedilatildeo em paiacuteses como a Argentina que estavam muito mais proacuteximos de nos-

sa realidade

Nos uacuteltimos quinze anos estivemos em fase inversa com os EUA em

1998 eles estavam no auge da era Clinton e o Brasil passando por um fosso

em sua taxa de crescimento anual Depois comeccedilaram a experimentar que-

da no seu crescimento enquanto a economia brasileira tinha as taxas de

crescimento em elevaccedilatildeo

Na Figura 3 buscou-se a correlaccedilatildeo linear entre as variaccedilotildees do PIB

nos periacuteodos assinalados na Figura 2 e os resultados confirmam a avalia-

y = 03893x + 43207Rsup2 = 07113

-2

0

2

4

6

8

10

-20 -10 0 10 20

19301937 y = -0311x + 75908Rsup2 = 0314

0

2

4

6

8

10

12

-10 0 10 20

19381970

y = 18054x - 32349Rsup2 = 04684

-20

-10

00

10

20

30

40

50

60

00 10 20 30 40

19871995y = -0362x + 40064

Rsup2 = 02656

00

10

20

30

40

50

60

-20 00 20 40 60

19952010

Figura 3 Comportamento dos crescimentos dos PIB americano (na vertical)

e brasileiro (na horizontal) para os intervalos de tempo assinalados na figura

anterior

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 36

ccedilatildeo qualitativa Ou seja nos periacuteodos em fase existe uma correlaccedilatildeo positi-

va entre os crescimentos americano e brasileiro nos periacuteodos assinalados

com amarelo a relaccedilatildeo eacute negativa

A mudanccedila de intensidade e sentido da correlaccedilatildeo nos faz pensar que

a possiacutevel dependecircncia entre o crescimento brasileiro e o americano natildeo eacute

direta eacute muito mais complexa e para fazer sentido deve ser estudada por

periacuteodos histoacutericos O que se conclui eacute que a ldquoteoria do resfriadordquo natildeo expli-

ca o passado mesmo quando ainda eacuteramos muito mais dependentes dos

EUA

No final de 2008 configurou-se uma crise nos EUA que teve reflexo no

ano seguinte no Brasil que registrou uma queda no PIB de 06 O consu-

mo no entanto cresceu no ano 24 Em 2010 o ldquopibatildeordquo de 75 fez com

que no seu conjunto os anos de 2009 e 2010 possam ser considerados

como anos normais O consumo cresceu na meacutedia 45 mais que na meacute-

dia do periacuteodo Lula (40) Jaacute o PIB cresceu 33 um pouco abaixo da meacute-

dia tambeacutem de 40 ao ano do governo passado Os dados vecircm das Con-

tas Nacionais Trimestrais do IBGE A defasagem entre o crescimento da

produccedilatildeo e do consumo foi praticamente coberta com importaccedilotildees e menor

investimento Ou seja a queda do PIB em 2009 se deveu a nosso ver a

uma reduccedilatildeo exagerada da oferta pelo setor produtivo em virtude de uma

leitura equivocada do efeito da crise americana sobre a economia brasileira

O crescimento nos dois anos poacutes-crise nos EUA foi normal passou a

primeira ldquomarolardquo E agora Entraremos na mesma fase de ciclo dos EUA

Page 8: Economia e Energia · população ou na superfície mundial: foi o fato de serem os “vencedores” da 2ª Guerra Mundial. Num primeiro momento, somente os EUA possuíam ar-0 10.000

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 8

mamento nuclear Muito rapidamente poreacutem os demais ldquovencedoresrdquo ace-

deram agrave posse dessas armas (GUIMARAES 2010)

Isso se justificava pelo contexto histoacuterico em que esse criteacuterio foi adota-

do ou seja imediato poacutes-guerra e principalmente poacutes-Hiroshima e Nagasa-

ki Agrave eacutepoca e nas deacutecadas que se seguiram dominadas pela ideologia da

ldquoGuerra Friardquo e da ldquoMuacutetua Destruiccedilatildeo Garantidardquo (Mutual Assured Destructi-

on ndash MAD) o fator de peso relativo determinante era inequivocamente o

poder militar do qual as armas nucleares constituiacuteam fator fundamental de

assimetria de poder pela forccedila bruta

Hoje passados mais de 60 anos do fim da guerra a posse de arma-

mento nuclear e a persistente sobrevivecircncia da ideologia a ela associada

parece ser o uacutenico criteacuterio objetivo para a manutenccedilatildeo desse status quo

Felizmente a posse de armas nucleares e o proacuteprio poder militar vecircm

deixando de ser os determinantes baacutesicos da influecircncia dos paiacuteses no cenaacute-

rio mundial Os fatores econocircmicos se tornam cada vez mais determinantes

do que a posse de armamentos nucleares para medir o peso poliacutetico dos

paiacuteses

A ascensatildeo econocircmica da Alemanha e Japatildeo e em menor escala da

Itaacutelia e demais paiacuteses europeus destruiacutedos pela guerra foram os primeiros

sinais dessa mudanccedila ainda que mitigados pela ldquonuclearizaccedilatildeordquo da Franccedila

e Gratilde-Bretanha (e posteriormente da China) pela criaccedilatildeo da OTAN que

passou a permitir o ldquocompartilhamentordquo das armas nucleares entre seus

membros e pela abertura do ldquoguarda-chuvardquo de proteccedilatildeo nuclear americano

sobre o Japatildeo

Na Tabela 3 estatildeo indicados os dez maiores paiacuteses em termos de PIB

(em PPC) e sua situaccedilatildeo quanto agrave posse e o compartilhamento de armas

nucleares Eacute assinalada para o Japatildeo a existecircncia do ldquoguarda-chuvardquo de

proteccedilatildeo nuclear oferecido pelos EUA Tambeacutem eacute indicado na tabela o nuacute-

mero de reatores nucleares de pesquisa em operaccedilatildeo nesses paiacuteses que eacute

um indicador do niacutevel da atividade de desenvolvimento cientiacutefico e tecnoloacutegi-

co na aacuterea nuclear e da produccedilatildeo de radioisoacutetopos para usos meacutedicos e in-

dustriais

Economia e Energia ndash eampe 9

Rank PIB

PPPC Paiacutes

Armamento

Nuclear

Domiacutenio do

Ciclo de

Combustiacutevel

Reatores de

Pesquisa

em operaccedilatildeo

1 EUA Proacuteprio Sim 82

2 China Proacuteprio Sim 13

3 Japatildeo Guarda Chuva Sim 19

4 Iacutendia Proacuteprio Sim 5

5 Alemanha Compartilhado Sim 21

6 Ruacutessia Proacuteprio Sim 20

7 Reino Unido Proacuteprio Sim 9

8 Brasil Natildeo Sim 4

9 Franccedila Proacuteprio Sim 19

10 Itaacutelia Compartilhado Desativado 5

Tabela 3 Armamentos nucleares e domiacutenio do ciclo de combustiacutevel nos dez

paiacuteses de maior atividade econocircmica

Fontes (IAEA 2010) (World Nuclear Association 2011)

Dos dez maiores paiacuteses seis possuem armamento nuclear proacuteprio Ale-

manha e Itaacutelia satildeo membros da OTAN tendo armazenado em seus territoacute-

rios numerosos artefatos nucleares ldquocompartilhadosrdquo As condiccedilotildees detalha-

das de como se processa esse compartilhamento natildeo satildeo exatamente co-

nhecidas Sabe-se no entanto que por exemplo existem na Alemanha

aviotildees de combate Tornado da Forccedila Aeacuterea Alematilde (Luftwaffe) prontos para

sob comando da OTAN serem armados com artefatos nucleares

(KRISTENSEN 2005) Sabe-se ainda que cabe ao comandante da OTAN

ouvido o comando dos EUA junto agravequela organizaccedilatildeo a decisatildeo sobre o

uso do armamento nuclear compartilhado (GAO 2011)

O Japatildeo tem um acordo com os EUA que garante um ldquoguarda-chuvardquo

de proteccedilatildeo nuclear que implica a existecircncia de armas nucleares a uma dis-

tacircncia relativamente curta das potenciais ameaccedilas Isto faz crer na presenccedila

de armamento nuclear em embarcaccedilotildees e aeronaves em aacuteguas territoriais

japonesas senatildeo em seu proacuteprio solo nacional ainda que controlado pelos

americanos Ao menos no passado existem indiacutecios claros (documentos

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 10

liberados em consequumlecircncia do Freedom of Information Act ndash FOIA dos EUA)

de que armas nucleares estiveram nos espaccedilos territorial mariacutetimo e aeacutereo

japonecircs (KRISTENSEN 1999) A contestaccedilatildeo da eficaacutecia desse guarda-

chuva de proteccedilatildeo e a consequumlente discussatildeo quanto agrave conveniecircncia do

paiacutes ter sua forccedila nuclear proacutepria para defender-se de eventuais ataques eacute

tema recorrente na poliacutetica interna do Japatildeo que recrudesce sempre que

ocorrem tensotildees com a China (disputas territoriais por ilhas) e Coreacuteia do

Norte (testes nucleares e de miacutesseis de longo alcance)

No que concerne ao domiacutenio do ciclo nuclear e agrave geraccedilatildeo eleacutetrica nu-

clear apenas a Itaacutelia natildeo manteacutem atualmente atividades na aacuterea em virtude

de decisatildeo poliacutetica tomada (referendo popular em 1987) sob a forte influecircn-

cia emocional do acidente de Tchernobyl (1986) tendo sua uacuteltima usina nu-

clear sido desligada definitivamente em 1990 No contexto de uma crise poliacute-

tica interna do governo Berlusconi agravada pelo acidente de Fukushima a

retomada das atividades nucleares na Itaacutelia foi rejeitada por recente referen-

do popular em junho de 2011

Por lei de 2001 a Alemanha se comprometeu ao desligamento definiti-

vo de todas as suas usinas nucleares ateacute 2022 O Governo da Chanceler

Angela Merkel conseguiu aprovar no Bundestag nova lei que postergou tal

decisatildeo por 10 anos Essa mudanccedila deveu-se principalmente agraves dificulda-

des teacutecnicas que a Alemanha enfrenta para cumprir simultaneamente essa

decisatildeo poliacutetica e as metas de reduccedilatildeo de emissotildees de gases de efeito es-

tufa bem como manter uma razoaacutevel seguranccedila energeacutetica nacional mini-

mizando importaccedilotildees de eletricidade dos paiacuteses vizinhos e de combustiacuteveis

foacutesseis em especial gaacutes natural da Ruacutessia

Entretanto apoacutes o acidente de Fukushima (marccedilo de 2011) e tambeacutem

no contexto de uma crise poliacutetica interna ligada agrave proximidade de eleiccedilotildees

esse mesmo governo voltou atraacutes recentemente mantendo a data limite de

2022 Entretanto o governo alematildeo natildeo tem uma poliacutetica de abandono das

atividades ligadas ao ciclo do combustiacutevel nuclear nem de banimento de

armas nucleares de seu territoacuterio atitude essa no miacutenimo contraditoacuteria

Essas decisotildees poliacuteticas poreacutem natildeo impedem que Itaacutelia e Alemanha

importem significativas parcelas de seu consumo de eletricidade de paiacuteses

geradores de energia nuclear como Franccedila Eslovecircnia Hungria e Repuacuteblica

Tcheca

Economia e Energia ndash eampe 11

Note-se que tanto a Itaacutelia como a Alemanha estavam no caminho de

desistir da renuacutencia agrave geraccedilatildeo nuacutecleo-eleacutetrica quando ocorreu o acidente de

Fukushima num contexto de crise poliacutetica interna o que fez esses paiacuteses

reafirmarem sua posiccedilatildeo anterior de abandono das usinas nucleares

Na Tabela 4 estatildeo indicados os dados de geraccedilatildeo de energia eleacutetrica e

da participaccedilatildeo nuclear A tabela tambeacutem indica as reservas estimadas de

uracircnio dos paiacuteses (soacute satildeo indicadas as reservas relevantes do ponto de vis-

ta mundial) A posse de reservas de uracircnio eacute naturalmente um fator a ser

levado em conta nas decisotildees sobre a energia nuclear no Paiacutes

Tabela 4 Geraccedilatildeo de energia eleacutetrica e participaccedilatildeo nuclear nos dez paiacuteses

de maior atividade econocircmica

Rank

PIB

PPPC

Paiacutes

Usinas Nucleares

em operaccedilatildeo

(+ em construccedilatildeo)

Potecircncia

Instalada

Mw(e)

Participa-

ccedilatildeo na Ge-

raccedilatildeo Eleacute-

trica

Reservas

Uracircnio

(ton de U)

1 EUA 104 (+1) 100747 20 339000

2 China 11 (+20) 8438 2 67900

3 Japatildeo 54 (+1) 46823 29 x

4 Iacutendia 18 (+5) 3987 3 72900

5 Alemanha 17

(em desativaccedilatildeo) 20480 28 x

6 Ruacutessia 31 (+9) 21743 17 545700

7 Reino

Unido 19 10137 16 x

8 Brasil 2 (+1) 1884 3 278400

9 Franccedila 59 (+1) 63260 74 x

10 Itaacutelia 4 (desativadas) - - -

Fonte (IAEA 2010)

Cabe ressaltar que Brasil Ruacutessia e EUA satildeo os uacutenicos paiacuteses do mun-

do que possuem grandes reservas de uracircnio domiacutenio tecnoloacutegico de todas

as etapas de produccedilatildeo do combustiacutevel nuclear e um parque de geraccedilatildeo eleacute-

trica nuclear em operaccedilatildeo Ruacutessia e EUA entretanto possuem capacidade

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 12

industrial instalada suficiente para garantir auto-suficiecircncia na produccedilatildeo de

combustiacutevel nuclear O Brasil tem tal capacidade nas etapas de mineraccedilatildeo

beneficiamento e fabricaccedilatildeo faltando poreacutem instalaccedilotildees industriais com

capacidade suficiente para atender as necessidades nacionais nas etapas

de conversatildeo e de enriquecimento apesar de possuir unidades piloto com

capacidade de produccedilatildeo limitada desde o final dos anos 80

Conclusatildeo

O Brasil eacute dentre as dez maiores economias mundiais o uacutenico paiacutes

que natildeo possui natildeo armazena em seu territoacuterio e nem considera a possibili-

dade de uso de armas nucleares estrangeiras na sua estrateacutegia de defesa

Juntamente com Nova Zelacircndia o Brasil eacute o uacutenico paiacutes do mundo que pros-

creveu os usos natildeo paciacuteficos da energia nuclear na sua proacutepria Constituiccedilatildeo

Federal O Brasil eacute signataacuterio do Tratado de Natildeo Proliferaccedilatildeo Nuclear e do

Tratado de Tlatelolco este uacuteltimo estabelecendo a Ameacuterica Latina e Caribe

como uma zona livre de armas nucleares

O Acordo Brasil Argentina que eliminou uma potencial corrida por ar-

mas nucleares na regiatildeo e que criou a Agecircncia Brasileiro Argentina de Con-

tabilidade e Controle de Materiais Nucleares (ABACC) completa 20 anos em

2011 O Acordo assegurou o clima poliacutetico favoraacutevel para que o MERCOSUL

fosse posteriormente instalado Esse bloco econocircmico serviu de base para o

avanccedilo da integraccedilatildeo econocircmica do Continente Sul-Americano O espaccedilo

econocircmico que assim se abriu eacute de grande importacircncia para o continente O

comeacutercio com a Argentina que era quase despreziacutevel alccedilou nosso vizinho agrave

posiccedilatildeo de segundo maior parceiro comercial do Brasil

Ao Brasil interessa manter sua posiccedilatildeo de uso apenas paciacutefico da ener-

gia nuclear Isso daacute ao paiacutes um caraacuteter uacutenico junto aos ldquodez maisrdquo da econo-

mia mundial que se reflete numa autoridade moral e eacutetica que pode ser ex-

plorada politicamente em diversas situaccedilotildees como por exemplo a reforma

do Conselho de Seguranccedila da ONU e a arbitragem de crises internacionais

Essa ldquovantagem competitivardquo eacute muito mais valiosa do que a posse de armas

nucleares que ao final das contas seriam feitas para nunca serem usadas

Entretanto os quadros apresentados mostram de forma inequiacutevoca a

importacircncia estrateacutegica do Brasil se manter ativo na exploraccedilatildeo dos usos

paciacuteficos da energia nuclear expandindo seu domiacutenio tecnoloacutegico e capaci-

Economia e Energia ndash eampe 13

dade industrial instalada nos diversos setores associados como produccedilatildeo

de radioisoacutetopos para medicina induacutestria e agricultura produccedilatildeo de com-

bustiacutevel nuclear e geraccedilatildeo eleacutetrica

O Plano Nacional de Energia (PNE) que prevecirc a conclusatildeo de Angra 3

ateacute 2015 e a implantaccedilatildeo de 4000 MW nucleares adicionais ateacute 2030 junta-

mente com as metas estabelecidas para a autosuficiecircncia na produccedilatildeo do

combustiacutevel nuclear que mantecircm nas duas proacuteximas deacutecadas uma partici-

paccedilatildeo do nuclear na geraccedilatildeo eleacutetrica proacutexima da atual tambeacutem eacute por ne-

cessidades de diversificaccedilatildeo da matriz energeacutetica uma opccedilatildeo sensata do

ponto de vista energeacutetico

Bibliografia

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FMI citado na Wikipedia (2010) consultado Junho 2011 disponiacutevel em httpenmwikipediaorg

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World Nuclear Association (Julho 2011) World Nuclear Power Reactors amp Uranium Requirements Consultado julho 2011 em httpwwwworld-nuclearorginforeactorshtml

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 14

1 - Fundaccedilatildeo Instituto Brasileiro de Geografia e Estatiacutestica (IBGE) ndash Diretoria Executiva ndash CRM ndash Av Franklin Roosevelt 146 6ordm andar sala 602 ndash Centro ndash Rio de JaneiroRJ Escola de Quiacute-mica da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) Cidade Universitaacuteria ndash Centro de Tec-nologia Bloco E ndash 2ordm nadir ndash DPO ndash Aacuterea de Gestatildeo e Inovaccedilatildeo Tecnoloacutegica ndash Rio de JaneiroRJ ndash CEP 21949-900 email marciafribeiroyahoocombr

2 - Escola de Quiacutemica da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) Cidade Universitaacuteria ndash Centro de Tecnologia Bloco E ndash 2ordm nadir ndash DPO ndash Aacuterea de Gestatildeo e Inovaccedilatildeo Tecnoloacutegica ndash Rio de JaneiroRJ ndash CEP 21949-900 email suzanaeqcombr

3 - Escola de Quiacutemica da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) Cidade Universitaacuteria ndash Centro de Tecnologia Bloco E ndash 2ordm nadir ndash DEB ndash Aacuterea de Processos Bioquiacutemicos ndash Rio de JaneiroRJ ndash CEP 21949-900 email gimeneseqcombr

Artigo

Iniciativas para o uso da biomassa lignoceluloacutesica

em biorrefinarias a plataforma sucroquiacutemica no

mundo e no Brasil

Maacutercia Franccedila Ribeiro Fernandes dos Santos1 Suzana Borschiver2

Maria Antonieta Peixoto Gimenes Couto3

Resumo

Petroacuteleo gaacutes natural e seus derivados representam 55 do consumo

mundial de energia no entanto eles natildeo vatildeo durar mais do que algumas

deacutecadas Assim se faz necessaacuterio encontrar substitutos para estes combus-

tiacuteveis e uma alternativa que se apresenta eacute a utilizaccedilatildeo de mateacuteria orgacircnica

renovaacutevel (biomassa) Este artigo apresenta as iniciativas adotadas no mun-

do e em especial no Brasil sobre o uso de mateacuterias-primas lignoceluloacutesicas

no contexto da biorrefinaria O enfoque seraacute dado na plataforma sucroquiacutemi-

ca para a produccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo tendo em vista a posiccedilatildeo de

destaque neste segmento de mercado no agronegoacutecio nacional O levanta-

mento das informaccedilotildees disponibilizadas na literatura foi obtido por meio de

uma pesquisa bibliograacutefica Os resultados sugerem que a tecnologia ainda

estaacute em fase de pesquisa e desenvolvimento e desperta grande interesse

para consolidar o mercado mundial de etanol

Palavras-chave biorrefinaria biomassa mateacuteria-prima lignoceluloacutesica eta-

nol Brasil

Economia e Energia ndash eampe 15

Abstract

Oil natural gas and their products represent 55 of global energy con-

sumption yet they will not last more than a few decades Thus it is neces-

sary to find substitutes for these fuels and an alternative that presents itself is

the use of organic matter (biomass) This article presents the initiatives taken

in the world and especially in Brazil on the use of raw materials in the con-

text of lignocellulosic biorefinery The focus will be on the sugar platform for

the production of second-generation ethanol aimed at a prominent position

of this market segment in the national agribusiness The survey of informati-

on availability in the literature was obtained through a search The results

suggest that the technology is still undergoing research and development

and it arouse great interest for consolidating the ethanol global market

Keywords biorefinery biomass lignocelulosic feedstock ethanol Brazil

Introduccedilatildeo

As mudanccedilas climaacuteticas e a elevaccedilatildeo das cotaccedilotildees do petroacuteleo aliadas

agraves necessidades estrateacutegicas de produccedilatildeo de energia tecircm motivado uma

corrida sem precedentes agrave produccedilatildeo de combustiacuteveis alternativos preferen-

cialmente de fontes renovaacuteveis de energia (BUCKERIDEG et al 2010)

O uso da biomassa para energia cresce em importacircncia como uma das

vias de mitigaccedilatildeo dos problemas citados acima Existem diferentes rotas

para converter a energia da biomassa em fluxo de energia final desejado

quer seja na forma de calor combustiacutevel ou energia eleacutetrica (SEABRA

2008)

Assim abrem-se oportunidades para o desenvolvimento de uma induacutes-

tria baseada em mateacuterias primas renovaacuteveis Aleacutem dos biocombustiacuteveis jaacute

conhecidos um fluxo de inovaccedilotildees em desenvolvimento pode estar lanccedilan-

do as bases de uma induacutestria integrada de exploraccedilatildeo da biomassa

(COUTINHO amp BONTEMPO 2010)

Neste cenaacuterio o Brasil desponta em uma posiccedilatildeo privilegiada para as-

sumir a lideranccedila no aproveitamento integral das biomassas pelo fato de

apresentar grande potencial de cultivo de mateacuterias-primas renovaacuteveis dis-

pondo de vantagens comparativas e competitivas tais como (i) culturas agriacute-

colas de grande extensatildeo (destaque para a induacutestria da cana-de-accediluacutecar) (ii)

maior biodiversidade do planeta (iii) intensa radiaccedilatildeo solar (iv) aacutegua em

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 16

abundacircncia (v) diversidade de clima e (vi) pioneirismo na produccedilatildeo de bio-

combustiacutevel etanol (CGEE 2010) O paiacutes reuacutene ainda condiccedilotildees para ser o

principal receptor de recursos de investimentos oriundos do mercado de car-

bono no segmento de produccedilatildeo e uso de bioenergia

Hoje o Brasil desfruta de uma posiccedilatildeo confortaacutevel com relaccedilatildeo agrave tecno-

logia da produccedilatildeo de etanol Neste setor o Brasil eacute liacuteder mundial na produ-

ccedilatildeo de cana-de-accediluacutecar etanol e accediluacutecar com 5727 milhotildees de toneladas

277 bilhotildees de litros e 313 milhotildees de toneladas respectivamente na safra

de 20082009 (CORTEZ 2010)

Em meacutedia 50 da cana colhida eacute destinada agrave produccedilatildeo de aacutelcool e os

demais 50 satildeo destinados agrave produccedilatildeo de accediluacutecar Cerca de 23 do accediluacutecar

produzido eacute destinado ao mercado externo enquanto que o restante atende

ao mercado interno Quanto a produccedilatildeo de aacutelcool cerca de 85 eacute direcio-

nado ao mercado interno sendo que destes 90 satildeo destinados ao seu

uso como carburante e o restante atender ao mercado externo (BASTOS

2007)

Entretanto para preservar essa posiccedilatildeo num cenaacuterio competitivo em

que outros players estatildeo interessados em se desenvolver com pesados in-

vestimentos em Pesquisa amp Desenvolvimento (PampD) o Brasil precisa manter

investimentos compatiacuteveis na geraccedilatildeo de novas tecnologias e formaccedilatildeo de

competecircncias (BUCKERIDEG et al 2010)

Atualmente a conversatildeo pela rota sucroquiacutemica de material lignoceluloacute-

sico presente na palha e no bagaccedilo da cana-de-accediluacutecar em accediluacutecares fer-

mentaacuteveis para a produccedilatildeo de etanol denominado de etanol de 2ordf geraccedilatildeo

vem sendo considerada no Brasil como uma alternativa promissora para

atender agrave demanda mundial

Assim o presente artigo tem como objetivo principal expor as iniciativas

adotadas no mundo e em especial no Brasil sobre o uso de mateacuterias-

primas lignoceluloacutesicas no contexto da biorrefinaria O enfoque seraacute dado na

plataforma sucroquiacutemica para a produccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo tendo em

vista a posiccedilatildeo de destaque neste segmento de mercado no agronegoacutecio

nacional

Economia e Energia ndash eampe 17

Conceito de Biorrefinaria

De acordo com Fernando et al (2006) o conceito de produzir produtos a

partir de commodities agriacutecolas como a biomassa natildeo eacute novo no entanto

utilizar a biomassa como insumo na produccedilatildeo de vaacuterios produtos de maneira

similar a uma refinaria de petroacuteleo onde combustiacuteveis foacutesseis satildeo usados

como input eacute relativamente novo Seu principal objetivo eacute transformar os

materiais bioloacutegicos em produtos utilizaacuteveis nas induacutestrias de transformaccedilatildeo

usando uma combinaccedilatildeo de tecnologias e processos biotecnoacutegicos

Os princiacutepios baacutesicos da refinaria de petroacuteleo tradicional e a biorrefinaria

satildeo representados esquematicamente na Figura 1 Uma refinaria de petroacuteleo

fornece principalmente combustiacuteveis para transportes e energia e somente

uma fraccedilatildeo relativamente pequena eacute usada na induacutestria quiacutemica Em uma

biorrefinaria uma quantidade relativamente maior eacute usada para a quiacutemica e

a utilizaccedilatildeo de materiais De acordo com Kamm et al (2006) os bioprodutos

industriais soacute podem competir com aqueles oriundos da petroquiacutemica quan-

do os recursos de biomassa satildeo processadas atraveacutes de sistemas de forma

otimizada nos sistemas das biorrefinarias onde novas cadeias de valor satildeo

desenvolvidas e implementadas

Figura 1 Refinaria de petroacuteleo versus biorrefinaria

(KAMM et al 2006)

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 18

Em seus estudos Ree amp Annevelink (2007) apontam a existecircncia de

sete tipos de biorefinarias que ainda estatildeo na fase de pesquisa e desenvol-

vimento (i) Biorrefinarias Convencionais (ii) Biorrefinarias Verdes (iii) Biore-

finarias de Cereais (iv) Biorrefinarias de Material Lignoceluloacutesico (v) Biorre-

finarias de Duas Plataformas (vi) Biorrefinarias Termoquiacutemicas e (vii) Bior-

refinarias Aquaacuteticas

Biorrefinaria de Materiais Lignoceluloacutesicos

A biorefinaria a partir de materiais lignoceluloacutesicos usa um mix de fon-

tes de biomassa para a produccedilatildeo de uma seacuterie de produtos por meio de u-

ma combinaccedilatildeo de tecnologias Tal biorefinaria consiste de trecircs fraccedilotildees quiacute-

micas baacutesicas (a) hemicelulose poliacutemeros de accediluacutecar com cinco carbonos

(b) celulose poliacutemeros de glucose com seis carbonos e (c) lignina poliacuteme-

ros de fenol (FERNANDO et al 2006) A Figura 2 apresenta os produtos que

podem ser obtidos a partir destas fraccedilotildees quiacutemicas

Figura 2 Produtos potenciais obtidos na Biorrefinaria de Material Lignocelu-

loacutesico (KAMM et al 2006)

Economia e Energia ndash eampe 19

Segundo Pereira Juacutenior et al (2008) a utilizaccedilatildeo de biomassa lignoce-

luloacutesica dentro do contexto da biorrefinaria eacute fundamentada em duas plata-

formas distintas conforme o conceito de Biorrefinarias de Duas Plataformas

ilustrado na Figura 3 que visam fornecer ldquoblocos de construccedilatildeordquo para obter

uma variedade de produtos

A plataforma termoquiacutemica eacute baseada em processos de conversatildeo ter-

moquiacutemica pela reaccedilatildeo de mateacuteria-prima em altas temperaturas com uma

quantidade de oxigecircnio controlada (gaseificaccedilatildeo) para produzir gaacutes de siacutente-

se (CO + H2) ou na ausecircncia de oxigecircnio (piroacutelise) para produzir bio-oacuteleo

que depois de um processo de hidrodeoxigenaccedilatildeo produz uma mistura liacutequi-

da de hidrocarbonetos similar agravequeles presentes no petroacuteleo

Figura 3 Conceito da Biorrefinaria de Duas Plataformas

(KAMM et al 2006)

A plataforma de accediluacutecar tambeacutem conhecida como sucroquiacutemica objeto

de estudo do artigo eacute baseada em processos de conversatildeo quiacutemica e bio-

quiacutemica de accediluacutecares extraiacutedos da biomassa mediante uma separaccedilatildeo de

seus componentes principais Para isto o preacute-tratamento eacute essencial visan-

do a desorganizaccedilatildeo do complexo lignoceluloacutesico e como consequumlecircncia au-

mento da acessibilidade das enzimas agraves moleacuteculas de celulose (PEREIRA

JR et al 2008)

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 20

O preacute-tratamento que consiste em submeter o material lignoceluloacutesico

a uma seacuterie de operaccedilotildees visa promover a quebra das ligaccedilotildees que unem

as macroestruturas Tais operaccedilotildees satildeo responsaacuteveis pela adequaccedilatildeo da

mateacuteria-prima como por exemplo o bagaccedilo da cana-de-accediluacutecar agraves condi-

ccedilotildees de transformaccedilatildeo por parte dos micro-organismos Estas podem ser

classificadas como fiacutesicas fiacutesico-quiacutemicas quiacutemicas e bioloacutegicas conforme

o agente que atua na alteraccedilatildeo estrutural (SCHLITTLER 2006) A Figura 4

mostra um esquema simplificado para a separaccedilatildeo dos principais compo-

nentes dos materiais lignoceluloacutesicos

Figura 4 Separaccedilatildeo dos componentes lignoceluloacutesicos

(PEREIRA JR et al 2008)

Pereira Jr (2006) observa que a decisatildeo de usar um ou outro processo

de hidroacutelise depende tambeacutem do tipo de material lignoceluloacutesico empregado

Na hidroacutelise da hemicelulose (que ocorre em condiccedilotildees mais brandas do

que no caso da celulose) a estrateacutegia tem sido a utilizaccedilatildeo de aacutecido sulfuacuteri-

co diluiacutedo No caso da celulose como a hidroacutelise quiacutemica requer condiccedilotildees

de alta severidade (elevadas temperaturas grandes tempos de exposiccedilatildeo e

altas concentraccedilotildees de aacutecido) pela maior resistecircncia ao ataque hidroliacutetico o

uso da hidroacutelise enzimaacutetica seria mais indicado (pela ausecircncia de condiccedilotildees

severas) tal estrateacutegia tecnoloacutegica difere da concepccedilatildeo de processos anti-

gos em que se buscava a hidroacutelise quiacutemica conjunta da celulose e da hemi-

celulose pois satildeo polissacariacutedeos com diferentes suscetibilidades ao ataque

hidroliacutetico

Economia e Energia ndash eampe 21

A hidroacutelise total da celulose gera apenas glicose que pode ser converti-

da a uma seacuterie de substacircncias quiacutemicas e bioquiacutemicas conforme ilustrado

na Figura 2 com destaque para a sua conversatildeo bioloacutegica a etanol dito de

2ordf geraccedilatildeo por ser obtido a partir de materiais lignoceluloacutesicos

Esta nova plataforma tecnoloacutegica pode revolucionar segmentos industri-

ais como no caso do Brasil que gera uma grande quantidade de resiacuteduos

como o bagaccedilo da cana-de-accediluacutecar no entanto a utilizaccedilatildeo efetiva dos ma-

teriais lignoceluloacutesicos em processos microbioloacutegicos esbarra em dois obstaacute-

culos principais a estrutura cristalina da celulose altamente resistente agrave

hidrolise e a associaccedilatildeo lignina-celulose que forma uma barreira fisica que

impede o acesso enzimaacutetico ou microbioloacutegico ao substrato (CGEE 2010)

Adicionalmente a hidroacutelise acida da celulose apresenta o inconveniente de

requerer o emprego de elevadas temperatura e pressatildeo levando agrave destrui-

ccedilatildeo de parte dos carboidratos e agrave obtenccedilatildeo de produtos de degradaccedilatildeo toacutexi-

cos aos microrganismos A sacarificaccedilatildeo enzimaacutetica por sua vez requer o

emprego de preacute-tratamentos fiacutesicos (moagem aquecimento irradiaccedilatildeo) ou

quiacutemicos (acido sulfuacuterico acido fosfoacuterico aacutelcalis) para atingir rendimentos

viaacuteveis

Potencial Brasileiro para geraccedilatildeo de mateacuteria-prima lignoceluloacutesica

Tendo em vista a vasta biodiversidade encontrada em seu territoacuterio o

Brasil dispotildee de uma grande variedade de resiacuteduos agriacutecolas e agroindustri-

ais cujo bioprocessamento desperta um grande interesse econocircmico e soci-

al Dentre estes exemplos figuram os resiacuteduos derivados de atividades tais

como as induacutestrias de papel e celulose (sepilho maravalhas e cavacos des-

classificados de eucalipto e pinus) serrarias (serragem) usinas de accediluacutecar e

aacutelcool (bagaccedilo de cana-de-accediluacutecar) e de um modo geral unidades de produ-

ccedilatildeo agriacutecola geradoras de resiacuteduos de culturas como a palha de cereais de

milho de trigo sabugo de milho cascas de arroz e de aveia dentre outros

(RAMOS 2000)

No Brasil a quantidade de resiacuteduos lignoceluloacutesicos gerada anualmen-

te eacute de aproximadamente 350 milhotildees de toneladas (PEREIRA JR 2007)

Considerando que uma das principais fontes de materiais lignoceluloacutesicos eacute

o setor sucroalcoleiro e adotando o teor de celulose hemicelulose e lignina

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 22

no bagaccedilo como paracircmetro de comparaccedilatildeo[1]

chega-se a quantidade poten-

cial respectivamente de 1645 9625 e 7105 milhotildees de toneladas que po-

dem ser obtidas a partir de resiacuteduos lignoceluloacutesicos no Brasil

Metodologia

Este trabalho tem como objetivo apresentar as iniciativas tomadas no

mundo e especialmente no Brasil com relaccedilatildeo ao uso de mateacuterias-primas

no contexto de biorrefinaria de materiais lignoceluloacutesicos O enfoque seraacute

dado na plataforma sucroquiacutemica para a produccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo

tendo em vista a posiccedilatildeo de destaque neste segmento de mercado no agro-

negoacutecio nacional A metodologia adotada neste estudo exploratoacuterio foi base-

ada na literatura e em documentos obtidos a partir de uma pesquisa de in-

formaccedilotildees disponibilizadas na literatura Para atingir o objetivo a informaccedilatildeo

eacute apresentada de modo a fornecer um panorama dos esforccedilos mundiais e

brasileiro em pesquisa para o desenvolvimento de novas tecnologias relacio-

nadas agrave obtenccedilatildeo do etanol de segunda geraccedilatildeo

Resultados

No Mundo

Apesar de atualmente natildeo existir nenhuma planta comercial para pro-

duccedilatildeo de etanol a partir de materiais lignoceluloacutesico muitas plantas-piloto e

de demonstraccedilatildeo jaacute foram desenvolvidas e diversos projetos comerciais es-

tatildeo em desenvolvimento A Tabela 1 apresenta as empresas mundiais que

vecircm empregando tecnologias para produccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo e infor-

maccedilotildees complementares

A Tabela 1 revela que a maior parte das empresas encontradas explora

o conceito de biorrefinaria de acordo com a plataforma sucroquiacutemica A mai-

oria das plantas estaacute localizada nos EUA mas paiacuteses como Canadaacute Sueacute-

cia Finlacircndia Ruacutessia e Japatildeo tambeacutem satildeo sedes de algumas iniciativas

1 - Bagaccedilo de cana eacute composto de 47 de celulose 275 de hemicelulose e 203-263 de

lignina (AGUIAR 2010)

Economia e Energia ndash eampe 23

Tabela 1 Empresas que empregam tecnologias para a produccedilatildeo de etanol

de 2ordf geraccedilatildeo e caracteriacutesticas de processo (CGEE 2010)

Empresa Paiacutes de origem

Caracteriacutesticas de processo

Localiza-ccedilatildeo

Capacidade (m

3ano)

AE Biofuels EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Montana 567

Blue Fire Ethanol

EUA Japatildeo

Hidroacutelise com aacutecido concentrado

California Izumi

12110 Natildeo deter-

minado

Chempolis Ou

Finlacircndia Hidroacutelise com aacuteci-do diluiacutedo

Oulu Natildeo deter-

minado

Iogen Canadaacute Hidroacutelise enzimaacutetica

Ontario 4000

KL Energy EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Wyoming 5680

Lignol E-nergy

Canadaacute Preacute-tratamento Organosolv

Vancou-ver

2500

Mascoma EUA Natildeo determinado New York 1890

Poet EUA Natildeo determinado South Dakota

75

Sekab Sueacutecia Hidroacutelise enzimaacutetica

Natildeo de-terminado

Natildeo determinado

STI Finlacircndia Natildeo determinado

Lappeen-ranta Hamina Narpio

1000 1000 1000

St Peters-burgo State Forest-Technical Academy

Ruacutessia Hidroacutelise com aacuteci-do diluiacutedo

13 unida-des no paiacutes

Natildeo determinado

Sun Opra Canadaacute Hidroacutelise enzimaacutetica

China Natildeo

determinado

University of Florida

EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Florida 7570

Verenium EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Lousiana Japan

5300 4920

A Tabela 2 mostra os projetos aprovados pelo Departmento de Energia

dos EUA (US DOE) para a construccedilatildeo de pequenas biorrefinarias no paiacutes

ao final de 2008

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 24

Tabela 2 Projetos aprovados pelo US DOE para a construccedilatildeo de pequenas

biorrefinarias nos EUA (US DOE 2009 apud CGEE 2010)

Empresa Custo Total

106 US$

Participaccedilatildeo US DOE 106 US$

Capacidade anual de produccedilatildeo

Localizaccedilatildeo Mateacuterias-primas Tecnologia

Verenium 9135 760 1500000 Jennings LA

Bagaccedilo cereais desperdiacutecios agriacutecolas resiacute-duos de madeira

Rota bioquiacutemica

Flambeau LIc

840 300 6000000 Park Falls WI Resiacuteduos flores-tais

BTL

ICM 860 300 1500000 St Joseph MO

Gramiacuteneas sorgo forrageiro palha

Rota bioquiacutemica

Lignol Innovations

880 300 2500000 Commerce City CO

Biomassa da madeira resiacute-duos agriacutecolas

Rota bioquiacutemica Organosolv

Pacific Ethanol

730 2434 2700000 Boardman OR

Palha de trigo palha resiacuteduos de aacutelamo

Biogasolina (EtOH biogas combustiacuteveis soacutelidos)

New Page 836 300 5500000 Wisconsin WI Biomassa da madeira ndash resiacute-duos das usinas

BTL

Rse Pulp 900 300 2200000 Old Town Maine

Lascas de ma-deira

Rota bioquiacutemica

Econfin LIc 770 300 1300000 Washington Country KY

Espigas de milho

Rota bioquiacutemica (fermentaccedilatildeo em estado soacuteli-do)

Mascoma 1350 250 2000000 Monroe TN Gramiacuteneas e madeirs

Rota bioquiacutemica

Total 8080 3053 252 M galotildees =

954 M litros

Economia e Energia ndash eampe 25

A Tabela 2 aponta uma tendecircncia para a implementaccedilatildeo da plataforma

bioquiacutemica havendo ainda iniciativas de tecnologias termoquiacutemicas como

BTL (biomass-to-liquid)

Cabe destacar ainda que foi implementado o Programa de Biomassa do

Departamento de Energia para criar nos Estados Unidos uma nova induacutestria

ndash a induacutestria da biomassa ou bioinduacutestria ndash consolidada com a instalaccedilatildeo

de biorrefinarias capazes de transformar vaacuterios tipos de biomassa a preccedilos

competitivos em relaccedilatildeo agraves atuais fontes foacutesseis em combustiacuteveis produtos

quiacutemicos eletricidade e calor As biorrefinarias e o uso da biomassa celuloacutesi-

ca emergem como fundamentais para alcanccedilar as metas de produccedilatildeo

consumo de etanol em funccedilatildeo das limitaccedilotildees das fontes atualmente empre-

gadas (BASTOS 2007)

Neste contexto o paiacutes pretende investir US$ 385 milhotildees em seis bior-

refinarias de etanol celuloacutesico capazes de produzir 480 milhotildees de litros de

etanol celuloacutesico por ano como parte do plano do governo norte-americano

e tornar o etanol celuloacutesico competitivo em 2012 a fim de reduzir o consumo

de gasolina nos EUA nos proacuteximos 20 anos A Tabela 3 apresenta os seis

projetos selecionados pelo Departamento de Energia Americana (US DOE)

Tabela 3 Investimentos do DOE em projetos de produccedilatildeo de etanol

celuloacutesico nos EUA 2007-2010 (BARROS 2007)

Empresa Localizaccedilatildeo

da planta Mateacuteria-prima

Capacidade (milhotildees de litrosano)

Investimentos (milhotildees US$)

Abegoa Bioe-nergy Corp

Kansas Sabugo de milho

resiacuteduos de trigo etc 431 76

ALICO Inc Floacuterida Resiacuteduos de vegetais

diversos 526 33

BlueFire Ethanol Inc

Califoacuternia Resiacuteduos vegetais e

de madeira 719 40

Broin Companies of Sioux Falls

Iowa Resiacuteduos de milho 94 80

Iogen Biorefinery Partners

Idaho Resiacuteduos agriacutecolas 68 80

Range Fuels Geoacutergia Resiacuteduos de

madeira 151 76

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 26

No Brasil

Uma das empresas brasileiras que mais investem em PampD sobre bior-

refinarias em especial a partir de resiacuteduos da cana-de-accediluacutecar eacute a Petrobras

SA que eacute uma empresa estatal brasileira de economia mista que opera

em 27 paises no segmento de energia prioritariamente nas aacutereas de explo-

raccedilatildeo produccedilatildeo refino comercializaccedilatildeo e transporte de petroacuteleo e seus

derivados no Brasil e no exterior (PETROBRAS 2011)

Segundo Baratelli Junior (2007) a estrateacutegia competitiva da empresa eacute

expandir a participaccedilatildeo no mercado de biocombustiacuteveis liderando a produ-

ccedilatildeo nacional de biodiesel e ampliando a participaccedilatildeo no negoacutecio de etanol

A Tabela 4 apresenta as rotas para produccedilatildeo de biocombustiacuteveis e o estaacutegio

do esforccedilo tecnoloacutegico empreendido pela PetrobrasCENPES para o desen-

volvimento das tecnologias

A Tabela 4 aponta que os biocombustiacuteveis que demandam um esforccedilo

tecnoloacutegico elevado por parte da petrobras satildeo de segunda geraccedilatildeo o eta-

nol de celulose e os combustiacuteveis de piroacutelise e de gaacutes de siacutentese ndash BTL que

por sua vez utilizam como fonte de biomassa mateacuterias de origem celuloacutesica

ndash mateacuteria-prima para as biorrefinarias lignoceluloacutesicas

Com o projeto de desenvolvimento do bioetanol (etanol de lignocelulo-

se) ndash um biocombustiacutevel produzido a partir de resiacuteduos agroindustriais ndash a

Petrobras entra na produccedilatildeo dos chamados biocombustiacuteveis de segunda

geraccedilatildeo (PETROBRAS 2008)

Depois da etapa de testes em laboratoacuterio o projeto de produccedilatildeo de bio-

etanol passa para a fase de testes em escala piloto por meio de uma unida-

de experimental instalada no CENPES Desenvolvida em parceria com a

empresa brasileira Albrecht a planta piloto de etanol de lignocelulose locali-

zada no Centro de Pesquisas da Petrobras (CENPES) eacute uacutenica no Brasil

utilizando a tecnologia enzimaacutetica Para a produccedilatildeo de etanol a partir de re-

siacuteduos agroindustriais a planta utiliza um processo de quebra de moleacuteculas

com accedilatildeo de enzimas O projeto foi desenvolvido pela Petrobras em parceria

com a Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) e outras universida-

des brasileiras

Economia e Energia ndash eampe 27

Qualquer rejeito vegetal pode ser utilizado como fonte de biomassa na

planta experimental mas o sistema estaacute ajustado ao bagaccedilo de cana-de-

accediluacutecar por ser o resiacuteduo agroindustrial mais expressivo no paiacutes Outra ma-

teacuteria prima que seraacute utilizada nos testes eacute a torta de mamona resiacuteduo amilaacute-

ceo do processo de produccedilatildeo do biodiesel a partir de mamona

Combustiacutevel FonteBiomassa Estaacutegio da Tecnologia

Esforccedilo tecno-loacutegico da

Petrobras

Primeira geraccedilatildeo

Etanol de gratildeos e

cana-de-accediluacutecar

Cana de accediluacutecar trigo

milho beterraba Comercial meacutedio

Biodiesel Oacuteleos vegetais

e gorduras Comercial alto

Diesel verde

(hidrotratamento)

Oacuteleos vegetais gordu-

ras e petroacuteleo

Rumo a comercial no

Brasil e Europa alto

Butanol Milho sorgo trigo e

cana-de-accediluacutecar

Projeto BP and Dupont

para produzir monitoramento

Segunda geraccedilatildeo

Etanol celuloacutesico

Resiacuteduos agriacutecolas lascas de

madeira e grama

Projeto IOGEN anuncia

planta comercial alto

Combustiacuteveis da

Piroacutelise (bio-oacuteleo)

Qualquer biomassa

celuloacutesica

Projeto BIOCOUP ndash consoacutercio europeu de 16 empresas desde

2006 ateacute 2011 meacutedio

Combustiacuteveis de Gaacutes de

Siacutentese - BTL

Qualquer biomassa

celuloacutesica

Demonstrado em larga

escala com foacutesseis

Projeto CHOREN para biomassa

anuncia planta comercial

alto

Futuro

Diesel de algas Microalgas cultivadas Escala de laboratoacuterio

em Universidades baixo

Hidrocarbonetos de

biomassa Carbohidratos

Escala de laboratoacuterio

em Universidades prospecccedilatildeo

Tabela 4 Esforccedilo tecnoloacutegico das rotas para produccedilatildeo de biocombustiacuteveis

da Petrobras (Adaptado de BARATELLI JR 2007)

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 28

A planta experimental eacute capaz de produzir cerca de 220 litros de etanol

por tonelada de bagaccedilo de cana-de-accediluacutecar Nesta etapa do projeto de pes-

quisa os pesquisadores trabalham na otimizaccedilatildeo deste processo de produ-

ccedilatildeo e tecircm como objetivo alcanccedilar a marca de 280 litros por tonelada de ba-

gaccedilo no mesmo equipamento Como resultado desta pesquisa a Petrobras

jaacute fez o depoacutesito de dois pedidos de patentes (BR 0605017-4 e BR 0505299-

8) junto ao INPI

A planta-piloto de bioetanol de lignocelulose coloca a Petrobras na posi-

ccedilatildeo de vanguarda em relaccedilatildeo aos biocombustiacuteveis de segunda geraccedilatildeo

aqueles produzidos a partir de resiacuteduos agroindustriais e que natildeo competem

com a produccedilatildeo agriacutecola voltada para alimentos A utilizaccedilatildeo de resiacuteduos

como o bagaccedilo de cana-de-accediluacutecar pode aumentar substancialmente a pro-

duccedilatildeo de etanol sem aumentar a aacuterea plantada elevando a produtividade do

processo jaacute existente pelo aproveitamento de seus resiacuteduos

Desta forma a produccedilatildeo de biocombustiacuteveis em futuro proacuteximo tam-

beacutem poderaacute ser complementar agrave produccedilatildeo de alimentos A Petrobras prevecirc

que em 2010 seraacute construiacuteda uma planta semi-industrial de bioetanol A Fi-

gura 6 apresenta uma ilustraccedilatildeo da rota tecnoloacutegica adotada pela petrobras

para produccedilatildeo do bioetanol lignoceluloacutesico

Figura 6 Rota Tecnoloacutegica adotada pela Petrobras para produccedilatildeo do bioe-

tanol lignoceluloacutesico (BARATELLI JR 2007)

Economia e Energia ndash eampe 29

O processo de fabricaccedilatildeo de etanol a partir de resiacuteduos vegetais eacute divi-

dido em quatro etapas Na primeira etapa haacute o preacute-tratamento do bagaccedilo de

cana sendo adotado o processo de hidroacutelise aacutecida branda onde no reator o

resiacuteduo eacute submetido agrave quebra da estrutura cristalina da fibra do bagaccedilo de

cana e a recuperaccedilatildeo de accediluacutecares mais faacuteceis de hidrolisar

Em seguida vem a etapa de deslignificaccedilatildeo do soacutelido rico em celulose

Eacute retirada a lignina complexo que daacute resistecircncia a fibra e protege a celulose

da accedilatildeo de microorganismos poreacutem apresenta grande inibiccedilatildeo ao processo

fermentativo

Na terceira fase o liacutequido proveniente do preacute-tratamento aacutecido rico em

accediluacutecares eacute fermentado pela levedura Pichia stipitis adaptada para ser utili-

zada nesta fermentaccedilatildeo

O soacutelido proveniente da etapa de deslignificaccedilatildeo rico em celulose tam-

beacutem eacute tratado ele passa por um processo de sacarificaccedilatildeo (transformaccedilatildeo

em accediluacutecares) por meio de enzimas e eacute fermentado pela levedura

Sacharomyces cerevisiae o mesmo fungo utilizado na fabricaccedilatildeo de patildees A

Petrobras ainda estuda as enzimas mais eficazes para este processo de

fabricaccedilatildeo testando enzimas disponiacuteveis no mercado e pesquisando novos

preparados enzimaacuteticos

Na etapa final ambos os liacutequidos provenientes das diferentes fermenta-

ccedilotildees satildeo destilados O produto desta destilaccedilatildeo eacute o etanol que possui as

mesmas caracteriacutesticas daquele fabricado a partir da cana em processo in-

dustrial

Cabe destacar que a accedilatildeo do governo brasileiro natildeo fica restrita a sua

participaccedilatildeo na Petrobras considerando a importacircncia que o tema energias

renovaacuteveis possui na poliacutetica nacional O governo do Brasil investe ainda

recursos em Pesquisa Desenvolvimento e Inovaccedilatildeo (PD amp I) conforme po-

de ser visto na Tabela 5

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 30

Conclusotildees

O tema energias renovaacuteveis estaacute presente na agenda nacional de todas

as naccedilotildees ao redor do globo como uma alternativa viaacutevel em substituiccedilatildeo agraves

fontes de energias foacutesseis como petroacuteleo e carvatildeo Especialistas acreditam

que o processamento da biomassa como fonte de energia combustiacuteveis e

produtos quiacutemicos possa se constituir em uma induacutestria-chave neste seacuteculo

criando assim um novo paradigma industrial Novas tecnologias baseadas

no uso de toda a planta e na integraccedilatildeo de processos tradicionais e novos

deveratildeo ser necessaacuterios

Tabela 5 Investimentos do governo brasileiro em PDampI no aproveitamento

de biomassas desde 2005 (PEREIRA JR 2008)

Instituiccedilatildeo Valor

(Milhotildees R$) Observaccedilotildees

Governo Federal

SIBRATEC 4500 Formaccedilatildeo de redes temaacuteticas para o de-senvolvimento de tecnologias inovadoras incluindo energia renovaacutevel

CNPqMCT 4180 Especiacutefico para biomassabioenergias

15780 Geral incluindo biomassa

FINEP 45000

Apoiar o desenvolvimento de produtos serviccedilos e processos inovadores em em-presas brasileiras atraveacutes de subvenccedilatildeo econocircmica incluindo biocombustiacuteveis

Fundaccedilotildees Estaduais

FAPESP 14800 Projetos especiacuteficos para biomassas e biocombustiacuteveis

FAPEMIG 1095 Biomassas agroenergia

TOTAL R$ 855 milhotildees

Economia e Energia ndash eampe 31

O Brasil encontra-se entre os paiacuteses-alvo para o desenvolvimento de

tais tecnologias devido a sua grande biodiversidade existente e aos conheci-

mentos adquiridos ao longo das uacuteltimas deacutecadas em especial devido a pro-

duccedilatildeo de etanol a partir da cana-de-accediluacutecar

Neste contexto de inovaccedilatildeo uma nova oportunidade de aproveitamento

de biomassa se vislumbra no paiacutes o uso da biomassa lignoceluloacutesica prove-

niente dos resiacuteduos agriacutecolas em especial da induacutestria da cana para produ-

ccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo dentro do contexto das biorrefinarias explorado

neste artigo

Foi observado que iniciativas governamentais estatildeo sendo tomadas de

modo a estabelecer um ambiente adequado para o desenvolvimento de no-

vos produtos e processos No entanto desafios de natureza tecnoloacutegica e

comercial precisam ser vencidos para fazer com que o Brasil mantenha sua

posiccedilatildeo de destaque no agronegoacutecio mundial e produza produtos de maior

valor agregado contribuindo assim para o desenvolvimento da bio-economia

e aproveitando esta janela de oportunidade de aumentar seu crescimento

econocircmico de modo sustentaacutevel

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Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 32

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Paulo Cetesb

Economia e Energia ndash eampe 33

Ensaio

Gripe americana e resfriado no Brasil

Nos fizeram acreditar que um resfriado americano representa certa-

mente uma gripe ou pneumonia por aqui ou seja as crises nos EUA tecircm

resultados imediatos e mais radicais aqui do que laacute Nessa eacutepoca de gripe

americana eacute uacutetil discutir a veracidade histoacuterica dessa afirmaccedilatildeo porque o

simples fato de se acreditar nela jaacute provoca efeitos negativos em nossa eco-

nomia

Celso Furtado ao contraacuterio da crenccedila corrente assinalava que as cri-

ses na economia americana foram sentidas aqui no curto prazo mas de

modo geral acabaram sendo beneacuteficas para a economia brasileira no meacutedio

prazo Ele mostrou em seu livro ldquoO Capitalismo Globalrdquo que a crise de 1929

e 1930 nos EUA produziam jaacute em 1932 um notaacutevel ressurgimento interno

baseado no mercado nacional

A tentativa de encontrar uma correlaccedilatildeo entre as taxas de crescimento

americanas e as brasileiras no periacuteodo 1930 a 2010 (Figura 1) natildeo conduz a

um resultado convincente A situaccedilatildeo natildeo muda introduzindo uma defasagem

de um ou dois anos da variaccedilatildeo do PIB no Brasil em relaccedilatildeo agrave americana

Figura 1 A correlaccedilatildeo entre crescimento no Brasil e nos EUA parece ser

pouco significativa no periacuteodo 1930 a 2010 Dados Ipeadatagovbr

Elaboraccedilatildeo proacutepria

y = 00744x + 47262Rsup2 = 00083

-10

-5

0

5

10

15

-15 -10 -5 0 5 10 15 20 25

Cre

scim

en

to d

o P

IB n

os

EUA

an

o

Crescimento do PIB no Brasil ano

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 34

Figura 2 Variaccedilatildeo do PIB dos EUA e Brasil valores anuais e meacutedia moacutevel

de trecircs anos em azul estatildeo assinalados os periacuteodos em que as economias

parecem estar na mesma fase (variaccedilotildees no mesmo sentido) e

em amarelo os periacuteodos em fase inversa (variaccedilotildees em sentido contraacuterio)

Elaboraccedilatildeo proacutepria

Eacute possiacutevel separar ao longo desses oitenta anos periacuteodos em que os

altos e baixos da taxa de crescimento econocircmico dos EUA e do Brasil estatildeo

na mesma fase do ciclo e outros em que o que aconteceu nos dois paiacuteses

tem sinal inverso Em uma anaacutelise preliminar (Figura 2) pode-se dizer que

os periacuteodos em que estiveram em fase inversa superam os que estiveram

na mesma fase

Pode-se verificar que no periacuteodo a que aludia Celso Furtado (crise de

trinta) as economias dos dois paiacuteses parecem em mesma fase Nota-se no

entanto que a retomada do crescimento no Brasil precedeu agrave americana

como dissera Celso Furtado que ademais se referia tambeacutem a mudanccedilas

qualitativas mais de desenvolvimento que de crescimento que vieram com

a maior atenccedilatildeo no Paiacutes ao consumo interno Em um segundo periacuteodo que

vai da Segunda Guerra Mundial ateacute 1970 as economias de Brasil e EUA

estiveram em fase inversa

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

1920

1930

1940

1950

1960

1970

1980

1990

2000

2010

Var

iaccedilatilde

o a

nu

al d

o P

IB

()

EUA

EUA 3

Brasil

Brasil 3

fase inversa fase inversaem fase em fase

Economia e Energia ndash eampe 35

Em uma terceira fase de 1987 a 1995 a teoria do resfriado americano

funcionou nas crises das mudanccedilas para as deacutecadas de oitenta e noventa

(repercussotildees simultacircneas e maiores em nossa economia) e na retomada

do meio da deacutecada de oitenta Cabe lembrar que os episoacutedios dessas crises

marcaram a alta de juros e falecircncia mexicana (1982) e crises de hiperinfla-

ccedilatildeo em paiacuteses como a Argentina que estavam muito mais proacuteximos de nos-

sa realidade

Nos uacuteltimos quinze anos estivemos em fase inversa com os EUA em

1998 eles estavam no auge da era Clinton e o Brasil passando por um fosso

em sua taxa de crescimento anual Depois comeccedilaram a experimentar que-

da no seu crescimento enquanto a economia brasileira tinha as taxas de

crescimento em elevaccedilatildeo

Na Figura 3 buscou-se a correlaccedilatildeo linear entre as variaccedilotildees do PIB

nos periacuteodos assinalados na Figura 2 e os resultados confirmam a avalia-

y = 03893x + 43207Rsup2 = 07113

-2

0

2

4

6

8

10

-20 -10 0 10 20

19301937 y = -0311x + 75908Rsup2 = 0314

0

2

4

6

8

10

12

-10 0 10 20

19381970

y = 18054x - 32349Rsup2 = 04684

-20

-10

00

10

20

30

40

50

60

00 10 20 30 40

19871995y = -0362x + 40064

Rsup2 = 02656

00

10

20

30

40

50

60

-20 00 20 40 60

19952010

Figura 3 Comportamento dos crescimentos dos PIB americano (na vertical)

e brasileiro (na horizontal) para os intervalos de tempo assinalados na figura

anterior

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 36

ccedilatildeo qualitativa Ou seja nos periacuteodos em fase existe uma correlaccedilatildeo positi-

va entre os crescimentos americano e brasileiro nos periacuteodos assinalados

com amarelo a relaccedilatildeo eacute negativa

A mudanccedila de intensidade e sentido da correlaccedilatildeo nos faz pensar que

a possiacutevel dependecircncia entre o crescimento brasileiro e o americano natildeo eacute

direta eacute muito mais complexa e para fazer sentido deve ser estudada por

periacuteodos histoacutericos O que se conclui eacute que a ldquoteoria do resfriadordquo natildeo expli-

ca o passado mesmo quando ainda eacuteramos muito mais dependentes dos

EUA

No final de 2008 configurou-se uma crise nos EUA que teve reflexo no

ano seguinte no Brasil que registrou uma queda no PIB de 06 O consu-

mo no entanto cresceu no ano 24 Em 2010 o ldquopibatildeordquo de 75 fez com

que no seu conjunto os anos de 2009 e 2010 possam ser considerados

como anos normais O consumo cresceu na meacutedia 45 mais que na meacute-

dia do periacuteodo Lula (40) Jaacute o PIB cresceu 33 um pouco abaixo da meacute-

dia tambeacutem de 40 ao ano do governo passado Os dados vecircm das Con-

tas Nacionais Trimestrais do IBGE A defasagem entre o crescimento da

produccedilatildeo e do consumo foi praticamente coberta com importaccedilotildees e menor

investimento Ou seja a queda do PIB em 2009 se deveu a nosso ver a

uma reduccedilatildeo exagerada da oferta pelo setor produtivo em virtude de uma

leitura equivocada do efeito da crise americana sobre a economia brasileira

O crescimento nos dois anos poacutes-crise nos EUA foi normal passou a

primeira ldquomarolardquo E agora Entraremos na mesma fase de ciclo dos EUA

Page 9: Economia e Energia · população ou na superfície mundial: foi o fato de serem os “vencedores” da 2ª Guerra Mundial. Num primeiro momento, somente os EUA possuíam ar-0 10.000

Economia e Energia ndash eampe 9

Rank PIB

PPPC Paiacutes

Armamento

Nuclear

Domiacutenio do

Ciclo de

Combustiacutevel

Reatores de

Pesquisa

em operaccedilatildeo

1 EUA Proacuteprio Sim 82

2 China Proacuteprio Sim 13

3 Japatildeo Guarda Chuva Sim 19

4 Iacutendia Proacuteprio Sim 5

5 Alemanha Compartilhado Sim 21

6 Ruacutessia Proacuteprio Sim 20

7 Reino Unido Proacuteprio Sim 9

8 Brasil Natildeo Sim 4

9 Franccedila Proacuteprio Sim 19

10 Itaacutelia Compartilhado Desativado 5

Tabela 3 Armamentos nucleares e domiacutenio do ciclo de combustiacutevel nos dez

paiacuteses de maior atividade econocircmica

Fontes (IAEA 2010) (World Nuclear Association 2011)

Dos dez maiores paiacuteses seis possuem armamento nuclear proacuteprio Ale-

manha e Itaacutelia satildeo membros da OTAN tendo armazenado em seus territoacute-

rios numerosos artefatos nucleares ldquocompartilhadosrdquo As condiccedilotildees detalha-

das de como se processa esse compartilhamento natildeo satildeo exatamente co-

nhecidas Sabe-se no entanto que por exemplo existem na Alemanha

aviotildees de combate Tornado da Forccedila Aeacuterea Alematilde (Luftwaffe) prontos para

sob comando da OTAN serem armados com artefatos nucleares

(KRISTENSEN 2005) Sabe-se ainda que cabe ao comandante da OTAN

ouvido o comando dos EUA junto agravequela organizaccedilatildeo a decisatildeo sobre o

uso do armamento nuclear compartilhado (GAO 2011)

O Japatildeo tem um acordo com os EUA que garante um ldquoguarda-chuvardquo

de proteccedilatildeo nuclear que implica a existecircncia de armas nucleares a uma dis-

tacircncia relativamente curta das potenciais ameaccedilas Isto faz crer na presenccedila

de armamento nuclear em embarcaccedilotildees e aeronaves em aacuteguas territoriais

japonesas senatildeo em seu proacuteprio solo nacional ainda que controlado pelos

americanos Ao menos no passado existem indiacutecios claros (documentos

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 10

liberados em consequumlecircncia do Freedom of Information Act ndash FOIA dos EUA)

de que armas nucleares estiveram nos espaccedilos territorial mariacutetimo e aeacutereo

japonecircs (KRISTENSEN 1999) A contestaccedilatildeo da eficaacutecia desse guarda-

chuva de proteccedilatildeo e a consequumlente discussatildeo quanto agrave conveniecircncia do

paiacutes ter sua forccedila nuclear proacutepria para defender-se de eventuais ataques eacute

tema recorrente na poliacutetica interna do Japatildeo que recrudesce sempre que

ocorrem tensotildees com a China (disputas territoriais por ilhas) e Coreacuteia do

Norte (testes nucleares e de miacutesseis de longo alcance)

No que concerne ao domiacutenio do ciclo nuclear e agrave geraccedilatildeo eleacutetrica nu-

clear apenas a Itaacutelia natildeo manteacutem atualmente atividades na aacuterea em virtude

de decisatildeo poliacutetica tomada (referendo popular em 1987) sob a forte influecircn-

cia emocional do acidente de Tchernobyl (1986) tendo sua uacuteltima usina nu-

clear sido desligada definitivamente em 1990 No contexto de uma crise poliacute-

tica interna do governo Berlusconi agravada pelo acidente de Fukushima a

retomada das atividades nucleares na Itaacutelia foi rejeitada por recente referen-

do popular em junho de 2011

Por lei de 2001 a Alemanha se comprometeu ao desligamento definiti-

vo de todas as suas usinas nucleares ateacute 2022 O Governo da Chanceler

Angela Merkel conseguiu aprovar no Bundestag nova lei que postergou tal

decisatildeo por 10 anos Essa mudanccedila deveu-se principalmente agraves dificulda-

des teacutecnicas que a Alemanha enfrenta para cumprir simultaneamente essa

decisatildeo poliacutetica e as metas de reduccedilatildeo de emissotildees de gases de efeito es-

tufa bem como manter uma razoaacutevel seguranccedila energeacutetica nacional mini-

mizando importaccedilotildees de eletricidade dos paiacuteses vizinhos e de combustiacuteveis

foacutesseis em especial gaacutes natural da Ruacutessia

Entretanto apoacutes o acidente de Fukushima (marccedilo de 2011) e tambeacutem

no contexto de uma crise poliacutetica interna ligada agrave proximidade de eleiccedilotildees

esse mesmo governo voltou atraacutes recentemente mantendo a data limite de

2022 Entretanto o governo alematildeo natildeo tem uma poliacutetica de abandono das

atividades ligadas ao ciclo do combustiacutevel nuclear nem de banimento de

armas nucleares de seu territoacuterio atitude essa no miacutenimo contraditoacuteria

Essas decisotildees poliacuteticas poreacutem natildeo impedem que Itaacutelia e Alemanha

importem significativas parcelas de seu consumo de eletricidade de paiacuteses

geradores de energia nuclear como Franccedila Eslovecircnia Hungria e Repuacuteblica

Tcheca

Economia e Energia ndash eampe 11

Note-se que tanto a Itaacutelia como a Alemanha estavam no caminho de

desistir da renuacutencia agrave geraccedilatildeo nuacutecleo-eleacutetrica quando ocorreu o acidente de

Fukushima num contexto de crise poliacutetica interna o que fez esses paiacuteses

reafirmarem sua posiccedilatildeo anterior de abandono das usinas nucleares

Na Tabela 4 estatildeo indicados os dados de geraccedilatildeo de energia eleacutetrica e

da participaccedilatildeo nuclear A tabela tambeacutem indica as reservas estimadas de

uracircnio dos paiacuteses (soacute satildeo indicadas as reservas relevantes do ponto de vis-

ta mundial) A posse de reservas de uracircnio eacute naturalmente um fator a ser

levado em conta nas decisotildees sobre a energia nuclear no Paiacutes

Tabela 4 Geraccedilatildeo de energia eleacutetrica e participaccedilatildeo nuclear nos dez paiacuteses

de maior atividade econocircmica

Rank

PIB

PPPC

Paiacutes

Usinas Nucleares

em operaccedilatildeo

(+ em construccedilatildeo)

Potecircncia

Instalada

Mw(e)

Participa-

ccedilatildeo na Ge-

raccedilatildeo Eleacute-

trica

Reservas

Uracircnio

(ton de U)

1 EUA 104 (+1) 100747 20 339000

2 China 11 (+20) 8438 2 67900

3 Japatildeo 54 (+1) 46823 29 x

4 Iacutendia 18 (+5) 3987 3 72900

5 Alemanha 17

(em desativaccedilatildeo) 20480 28 x

6 Ruacutessia 31 (+9) 21743 17 545700

7 Reino

Unido 19 10137 16 x

8 Brasil 2 (+1) 1884 3 278400

9 Franccedila 59 (+1) 63260 74 x

10 Itaacutelia 4 (desativadas) - - -

Fonte (IAEA 2010)

Cabe ressaltar que Brasil Ruacutessia e EUA satildeo os uacutenicos paiacuteses do mun-

do que possuem grandes reservas de uracircnio domiacutenio tecnoloacutegico de todas

as etapas de produccedilatildeo do combustiacutevel nuclear e um parque de geraccedilatildeo eleacute-

trica nuclear em operaccedilatildeo Ruacutessia e EUA entretanto possuem capacidade

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 12

industrial instalada suficiente para garantir auto-suficiecircncia na produccedilatildeo de

combustiacutevel nuclear O Brasil tem tal capacidade nas etapas de mineraccedilatildeo

beneficiamento e fabricaccedilatildeo faltando poreacutem instalaccedilotildees industriais com

capacidade suficiente para atender as necessidades nacionais nas etapas

de conversatildeo e de enriquecimento apesar de possuir unidades piloto com

capacidade de produccedilatildeo limitada desde o final dos anos 80

Conclusatildeo

O Brasil eacute dentre as dez maiores economias mundiais o uacutenico paiacutes

que natildeo possui natildeo armazena em seu territoacuterio e nem considera a possibili-

dade de uso de armas nucleares estrangeiras na sua estrateacutegia de defesa

Juntamente com Nova Zelacircndia o Brasil eacute o uacutenico paiacutes do mundo que pros-

creveu os usos natildeo paciacuteficos da energia nuclear na sua proacutepria Constituiccedilatildeo

Federal O Brasil eacute signataacuterio do Tratado de Natildeo Proliferaccedilatildeo Nuclear e do

Tratado de Tlatelolco este uacuteltimo estabelecendo a Ameacuterica Latina e Caribe

como uma zona livre de armas nucleares

O Acordo Brasil Argentina que eliminou uma potencial corrida por ar-

mas nucleares na regiatildeo e que criou a Agecircncia Brasileiro Argentina de Con-

tabilidade e Controle de Materiais Nucleares (ABACC) completa 20 anos em

2011 O Acordo assegurou o clima poliacutetico favoraacutevel para que o MERCOSUL

fosse posteriormente instalado Esse bloco econocircmico serviu de base para o

avanccedilo da integraccedilatildeo econocircmica do Continente Sul-Americano O espaccedilo

econocircmico que assim se abriu eacute de grande importacircncia para o continente O

comeacutercio com a Argentina que era quase despreziacutevel alccedilou nosso vizinho agrave

posiccedilatildeo de segundo maior parceiro comercial do Brasil

Ao Brasil interessa manter sua posiccedilatildeo de uso apenas paciacutefico da ener-

gia nuclear Isso daacute ao paiacutes um caraacuteter uacutenico junto aos ldquodez maisrdquo da econo-

mia mundial que se reflete numa autoridade moral e eacutetica que pode ser ex-

plorada politicamente em diversas situaccedilotildees como por exemplo a reforma

do Conselho de Seguranccedila da ONU e a arbitragem de crises internacionais

Essa ldquovantagem competitivardquo eacute muito mais valiosa do que a posse de armas

nucleares que ao final das contas seriam feitas para nunca serem usadas

Entretanto os quadros apresentados mostram de forma inequiacutevoca a

importacircncia estrateacutegica do Brasil se manter ativo na exploraccedilatildeo dos usos

paciacuteficos da energia nuclear expandindo seu domiacutenio tecnoloacutegico e capaci-

Economia e Energia ndash eampe 13

dade industrial instalada nos diversos setores associados como produccedilatildeo

de radioisoacutetopos para medicina induacutestria e agricultura produccedilatildeo de com-

bustiacutevel nuclear e geraccedilatildeo eleacutetrica

O Plano Nacional de Energia (PNE) que prevecirc a conclusatildeo de Angra 3

ateacute 2015 e a implantaccedilatildeo de 4000 MW nucleares adicionais ateacute 2030 junta-

mente com as metas estabelecidas para a autosuficiecircncia na produccedilatildeo do

combustiacutevel nuclear que mantecircm nas duas proacuteximas deacutecadas uma partici-

paccedilatildeo do nuclear na geraccedilatildeo eleacutetrica proacutexima da atual tambeacutem eacute por ne-

cessidades de diversificaccedilatildeo da matriz energeacutetica uma opccedilatildeo sensata do

ponto de vista energeacutetico

Bibliografia

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FMI citado na Wikipedia (2010) consultado Junho 2011 disponiacutevel em httpenmwikipediaorg

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GUIMARAES L S A (contra) Ameaccedila Nuclear in Revista Mariacutetima Brasileira vol 130 seacuterie 0406 maio de 2010

GAO (May 2011) NUCLEAR WEAPONS- DOD and NNSA Need to Better Manage Scope of Future Refurbishments and Risks to Maintaining US Commitments to NA-TO Washington - DC - USA United States Government Accountability Office dispo-niacutevel em httpwwwgaogovproductsGAO-11-387

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World Nuclear Association (Julho 2011) World Nuclear Power Reactors amp Uranium Requirements Consultado julho 2011 em httpwwwworld-nuclearorginforeactorshtml

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 14

1 - Fundaccedilatildeo Instituto Brasileiro de Geografia e Estatiacutestica (IBGE) ndash Diretoria Executiva ndash CRM ndash Av Franklin Roosevelt 146 6ordm andar sala 602 ndash Centro ndash Rio de JaneiroRJ Escola de Quiacute-mica da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) Cidade Universitaacuteria ndash Centro de Tec-nologia Bloco E ndash 2ordm nadir ndash DPO ndash Aacuterea de Gestatildeo e Inovaccedilatildeo Tecnoloacutegica ndash Rio de JaneiroRJ ndash CEP 21949-900 email marciafribeiroyahoocombr

2 - Escola de Quiacutemica da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) Cidade Universitaacuteria ndash Centro de Tecnologia Bloco E ndash 2ordm nadir ndash DPO ndash Aacuterea de Gestatildeo e Inovaccedilatildeo Tecnoloacutegica ndash Rio de JaneiroRJ ndash CEP 21949-900 email suzanaeqcombr

3 - Escola de Quiacutemica da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) Cidade Universitaacuteria ndash Centro de Tecnologia Bloco E ndash 2ordm nadir ndash DEB ndash Aacuterea de Processos Bioquiacutemicos ndash Rio de JaneiroRJ ndash CEP 21949-900 email gimeneseqcombr

Artigo

Iniciativas para o uso da biomassa lignoceluloacutesica

em biorrefinarias a plataforma sucroquiacutemica no

mundo e no Brasil

Maacutercia Franccedila Ribeiro Fernandes dos Santos1 Suzana Borschiver2

Maria Antonieta Peixoto Gimenes Couto3

Resumo

Petroacuteleo gaacutes natural e seus derivados representam 55 do consumo

mundial de energia no entanto eles natildeo vatildeo durar mais do que algumas

deacutecadas Assim se faz necessaacuterio encontrar substitutos para estes combus-

tiacuteveis e uma alternativa que se apresenta eacute a utilizaccedilatildeo de mateacuteria orgacircnica

renovaacutevel (biomassa) Este artigo apresenta as iniciativas adotadas no mun-

do e em especial no Brasil sobre o uso de mateacuterias-primas lignoceluloacutesicas

no contexto da biorrefinaria O enfoque seraacute dado na plataforma sucroquiacutemi-

ca para a produccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo tendo em vista a posiccedilatildeo de

destaque neste segmento de mercado no agronegoacutecio nacional O levanta-

mento das informaccedilotildees disponibilizadas na literatura foi obtido por meio de

uma pesquisa bibliograacutefica Os resultados sugerem que a tecnologia ainda

estaacute em fase de pesquisa e desenvolvimento e desperta grande interesse

para consolidar o mercado mundial de etanol

Palavras-chave biorrefinaria biomassa mateacuteria-prima lignoceluloacutesica eta-

nol Brasil

Economia e Energia ndash eampe 15

Abstract

Oil natural gas and their products represent 55 of global energy con-

sumption yet they will not last more than a few decades Thus it is neces-

sary to find substitutes for these fuels and an alternative that presents itself is

the use of organic matter (biomass) This article presents the initiatives taken

in the world and especially in Brazil on the use of raw materials in the con-

text of lignocellulosic biorefinery The focus will be on the sugar platform for

the production of second-generation ethanol aimed at a prominent position

of this market segment in the national agribusiness The survey of informati-

on availability in the literature was obtained through a search The results

suggest that the technology is still undergoing research and development

and it arouse great interest for consolidating the ethanol global market

Keywords biorefinery biomass lignocelulosic feedstock ethanol Brazil

Introduccedilatildeo

As mudanccedilas climaacuteticas e a elevaccedilatildeo das cotaccedilotildees do petroacuteleo aliadas

agraves necessidades estrateacutegicas de produccedilatildeo de energia tecircm motivado uma

corrida sem precedentes agrave produccedilatildeo de combustiacuteveis alternativos preferen-

cialmente de fontes renovaacuteveis de energia (BUCKERIDEG et al 2010)

O uso da biomassa para energia cresce em importacircncia como uma das

vias de mitigaccedilatildeo dos problemas citados acima Existem diferentes rotas

para converter a energia da biomassa em fluxo de energia final desejado

quer seja na forma de calor combustiacutevel ou energia eleacutetrica (SEABRA

2008)

Assim abrem-se oportunidades para o desenvolvimento de uma induacutes-

tria baseada em mateacuterias primas renovaacuteveis Aleacutem dos biocombustiacuteveis jaacute

conhecidos um fluxo de inovaccedilotildees em desenvolvimento pode estar lanccedilan-

do as bases de uma induacutestria integrada de exploraccedilatildeo da biomassa

(COUTINHO amp BONTEMPO 2010)

Neste cenaacuterio o Brasil desponta em uma posiccedilatildeo privilegiada para as-

sumir a lideranccedila no aproveitamento integral das biomassas pelo fato de

apresentar grande potencial de cultivo de mateacuterias-primas renovaacuteveis dis-

pondo de vantagens comparativas e competitivas tais como (i) culturas agriacute-

colas de grande extensatildeo (destaque para a induacutestria da cana-de-accediluacutecar) (ii)

maior biodiversidade do planeta (iii) intensa radiaccedilatildeo solar (iv) aacutegua em

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 16

abundacircncia (v) diversidade de clima e (vi) pioneirismo na produccedilatildeo de bio-

combustiacutevel etanol (CGEE 2010) O paiacutes reuacutene ainda condiccedilotildees para ser o

principal receptor de recursos de investimentos oriundos do mercado de car-

bono no segmento de produccedilatildeo e uso de bioenergia

Hoje o Brasil desfruta de uma posiccedilatildeo confortaacutevel com relaccedilatildeo agrave tecno-

logia da produccedilatildeo de etanol Neste setor o Brasil eacute liacuteder mundial na produ-

ccedilatildeo de cana-de-accediluacutecar etanol e accediluacutecar com 5727 milhotildees de toneladas

277 bilhotildees de litros e 313 milhotildees de toneladas respectivamente na safra

de 20082009 (CORTEZ 2010)

Em meacutedia 50 da cana colhida eacute destinada agrave produccedilatildeo de aacutelcool e os

demais 50 satildeo destinados agrave produccedilatildeo de accediluacutecar Cerca de 23 do accediluacutecar

produzido eacute destinado ao mercado externo enquanto que o restante atende

ao mercado interno Quanto a produccedilatildeo de aacutelcool cerca de 85 eacute direcio-

nado ao mercado interno sendo que destes 90 satildeo destinados ao seu

uso como carburante e o restante atender ao mercado externo (BASTOS

2007)

Entretanto para preservar essa posiccedilatildeo num cenaacuterio competitivo em

que outros players estatildeo interessados em se desenvolver com pesados in-

vestimentos em Pesquisa amp Desenvolvimento (PampD) o Brasil precisa manter

investimentos compatiacuteveis na geraccedilatildeo de novas tecnologias e formaccedilatildeo de

competecircncias (BUCKERIDEG et al 2010)

Atualmente a conversatildeo pela rota sucroquiacutemica de material lignoceluloacute-

sico presente na palha e no bagaccedilo da cana-de-accediluacutecar em accediluacutecares fer-

mentaacuteveis para a produccedilatildeo de etanol denominado de etanol de 2ordf geraccedilatildeo

vem sendo considerada no Brasil como uma alternativa promissora para

atender agrave demanda mundial

Assim o presente artigo tem como objetivo principal expor as iniciativas

adotadas no mundo e em especial no Brasil sobre o uso de mateacuterias-

primas lignoceluloacutesicas no contexto da biorrefinaria O enfoque seraacute dado na

plataforma sucroquiacutemica para a produccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo tendo em

vista a posiccedilatildeo de destaque neste segmento de mercado no agronegoacutecio

nacional

Economia e Energia ndash eampe 17

Conceito de Biorrefinaria

De acordo com Fernando et al (2006) o conceito de produzir produtos a

partir de commodities agriacutecolas como a biomassa natildeo eacute novo no entanto

utilizar a biomassa como insumo na produccedilatildeo de vaacuterios produtos de maneira

similar a uma refinaria de petroacuteleo onde combustiacuteveis foacutesseis satildeo usados

como input eacute relativamente novo Seu principal objetivo eacute transformar os

materiais bioloacutegicos em produtos utilizaacuteveis nas induacutestrias de transformaccedilatildeo

usando uma combinaccedilatildeo de tecnologias e processos biotecnoacutegicos

Os princiacutepios baacutesicos da refinaria de petroacuteleo tradicional e a biorrefinaria

satildeo representados esquematicamente na Figura 1 Uma refinaria de petroacuteleo

fornece principalmente combustiacuteveis para transportes e energia e somente

uma fraccedilatildeo relativamente pequena eacute usada na induacutestria quiacutemica Em uma

biorrefinaria uma quantidade relativamente maior eacute usada para a quiacutemica e

a utilizaccedilatildeo de materiais De acordo com Kamm et al (2006) os bioprodutos

industriais soacute podem competir com aqueles oriundos da petroquiacutemica quan-

do os recursos de biomassa satildeo processadas atraveacutes de sistemas de forma

otimizada nos sistemas das biorrefinarias onde novas cadeias de valor satildeo

desenvolvidas e implementadas

Figura 1 Refinaria de petroacuteleo versus biorrefinaria

(KAMM et al 2006)

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 18

Em seus estudos Ree amp Annevelink (2007) apontam a existecircncia de

sete tipos de biorefinarias que ainda estatildeo na fase de pesquisa e desenvol-

vimento (i) Biorrefinarias Convencionais (ii) Biorrefinarias Verdes (iii) Biore-

finarias de Cereais (iv) Biorrefinarias de Material Lignoceluloacutesico (v) Biorre-

finarias de Duas Plataformas (vi) Biorrefinarias Termoquiacutemicas e (vii) Bior-

refinarias Aquaacuteticas

Biorrefinaria de Materiais Lignoceluloacutesicos

A biorefinaria a partir de materiais lignoceluloacutesicos usa um mix de fon-

tes de biomassa para a produccedilatildeo de uma seacuterie de produtos por meio de u-

ma combinaccedilatildeo de tecnologias Tal biorefinaria consiste de trecircs fraccedilotildees quiacute-

micas baacutesicas (a) hemicelulose poliacutemeros de accediluacutecar com cinco carbonos

(b) celulose poliacutemeros de glucose com seis carbonos e (c) lignina poliacuteme-

ros de fenol (FERNANDO et al 2006) A Figura 2 apresenta os produtos que

podem ser obtidos a partir destas fraccedilotildees quiacutemicas

Figura 2 Produtos potenciais obtidos na Biorrefinaria de Material Lignocelu-

loacutesico (KAMM et al 2006)

Economia e Energia ndash eampe 19

Segundo Pereira Juacutenior et al (2008) a utilizaccedilatildeo de biomassa lignoce-

luloacutesica dentro do contexto da biorrefinaria eacute fundamentada em duas plata-

formas distintas conforme o conceito de Biorrefinarias de Duas Plataformas

ilustrado na Figura 3 que visam fornecer ldquoblocos de construccedilatildeordquo para obter

uma variedade de produtos

A plataforma termoquiacutemica eacute baseada em processos de conversatildeo ter-

moquiacutemica pela reaccedilatildeo de mateacuteria-prima em altas temperaturas com uma

quantidade de oxigecircnio controlada (gaseificaccedilatildeo) para produzir gaacutes de siacutente-

se (CO + H2) ou na ausecircncia de oxigecircnio (piroacutelise) para produzir bio-oacuteleo

que depois de um processo de hidrodeoxigenaccedilatildeo produz uma mistura liacutequi-

da de hidrocarbonetos similar agravequeles presentes no petroacuteleo

Figura 3 Conceito da Biorrefinaria de Duas Plataformas

(KAMM et al 2006)

A plataforma de accediluacutecar tambeacutem conhecida como sucroquiacutemica objeto

de estudo do artigo eacute baseada em processos de conversatildeo quiacutemica e bio-

quiacutemica de accediluacutecares extraiacutedos da biomassa mediante uma separaccedilatildeo de

seus componentes principais Para isto o preacute-tratamento eacute essencial visan-

do a desorganizaccedilatildeo do complexo lignoceluloacutesico e como consequumlecircncia au-

mento da acessibilidade das enzimas agraves moleacuteculas de celulose (PEREIRA

JR et al 2008)

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 20

O preacute-tratamento que consiste em submeter o material lignoceluloacutesico

a uma seacuterie de operaccedilotildees visa promover a quebra das ligaccedilotildees que unem

as macroestruturas Tais operaccedilotildees satildeo responsaacuteveis pela adequaccedilatildeo da

mateacuteria-prima como por exemplo o bagaccedilo da cana-de-accediluacutecar agraves condi-

ccedilotildees de transformaccedilatildeo por parte dos micro-organismos Estas podem ser

classificadas como fiacutesicas fiacutesico-quiacutemicas quiacutemicas e bioloacutegicas conforme

o agente que atua na alteraccedilatildeo estrutural (SCHLITTLER 2006) A Figura 4

mostra um esquema simplificado para a separaccedilatildeo dos principais compo-

nentes dos materiais lignoceluloacutesicos

Figura 4 Separaccedilatildeo dos componentes lignoceluloacutesicos

(PEREIRA JR et al 2008)

Pereira Jr (2006) observa que a decisatildeo de usar um ou outro processo

de hidroacutelise depende tambeacutem do tipo de material lignoceluloacutesico empregado

Na hidroacutelise da hemicelulose (que ocorre em condiccedilotildees mais brandas do

que no caso da celulose) a estrateacutegia tem sido a utilizaccedilatildeo de aacutecido sulfuacuteri-

co diluiacutedo No caso da celulose como a hidroacutelise quiacutemica requer condiccedilotildees

de alta severidade (elevadas temperaturas grandes tempos de exposiccedilatildeo e

altas concentraccedilotildees de aacutecido) pela maior resistecircncia ao ataque hidroliacutetico o

uso da hidroacutelise enzimaacutetica seria mais indicado (pela ausecircncia de condiccedilotildees

severas) tal estrateacutegia tecnoloacutegica difere da concepccedilatildeo de processos anti-

gos em que se buscava a hidroacutelise quiacutemica conjunta da celulose e da hemi-

celulose pois satildeo polissacariacutedeos com diferentes suscetibilidades ao ataque

hidroliacutetico

Economia e Energia ndash eampe 21

A hidroacutelise total da celulose gera apenas glicose que pode ser converti-

da a uma seacuterie de substacircncias quiacutemicas e bioquiacutemicas conforme ilustrado

na Figura 2 com destaque para a sua conversatildeo bioloacutegica a etanol dito de

2ordf geraccedilatildeo por ser obtido a partir de materiais lignoceluloacutesicos

Esta nova plataforma tecnoloacutegica pode revolucionar segmentos industri-

ais como no caso do Brasil que gera uma grande quantidade de resiacuteduos

como o bagaccedilo da cana-de-accediluacutecar no entanto a utilizaccedilatildeo efetiva dos ma-

teriais lignoceluloacutesicos em processos microbioloacutegicos esbarra em dois obstaacute-

culos principais a estrutura cristalina da celulose altamente resistente agrave

hidrolise e a associaccedilatildeo lignina-celulose que forma uma barreira fisica que

impede o acesso enzimaacutetico ou microbioloacutegico ao substrato (CGEE 2010)

Adicionalmente a hidroacutelise acida da celulose apresenta o inconveniente de

requerer o emprego de elevadas temperatura e pressatildeo levando agrave destrui-

ccedilatildeo de parte dos carboidratos e agrave obtenccedilatildeo de produtos de degradaccedilatildeo toacutexi-

cos aos microrganismos A sacarificaccedilatildeo enzimaacutetica por sua vez requer o

emprego de preacute-tratamentos fiacutesicos (moagem aquecimento irradiaccedilatildeo) ou

quiacutemicos (acido sulfuacuterico acido fosfoacuterico aacutelcalis) para atingir rendimentos

viaacuteveis

Potencial Brasileiro para geraccedilatildeo de mateacuteria-prima lignoceluloacutesica

Tendo em vista a vasta biodiversidade encontrada em seu territoacuterio o

Brasil dispotildee de uma grande variedade de resiacuteduos agriacutecolas e agroindustri-

ais cujo bioprocessamento desperta um grande interesse econocircmico e soci-

al Dentre estes exemplos figuram os resiacuteduos derivados de atividades tais

como as induacutestrias de papel e celulose (sepilho maravalhas e cavacos des-

classificados de eucalipto e pinus) serrarias (serragem) usinas de accediluacutecar e

aacutelcool (bagaccedilo de cana-de-accediluacutecar) e de um modo geral unidades de produ-

ccedilatildeo agriacutecola geradoras de resiacuteduos de culturas como a palha de cereais de

milho de trigo sabugo de milho cascas de arroz e de aveia dentre outros

(RAMOS 2000)

No Brasil a quantidade de resiacuteduos lignoceluloacutesicos gerada anualmen-

te eacute de aproximadamente 350 milhotildees de toneladas (PEREIRA JR 2007)

Considerando que uma das principais fontes de materiais lignoceluloacutesicos eacute

o setor sucroalcoleiro e adotando o teor de celulose hemicelulose e lignina

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 22

no bagaccedilo como paracircmetro de comparaccedilatildeo[1]

chega-se a quantidade poten-

cial respectivamente de 1645 9625 e 7105 milhotildees de toneladas que po-

dem ser obtidas a partir de resiacuteduos lignoceluloacutesicos no Brasil

Metodologia

Este trabalho tem como objetivo apresentar as iniciativas tomadas no

mundo e especialmente no Brasil com relaccedilatildeo ao uso de mateacuterias-primas

no contexto de biorrefinaria de materiais lignoceluloacutesicos O enfoque seraacute

dado na plataforma sucroquiacutemica para a produccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo

tendo em vista a posiccedilatildeo de destaque neste segmento de mercado no agro-

negoacutecio nacional A metodologia adotada neste estudo exploratoacuterio foi base-

ada na literatura e em documentos obtidos a partir de uma pesquisa de in-

formaccedilotildees disponibilizadas na literatura Para atingir o objetivo a informaccedilatildeo

eacute apresentada de modo a fornecer um panorama dos esforccedilos mundiais e

brasileiro em pesquisa para o desenvolvimento de novas tecnologias relacio-

nadas agrave obtenccedilatildeo do etanol de segunda geraccedilatildeo

Resultados

No Mundo

Apesar de atualmente natildeo existir nenhuma planta comercial para pro-

duccedilatildeo de etanol a partir de materiais lignoceluloacutesico muitas plantas-piloto e

de demonstraccedilatildeo jaacute foram desenvolvidas e diversos projetos comerciais es-

tatildeo em desenvolvimento A Tabela 1 apresenta as empresas mundiais que

vecircm empregando tecnologias para produccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo e infor-

maccedilotildees complementares

A Tabela 1 revela que a maior parte das empresas encontradas explora

o conceito de biorrefinaria de acordo com a plataforma sucroquiacutemica A mai-

oria das plantas estaacute localizada nos EUA mas paiacuteses como Canadaacute Sueacute-

cia Finlacircndia Ruacutessia e Japatildeo tambeacutem satildeo sedes de algumas iniciativas

1 - Bagaccedilo de cana eacute composto de 47 de celulose 275 de hemicelulose e 203-263 de

lignina (AGUIAR 2010)

Economia e Energia ndash eampe 23

Tabela 1 Empresas que empregam tecnologias para a produccedilatildeo de etanol

de 2ordf geraccedilatildeo e caracteriacutesticas de processo (CGEE 2010)

Empresa Paiacutes de origem

Caracteriacutesticas de processo

Localiza-ccedilatildeo

Capacidade (m

3ano)

AE Biofuels EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Montana 567

Blue Fire Ethanol

EUA Japatildeo

Hidroacutelise com aacutecido concentrado

California Izumi

12110 Natildeo deter-

minado

Chempolis Ou

Finlacircndia Hidroacutelise com aacuteci-do diluiacutedo

Oulu Natildeo deter-

minado

Iogen Canadaacute Hidroacutelise enzimaacutetica

Ontario 4000

KL Energy EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Wyoming 5680

Lignol E-nergy

Canadaacute Preacute-tratamento Organosolv

Vancou-ver

2500

Mascoma EUA Natildeo determinado New York 1890

Poet EUA Natildeo determinado South Dakota

75

Sekab Sueacutecia Hidroacutelise enzimaacutetica

Natildeo de-terminado

Natildeo determinado

STI Finlacircndia Natildeo determinado

Lappeen-ranta Hamina Narpio

1000 1000 1000

St Peters-burgo State Forest-Technical Academy

Ruacutessia Hidroacutelise com aacuteci-do diluiacutedo

13 unida-des no paiacutes

Natildeo determinado

Sun Opra Canadaacute Hidroacutelise enzimaacutetica

China Natildeo

determinado

University of Florida

EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Florida 7570

Verenium EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Lousiana Japan

5300 4920

A Tabela 2 mostra os projetos aprovados pelo Departmento de Energia

dos EUA (US DOE) para a construccedilatildeo de pequenas biorrefinarias no paiacutes

ao final de 2008

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 24

Tabela 2 Projetos aprovados pelo US DOE para a construccedilatildeo de pequenas

biorrefinarias nos EUA (US DOE 2009 apud CGEE 2010)

Empresa Custo Total

106 US$

Participaccedilatildeo US DOE 106 US$

Capacidade anual de produccedilatildeo

Localizaccedilatildeo Mateacuterias-primas Tecnologia

Verenium 9135 760 1500000 Jennings LA

Bagaccedilo cereais desperdiacutecios agriacutecolas resiacute-duos de madeira

Rota bioquiacutemica

Flambeau LIc

840 300 6000000 Park Falls WI Resiacuteduos flores-tais

BTL

ICM 860 300 1500000 St Joseph MO

Gramiacuteneas sorgo forrageiro palha

Rota bioquiacutemica

Lignol Innovations

880 300 2500000 Commerce City CO

Biomassa da madeira resiacute-duos agriacutecolas

Rota bioquiacutemica Organosolv

Pacific Ethanol

730 2434 2700000 Boardman OR

Palha de trigo palha resiacuteduos de aacutelamo

Biogasolina (EtOH biogas combustiacuteveis soacutelidos)

New Page 836 300 5500000 Wisconsin WI Biomassa da madeira ndash resiacute-duos das usinas

BTL

Rse Pulp 900 300 2200000 Old Town Maine

Lascas de ma-deira

Rota bioquiacutemica

Econfin LIc 770 300 1300000 Washington Country KY

Espigas de milho

Rota bioquiacutemica (fermentaccedilatildeo em estado soacuteli-do)

Mascoma 1350 250 2000000 Monroe TN Gramiacuteneas e madeirs

Rota bioquiacutemica

Total 8080 3053 252 M galotildees =

954 M litros

Economia e Energia ndash eampe 25

A Tabela 2 aponta uma tendecircncia para a implementaccedilatildeo da plataforma

bioquiacutemica havendo ainda iniciativas de tecnologias termoquiacutemicas como

BTL (biomass-to-liquid)

Cabe destacar ainda que foi implementado o Programa de Biomassa do

Departamento de Energia para criar nos Estados Unidos uma nova induacutestria

ndash a induacutestria da biomassa ou bioinduacutestria ndash consolidada com a instalaccedilatildeo

de biorrefinarias capazes de transformar vaacuterios tipos de biomassa a preccedilos

competitivos em relaccedilatildeo agraves atuais fontes foacutesseis em combustiacuteveis produtos

quiacutemicos eletricidade e calor As biorrefinarias e o uso da biomassa celuloacutesi-

ca emergem como fundamentais para alcanccedilar as metas de produccedilatildeo

consumo de etanol em funccedilatildeo das limitaccedilotildees das fontes atualmente empre-

gadas (BASTOS 2007)

Neste contexto o paiacutes pretende investir US$ 385 milhotildees em seis bior-

refinarias de etanol celuloacutesico capazes de produzir 480 milhotildees de litros de

etanol celuloacutesico por ano como parte do plano do governo norte-americano

e tornar o etanol celuloacutesico competitivo em 2012 a fim de reduzir o consumo

de gasolina nos EUA nos proacuteximos 20 anos A Tabela 3 apresenta os seis

projetos selecionados pelo Departamento de Energia Americana (US DOE)

Tabela 3 Investimentos do DOE em projetos de produccedilatildeo de etanol

celuloacutesico nos EUA 2007-2010 (BARROS 2007)

Empresa Localizaccedilatildeo

da planta Mateacuteria-prima

Capacidade (milhotildees de litrosano)

Investimentos (milhotildees US$)

Abegoa Bioe-nergy Corp

Kansas Sabugo de milho

resiacuteduos de trigo etc 431 76

ALICO Inc Floacuterida Resiacuteduos de vegetais

diversos 526 33

BlueFire Ethanol Inc

Califoacuternia Resiacuteduos vegetais e

de madeira 719 40

Broin Companies of Sioux Falls

Iowa Resiacuteduos de milho 94 80

Iogen Biorefinery Partners

Idaho Resiacuteduos agriacutecolas 68 80

Range Fuels Geoacutergia Resiacuteduos de

madeira 151 76

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 26

No Brasil

Uma das empresas brasileiras que mais investem em PampD sobre bior-

refinarias em especial a partir de resiacuteduos da cana-de-accediluacutecar eacute a Petrobras

SA que eacute uma empresa estatal brasileira de economia mista que opera

em 27 paises no segmento de energia prioritariamente nas aacutereas de explo-

raccedilatildeo produccedilatildeo refino comercializaccedilatildeo e transporte de petroacuteleo e seus

derivados no Brasil e no exterior (PETROBRAS 2011)

Segundo Baratelli Junior (2007) a estrateacutegia competitiva da empresa eacute

expandir a participaccedilatildeo no mercado de biocombustiacuteveis liderando a produ-

ccedilatildeo nacional de biodiesel e ampliando a participaccedilatildeo no negoacutecio de etanol

A Tabela 4 apresenta as rotas para produccedilatildeo de biocombustiacuteveis e o estaacutegio

do esforccedilo tecnoloacutegico empreendido pela PetrobrasCENPES para o desen-

volvimento das tecnologias

A Tabela 4 aponta que os biocombustiacuteveis que demandam um esforccedilo

tecnoloacutegico elevado por parte da petrobras satildeo de segunda geraccedilatildeo o eta-

nol de celulose e os combustiacuteveis de piroacutelise e de gaacutes de siacutentese ndash BTL que

por sua vez utilizam como fonte de biomassa mateacuterias de origem celuloacutesica

ndash mateacuteria-prima para as biorrefinarias lignoceluloacutesicas

Com o projeto de desenvolvimento do bioetanol (etanol de lignocelulo-

se) ndash um biocombustiacutevel produzido a partir de resiacuteduos agroindustriais ndash a

Petrobras entra na produccedilatildeo dos chamados biocombustiacuteveis de segunda

geraccedilatildeo (PETROBRAS 2008)

Depois da etapa de testes em laboratoacuterio o projeto de produccedilatildeo de bio-

etanol passa para a fase de testes em escala piloto por meio de uma unida-

de experimental instalada no CENPES Desenvolvida em parceria com a

empresa brasileira Albrecht a planta piloto de etanol de lignocelulose locali-

zada no Centro de Pesquisas da Petrobras (CENPES) eacute uacutenica no Brasil

utilizando a tecnologia enzimaacutetica Para a produccedilatildeo de etanol a partir de re-

siacuteduos agroindustriais a planta utiliza um processo de quebra de moleacuteculas

com accedilatildeo de enzimas O projeto foi desenvolvido pela Petrobras em parceria

com a Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) e outras universida-

des brasileiras

Economia e Energia ndash eampe 27

Qualquer rejeito vegetal pode ser utilizado como fonte de biomassa na

planta experimental mas o sistema estaacute ajustado ao bagaccedilo de cana-de-

accediluacutecar por ser o resiacuteduo agroindustrial mais expressivo no paiacutes Outra ma-

teacuteria prima que seraacute utilizada nos testes eacute a torta de mamona resiacuteduo amilaacute-

ceo do processo de produccedilatildeo do biodiesel a partir de mamona

Combustiacutevel FonteBiomassa Estaacutegio da Tecnologia

Esforccedilo tecno-loacutegico da

Petrobras

Primeira geraccedilatildeo

Etanol de gratildeos e

cana-de-accediluacutecar

Cana de accediluacutecar trigo

milho beterraba Comercial meacutedio

Biodiesel Oacuteleos vegetais

e gorduras Comercial alto

Diesel verde

(hidrotratamento)

Oacuteleos vegetais gordu-

ras e petroacuteleo

Rumo a comercial no

Brasil e Europa alto

Butanol Milho sorgo trigo e

cana-de-accediluacutecar

Projeto BP and Dupont

para produzir monitoramento

Segunda geraccedilatildeo

Etanol celuloacutesico

Resiacuteduos agriacutecolas lascas de

madeira e grama

Projeto IOGEN anuncia

planta comercial alto

Combustiacuteveis da

Piroacutelise (bio-oacuteleo)

Qualquer biomassa

celuloacutesica

Projeto BIOCOUP ndash consoacutercio europeu de 16 empresas desde

2006 ateacute 2011 meacutedio

Combustiacuteveis de Gaacutes de

Siacutentese - BTL

Qualquer biomassa

celuloacutesica

Demonstrado em larga

escala com foacutesseis

Projeto CHOREN para biomassa

anuncia planta comercial

alto

Futuro

Diesel de algas Microalgas cultivadas Escala de laboratoacuterio

em Universidades baixo

Hidrocarbonetos de

biomassa Carbohidratos

Escala de laboratoacuterio

em Universidades prospecccedilatildeo

Tabela 4 Esforccedilo tecnoloacutegico das rotas para produccedilatildeo de biocombustiacuteveis

da Petrobras (Adaptado de BARATELLI JR 2007)

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 28

A planta experimental eacute capaz de produzir cerca de 220 litros de etanol

por tonelada de bagaccedilo de cana-de-accediluacutecar Nesta etapa do projeto de pes-

quisa os pesquisadores trabalham na otimizaccedilatildeo deste processo de produ-

ccedilatildeo e tecircm como objetivo alcanccedilar a marca de 280 litros por tonelada de ba-

gaccedilo no mesmo equipamento Como resultado desta pesquisa a Petrobras

jaacute fez o depoacutesito de dois pedidos de patentes (BR 0605017-4 e BR 0505299-

8) junto ao INPI

A planta-piloto de bioetanol de lignocelulose coloca a Petrobras na posi-

ccedilatildeo de vanguarda em relaccedilatildeo aos biocombustiacuteveis de segunda geraccedilatildeo

aqueles produzidos a partir de resiacuteduos agroindustriais e que natildeo competem

com a produccedilatildeo agriacutecola voltada para alimentos A utilizaccedilatildeo de resiacuteduos

como o bagaccedilo de cana-de-accediluacutecar pode aumentar substancialmente a pro-

duccedilatildeo de etanol sem aumentar a aacuterea plantada elevando a produtividade do

processo jaacute existente pelo aproveitamento de seus resiacuteduos

Desta forma a produccedilatildeo de biocombustiacuteveis em futuro proacuteximo tam-

beacutem poderaacute ser complementar agrave produccedilatildeo de alimentos A Petrobras prevecirc

que em 2010 seraacute construiacuteda uma planta semi-industrial de bioetanol A Fi-

gura 6 apresenta uma ilustraccedilatildeo da rota tecnoloacutegica adotada pela petrobras

para produccedilatildeo do bioetanol lignoceluloacutesico

Figura 6 Rota Tecnoloacutegica adotada pela Petrobras para produccedilatildeo do bioe-

tanol lignoceluloacutesico (BARATELLI JR 2007)

Economia e Energia ndash eampe 29

O processo de fabricaccedilatildeo de etanol a partir de resiacuteduos vegetais eacute divi-

dido em quatro etapas Na primeira etapa haacute o preacute-tratamento do bagaccedilo de

cana sendo adotado o processo de hidroacutelise aacutecida branda onde no reator o

resiacuteduo eacute submetido agrave quebra da estrutura cristalina da fibra do bagaccedilo de

cana e a recuperaccedilatildeo de accediluacutecares mais faacuteceis de hidrolisar

Em seguida vem a etapa de deslignificaccedilatildeo do soacutelido rico em celulose

Eacute retirada a lignina complexo que daacute resistecircncia a fibra e protege a celulose

da accedilatildeo de microorganismos poreacutem apresenta grande inibiccedilatildeo ao processo

fermentativo

Na terceira fase o liacutequido proveniente do preacute-tratamento aacutecido rico em

accediluacutecares eacute fermentado pela levedura Pichia stipitis adaptada para ser utili-

zada nesta fermentaccedilatildeo

O soacutelido proveniente da etapa de deslignificaccedilatildeo rico em celulose tam-

beacutem eacute tratado ele passa por um processo de sacarificaccedilatildeo (transformaccedilatildeo

em accediluacutecares) por meio de enzimas e eacute fermentado pela levedura

Sacharomyces cerevisiae o mesmo fungo utilizado na fabricaccedilatildeo de patildees A

Petrobras ainda estuda as enzimas mais eficazes para este processo de

fabricaccedilatildeo testando enzimas disponiacuteveis no mercado e pesquisando novos

preparados enzimaacuteticos

Na etapa final ambos os liacutequidos provenientes das diferentes fermenta-

ccedilotildees satildeo destilados O produto desta destilaccedilatildeo eacute o etanol que possui as

mesmas caracteriacutesticas daquele fabricado a partir da cana em processo in-

dustrial

Cabe destacar que a accedilatildeo do governo brasileiro natildeo fica restrita a sua

participaccedilatildeo na Petrobras considerando a importacircncia que o tema energias

renovaacuteveis possui na poliacutetica nacional O governo do Brasil investe ainda

recursos em Pesquisa Desenvolvimento e Inovaccedilatildeo (PD amp I) conforme po-

de ser visto na Tabela 5

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 30

Conclusotildees

O tema energias renovaacuteveis estaacute presente na agenda nacional de todas

as naccedilotildees ao redor do globo como uma alternativa viaacutevel em substituiccedilatildeo agraves

fontes de energias foacutesseis como petroacuteleo e carvatildeo Especialistas acreditam

que o processamento da biomassa como fonte de energia combustiacuteveis e

produtos quiacutemicos possa se constituir em uma induacutestria-chave neste seacuteculo

criando assim um novo paradigma industrial Novas tecnologias baseadas

no uso de toda a planta e na integraccedilatildeo de processos tradicionais e novos

deveratildeo ser necessaacuterios

Tabela 5 Investimentos do governo brasileiro em PDampI no aproveitamento

de biomassas desde 2005 (PEREIRA JR 2008)

Instituiccedilatildeo Valor

(Milhotildees R$) Observaccedilotildees

Governo Federal

SIBRATEC 4500 Formaccedilatildeo de redes temaacuteticas para o de-senvolvimento de tecnologias inovadoras incluindo energia renovaacutevel

CNPqMCT 4180 Especiacutefico para biomassabioenergias

15780 Geral incluindo biomassa

FINEP 45000

Apoiar o desenvolvimento de produtos serviccedilos e processos inovadores em em-presas brasileiras atraveacutes de subvenccedilatildeo econocircmica incluindo biocombustiacuteveis

Fundaccedilotildees Estaduais

FAPESP 14800 Projetos especiacuteficos para biomassas e biocombustiacuteveis

FAPEMIG 1095 Biomassas agroenergia

TOTAL R$ 855 milhotildees

Economia e Energia ndash eampe 31

O Brasil encontra-se entre os paiacuteses-alvo para o desenvolvimento de

tais tecnologias devido a sua grande biodiversidade existente e aos conheci-

mentos adquiridos ao longo das uacuteltimas deacutecadas em especial devido a pro-

duccedilatildeo de etanol a partir da cana-de-accediluacutecar

Neste contexto de inovaccedilatildeo uma nova oportunidade de aproveitamento

de biomassa se vislumbra no paiacutes o uso da biomassa lignoceluloacutesica prove-

niente dos resiacuteduos agriacutecolas em especial da induacutestria da cana para produ-

ccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo dentro do contexto das biorrefinarias explorado

neste artigo

Foi observado que iniciativas governamentais estatildeo sendo tomadas de

modo a estabelecer um ambiente adequado para o desenvolvimento de no-

vos produtos e processos No entanto desafios de natureza tecnoloacutegica e

comercial precisam ser vencidos para fazer com que o Brasil mantenha sua

posiccedilatildeo de destaque no agronegoacutecio mundial e produza produtos de maior

valor agregado contribuindo assim para o desenvolvimento da bio-economia

e aproveitando esta janela de oportunidade de aumentar seu crescimento

econocircmico de modo sustentaacutevel

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Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 32

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Paulo Cetesb

Economia e Energia ndash eampe 33

Ensaio

Gripe americana e resfriado no Brasil

Nos fizeram acreditar que um resfriado americano representa certa-

mente uma gripe ou pneumonia por aqui ou seja as crises nos EUA tecircm

resultados imediatos e mais radicais aqui do que laacute Nessa eacutepoca de gripe

americana eacute uacutetil discutir a veracidade histoacuterica dessa afirmaccedilatildeo porque o

simples fato de se acreditar nela jaacute provoca efeitos negativos em nossa eco-

nomia

Celso Furtado ao contraacuterio da crenccedila corrente assinalava que as cri-

ses na economia americana foram sentidas aqui no curto prazo mas de

modo geral acabaram sendo beneacuteficas para a economia brasileira no meacutedio

prazo Ele mostrou em seu livro ldquoO Capitalismo Globalrdquo que a crise de 1929

e 1930 nos EUA produziam jaacute em 1932 um notaacutevel ressurgimento interno

baseado no mercado nacional

A tentativa de encontrar uma correlaccedilatildeo entre as taxas de crescimento

americanas e as brasileiras no periacuteodo 1930 a 2010 (Figura 1) natildeo conduz a

um resultado convincente A situaccedilatildeo natildeo muda introduzindo uma defasagem

de um ou dois anos da variaccedilatildeo do PIB no Brasil em relaccedilatildeo agrave americana

Figura 1 A correlaccedilatildeo entre crescimento no Brasil e nos EUA parece ser

pouco significativa no periacuteodo 1930 a 2010 Dados Ipeadatagovbr

Elaboraccedilatildeo proacutepria

y = 00744x + 47262Rsup2 = 00083

-10

-5

0

5

10

15

-15 -10 -5 0 5 10 15 20 25

Cre

scim

en

to d

o P

IB n

os

EUA

an

o

Crescimento do PIB no Brasil ano

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 34

Figura 2 Variaccedilatildeo do PIB dos EUA e Brasil valores anuais e meacutedia moacutevel

de trecircs anos em azul estatildeo assinalados os periacuteodos em que as economias

parecem estar na mesma fase (variaccedilotildees no mesmo sentido) e

em amarelo os periacuteodos em fase inversa (variaccedilotildees em sentido contraacuterio)

Elaboraccedilatildeo proacutepria

Eacute possiacutevel separar ao longo desses oitenta anos periacuteodos em que os

altos e baixos da taxa de crescimento econocircmico dos EUA e do Brasil estatildeo

na mesma fase do ciclo e outros em que o que aconteceu nos dois paiacuteses

tem sinal inverso Em uma anaacutelise preliminar (Figura 2) pode-se dizer que

os periacuteodos em que estiveram em fase inversa superam os que estiveram

na mesma fase

Pode-se verificar que no periacuteodo a que aludia Celso Furtado (crise de

trinta) as economias dos dois paiacuteses parecem em mesma fase Nota-se no

entanto que a retomada do crescimento no Brasil precedeu agrave americana

como dissera Celso Furtado que ademais se referia tambeacutem a mudanccedilas

qualitativas mais de desenvolvimento que de crescimento que vieram com

a maior atenccedilatildeo no Paiacutes ao consumo interno Em um segundo periacuteodo que

vai da Segunda Guerra Mundial ateacute 1970 as economias de Brasil e EUA

estiveram em fase inversa

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

1920

1930

1940

1950

1960

1970

1980

1990

2000

2010

Var

iaccedilatilde

o a

nu

al d

o P

IB

()

EUA

EUA 3

Brasil

Brasil 3

fase inversa fase inversaem fase em fase

Economia e Energia ndash eampe 35

Em uma terceira fase de 1987 a 1995 a teoria do resfriado americano

funcionou nas crises das mudanccedilas para as deacutecadas de oitenta e noventa

(repercussotildees simultacircneas e maiores em nossa economia) e na retomada

do meio da deacutecada de oitenta Cabe lembrar que os episoacutedios dessas crises

marcaram a alta de juros e falecircncia mexicana (1982) e crises de hiperinfla-

ccedilatildeo em paiacuteses como a Argentina que estavam muito mais proacuteximos de nos-

sa realidade

Nos uacuteltimos quinze anos estivemos em fase inversa com os EUA em

1998 eles estavam no auge da era Clinton e o Brasil passando por um fosso

em sua taxa de crescimento anual Depois comeccedilaram a experimentar que-

da no seu crescimento enquanto a economia brasileira tinha as taxas de

crescimento em elevaccedilatildeo

Na Figura 3 buscou-se a correlaccedilatildeo linear entre as variaccedilotildees do PIB

nos periacuteodos assinalados na Figura 2 e os resultados confirmam a avalia-

y = 03893x + 43207Rsup2 = 07113

-2

0

2

4

6

8

10

-20 -10 0 10 20

19301937 y = -0311x + 75908Rsup2 = 0314

0

2

4

6

8

10

12

-10 0 10 20

19381970

y = 18054x - 32349Rsup2 = 04684

-20

-10

00

10

20

30

40

50

60

00 10 20 30 40

19871995y = -0362x + 40064

Rsup2 = 02656

00

10

20

30

40

50

60

-20 00 20 40 60

19952010

Figura 3 Comportamento dos crescimentos dos PIB americano (na vertical)

e brasileiro (na horizontal) para os intervalos de tempo assinalados na figura

anterior

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 36

ccedilatildeo qualitativa Ou seja nos periacuteodos em fase existe uma correlaccedilatildeo positi-

va entre os crescimentos americano e brasileiro nos periacuteodos assinalados

com amarelo a relaccedilatildeo eacute negativa

A mudanccedila de intensidade e sentido da correlaccedilatildeo nos faz pensar que

a possiacutevel dependecircncia entre o crescimento brasileiro e o americano natildeo eacute

direta eacute muito mais complexa e para fazer sentido deve ser estudada por

periacuteodos histoacutericos O que se conclui eacute que a ldquoteoria do resfriadordquo natildeo expli-

ca o passado mesmo quando ainda eacuteramos muito mais dependentes dos

EUA

No final de 2008 configurou-se uma crise nos EUA que teve reflexo no

ano seguinte no Brasil que registrou uma queda no PIB de 06 O consu-

mo no entanto cresceu no ano 24 Em 2010 o ldquopibatildeordquo de 75 fez com

que no seu conjunto os anos de 2009 e 2010 possam ser considerados

como anos normais O consumo cresceu na meacutedia 45 mais que na meacute-

dia do periacuteodo Lula (40) Jaacute o PIB cresceu 33 um pouco abaixo da meacute-

dia tambeacutem de 40 ao ano do governo passado Os dados vecircm das Con-

tas Nacionais Trimestrais do IBGE A defasagem entre o crescimento da

produccedilatildeo e do consumo foi praticamente coberta com importaccedilotildees e menor

investimento Ou seja a queda do PIB em 2009 se deveu a nosso ver a

uma reduccedilatildeo exagerada da oferta pelo setor produtivo em virtude de uma

leitura equivocada do efeito da crise americana sobre a economia brasileira

O crescimento nos dois anos poacutes-crise nos EUA foi normal passou a

primeira ldquomarolardquo E agora Entraremos na mesma fase de ciclo dos EUA

Page 10: Economia e Energia · população ou na superfície mundial: foi o fato de serem os “vencedores” da 2ª Guerra Mundial. Num primeiro momento, somente os EUA possuíam ar-0 10.000

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 10

liberados em consequumlecircncia do Freedom of Information Act ndash FOIA dos EUA)

de que armas nucleares estiveram nos espaccedilos territorial mariacutetimo e aeacutereo

japonecircs (KRISTENSEN 1999) A contestaccedilatildeo da eficaacutecia desse guarda-

chuva de proteccedilatildeo e a consequumlente discussatildeo quanto agrave conveniecircncia do

paiacutes ter sua forccedila nuclear proacutepria para defender-se de eventuais ataques eacute

tema recorrente na poliacutetica interna do Japatildeo que recrudesce sempre que

ocorrem tensotildees com a China (disputas territoriais por ilhas) e Coreacuteia do

Norte (testes nucleares e de miacutesseis de longo alcance)

No que concerne ao domiacutenio do ciclo nuclear e agrave geraccedilatildeo eleacutetrica nu-

clear apenas a Itaacutelia natildeo manteacutem atualmente atividades na aacuterea em virtude

de decisatildeo poliacutetica tomada (referendo popular em 1987) sob a forte influecircn-

cia emocional do acidente de Tchernobyl (1986) tendo sua uacuteltima usina nu-

clear sido desligada definitivamente em 1990 No contexto de uma crise poliacute-

tica interna do governo Berlusconi agravada pelo acidente de Fukushima a

retomada das atividades nucleares na Itaacutelia foi rejeitada por recente referen-

do popular em junho de 2011

Por lei de 2001 a Alemanha se comprometeu ao desligamento definiti-

vo de todas as suas usinas nucleares ateacute 2022 O Governo da Chanceler

Angela Merkel conseguiu aprovar no Bundestag nova lei que postergou tal

decisatildeo por 10 anos Essa mudanccedila deveu-se principalmente agraves dificulda-

des teacutecnicas que a Alemanha enfrenta para cumprir simultaneamente essa

decisatildeo poliacutetica e as metas de reduccedilatildeo de emissotildees de gases de efeito es-

tufa bem como manter uma razoaacutevel seguranccedila energeacutetica nacional mini-

mizando importaccedilotildees de eletricidade dos paiacuteses vizinhos e de combustiacuteveis

foacutesseis em especial gaacutes natural da Ruacutessia

Entretanto apoacutes o acidente de Fukushima (marccedilo de 2011) e tambeacutem

no contexto de uma crise poliacutetica interna ligada agrave proximidade de eleiccedilotildees

esse mesmo governo voltou atraacutes recentemente mantendo a data limite de

2022 Entretanto o governo alematildeo natildeo tem uma poliacutetica de abandono das

atividades ligadas ao ciclo do combustiacutevel nuclear nem de banimento de

armas nucleares de seu territoacuterio atitude essa no miacutenimo contraditoacuteria

Essas decisotildees poliacuteticas poreacutem natildeo impedem que Itaacutelia e Alemanha

importem significativas parcelas de seu consumo de eletricidade de paiacuteses

geradores de energia nuclear como Franccedila Eslovecircnia Hungria e Repuacuteblica

Tcheca

Economia e Energia ndash eampe 11

Note-se que tanto a Itaacutelia como a Alemanha estavam no caminho de

desistir da renuacutencia agrave geraccedilatildeo nuacutecleo-eleacutetrica quando ocorreu o acidente de

Fukushima num contexto de crise poliacutetica interna o que fez esses paiacuteses

reafirmarem sua posiccedilatildeo anterior de abandono das usinas nucleares

Na Tabela 4 estatildeo indicados os dados de geraccedilatildeo de energia eleacutetrica e

da participaccedilatildeo nuclear A tabela tambeacutem indica as reservas estimadas de

uracircnio dos paiacuteses (soacute satildeo indicadas as reservas relevantes do ponto de vis-

ta mundial) A posse de reservas de uracircnio eacute naturalmente um fator a ser

levado em conta nas decisotildees sobre a energia nuclear no Paiacutes

Tabela 4 Geraccedilatildeo de energia eleacutetrica e participaccedilatildeo nuclear nos dez paiacuteses

de maior atividade econocircmica

Rank

PIB

PPPC

Paiacutes

Usinas Nucleares

em operaccedilatildeo

(+ em construccedilatildeo)

Potecircncia

Instalada

Mw(e)

Participa-

ccedilatildeo na Ge-

raccedilatildeo Eleacute-

trica

Reservas

Uracircnio

(ton de U)

1 EUA 104 (+1) 100747 20 339000

2 China 11 (+20) 8438 2 67900

3 Japatildeo 54 (+1) 46823 29 x

4 Iacutendia 18 (+5) 3987 3 72900

5 Alemanha 17

(em desativaccedilatildeo) 20480 28 x

6 Ruacutessia 31 (+9) 21743 17 545700

7 Reino

Unido 19 10137 16 x

8 Brasil 2 (+1) 1884 3 278400

9 Franccedila 59 (+1) 63260 74 x

10 Itaacutelia 4 (desativadas) - - -

Fonte (IAEA 2010)

Cabe ressaltar que Brasil Ruacutessia e EUA satildeo os uacutenicos paiacuteses do mun-

do que possuem grandes reservas de uracircnio domiacutenio tecnoloacutegico de todas

as etapas de produccedilatildeo do combustiacutevel nuclear e um parque de geraccedilatildeo eleacute-

trica nuclear em operaccedilatildeo Ruacutessia e EUA entretanto possuem capacidade

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 12

industrial instalada suficiente para garantir auto-suficiecircncia na produccedilatildeo de

combustiacutevel nuclear O Brasil tem tal capacidade nas etapas de mineraccedilatildeo

beneficiamento e fabricaccedilatildeo faltando poreacutem instalaccedilotildees industriais com

capacidade suficiente para atender as necessidades nacionais nas etapas

de conversatildeo e de enriquecimento apesar de possuir unidades piloto com

capacidade de produccedilatildeo limitada desde o final dos anos 80

Conclusatildeo

O Brasil eacute dentre as dez maiores economias mundiais o uacutenico paiacutes

que natildeo possui natildeo armazena em seu territoacuterio e nem considera a possibili-

dade de uso de armas nucleares estrangeiras na sua estrateacutegia de defesa

Juntamente com Nova Zelacircndia o Brasil eacute o uacutenico paiacutes do mundo que pros-

creveu os usos natildeo paciacuteficos da energia nuclear na sua proacutepria Constituiccedilatildeo

Federal O Brasil eacute signataacuterio do Tratado de Natildeo Proliferaccedilatildeo Nuclear e do

Tratado de Tlatelolco este uacuteltimo estabelecendo a Ameacuterica Latina e Caribe

como uma zona livre de armas nucleares

O Acordo Brasil Argentina que eliminou uma potencial corrida por ar-

mas nucleares na regiatildeo e que criou a Agecircncia Brasileiro Argentina de Con-

tabilidade e Controle de Materiais Nucleares (ABACC) completa 20 anos em

2011 O Acordo assegurou o clima poliacutetico favoraacutevel para que o MERCOSUL

fosse posteriormente instalado Esse bloco econocircmico serviu de base para o

avanccedilo da integraccedilatildeo econocircmica do Continente Sul-Americano O espaccedilo

econocircmico que assim se abriu eacute de grande importacircncia para o continente O

comeacutercio com a Argentina que era quase despreziacutevel alccedilou nosso vizinho agrave

posiccedilatildeo de segundo maior parceiro comercial do Brasil

Ao Brasil interessa manter sua posiccedilatildeo de uso apenas paciacutefico da ener-

gia nuclear Isso daacute ao paiacutes um caraacuteter uacutenico junto aos ldquodez maisrdquo da econo-

mia mundial que se reflete numa autoridade moral e eacutetica que pode ser ex-

plorada politicamente em diversas situaccedilotildees como por exemplo a reforma

do Conselho de Seguranccedila da ONU e a arbitragem de crises internacionais

Essa ldquovantagem competitivardquo eacute muito mais valiosa do que a posse de armas

nucleares que ao final das contas seriam feitas para nunca serem usadas

Entretanto os quadros apresentados mostram de forma inequiacutevoca a

importacircncia estrateacutegica do Brasil se manter ativo na exploraccedilatildeo dos usos

paciacuteficos da energia nuclear expandindo seu domiacutenio tecnoloacutegico e capaci-

Economia e Energia ndash eampe 13

dade industrial instalada nos diversos setores associados como produccedilatildeo

de radioisoacutetopos para medicina induacutestria e agricultura produccedilatildeo de com-

bustiacutevel nuclear e geraccedilatildeo eleacutetrica

O Plano Nacional de Energia (PNE) que prevecirc a conclusatildeo de Angra 3

ateacute 2015 e a implantaccedilatildeo de 4000 MW nucleares adicionais ateacute 2030 junta-

mente com as metas estabelecidas para a autosuficiecircncia na produccedilatildeo do

combustiacutevel nuclear que mantecircm nas duas proacuteximas deacutecadas uma partici-

paccedilatildeo do nuclear na geraccedilatildeo eleacutetrica proacutexima da atual tambeacutem eacute por ne-

cessidades de diversificaccedilatildeo da matriz energeacutetica uma opccedilatildeo sensata do

ponto de vista energeacutetico

Bibliografia

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FMI citado na Wikipedia (2010) consultado Junho 2011 disponiacutevel em httpenmwikipediaorg

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World Nuclear Association (Julho 2011) World Nuclear Power Reactors amp Uranium Requirements Consultado julho 2011 em httpwwwworld-nuclearorginforeactorshtml

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 14

1 - Fundaccedilatildeo Instituto Brasileiro de Geografia e Estatiacutestica (IBGE) ndash Diretoria Executiva ndash CRM ndash Av Franklin Roosevelt 146 6ordm andar sala 602 ndash Centro ndash Rio de JaneiroRJ Escola de Quiacute-mica da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) Cidade Universitaacuteria ndash Centro de Tec-nologia Bloco E ndash 2ordm nadir ndash DPO ndash Aacuterea de Gestatildeo e Inovaccedilatildeo Tecnoloacutegica ndash Rio de JaneiroRJ ndash CEP 21949-900 email marciafribeiroyahoocombr

2 - Escola de Quiacutemica da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) Cidade Universitaacuteria ndash Centro de Tecnologia Bloco E ndash 2ordm nadir ndash DPO ndash Aacuterea de Gestatildeo e Inovaccedilatildeo Tecnoloacutegica ndash Rio de JaneiroRJ ndash CEP 21949-900 email suzanaeqcombr

3 - Escola de Quiacutemica da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) Cidade Universitaacuteria ndash Centro de Tecnologia Bloco E ndash 2ordm nadir ndash DEB ndash Aacuterea de Processos Bioquiacutemicos ndash Rio de JaneiroRJ ndash CEP 21949-900 email gimeneseqcombr

Artigo

Iniciativas para o uso da biomassa lignoceluloacutesica

em biorrefinarias a plataforma sucroquiacutemica no

mundo e no Brasil

Maacutercia Franccedila Ribeiro Fernandes dos Santos1 Suzana Borschiver2

Maria Antonieta Peixoto Gimenes Couto3

Resumo

Petroacuteleo gaacutes natural e seus derivados representam 55 do consumo

mundial de energia no entanto eles natildeo vatildeo durar mais do que algumas

deacutecadas Assim se faz necessaacuterio encontrar substitutos para estes combus-

tiacuteveis e uma alternativa que se apresenta eacute a utilizaccedilatildeo de mateacuteria orgacircnica

renovaacutevel (biomassa) Este artigo apresenta as iniciativas adotadas no mun-

do e em especial no Brasil sobre o uso de mateacuterias-primas lignoceluloacutesicas

no contexto da biorrefinaria O enfoque seraacute dado na plataforma sucroquiacutemi-

ca para a produccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo tendo em vista a posiccedilatildeo de

destaque neste segmento de mercado no agronegoacutecio nacional O levanta-

mento das informaccedilotildees disponibilizadas na literatura foi obtido por meio de

uma pesquisa bibliograacutefica Os resultados sugerem que a tecnologia ainda

estaacute em fase de pesquisa e desenvolvimento e desperta grande interesse

para consolidar o mercado mundial de etanol

Palavras-chave biorrefinaria biomassa mateacuteria-prima lignoceluloacutesica eta-

nol Brasil

Economia e Energia ndash eampe 15

Abstract

Oil natural gas and their products represent 55 of global energy con-

sumption yet they will not last more than a few decades Thus it is neces-

sary to find substitutes for these fuels and an alternative that presents itself is

the use of organic matter (biomass) This article presents the initiatives taken

in the world and especially in Brazil on the use of raw materials in the con-

text of lignocellulosic biorefinery The focus will be on the sugar platform for

the production of second-generation ethanol aimed at a prominent position

of this market segment in the national agribusiness The survey of informati-

on availability in the literature was obtained through a search The results

suggest that the technology is still undergoing research and development

and it arouse great interest for consolidating the ethanol global market

Keywords biorefinery biomass lignocelulosic feedstock ethanol Brazil

Introduccedilatildeo

As mudanccedilas climaacuteticas e a elevaccedilatildeo das cotaccedilotildees do petroacuteleo aliadas

agraves necessidades estrateacutegicas de produccedilatildeo de energia tecircm motivado uma

corrida sem precedentes agrave produccedilatildeo de combustiacuteveis alternativos preferen-

cialmente de fontes renovaacuteveis de energia (BUCKERIDEG et al 2010)

O uso da biomassa para energia cresce em importacircncia como uma das

vias de mitigaccedilatildeo dos problemas citados acima Existem diferentes rotas

para converter a energia da biomassa em fluxo de energia final desejado

quer seja na forma de calor combustiacutevel ou energia eleacutetrica (SEABRA

2008)

Assim abrem-se oportunidades para o desenvolvimento de uma induacutes-

tria baseada em mateacuterias primas renovaacuteveis Aleacutem dos biocombustiacuteveis jaacute

conhecidos um fluxo de inovaccedilotildees em desenvolvimento pode estar lanccedilan-

do as bases de uma induacutestria integrada de exploraccedilatildeo da biomassa

(COUTINHO amp BONTEMPO 2010)

Neste cenaacuterio o Brasil desponta em uma posiccedilatildeo privilegiada para as-

sumir a lideranccedila no aproveitamento integral das biomassas pelo fato de

apresentar grande potencial de cultivo de mateacuterias-primas renovaacuteveis dis-

pondo de vantagens comparativas e competitivas tais como (i) culturas agriacute-

colas de grande extensatildeo (destaque para a induacutestria da cana-de-accediluacutecar) (ii)

maior biodiversidade do planeta (iii) intensa radiaccedilatildeo solar (iv) aacutegua em

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 16

abundacircncia (v) diversidade de clima e (vi) pioneirismo na produccedilatildeo de bio-

combustiacutevel etanol (CGEE 2010) O paiacutes reuacutene ainda condiccedilotildees para ser o

principal receptor de recursos de investimentos oriundos do mercado de car-

bono no segmento de produccedilatildeo e uso de bioenergia

Hoje o Brasil desfruta de uma posiccedilatildeo confortaacutevel com relaccedilatildeo agrave tecno-

logia da produccedilatildeo de etanol Neste setor o Brasil eacute liacuteder mundial na produ-

ccedilatildeo de cana-de-accediluacutecar etanol e accediluacutecar com 5727 milhotildees de toneladas

277 bilhotildees de litros e 313 milhotildees de toneladas respectivamente na safra

de 20082009 (CORTEZ 2010)

Em meacutedia 50 da cana colhida eacute destinada agrave produccedilatildeo de aacutelcool e os

demais 50 satildeo destinados agrave produccedilatildeo de accediluacutecar Cerca de 23 do accediluacutecar

produzido eacute destinado ao mercado externo enquanto que o restante atende

ao mercado interno Quanto a produccedilatildeo de aacutelcool cerca de 85 eacute direcio-

nado ao mercado interno sendo que destes 90 satildeo destinados ao seu

uso como carburante e o restante atender ao mercado externo (BASTOS

2007)

Entretanto para preservar essa posiccedilatildeo num cenaacuterio competitivo em

que outros players estatildeo interessados em se desenvolver com pesados in-

vestimentos em Pesquisa amp Desenvolvimento (PampD) o Brasil precisa manter

investimentos compatiacuteveis na geraccedilatildeo de novas tecnologias e formaccedilatildeo de

competecircncias (BUCKERIDEG et al 2010)

Atualmente a conversatildeo pela rota sucroquiacutemica de material lignoceluloacute-

sico presente na palha e no bagaccedilo da cana-de-accediluacutecar em accediluacutecares fer-

mentaacuteveis para a produccedilatildeo de etanol denominado de etanol de 2ordf geraccedilatildeo

vem sendo considerada no Brasil como uma alternativa promissora para

atender agrave demanda mundial

Assim o presente artigo tem como objetivo principal expor as iniciativas

adotadas no mundo e em especial no Brasil sobre o uso de mateacuterias-

primas lignoceluloacutesicas no contexto da biorrefinaria O enfoque seraacute dado na

plataforma sucroquiacutemica para a produccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo tendo em

vista a posiccedilatildeo de destaque neste segmento de mercado no agronegoacutecio

nacional

Economia e Energia ndash eampe 17

Conceito de Biorrefinaria

De acordo com Fernando et al (2006) o conceito de produzir produtos a

partir de commodities agriacutecolas como a biomassa natildeo eacute novo no entanto

utilizar a biomassa como insumo na produccedilatildeo de vaacuterios produtos de maneira

similar a uma refinaria de petroacuteleo onde combustiacuteveis foacutesseis satildeo usados

como input eacute relativamente novo Seu principal objetivo eacute transformar os

materiais bioloacutegicos em produtos utilizaacuteveis nas induacutestrias de transformaccedilatildeo

usando uma combinaccedilatildeo de tecnologias e processos biotecnoacutegicos

Os princiacutepios baacutesicos da refinaria de petroacuteleo tradicional e a biorrefinaria

satildeo representados esquematicamente na Figura 1 Uma refinaria de petroacuteleo

fornece principalmente combustiacuteveis para transportes e energia e somente

uma fraccedilatildeo relativamente pequena eacute usada na induacutestria quiacutemica Em uma

biorrefinaria uma quantidade relativamente maior eacute usada para a quiacutemica e

a utilizaccedilatildeo de materiais De acordo com Kamm et al (2006) os bioprodutos

industriais soacute podem competir com aqueles oriundos da petroquiacutemica quan-

do os recursos de biomassa satildeo processadas atraveacutes de sistemas de forma

otimizada nos sistemas das biorrefinarias onde novas cadeias de valor satildeo

desenvolvidas e implementadas

Figura 1 Refinaria de petroacuteleo versus biorrefinaria

(KAMM et al 2006)

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 18

Em seus estudos Ree amp Annevelink (2007) apontam a existecircncia de

sete tipos de biorefinarias que ainda estatildeo na fase de pesquisa e desenvol-

vimento (i) Biorrefinarias Convencionais (ii) Biorrefinarias Verdes (iii) Biore-

finarias de Cereais (iv) Biorrefinarias de Material Lignoceluloacutesico (v) Biorre-

finarias de Duas Plataformas (vi) Biorrefinarias Termoquiacutemicas e (vii) Bior-

refinarias Aquaacuteticas

Biorrefinaria de Materiais Lignoceluloacutesicos

A biorefinaria a partir de materiais lignoceluloacutesicos usa um mix de fon-

tes de biomassa para a produccedilatildeo de uma seacuterie de produtos por meio de u-

ma combinaccedilatildeo de tecnologias Tal biorefinaria consiste de trecircs fraccedilotildees quiacute-

micas baacutesicas (a) hemicelulose poliacutemeros de accediluacutecar com cinco carbonos

(b) celulose poliacutemeros de glucose com seis carbonos e (c) lignina poliacuteme-

ros de fenol (FERNANDO et al 2006) A Figura 2 apresenta os produtos que

podem ser obtidos a partir destas fraccedilotildees quiacutemicas

Figura 2 Produtos potenciais obtidos na Biorrefinaria de Material Lignocelu-

loacutesico (KAMM et al 2006)

Economia e Energia ndash eampe 19

Segundo Pereira Juacutenior et al (2008) a utilizaccedilatildeo de biomassa lignoce-

luloacutesica dentro do contexto da biorrefinaria eacute fundamentada em duas plata-

formas distintas conforme o conceito de Biorrefinarias de Duas Plataformas

ilustrado na Figura 3 que visam fornecer ldquoblocos de construccedilatildeordquo para obter

uma variedade de produtos

A plataforma termoquiacutemica eacute baseada em processos de conversatildeo ter-

moquiacutemica pela reaccedilatildeo de mateacuteria-prima em altas temperaturas com uma

quantidade de oxigecircnio controlada (gaseificaccedilatildeo) para produzir gaacutes de siacutente-

se (CO + H2) ou na ausecircncia de oxigecircnio (piroacutelise) para produzir bio-oacuteleo

que depois de um processo de hidrodeoxigenaccedilatildeo produz uma mistura liacutequi-

da de hidrocarbonetos similar agravequeles presentes no petroacuteleo

Figura 3 Conceito da Biorrefinaria de Duas Plataformas

(KAMM et al 2006)

A plataforma de accediluacutecar tambeacutem conhecida como sucroquiacutemica objeto

de estudo do artigo eacute baseada em processos de conversatildeo quiacutemica e bio-

quiacutemica de accediluacutecares extraiacutedos da biomassa mediante uma separaccedilatildeo de

seus componentes principais Para isto o preacute-tratamento eacute essencial visan-

do a desorganizaccedilatildeo do complexo lignoceluloacutesico e como consequumlecircncia au-

mento da acessibilidade das enzimas agraves moleacuteculas de celulose (PEREIRA

JR et al 2008)

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 20

O preacute-tratamento que consiste em submeter o material lignoceluloacutesico

a uma seacuterie de operaccedilotildees visa promover a quebra das ligaccedilotildees que unem

as macroestruturas Tais operaccedilotildees satildeo responsaacuteveis pela adequaccedilatildeo da

mateacuteria-prima como por exemplo o bagaccedilo da cana-de-accediluacutecar agraves condi-

ccedilotildees de transformaccedilatildeo por parte dos micro-organismos Estas podem ser

classificadas como fiacutesicas fiacutesico-quiacutemicas quiacutemicas e bioloacutegicas conforme

o agente que atua na alteraccedilatildeo estrutural (SCHLITTLER 2006) A Figura 4

mostra um esquema simplificado para a separaccedilatildeo dos principais compo-

nentes dos materiais lignoceluloacutesicos

Figura 4 Separaccedilatildeo dos componentes lignoceluloacutesicos

(PEREIRA JR et al 2008)

Pereira Jr (2006) observa que a decisatildeo de usar um ou outro processo

de hidroacutelise depende tambeacutem do tipo de material lignoceluloacutesico empregado

Na hidroacutelise da hemicelulose (que ocorre em condiccedilotildees mais brandas do

que no caso da celulose) a estrateacutegia tem sido a utilizaccedilatildeo de aacutecido sulfuacuteri-

co diluiacutedo No caso da celulose como a hidroacutelise quiacutemica requer condiccedilotildees

de alta severidade (elevadas temperaturas grandes tempos de exposiccedilatildeo e

altas concentraccedilotildees de aacutecido) pela maior resistecircncia ao ataque hidroliacutetico o

uso da hidroacutelise enzimaacutetica seria mais indicado (pela ausecircncia de condiccedilotildees

severas) tal estrateacutegia tecnoloacutegica difere da concepccedilatildeo de processos anti-

gos em que se buscava a hidroacutelise quiacutemica conjunta da celulose e da hemi-

celulose pois satildeo polissacariacutedeos com diferentes suscetibilidades ao ataque

hidroliacutetico

Economia e Energia ndash eampe 21

A hidroacutelise total da celulose gera apenas glicose que pode ser converti-

da a uma seacuterie de substacircncias quiacutemicas e bioquiacutemicas conforme ilustrado

na Figura 2 com destaque para a sua conversatildeo bioloacutegica a etanol dito de

2ordf geraccedilatildeo por ser obtido a partir de materiais lignoceluloacutesicos

Esta nova plataforma tecnoloacutegica pode revolucionar segmentos industri-

ais como no caso do Brasil que gera uma grande quantidade de resiacuteduos

como o bagaccedilo da cana-de-accediluacutecar no entanto a utilizaccedilatildeo efetiva dos ma-

teriais lignoceluloacutesicos em processos microbioloacutegicos esbarra em dois obstaacute-

culos principais a estrutura cristalina da celulose altamente resistente agrave

hidrolise e a associaccedilatildeo lignina-celulose que forma uma barreira fisica que

impede o acesso enzimaacutetico ou microbioloacutegico ao substrato (CGEE 2010)

Adicionalmente a hidroacutelise acida da celulose apresenta o inconveniente de

requerer o emprego de elevadas temperatura e pressatildeo levando agrave destrui-

ccedilatildeo de parte dos carboidratos e agrave obtenccedilatildeo de produtos de degradaccedilatildeo toacutexi-

cos aos microrganismos A sacarificaccedilatildeo enzimaacutetica por sua vez requer o

emprego de preacute-tratamentos fiacutesicos (moagem aquecimento irradiaccedilatildeo) ou

quiacutemicos (acido sulfuacuterico acido fosfoacuterico aacutelcalis) para atingir rendimentos

viaacuteveis

Potencial Brasileiro para geraccedilatildeo de mateacuteria-prima lignoceluloacutesica

Tendo em vista a vasta biodiversidade encontrada em seu territoacuterio o

Brasil dispotildee de uma grande variedade de resiacuteduos agriacutecolas e agroindustri-

ais cujo bioprocessamento desperta um grande interesse econocircmico e soci-

al Dentre estes exemplos figuram os resiacuteduos derivados de atividades tais

como as induacutestrias de papel e celulose (sepilho maravalhas e cavacos des-

classificados de eucalipto e pinus) serrarias (serragem) usinas de accediluacutecar e

aacutelcool (bagaccedilo de cana-de-accediluacutecar) e de um modo geral unidades de produ-

ccedilatildeo agriacutecola geradoras de resiacuteduos de culturas como a palha de cereais de

milho de trigo sabugo de milho cascas de arroz e de aveia dentre outros

(RAMOS 2000)

No Brasil a quantidade de resiacuteduos lignoceluloacutesicos gerada anualmen-

te eacute de aproximadamente 350 milhotildees de toneladas (PEREIRA JR 2007)

Considerando que uma das principais fontes de materiais lignoceluloacutesicos eacute

o setor sucroalcoleiro e adotando o teor de celulose hemicelulose e lignina

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 22

no bagaccedilo como paracircmetro de comparaccedilatildeo[1]

chega-se a quantidade poten-

cial respectivamente de 1645 9625 e 7105 milhotildees de toneladas que po-

dem ser obtidas a partir de resiacuteduos lignoceluloacutesicos no Brasil

Metodologia

Este trabalho tem como objetivo apresentar as iniciativas tomadas no

mundo e especialmente no Brasil com relaccedilatildeo ao uso de mateacuterias-primas

no contexto de biorrefinaria de materiais lignoceluloacutesicos O enfoque seraacute

dado na plataforma sucroquiacutemica para a produccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo

tendo em vista a posiccedilatildeo de destaque neste segmento de mercado no agro-

negoacutecio nacional A metodologia adotada neste estudo exploratoacuterio foi base-

ada na literatura e em documentos obtidos a partir de uma pesquisa de in-

formaccedilotildees disponibilizadas na literatura Para atingir o objetivo a informaccedilatildeo

eacute apresentada de modo a fornecer um panorama dos esforccedilos mundiais e

brasileiro em pesquisa para o desenvolvimento de novas tecnologias relacio-

nadas agrave obtenccedilatildeo do etanol de segunda geraccedilatildeo

Resultados

No Mundo

Apesar de atualmente natildeo existir nenhuma planta comercial para pro-

duccedilatildeo de etanol a partir de materiais lignoceluloacutesico muitas plantas-piloto e

de demonstraccedilatildeo jaacute foram desenvolvidas e diversos projetos comerciais es-

tatildeo em desenvolvimento A Tabela 1 apresenta as empresas mundiais que

vecircm empregando tecnologias para produccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo e infor-

maccedilotildees complementares

A Tabela 1 revela que a maior parte das empresas encontradas explora

o conceito de biorrefinaria de acordo com a plataforma sucroquiacutemica A mai-

oria das plantas estaacute localizada nos EUA mas paiacuteses como Canadaacute Sueacute-

cia Finlacircndia Ruacutessia e Japatildeo tambeacutem satildeo sedes de algumas iniciativas

1 - Bagaccedilo de cana eacute composto de 47 de celulose 275 de hemicelulose e 203-263 de

lignina (AGUIAR 2010)

Economia e Energia ndash eampe 23

Tabela 1 Empresas que empregam tecnologias para a produccedilatildeo de etanol

de 2ordf geraccedilatildeo e caracteriacutesticas de processo (CGEE 2010)

Empresa Paiacutes de origem

Caracteriacutesticas de processo

Localiza-ccedilatildeo

Capacidade (m

3ano)

AE Biofuels EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Montana 567

Blue Fire Ethanol

EUA Japatildeo

Hidroacutelise com aacutecido concentrado

California Izumi

12110 Natildeo deter-

minado

Chempolis Ou

Finlacircndia Hidroacutelise com aacuteci-do diluiacutedo

Oulu Natildeo deter-

minado

Iogen Canadaacute Hidroacutelise enzimaacutetica

Ontario 4000

KL Energy EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Wyoming 5680

Lignol E-nergy

Canadaacute Preacute-tratamento Organosolv

Vancou-ver

2500

Mascoma EUA Natildeo determinado New York 1890

Poet EUA Natildeo determinado South Dakota

75

Sekab Sueacutecia Hidroacutelise enzimaacutetica

Natildeo de-terminado

Natildeo determinado

STI Finlacircndia Natildeo determinado

Lappeen-ranta Hamina Narpio

1000 1000 1000

St Peters-burgo State Forest-Technical Academy

Ruacutessia Hidroacutelise com aacuteci-do diluiacutedo

13 unida-des no paiacutes

Natildeo determinado

Sun Opra Canadaacute Hidroacutelise enzimaacutetica

China Natildeo

determinado

University of Florida

EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Florida 7570

Verenium EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Lousiana Japan

5300 4920

A Tabela 2 mostra os projetos aprovados pelo Departmento de Energia

dos EUA (US DOE) para a construccedilatildeo de pequenas biorrefinarias no paiacutes

ao final de 2008

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 24

Tabela 2 Projetos aprovados pelo US DOE para a construccedilatildeo de pequenas

biorrefinarias nos EUA (US DOE 2009 apud CGEE 2010)

Empresa Custo Total

106 US$

Participaccedilatildeo US DOE 106 US$

Capacidade anual de produccedilatildeo

Localizaccedilatildeo Mateacuterias-primas Tecnologia

Verenium 9135 760 1500000 Jennings LA

Bagaccedilo cereais desperdiacutecios agriacutecolas resiacute-duos de madeira

Rota bioquiacutemica

Flambeau LIc

840 300 6000000 Park Falls WI Resiacuteduos flores-tais

BTL

ICM 860 300 1500000 St Joseph MO

Gramiacuteneas sorgo forrageiro palha

Rota bioquiacutemica

Lignol Innovations

880 300 2500000 Commerce City CO

Biomassa da madeira resiacute-duos agriacutecolas

Rota bioquiacutemica Organosolv

Pacific Ethanol

730 2434 2700000 Boardman OR

Palha de trigo palha resiacuteduos de aacutelamo

Biogasolina (EtOH biogas combustiacuteveis soacutelidos)

New Page 836 300 5500000 Wisconsin WI Biomassa da madeira ndash resiacute-duos das usinas

BTL

Rse Pulp 900 300 2200000 Old Town Maine

Lascas de ma-deira

Rota bioquiacutemica

Econfin LIc 770 300 1300000 Washington Country KY

Espigas de milho

Rota bioquiacutemica (fermentaccedilatildeo em estado soacuteli-do)

Mascoma 1350 250 2000000 Monroe TN Gramiacuteneas e madeirs

Rota bioquiacutemica

Total 8080 3053 252 M galotildees =

954 M litros

Economia e Energia ndash eampe 25

A Tabela 2 aponta uma tendecircncia para a implementaccedilatildeo da plataforma

bioquiacutemica havendo ainda iniciativas de tecnologias termoquiacutemicas como

BTL (biomass-to-liquid)

Cabe destacar ainda que foi implementado o Programa de Biomassa do

Departamento de Energia para criar nos Estados Unidos uma nova induacutestria

ndash a induacutestria da biomassa ou bioinduacutestria ndash consolidada com a instalaccedilatildeo

de biorrefinarias capazes de transformar vaacuterios tipos de biomassa a preccedilos

competitivos em relaccedilatildeo agraves atuais fontes foacutesseis em combustiacuteveis produtos

quiacutemicos eletricidade e calor As biorrefinarias e o uso da biomassa celuloacutesi-

ca emergem como fundamentais para alcanccedilar as metas de produccedilatildeo

consumo de etanol em funccedilatildeo das limitaccedilotildees das fontes atualmente empre-

gadas (BASTOS 2007)

Neste contexto o paiacutes pretende investir US$ 385 milhotildees em seis bior-

refinarias de etanol celuloacutesico capazes de produzir 480 milhotildees de litros de

etanol celuloacutesico por ano como parte do plano do governo norte-americano

e tornar o etanol celuloacutesico competitivo em 2012 a fim de reduzir o consumo

de gasolina nos EUA nos proacuteximos 20 anos A Tabela 3 apresenta os seis

projetos selecionados pelo Departamento de Energia Americana (US DOE)

Tabela 3 Investimentos do DOE em projetos de produccedilatildeo de etanol

celuloacutesico nos EUA 2007-2010 (BARROS 2007)

Empresa Localizaccedilatildeo

da planta Mateacuteria-prima

Capacidade (milhotildees de litrosano)

Investimentos (milhotildees US$)

Abegoa Bioe-nergy Corp

Kansas Sabugo de milho

resiacuteduos de trigo etc 431 76

ALICO Inc Floacuterida Resiacuteduos de vegetais

diversos 526 33

BlueFire Ethanol Inc

Califoacuternia Resiacuteduos vegetais e

de madeira 719 40

Broin Companies of Sioux Falls

Iowa Resiacuteduos de milho 94 80

Iogen Biorefinery Partners

Idaho Resiacuteduos agriacutecolas 68 80

Range Fuels Geoacutergia Resiacuteduos de

madeira 151 76

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 26

No Brasil

Uma das empresas brasileiras que mais investem em PampD sobre bior-

refinarias em especial a partir de resiacuteduos da cana-de-accediluacutecar eacute a Petrobras

SA que eacute uma empresa estatal brasileira de economia mista que opera

em 27 paises no segmento de energia prioritariamente nas aacutereas de explo-

raccedilatildeo produccedilatildeo refino comercializaccedilatildeo e transporte de petroacuteleo e seus

derivados no Brasil e no exterior (PETROBRAS 2011)

Segundo Baratelli Junior (2007) a estrateacutegia competitiva da empresa eacute

expandir a participaccedilatildeo no mercado de biocombustiacuteveis liderando a produ-

ccedilatildeo nacional de biodiesel e ampliando a participaccedilatildeo no negoacutecio de etanol

A Tabela 4 apresenta as rotas para produccedilatildeo de biocombustiacuteveis e o estaacutegio

do esforccedilo tecnoloacutegico empreendido pela PetrobrasCENPES para o desen-

volvimento das tecnologias

A Tabela 4 aponta que os biocombustiacuteveis que demandam um esforccedilo

tecnoloacutegico elevado por parte da petrobras satildeo de segunda geraccedilatildeo o eta-

nol de celulose e os combustiacuteveis de piroacutelise e de gaacutes de siacutentese ndash BTL que

por sua vez utilizam como fonte de biomassa mateacuterias de origem celuloacutesica

ndash mateacuteria-prima para as biorrefinarias lignoceluloacutesicas

Com o projeto de desenvolvimento do bioetanol (etanol de lignocelulo-

se) ndash um biocombustiacutevel produzido a partir de resiacuteduos agroindustriais ndash a

Petrobras entra na produccedilatildeo dos chamados biocombustiacuteveis de segunda

geraccedilatildeo (PETROBRAS 2008)

Depois da etapa de testes em laboratoacuterio o projeto de produccedilatildeo de bio-

etanol passa para a fase de testes em escala piloto por meio de uma unida-

de experimental instalada no CENPES Desenvolvida em parceria com a

empresa brasileira Albrecht a planta piloto de etanol de lignocelulose locali-

zada no Centro de Pesquisas da Petrobras (CENPES) eacute uacutenica no Brasil

utilizando a tecnologia enzimaacutetica Para a produccedilatildeo de etanol a partir de re-

siacuteduos agroindustriais a planta utiliza um processo de quebra de moleacuteculas

com accedilatildeo de enzimas O projeto foi desenvolvido pela Petrobras em parceria

com a Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) e outras universida-

des brasileiras

Economia e Energia ndash eampe 27

Qualquer rejeito vegetal pode ser utilizado como fonte de biomassa na

planta experimental mas o sistema estaacute ajustado ao bagaccedilo de cana-de-

accediluacutecar por ser o resiacuteduo agroindustrial mais expressivo no paiacutes Outra ma-

teacuteria prima que seraacute utilizada nos testes eacute a torta de mamona resiacuteduo amilaacute-

ceo do processo de produccedilatildeo do biodiesel a partir de mamona

Combustiacutevel FonteBiomassa Estaacutegio da Tecnologia

Esforccedilo tecno-loacutegico da

Petrobras

Primeira geraccedilatildeo

Etanol de gratildeos e

cana-de-accediluacutecar

Cana de accediluacutecar trigo

milho beterraba Comercial meacutedio

Biodiesel Oacuteleos vegetais

e gorduras Comercial alto

Diesel verde

(hidrotratamento)

Oacuteleos vegetais gordu-

ras e petroacuteleo

Rumo a comercial no

Brasil e Europa alto

Butanol Milho sorgo trigo e

cana-de-accediluacutecar

Projeto BP and Dupont

para produzir monitoramento

Segunda geraccedilatildeo

Etanol celuloacutesico

Resiacuteduos agriacutecolas lascas de

madeira e grama

Projeto IOGEN anuncia

planta comercial alto

Combustiacuteveis da

Piroacutelise (bio-oacuteleo)

Qualquer biomassa

celuloacutesica

Projeto BIOCOUP ndash consoacutercio europeu de 16 empresas desde

2006 ateacute 2011 meacutedio

Combustiacuteveis de Gaacutes de

Siacutentese - BTL

Qualquer biomassa

celuloacutesica

Demonstrado em larga

escala com foacutesseis

Projeto CHOREN para biomassa

anuncia planta comercial

alto

Futuro

Diesel de algas Microalgas cultivadas Escala de laboratoacuterio

em Universidades baixo

Hidrocarbonetos de

biomassa Carbohidratos

Escala de laboratoacuterio

em Universidades prospecccedilatildeo

Tabela 4 Esforccedilo tecnoloacutegico das rotas para produccedilatildeo de biocombustiacuteveis

da Petrobras (Adaptado de BARATELLI JR 2007)

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 28

A planta experimental eacute capaz de produzir cerca de 220 litros de etanol

por tonelada de bagaccedilo de cana-de-accediluacutecar Nesta etapa do projeto de pes-

quisa os pesquisadores trabalham na otimizaccedilatildeo deste processo de produ-

ccedilatildeo e tecircm como objetivo alcanccedilar a marca de 280 litros por tonelada de ba-

gaccedilo no mesmo equipamento Como resultado desta pesquisa a Petrobras

jaacute fez o depoacutesito de dois pedidos de patentes (BR 0605017-4 e BR 0505299-

8) junto ao INPI

A planta-piloto de bioetanol de lignocelulose coloca a Petrobras na posi-

ccedilatildeo de vanguarda em relaccedilatildeo aos biocombustiacuteveis de segunda geraccedilatildeo

aqueles produzidos a partir de resiacuteduos agroindustriais e que natildeo competem

com a produccedilatildeo agriacutecola voltada para alimentos A utilizaccedilatildeo de resiacuteduos

como o bagaccedilo de cana-de-accediluacutecar pode aumentar substancialmente a pro-

duccedilatildeo de etanol sem aumentar a aacuterea plantada elevando a produtividade do

processo jaacute existente pelo aproveitamento de seus resiacuteduos

Desta forma a produccedilatildeo de biocombustiacuteveis em futuro proacuteximo tam-

beacutem poderaacute ser complementar agrave produccedilatildeo de alimentos A Petrobras prevecirc

que em 2010 seraacute construiacuteda uma planta semi-industrial de bioetanol A Fi-

gura 6 apresenta uma ilustraccedilatildeo da rota tecnoloacutegica adotada pela petrobras

para produccedilatildeo do bioetanol lignoceluloacutesico

Figura 6 Rota Tecnoloacutegica adotada pela Petrobras para produccedilatildeo do bioe-

tanol lignoceluloacutesico (BARATELLI JR 2007)

Economia e Energia ndash eampe 29

O processo de fabricaccedilatildeo de etanol a partir de resiacuteduos vegetais eacute divi-

dido em quatro etapas Na primeira etapa haacute o preacute-tratamento do bagaccedilo de

cana sendo adotado o processo de hidroacutelise aacutecida branda onde no reator o

resiacuteduo eacute submetido agrave quebra da estrutura cristalina da fibra do bagaccedilo de

cana e a recuperaccedilatildeo de accediluacutecares mais faacuteceis de hidrolisar

Em seguida vem a etapa de deslignificaccedilatildeo do soacutelido rico em celulose

Eacute retirada a lignina complexo que daacute resistecircncia a fibra e protege a celulose

da accedilatildeo de microorganismos poreacutem apresenta grande inibiccedilatildeo ao processo

fermentativo

Na terceira fase o liacutequido proveniente do preacute-tratamento aacutecido rico em

accediluacutecares eacute fermentado pela levedura Pichia stipitis adaptada para ser utili-

zada nesta fermentaccedilatildeo

O soacutelido proveniente da etapa de deslignificaccedilatildeo rico em celulose tam-

beacutem eacute tratado ele passa por um processo de sacarificaccedilatildeo (transformaccedilatildeo

em accediluacutecares) por meio de enzimas e eacute fermentado pela levedura

Sacharomyces cerevisiae o mesmo fungo utilizado na fabricaccedilatildeo de patildees A

Petrobras ainda estuda as enzimas mais eficazes para este processo de

fabricaccedilatildeo testando enzimas disponiacuteveis no mercado e pesquisando novos

preparados enzimaacuteticos

Na etapa final ambos os liacutequidos provenientes das diferentes fermenta-

ccedilotildees satildeo destilados O produto desta destilaccedilatildeo eacute o etanol que possui as

mesmas caracteriacutesticas daquele fabricado a partir da cana em processo in-

dustrial

Cabe destacar que a accedilatildeo do governo brasileiro natildeo fica restrita a sua

participaccedilatildeo na Petrobras considerando a importacircncia que o tema energias

renovaacuteveis possui na poliacutetica nacional O governo do Brasil investe ainda

recursos em Pesquisa Desenvolvimento e Inovaccedilatildeo (PD amp I) conforme po-

de ser visto na Tabela 5

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 30

Conclusotildees

O tema energias renovaacuteveis estaacute presente na agenda nacional de todas

as naccedilotildees ao redor do globo como uma alternativa viaacutevel em substituiccedilatildeo agraves

fontes de energias foacutesseis como petroacuteleo e carvatildeo Especialistas acreditam

que o processamento da biomassa como fonte de energia combustiacuteveis e

produtos quiacutemicos possa se constituir em uma induacutestria-chave neste seacuteculo

criando assim um novo paradigma industrial Novas tecnologias baseadas

no uso de toda a planta e na integraccedilatildeo de processos tradicionais e novos

deveratildeo ser necessaacuterios

Tabela 5 Investimentos do governo brasileiro em PDampI no aproveitamento

de biomassas desde 2005 (PEREIRA JR 2008)

Instituiccedilatildeo Valor

(Milhotildees R$) Observaccedilotildees

Governo Federal

SIBRATEC 4500 Formaccedilatildeo de redes temaacuteticas para o de-senvolvimento de tecnologias inovadoras incluindo energia renovaacutevel

CNPqMCT 4180 Especiacutefico para biomassabioenergias

15780 Geral incluindo biomassa

FINEP 45000

Apoiar o desenvolvimento de produtos serviccedilos e processos inovadores em em-presas brasileiras atraveacutes de subvenccedilatildeo econocircmica incluindo biocombustiacuteveis

Fundaccedilotildees Estaduais

FAPESP 14800 Projetos especiacuteficos para biomassas e biocombustiacuteveis

FAPEMIG 1095 Biomassas agroenergia

TOTAL R$ 855 milhotildees

Economia e Energia ndash eampe 31

O Brasil encontra-se entre os paiacuteses-alvo para o desenvolvimento de

tais tecnologias devido a sua grande biodiversidade existente e aos conheci-

mentos adquiridos ao longo das uacuteltimas deacutecadas em especial devido a pro-

duccedilatildeo de etanol a partir da cana-de-accediluacutecar

Neste contexto de inovaccedilatildeo uma nova oportunidade de aproveitamento

de biomassa se vislumbra no paiacutes o uso da biomassa lignoceluloacutesica prove-

niente dos resiacuteduos agriacutecolas em especial da induacutestria da cana para produ-

ccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo dentro do contexto das biorrefinarias explorado

neste artigo

Foi observado que iniciativas governamentais estatildeo sendo tomadas de

modo a estabelecer um ambiente adequado para o desenvolvimento de no-

vos produtos e processos No entanto desafios de natureza tecnoloacutegica e

comercial precisam ser vencidos para fazer com que o Brasil mantenha sua

posiccedilatildeo de destaque no agronegoacutecio mundial e produza produtos de maior

valor agregado contribuindo assim para o desenvolvimento da bio-economia

e aproveitando esta janela de oportunidade de aumentar seu crescimento

econocircmico de modo sustentaacutevel

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Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 32

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Paulo Cetesb

Economia e Energia ndash eampe 33

Ensaio

Gripe americana e resfriado no Brasil

Nos fizeram acreditar que um resfriado americano representa certa-

mente uma gripe ou pneumonia por aqui ou seja as crises nos EUA tecircm

resultados imediatos e mais radicais aqui do que laacute Nessa eacutepoca de gripe

americana eacute uacutetil discutir a veracidade histoacuterica dessa afirmaccedilatildeo porque o

simples fato de se acreditar nela jaacute provoca efeitos negativos em nossa eco-

nomia

Celso Furtado ao contraacuterio da crenccedila corrente assinalava que as cri-

ses na economia americana foram sentidas aqui no curto prazo mas de

modo geral acabaram sendo beneacuteficas para a economia brasileira no meacutedio

prazo Ele mostrou em seu livro ldquoO Capitalismo Globalrdquo que a crise de 1929

e 1930 nos EUA produziam jaacute em 1932 um notaacutevel ressurgimento interno

baseado no mercado nacional

A tentativa de encontrar uma correlaccedilatildeo entre as taxas de crescimento

americanas e as brasileiras no periacuteodo 1930 a 2010 (Figura 1) natildeo conduz a

um resultado convincente A situaccedilatildeo natildeo muda introduzindo uma defasagem

de um ou dois anos da variaccedilatildeo do PIB no Brasil em relaccedilatildeo agrave americana

Figura 1 A correlaccedilatildeo entre crescimento no Brasil e nos EUA parece ser

pouco significativa no periacuteodo 1930 a 2010 Dados Ipeadatagovbr

Elaboraccedilatildeo proacutepria

y = 00744x + 47262Rsup2 = 00083

-10

-5

0

5

10

15

-15 -10 -5 0 5 10 15 20 25

Cre

scim

en

to d

o P

IB n

os

EUA

an

o

Crescimento do PIB no Brasil ano

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 34

Figura 2 Variaccedilatildeo do PIB dos EUA e Brasil valores anuais e meacutedia moacutevel

de trecircs anos em azul estatildeo assinalados os periacuteodos em que as economias

parecem estar na mesma fase (variaccedilotildees no mesmo sentido) e

em amarelo os periacuteodos em fase inversa (variaccedilotildees em sentido contraacuterio)

Elaboraccedilatildeo proacutepria

Eacute possiacutevel separar ao longo desses oitenta anos periacuteodos em que os

altos e baixos da taxa de crescimento econocircmico dos EUA e do Brasil estatildeo

na mesma fase do ciclo e outros em que o que aconteceu nos dois paiacuteses

tem sinal inverso Em uma anaacutelise preliminar (Figura 2) pode-se dizer que

os periacuteodos em que estiveram em fase inversa superam os que estiveram

na mesma fase

Pode-se verificar que no periacuteodo a que aludia Celso Furtado (crise de

trinta) as economias dos dois paiacuteses parecem em mesma fase Nota-se no

entanto que a retomada do crescimento no Brasil precedeu agrave americana

como dissera Celso Furtado que ademais se referia tambeacutem a mudanccedilas

qualitativas mais de desenvolvimento que de crescimento que vieram com

a maior atenccedilatildeo no Paiacutes ao consumo interno Em um segundo periacuteodo que

vai da Segunda Guerra Mundial ateacute 1970 as economias de Brasil e EUA

estiveram em fase inversa

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

1920

1930

1940

1950

1960

1970

1980

1990

2000

2010

Var

iaccedilatilde

o a

nu

al d

o P

IB

()

EUA

EUA 3

Brasil

Brasil 3

fase inversa fase inversaem fase em fase

Economia e Energia ndash eampe 35

Em uma terceira fase de 1987 a 1995 a teoria do resfriado americano

funcionou nas crises das mudanccedilas para as deacutecadas de oitenta e noventa

(repercussotildees simultacircneas e maiores em nossa economia) e na retomada

do meio da deacutecada de oitenta Cabe lembrar que os episoacutedios dessas crises

marcaram a alta de juros e falecircncia mexicana (1982) e crises de hiperinfla-

ccedilatildeo em paiacuteses como a Argentina que estavam muito mais proacuteximos de nos-

sa realidade

Nos uacuteltimos quinze anos estivemos em fase inversa com os EUA em

1998 eles estavam no auge da era Clinton e o Brasil passando por um fosso

em sua taxa de crescimento anual Depois comeccedilaram a experimentar que-

da no seu crescimento enquanto a economia brasileira tinha as taxas de

crescimento em elevaccedilatildeo

Na Figura 3 buscou-se a correlaccedilatildeo linear entre as variaccedilotildees do PIB

nos periacuteodos assinalados na Figura 2 e os resultados confirmam a avalia-

y = 03893x + 43207Rsup2 = 07113

-2

0

2

4

6

8

10

-20 -10 0 10 20

19301937 y = -0311x + 75908Rsup2 = 0314

0

2

4

6

8

10

12

-10 0 10 20

19381970

y = 18054x - 32349Rsup2 = 04684

-20

-10

00

10

20

30

40

50

60

00 10 20 30 40

19871995y = -0362x + 40064

Rsup2 = 02656

00

10

20

30

40

50

60

-20 00 20 40 60

19952010

Figura 3 Comportamento dos crescimentos dos PIB americano (na vertical)

e brasileiro (na horizontal) para os intervalos de tempo assinalados na figura

anterior

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 36

ccedilatildeo qualitativa Ou seja nos periacuteodos em fase existe uma correlaccedilatildeo positi-

va entre os crescimentos americano e brasileiro nos periacuteodos assinalados

com amarelo a relaccedilatildeo eacute negativa

A mudanccedila de intensidade e sentido da correlaccedilatildeo nos faz pensar que

a possiacutevel dependecircncia entre o crescimento brasileiro e o americano natildeo eacute

direta eacute muito mais complexa e para fazer sentido deve ser estudada por

periacuteodos histoacutericos O que se conclui eacute que a ldquoteoria do resfriadordquo natildeo expli-

ca o passado mesmo quando ainda eacuteramos muito mais dependentes dos

EUA

No final de 2008 configurou-se uma crise nos EUA que teve reflexo no

ano seguinte no Brasil que registrou uma queda no PIB de 06 O consu-

mo no entanto cresceu no ano 24 Em 2010 o ldquopibatildeordquo de 75 fez com

que no seu conjunto os anos de 2009 e 2010 possam ser considerados

como anos normais O consumo cresceu na meacutedia 45 mais que na meacute-

dia do periacuteodo Lula (40) Jaacute o PIB cresceu 33 um pouco abaixo da meacute-

dia tambeacutem de 40 ao ano do governo passado Os dados vecircm das Con-

tas Nacionais Trimestrais do IBGE A defasagem entre o crescimento da

produccedilatildeo e do consumo foi praticamente coberta com importaccedilotildees e menor

investimento Ou seja a queda do PIB em 2009 se deveu a nosso ver a

uma reduccedilatildeo exagerada da oferta pelo setor produtivo em virtude de uma

leitura equivocada do efeito da crise americana sobre a economia brasileira

O crescimento nos dois anos poacutes-crise nos EUA foi normal passou a

primeira ldquomarolardquo E agora Entraremos na mesma fase de ciclo dos EUA

Page 11: Economia e Energia · população ou na superfície mundial: foi o fato de serem os “vencedores” da 2ª Guerra Mundial. Num primeiro momento, somente os EUA possuíam ar-0 10.000

Economia e Energia ndash eampe 11

Note-se que tanto a Itaacutelia como a Alemanha estavam no caminho de

desistir da renuacutencia agrave geraccedilatildeo nuacutecleo-eleacutetrica quando ocorreu o acidente de

Fukushima num contexto de crise poliacutetica interna o que fez esses paiacuteses

reafirmarem sua posiccedilatildeo anterior de abandono das usinas nucleares

Na Tabela 4 estatildeo indicados os dados de geraccedilatildeo de energia eleacutetrica e

da participaccedilatildeo nuclear A tabela tambeacutem indica as reservas estimadas de

uracircnio dos paiacuteses (soacute satildeo indicadas as reservas relevantes do ponto de vis-

ta mundial) A posse de reservas de uracircnio eacute naturalmente um fator a ser

levado em conta nas decisotildees sobre a energia nuclear no Paiacutes

Tabela 4 Geraccedilatildeo de energia eleacutetrica e participaccedilatildeo nuclear nos dez paiacuteses

de maior atividade econocircmica

Rank

PIB

PPPC

Paiacutes

Usinas Nucleares

em operaccedilatildeo

(+ em construccedilatildeo)

Potecircncia

Instalada

Mw(e)

Participa-

ccedilatildeo na Ge-

raccedilatildeo Eleacute-

trica

Reservas

Uracircnio

(ton de U)

1 EUA 104 (+1) 100747 20 339000

2 China 11 (+20) 8438 2 67900

3 Japatildeo 54 (+1) 46823 29 x

4 Iacutendia 18 (+5) 3987 3 72900

5 Alemanha 17

(em desativaccedilatildeo) 20480 28 x

6 Ruacutessia 31 (+9) 21743 17 545700

7 Reino

Unido 19 10137 16 x

8 Brasil 2 (+1) 1884 3 278400

9 Franccedila 59 (+1) 63260 74 x

10 Itaacutelia 4 (desativadas) - - -

Fonte (IAEA 2010)

Cabe ressaltar que Brasil Ruacutessia e EUA satildeo os uacutenicos paiacuteses do mun-

do que possuem grandes reservas de uracircnio domiacutenio tecnoloacutegico de todas

as etapas de produccedilatildeo do combustiacutevel nuclear e um parque de geraccedilatildeo eleacute-

trica nuclear em operaccedilatildeo Ruacutessia e EUA entretanto possuem capacidade

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 12

industrial instalada suficiente para garantir auto-suficiecircncia na produccedilatildeo de

combustiacutevel nuclear O Brasil tem tal capacidade nas etapas de mineraccedilatildeo

beneficiamento e fabricaccedilatildeo faltando poreacutem instalaccedilotildees industriais com

capacidade suficiente para atender as necessidades nacionais nas etapas

de conversatildeo e de enriquecimento apesar de possuir unidades piloto com

capacidade de produccedilatildeo limitada desde o final dos anos 80

Conclusatildeo

O Brasil eacute dentre as dez maiores economias mundiais o uacutenico paiacutes

que natildeo possui natildeo armazena em seu territoacuterio e nem considera a possibili-

dade de uso de armas nucleares estrangeiras na sua estrateacutegia de defesa

Juntamente com Nova Zelacircndia o Brasil eacute o uacutenico paiacutes do mundo que pros-

creveu os usos natildeo paciacuteficos da energia nuclear na sua proacutepria Constituiccedilatildeo

Federal O Brasil eacute signataacuterio do Tratado de Natildeo Proliferaccedilatildeo Nuclear e do

Tratado de Tlatelolco este uacuteltimo estabelecendo a Ameacuterica Latina e Caribe

como uma zona livre de armas nucleares

O Acordo Brasil Argentina que eliminou uma potencial corrida por ar-

mas nucleares na regiatildeo e que criou a Agecircncia Brasileiro Argentina de Con-

tabilidade e Controle de Materiais Nucleares (ABACC) completa 20 anos em

2011 O Acordo assegurou o clima poliacutetico favoraacutevel para que o MERCOSUL

fosse posteriormente instalado Esse bloco econocircmico serviu de base para o

avanccedilo da integraccedilatildeo econocircmica do Continente Sul-Americano O espaccedilo

econocircmico que assim se abriu eacute de grande importacircncia para o continente O

comeacutercio com a Argentina que era quase despreziacutevel alccedilou nosso vizinho agrave

posiccedilatildeo de segundo maior parceiro comercial do Brasil

Ao Brasil interessa manter sua posiccedilatildeo de uso apenas paciacutefico da ener-

gia nuclear Isso daacute ao paiacutes um caraacuteter uacutenico junto aos ldquodez maisrdquo da econo-

mia mundial que se reflete numa autoridade moral e eacutetica que pode ser ex-

plorada politicamente em diversas situaccedilotildees como por exemplo a reforma

do Conselho de Seguranccedila da ONU e a arbitragem de crises internacionais

Essa ldquovantagem competitivardquo eacute muito mais valiosa do que a posse de armas

nucleares que ao final das contas seriam feitas para nunca serem usadas

Entretanto os quadros apresentados mostram de forma inequiacutevoca a

importacircncia estrateacutegica do Brasil se manter ativo na exploraccedilatildeo dos usos

paciacuteficos da energia nuclear expandindo seu domiacutenio tecnoloacutegico e capaci-

Economia e Energia ndash eampe 13

dade industrial instalada nos diversos setores associados como produccedilatildeo

de radioisoacutetopos para medicina induacutestria e agricultura produccedilatildeo de com-

bustiacutevel nuclear e geraccedilatildeo eleacutetrica

O Plano Nacional de Energia (PNE) que prevecirc a conclusatildeo de Angra 3

ateacute 2015 e a implantaccedilatildeo de 4000 MW nucleares adicionais ateacute 2030 junta-

mente com as metas estabelecidas para a autosuficiecircncia na produccedilatildeo do

combustiacutevel nuclear que mantecircm nas duas proacuteximas deacutecadas uma partici-

paccedilatildeo do nuclear na geraccedilatildeo eleacutetrica proacutexima da atual tambeacutem eacute por ne-

cessidades de diversificaccedilatildeo da matriz energeacutetica uma opccedilatildeo sensata do

ponto de vista energeacutetico

Bibliografia

CIA The World Fact Book Consultado em Julho de 2011 em httpwwwciagov

FMI citado na Wikipedia (2010) consultado Junho 2011 disponiacutevel em httpenmwikipediaorg

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GUIMARAES L S A (contra) Ameaccedila Nuclear in Revista Mariacutetima Brasileira vol 130 seacuterie 0406 maio de 2010

GAO (May 2011) NUCLEAR WEAPONS- DOD and NNSA Need to Better Manage Scope of Future Refurbishments and Risks to Maintaining US Commitments to NA-TO Washington - DC - USA United States Government Accountability Office dispo-niacutevel em httpwwwgaogovproductsGAO-11-387

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World Nuclear Association (Julho 2011) World Nuclear Power Reactors amp Uranium Requirements Consultado julho 2011 em httpwwwworld-nuclearorginforeactorshtml

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 14

1 - Fundaccedilatildeo Instituto Brasileiro de Geografia e Estatiacutestica (IBGE) ndash Diretoria Executiva ndash CRM ndash Av Franklin Roosevelt 146 6ordm andar sala 602 ndash Centro ndash Rio de JaneiroRJ Escola de Quiacute-mica da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) Cidade Universitaacuteria ndash Centro de Tec-nologia Bloco E ndash 2ordm nadir ndash DPO ndash Aacuterea de Gestatildeo e Inovaccedilatildeo Tecnoloacutegica ndash Rio de JaneiroRJ ndash CEP 21949-900 email marciafribeiroyahoocombr

2 - Escola de Quiacutemica da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) Cidade Universitaacuteria ndash Centro de Tecnologia Bloco E ndash 2ordm nadir ndash DPO ndash Aacuterea de Gestatildeo e Inovaccedilatildeo Tecnoloacutegica ndash Rio de JaneiroRJ ndash CEP 21949-900 email suzanaeqcombr

3 - Escola de Quiacutemica da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) Cidade Universitaacuteria ndash Centro de Tecnologia Bloco E ndash 2ordm nadir ndash DEB ndash Aacuterea de Processos Bioquiacutemicos ndash Rio de JaneiroRJ ndash CEP 21949-900 email gimeneseqcombr

Artigo

Iniciativas para o uso da biomassa lignoceluloacutesica

em biorrefinarias a plataforma sucroquiacutemica no

mundo e no Brasil

Maacutercia Franccedila Ribeiro Fernandes dos Santos1 Suzana Borschiver2

Maria Antonieta Peixoto Gimenes Couto3

Resumo

Petroacuteleo gaacutes natural e seus derivados representam 55 do consumo

mundial de energia no entanto eles natildeo vatildeo durar mais do que algumas

deacutecadas Assim se faz necessaacuterio encontrar substitutos para estes combus-

tiacuteveis e uma alternativa que se apresenta eacute a utilizaccedilatildeo de mateacuteria orgacircnica

renovaacutevel (biomassa) Este artigo apresenta as iniciativas adotadas no mun-

do e em especial no Brasil sobre o uso de mateacuterias-primas lignoceluloacutesicas

no contexto da biorrefinaria O enfoque seraacute dado na plataforma sucroquiacutemi-

ca para a produccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo tendo em vista a posiccedilatildeo de

destaque neste segmento de mercado no agronegoacutecio nacional O levanta-

mento das informaccedilotildees disponibilizadas na literatura foi obtido por meio de

uma pesquisa bibliograacutefica Os resultados sugerem que a tecnologia ainda

estaacute em fase de pesquisa e desenvolvimento e desperta grande interesse

para consolidar o mercado mundial de etanol

Palavras-chave biorrefinaria biomassa mateacuteria-prima lignoceluloacutesica eta-

nol Brasil

Economia e Energia ndash eampe 15

Abstract

Oil natural gas and their products represent 55 of global energy con-

sumption yet they will not last more than a few decades Thus it is neces-

sary to find substitutes for these fuels and an alternative that presents itself is

the use of organic matter (biomass) This article presents the initiatives taken

in the world and especially in Brazil on the use of raw materials in the con-

text of lignocellulosic biorefinery The focus will be on the sugar platform for

the production of second-generation ethanol aimed at a prominent position

of this market segment in the national agribusiness The survey of informati-

on availability in the literature was obtained through a search The results

suggest that the technology is still undergoing research and development

and it arouse great interest for consolidating the ethanol global market

Keywords biorefinery biomass lignocelulosic feedstock ethanol Brazil

Introduccedilatildeo

As mudanccedilas climaacuteticas e a elevaccedilatildeo das cotaccedilotildees do petroacuteleo aliadas

agraves necessidades estrateacutegicas de produccedilatildeo de energia tecircm motivado uma

corrida sem precedentes agrave produccedilatildeo de combustiacuteveis alternativos preferen-

cialmente de fontes renovaacuteveis de energia (BUCKERIDEG et al 2010)

O uso da biomassa para energia cresce em importacircncia como uma das

vias de mitigaccedilatildeo dos problemas citados acima Existem diferentes rotas

para converter a energia da biomassa em fluxo de energia final desejado

quer seja na forma de calor combustiacutevel ou energia eleacutetrica (SEABRA

2008)

Assim abrem-se oportunidades para o desenvolvimento de uma induacutes-

tria baseada em mateacuterias primas renovaacuteveis Aleacutem dos biocombustiacuteveis jaacute

conhecidos um fluxo de inovaccedilotildees em desenvolvimento pode estar lanccedilan-

do as bases de uma induacutestria integrada de exploraccedilatildeo da biomassa

(COUTINHO amp BONTEMPO 2010)

Neste cenaacuterio o Brasil desponta em uma posiccedilatildeo privilegiada para as-

sumir a lideranccedila no aproveitamento integral das biomassas pelo fato de

apresentar grande potencial de cultivo de mateacuterias-primas renovaacuteveis dis-

pondo de vantagens comparativas e competitivas tais como (i) culturas agriacute-

colas de grande extensatildeo (destaque para a induacutestria da cana-de-accediluacutecar) (ii)

maior biodiversidade do planeta (iii) intensa radiaccedilatildeo solar (iv) aacutegua em

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 16

abundacircncia (v) diversidade de clima e (vi) pioneirismo na produccedilatildeo de bio-

combustiacutevel etanol (CGEE 2010) O paiacutes reuacutene ainda condiccedilotildees para ser o

principal receptor de recursos de investimentos oriundos do mercado de car-

bono no segmento de produccedilatildeo e uso de bioenergia

Hoje o Brasil desfruta de uma posiccedilatildeo confortaacutevel com relaccedilatildeo agrave tecno-

logia da produccedilatildeo de etanol Neste setor o Brasil eacute liacuteder mundial na produ-

ccedilatildeo de cana-de-accediluacutecar etanol e accediluacutecar com 5727 milhotildees de toneladas

277 bilhotildees de litros e 313 milhotildees de toneladas respectivamente na safra

de 20082009 (CORTEZ 2010)

Em meacutedia 50 da cana colhida eacute destinada agrave produccedilatildeo de aacutelcool e os

demais 50 satildeo destinados agrave produccedilatildeo de accediluacutecar Cerca de 23 do accediluacutecar

produzido eacute destinado ao mercado externo enquanto que o restante atende

ao mercado interno Quanto a produccedilatildeo de aacutelcool cerca de 85 eacute direcio-

nado ao mercado interno sendo que destes 90 satildeo destinados ao seu

uso como carburante e o restante atender ao mercado externo (BASTOS

2007)

Entretanto para preservar essa posiccedilatildeo num cenaacuterio competitivo em

que outros players estatildeo interessados em se desenvolver com pesados in-

vestimentos em Pesquisa amp Desenvolvimento (PampD) o Brasil precisa manter

investimentos compatiacuteveis na geraccedilatildeo de novas tecnologias e formaccedilatildeo de

competecircncias (BUCKERIDEG et al 2010)

Atualmente a conversatildeo pela rota sucroquiacutemica de material lignoceluloacute-

sico presente na palha e no bagaccedilo da cana-de-accediluacutecar em accediluacutecares fer-

mentaacuteveis para a produccedilatildeo de etanol denominado de etanol de 2ordf geraccedilatildeo

vem sendo considerada no Brasil como uma alternativa promissora para

atender agrave demanda mundial

Assim o presente artigo tem como objetivo principal expor as iniciativas

adotadas no mundo e em especial no Brasil sobre o uso de mateacuterias-

primas lignoceluloacutesicas no contexto da biorrefinaria O enfoque seraacute dado na

plataforma sucroquiacutemica para a produccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo tendo em

vista a posiccedilatildeo de destaque neste segmento de mercado no agronegoacutecio

nacional

Economia e Energia ndash eampe 17

Conceito de Biorrefinaria

De acordo com Fernando et al (2006) o conceito de produzir produtos a

partir de commodities agriacutecolas como a biomassa natildeo eacute novo no entanto

utilizar a biomassa como insumo na produccedilatildeo de vaacuterios produtos de maneira

similar a uma refinaria de petroacuteleo onde combustiacuteveis foacutesseis satildeo usados

como input eacute relativamente novo Seu principal objetivo eacute transformar os

materiais bioloacutegicos em produtos utilizaacuteveis nas induacutestrias de transformaccedilatildeo

usando uma combinaccedilatildeo de tecnologias e processos biotecnoacutegicos

Os princiacutepios baacutesicos da refinaria de petroacuteleo tradicional e a biorrefinaria

satildeo representados esquematicamente na Figura 1 Uma refinaria de petroacuteleo

fornece principalmente combustiacuteveis para transportes e energia e somente

uma fraccedilatildeo relativamente pequena eacute usada na induacutestria quiacutemica Em uma

biorrefinaria uma quantidade relativamente maior eacute usada para a quiacutemica e

a utilizaccedilatildeo de materiais De acordo com Kamm et al (2006) os bioprodutos

industriais soacute podem competir com aqueles oriundos da petroquiacutemica quan-

do os recursos de biomassa satildeo processadas atraveacutes de sistemas de forma

otimizada nos sistemas das biorrefinarias onde novas cadeias de valor satildeo

desenvolvidas e implementadas

Figura 1 Refinaria de petroacuteleo versus biorrefinaria

(KAMM et al 2006)

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 18

Em seus estudos Ree amp Annevelink (2007) apontam a existecircncia de

sete tipos de biorefinarias que ainda estatildeo na fase de pesquisa e desenvol-

vimento (i) Biorrefinarias Convencionais (ii) Biorrefinarias Verdes (iii) Biore-

finarias de Cereais (iv) Biorrefinarias de Material Lignoceluloacutesico (v) Biorre-

finarias de Duas Plataformas (vi) Biorrefinarias Termoquiacutemicas e (vii) Bior-

refinarias Aquaacuteticas

Biorrefinaria de Materiais Lignoceluloacutesicos

A biorefinaria a partir de materiais lignoceluloacutesicos usa um mix de fon-

tes de biomassa para a produccedilatildeo de uma seacuterie de produtos por meio de u-

ma combinaccedilatildeo de tecnologias Tal biorefinaria consiste de trecircs fraccedilotildees quiacute-

micas baacutesicas (a) hemicelulose poliacutemeros de accediluacutecar com cinco carbonos

(b) celulose poliacutemeros de glucose com seis carbonos e (c) lignina poliacuteme-

ros de fenol (FERNANDO et al 2006) A Figura 2 apresenta os produtos que

podem ser obtidos a partir destas fraccedilotildees quiacutemicas

Figura 2 Produtos potenciais obtidos na Biorrefinaria de Material Lignocelu-

loacutesico (KAMM et al 2006)

Economia e Energia ndash eampe 19

Segundo Pereira Juacutenior et al (2008) a utilizaccedilatildeo de biomassa lignoce-

luloacutesica dentro do contexto da biorrefinaria eacute fundamentada em duas plata-

formas distintas conforme o conceito de Biorrefinarias de Duas Plataformas

ilustrado na Figura 3 que visam fornecer ldquoblocos de construccedilatildeordquo para obter

uma variedade de produtos

A plataforma termoquiacutemica eacute baseada em processos de conversatildeo ter-

moquiacutemica pela reaccedilatildeo de mateacuteria-prima em altas temperaturas com uma

quantidade de oxigecircnio controlada (gaseificaccedilatildeo) para produzir gaacutes de siacutente-

se (CO + H2) ou na ausecircncia de oxigecircnio (piroacutelise) para produzir bio-oacuteleo

que depois de um processo de hidrodeoxigenaccedilatildeo produz uma mistura liacutequi-

da de hidrocarbonetos similar agravequeles presentes no petroacuteleo

Figura 3 Conceito da Biorrefinaria de Duas Plataformas

(KAMM et al 2006)

A plataforma de accediluacutecar tambeacutem conhecida como sucroquiacutemica objeto

de estudo do artigo eacute baseada em processos de conversatildeo quiacutemica e bio-

quiacutemica de accediluacutecares extraiacutedos da biomassa mediante uma separaccedilatildeo de

seus componentes principais Para isto o preacute-tratamento eacute essencial visan-

do a desorganizaccedilatildeo do complexo lignoceluloacutesico e como consequumlecircncia au-

mento da acessibilidade das enzimas agraves moleacuteculas de celulose (PEREIRA

JR et al 2008)

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 20

O preacute-tratamento que consiste em submeter o material lignoceluloacutesico

a uma seacuterie de operaccedilotildees visa promover a quebra das ligaccedilotildees que unem

as macroestruturas Tais operaccedilotildees satildeo responsaacuteveis pela adequaccedilatildeo da

mateacuteria-prima como por exemplo o bagaccedilo da cana-de-accediluacutecar agraves condi-

ccedilotildees de transformaccedilatildeo por parte dos micro-organismos Estas podem ser

classificadas como fiacutesicas fiacutesico-quiacutemicas quiacutemicas e bioloacutegicas conforme

o agente que atua na alteraccedilatildeo estrutural (SCHLITTLER 2006) A Figura 4

mostra um esquema simplificado para a separaccedilatildeo dos principais compo-

nentes dos materiais lignoceluloacutesicos

Figura 4 Separaccedilatildeo dos componentes lignoceluloacutesicos

(PEREIRA JR et al 2008)

Pereira Jr (2006) observa que a decisatildeo de usar um ou outro processo

de hidroacutelise depende tambeacutem do tipo de material lignoceluloacutesico empregado

Na hidroacutelise da hemicelulose (que ocorre em condiccedilotildees mais brandas do

que no caso da celulose) a estrateacutegia tem sido a utilizaccedilatildeo de aacutecido sulfuacuteri-

co diluiacutedo No caso da celulose como a hidroacutelise quiacutemica requer condiccedilotildees

de alta severidade (elevadas temperaturas grandes tempos de exposiccedilatildeo e

altas concentraccedilotildees de aacutecido) pela maior resistecircncia ao ataque hidroliacutetico o

uso da hidroacutelise enzimaacutetica seria mais indicado (pela ausecircncia de condiccedilotildees

severas) tal estrateacutegia tecnoloacutegica difere da concepccedilatildeo de processos anti-

gos em que se buscava a hidroacutelise quiacutemica conjunta da celulose e da hemi-

celulose pois satildeo polissacariacutedeos com diferentes suscetibilidades ao ataque

hidroliacutetico

Economia e Energia ndash eampe 21

A hidroacutelise total da celulose gera apenas glicose que pode ser converti-

da a uma seacuterie de substacircncias quiacutemicas e bioquiacutemicas conforme ilustrado

na Figura 2 com destaque para a sua conversatildeo bioloacutegica a etanol dito de

2ordf geraccedilatildeo por ser obtido a partir de materiais lignoceluloacutesicos

Esta nova plataforma tecnoloacutegica pode revolucionar segmentos industri-

ais como no caso do Brasil que gera uma grande quantidade de resiacuteduos

como o bagaccedilo da cana-de-accediluacutecar no entanto a utilizaccedilatildeo efetiva dos ma-

teriais lignoceluloacutesicos em processos microbioloacutegicos esbarra em dois obstaacute-

culos principais a estrutura cristalina da celulose altamente resistente agrave

hidrolise e a associaccedilatildeo lignina-celulose que forma uma barreira fisica que

impede o acesso enzimaacutetico ou microbioloacutegico ao substrato (CGEE 2010)

Adicionalmente a hidroacutelise acida da celulose apresenta o inconveniente de

requerer o emprego de elevadas temperatura e pressatildeo levando agrave destrui-

ccedilatildeo de parte dos carboidratos e agrave obtenccedilatildeo de produtos de degradaccedilatildeo toacutexi-

cos aos microrganismos A sacarificaccedilatildeo enzimaacutetica por sua vez requer o

emprego de preacute-tratamentos fiacutesicos (moagem aquecimento irradiaccedilatildeo) ou

quiacutemicos (acido sulfuacuterico acido fosfoacuterico aacutelcalis) para atingir rendimentos

viaacuteveis

Potencial Brasileiro para geraccedilatildeo de mateacuteria-prima lignoceluloacutesica

Tendo em vista a vasta biodiversidade encontrada em seu territoacuterio o

Brasil dispotildee de uma grande variedade de resiacuteduos agriacutecolas e agroindustri-

ais cujo bioprocessamento desperta um grande interesse econocircmico e soci-

al Dentre estes exemplos figuram os resiacuteduos derivados de atividades tais

como as induacutestrias de papel e celulose (sepilho maravalhas e cavacos des-

classificados de eucalipto e pinus) serrarias (serragem) usinas de accediluacutecar e

aacutelcool (bagaccedilo de cana-de-accediluacutecar) e de um modo geral unidades de produ-

ccedilatildeo agriacutecola geradoras de resiacuteduos de culturas como a palha de cereais de

milho de trigo sabugo de milho cascas de arroz e de aveia dentre outros

(RAMOS 2000)

No Brasil a quantidade de resiacuteduos lignoceluloacutesicos gerada anualmen-

te eacute de aproximadamente 350 milhotildees de toneladas (PEREIRA JR 2007)

Considerando que uma das principais fontes de materiais lignoceluloacutesicos eacute

o setor sucroalcoleiro e adotando o teor de celulose hemicelulose e lignina

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 22

no bagaccedilo como paracircmetro de comparaccedilatildeo[1]

chega-se a quantidade poten-

cial respectivamente de 1645 9625 e 7105 milhotildees de toneladas que po-

dem ser obtidas a partir de resiacuteduos lignoceluloacutesicos no Brasil

Metodologia

Este trabalho tem como objetivo apresentar as iniciativas tomadas no

mundo e especialmente no Brasil com relaccedilatildeo ao uso de mateacuterias-primas

no contexto de biorrefinaria de materiais lignoceluloacutesicos O enfoque seraacute

dado na plataforma sucroquiacutemica para a produccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo

tendo em vista a posiccedilatildeo de destaque neste segmento de mercado no agro-

negoacutecio nacional A metodologia adotada neste estudo exploratoacuterio foi base-

ada na literatura e em documentos obtidos a partir de uma pesquisa de in-

formaccedilotildees disponibilizadas na literatura Para atingir o objetivo a informaccedilatildeo

eacute apresentada de modo a fornecer um panorama dos esforccedilos mundiais e

brasileiro em pesquisa para o desenvolvimento de novas tecnologias relacio-

nadas agrave obtenccedilatildeo do etanol de segunda geraccedilatildeo

Resultados

No Mundo

Apesar de atualmente natildeo existir nenhuma planta comercial para pro-

duccedilatildeo de etanol a partir de materiais lignoceluloacutesico muitas plantas-piloto e

de demonstraccedilatildeo jaacute foram desenvolvidas e diversos projetos comerciais es-

tatildeo em desenvolvimento A Tabela 1 apresenta as empresas mundiais que

vecircm empregando tecnologias para produccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo e infor-

maccedilotildees complementares

A Tabela 1 revela que a maior parte das empresas encontradas explora

o conceito de biorrefinaria de acordo com a plataforma sucroquiacutemica A mai-

oria das plantas estaacute localizada nos EUA mas paiacuteses como Canadaacute Sueacute-

cia Finlacircndia Ruacutessia e Japatildeo tambeacutem satildeo sedes de algumas iniciativas

1 - Bagaccedilo de cana eacute composto de 47 de celulose 275 de hemicelulose e 203-263 de

lignina (AGUIAR 2010)

Economia e Energia ndash eampe 23

Tabela 1 Empresas que empregam tecnologias para a produccedilatildeo de etanol

de 2ordf geraccedilatildeo e caracteriacutesticas de processo (CGEE 2010)

Empresa Paiacutes de origem

Caracteriacutesticas de processo

Localiza-ccedilatildeo

Capacidade (m

3ano)

AE Biofuels EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Montana 567

Blue Fire Ethanol

EUA Japatildeo

Hidroacutelise com aacutecido concentrado

California Izumi

12110 Natildeo deter-

minado

Chempolis Ou

Finlacircndia Hidroacutelise com aacuteci-do diluiacutedo

Oulu Natildeo deter-

minado

Iogen Canadaacute Hidroacutelise enzimaacutetica

Ontario 4000

KL Energy EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Wyoming 5680

Lignol E-nergy

Canadaacute Preacute-tratamento Organosolv

Vancou-ver

2500

Mascoma EUA Natildeo determinado New York 1890

Poet EUA Natildeo determinado South Dakota

75

Sekab Sueacutecia Hidroacutelise enzimaacutetica

Natildeo de-terminado

Natildeo determinado

STI Finlacircndia Natildeo determinado

Lappeen-ranta Hamina Narpio

1000 1000 1000

St Peters-burgo State Forest-Technical Academy

Ruacutessia Hidroacutelise com aacuteci-do diluiacutedo

13 unida-des no paiacutes

Natildeo determinado

Sun Opra Canadaacute Hidroacutelise enzimaacutetica

China Natildeo

determinado

University of Florida

EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Florida 7570

Verenium EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Lousiana Japan

5300 4920

A Tabela 2 mostra os projetos aprovados pelo Departmento de Energia

dos EUA (US DOE) para a construccedilatildeo de pequenas biorrefinarias no paiacutes

ao final de 2008

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 24

Tabela 2 Projetos aprovados pelo US DOE para a construccedilatildeo de pequenas

biorrefinarias nos EUA (US DOE 2009 apud CGEE 2010)

Empresa Custo Total

106 US$

Participaccedilatildeo US DOE 106 US$

Capacidade anual de produccedilatildeo

Localizaccedilatildeo Mateacuterias-primas Tecnologia

Verenium 9135 760 1500000 Jennings LA

Bagaccedilo cereais desperdiacutecios agriacutecolas resiacute-duos de madeira

Rota bioquiacutemica

Flambeau LIc

840 300 6000000 Park Falls WI Resiacuteduos flores-tais

BTL

ICM 860 300 1500000 St Joseph MO

Gramiacuteneas sorgo forrageiro palha

Rota bioquiacutemica

Lignol Innovations

880 300 2500000 Commerce City CO

Biomassa da madeira resiacute-duos agriacutecolas

Rota bioquiacutemica Organosolv

Pacific Ethanol

730 2434 2700000 Boardman OR

Palha de trigo palha resiacuteduos de aacutelamo

Biogasolina (EtOH biogas combustiacuteveis soacutelidos)

New Page 836 300 5500000 Wisconsin WI Biomassa da madeira ndash resiacute-duos das usinas

BTL

Rse Pulp 900 300 2200000 Old Town Maine

Lascas de ma-deira

Rota bioquiacutemica

Econfin LIc 770 300 1300000 Washington Country KY

Espigas de milho

Rota bioquiacutemica (fermentaccedilatildeo em estado soacuteli-do)

Mascoma 1350 250 2000000 Monroe TN Gramiacuteneas e madeirs

Rota bioquiacutemica

Total 8080 3053 252 M galotildees =

954 M litros

Economia e Energia ndash eampe 25

A Tabela 2 aponta uma tendecircncia para a implementaccedilatildeo da plataforma

bioquiacutemica havendo ainda iniciativas de tecnologias termoquiacutemicas como

BTL (biomass-to-liquid)

Cabe destacar ainda que foi implementado o Programa de Biomassa do

Departamento de Energia para criar nos Estados Unidos uma nova induacutestria

ndash a induacutestria da biomassa ou bioinduacutestria ndash consolidada com a instalaccedilatildeo

de biorrefinarias capazes de transformar vaacuterios tipos de biomassa a preccedilos

competitivos em relaccedilatildeo agraves atuais fontes foacutesseis em combustiacuteveis produtos

quiacutemicos eletricidade e calor As biorrefinarias e o uso da biomassa celuloacutesi-

ca emergem como fundamentais para alcanccedilar as metas de produccedilatildeo

consumo de etanol em funccedilatildeo das limitaccedilotildees das fontes atualmente empre-

gadas (BASTOS 2007)

Neste contexto o paiacutes pretende investir US$ 385 milhotildees em seis bior-

refinarias de etanol celuloacutesico capazes de produzir 480 milhotildees de litros de

etanol celuloacutesico por ano como parte do plano do governo norte-americano

e tornar o etanol celuloacutesico competitivo em 2012 a fim de reduzir o consumo

de gasolina nos EUA nos proacuteximos 20 anos A Tabela 3 apresenta os seis

projetos selecionados pelo Departamento de Energia Americana (US DOE)

Tabela 3 Investimentos do DOE em projetos de produccedilatildeo de etanol

celuloacutesico nos EUA 2007-2010 (BARROS 2007)

Empresa Localizaccedilatildeo

da planta Mateacuteria-prima

Capacidade (milhotildees de litrosano)

Investimentos (milhotildees US$)

Abegoa Bioe-nergy Corp

Kansas Sabugo de milho

resiacuteduos de trigo etc 431 76

ALICO Inc Floacuterida Resiacuteduos de vegetais

diversos 526 33

BlueFire Ethanol Inc

Califoacuternia Resiacuteduos vegetais e

de madeira 719 40

Broin Companies of Sioux Falls

Iowa Resiacuteduos de milho 94 80

Iogen Biorefinery Partners

Idaho Resiacuteduos agriacutecolas 68 80

Range Fuels Geoacutergia Resiacuteduos de

madeira 151 76

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 26

No Brasil

Uma das empresas brasileiras que mais investem em PampD sobre bior-

refinarias em especial a partir de resiacuteduos da cana-de-accediluacutecar eacute a Petrobras

SA que eacute uma empresa estatal brasileira de economia mista que opera

em 27 paises no segmento de energia prioritariamente nas aacutereas de explo-

raccedilatildeo produccedilatildeo refino comercializaccedilatildeo e transporte de petroacuteleo e seus

derivados no Brasil e no exterior (PETROBRAS 2011)

Segundo Baratelli Junior (2007) a estrateacutegia competitiva da empresa eacute

expandir a participaccedilatildeo no mercado de biocombustiacuteveis liderando a produ-

ccedilatildeo nacional de biodiesel e ampliando a participaccedilatildeo no negoacutecio de etanol

A Tabela 4 apresenta as rotas para produccedilatildeo de biocombustiacuteveis e o estaacutegio

do esforccedilo tecnoloacutegico empreendido pela PetrobrasCENPES para o desen-

volvimento das tecnologias

A Tabela 4 aponta que os biocombustiacuteveis que demandam um esforccedilo

tecnoloacutegico elevado por parte da petrobras satildeo de segunda geraccedilatildeo o eta-

nol de celulose e os combustiacuteveis de piroacutelise e de gaacutes de siacutentese ndash BTL que

por sua vez utilizam como fonte de biomassa mateacuterias de origem celuloacutesica

ndash mateacuteria-prima para as biorrefinarias lignoceluloacutesicas

Com o projeto de desenvolvimento do bioetanol (etanol de lignocelulo-

se) ndash um biocombustiacutevel produzido a partir de resiacuteduos agroindustriais ndash a

Petrobras entra na produccedilatildeo dos chamados biocombustiacuteveis de segunda

geraccedilatildeo (PETROBRAS 2008)

Depois da etapa de testes em laboratoacuterio o projeto de produccedilatildeo de bio-

etanol passa para a fase de testes em escala piloto por meio de uma unida-

de experimental instalada no CENPES Desenvolvida em parceria com a

empresa brasileira Albrecht a planta piloto de etanol de lignocelulose locali-

zada no Centro de Pesquisas da Petrobras (CENPES) eacute uacutenica no Brasil

utilizando a tecnologia enzimaacutetica Para a produccedilatildeo de etanol a partir de re-

siacuteduos agroindustriais a planta utiliza um processo de quebra de moleacuteculas

com accedilatildeo de enzimas O projeto foi desenvolvido pela Petrobras em parceria

com a Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) e outras universida-

des brasileiras

Economia e Energia ndash eampe 27

Qualquer rejeito vegetal pode ser utilizado como fonte de biomassa na

planta experimental mas o sistema estaacute ajustado ao bagaccedilo de cana-de-

accediluacutecar por ser o resiacuteduo agroindustrial mais expressivo no paiacutes Outra ma-

teacuteria prima que seraacute utilizada nos testes eacute a torta de mamona resiacuteduo amilaacute-

ceo do processo de produccedilatildeo do biodiesel a partir de mamona

Combustiacutevel FonteBiomassa Estaacutegio da Tecnologia

Esforccedilo tecno-loacutegico da

Petrobras

Primeira geraccedilatildeo

Etanol de gratildeos e

cana-de-accediluacutecar

Cana de accediluacutecar trigo

milho beterraba Comercial meacutedio

Biodiesel Oacuteleos vegetais

e gorduras Comercial alto

Diesel verde

(hidrotratamento)

Oacuteleos vegetais gordu-

ras e petroacuteleo

Rumo a comercial no

Brasil e Europa alto

Butanol Milho sorgo trigo e

cana-de-accediluacutecar

Projeto BP and Dupont

para produzir monitoramento

Segunda geraccedilatildeo

Etanol celuloacutesico

Resiacuteduos agriacutecolas lascas de

madeira e grama

Projeto IOGEN anuncia

planta comercial alto

Combustiacuteveis da

Piroacutelise (bio-oacuteleo)

Qualquer biomassa

celuloacutesica

Projeto BIOCOUP ndash consoacutercio europeu de 16 empresas desde

2006 ateacute 2011 meacutedio

Combustiacuteveis de Gaacutes de

Siacutentese - BTL

Qualquer biomassa

celuloacutesica

Demonstrado em larga

escala com foacutesseis

Projeto CHOREN para biomassa

anuncia planta comercial

alto

Futuro

Diesel de algas Microalgas cultivadas Escala de laboratoacuterio

em Universidades baixo

Hidrocarbonetos de

biomassa Carbohidratos

Escala de laboratoacuterio

em Universidades prospecccedilatildeo

Tabela 4 Esforccedilo tecnoloacutegico das rotas para produccedilatildeo de biocombustiacuteveis

da Petrobras (Adaptado de BARATELLI JR 2007)

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 28

A planta experimental eacute capaz de produzir cerca de 220 litros de etanol

por tonelada de bagaccedilo de cana-de-accediluacutecar Nesta etapa do projeto de pes-

quisa os pesquisadores trabalham na otimizaccedilatildeo deste processo de produ-

ccedilatildeo e tecircm como objetivo alcanccedilar a marca de 280 litros por tonelada de ba-

gaccedilo no mesmo equipamento Como resultado desta pesquisa a Petrobras

jaacute fez o depoacutesito de dois pedidos de patentes (BR 0605017-4 e BR 0505299-

8) junto ao INPI

A planta-piloto de bioetanol de lignocelulose coloca a Petrobras na posi-

ccedilatildeo de vanguarda em relaccedilatildeo aos biocombustiacuteveis de segunda geraccedilatildeo

aqueles produzidos a partir de resiacuteduos agroindustriais e que natildeo competem

com a produccedilatildeo agriacutecola voltada para alimentos A utilizaccedilatildeo de resiacuteduos

como o bagaccedilo de cana-de-accediluacutecar pode aumentar substancialmente a pro-

duccedilatildeo de etanol sem aumentar a aacuterea plantada elevando a produtividade do

processo jaacute existente pelo aproveitamento de seus resiacuteduos

Desta forma a produccedilatildeo de biocombustiacuteveis em futuro proacuteximo tam-

beacutem poderaacute ser complementar agrave produccedilatildeo de alimentos A Petrobras prevecirc

que em 2010 seraacute construiacuteda uma planta semi-industrial de bioetanol A Fi-

gura 6 apresenta uma ilustraccedilatildeo da rota tecnoloacutegica adotada pela petrobras

para produccedilatildeo do bioetanol lignoceluloacutesico

Figura 6 Rota Tecnoloacutegica adotada pela Petrobras para produccedilatildeo do bioe-

tanol lignoceluloacutesico (BARATELLI JR 2007)

Economia e Energia ndash eampe 29

O processo de fabricaccedilatildeo de etanol a partir de resiacuteduos vegetais eacute divi-

dido em quatro etapas Na primeira etapa haacute o preacute-tratamento do bagaccedilo de

cana sendo adotado o processo de hidroacutelise aacutecida branda onde no reator o

resiacuteduo eacute submetido agrave quebra da estrutura cristalina da fibra do bagaccedilo de

cana e a recuperaccedilatildeo de accediluacutecares mais faacuteceis de hidrolisar

Em seguida vem a etapa de deslignificaccedilatildeo do soacutelido rico em celulose

Eacute retirada a lignina complexo que daacute resistecircncia a fibra e protege a celulose

da accedilatildeo de microorganismos poreacutem apresenta grande inibiccedilatildeo ao processo

fermentativo

Na terceira fase o liacutequido proveniente do preacute-tratamento aacutecido rico em

accediluacutecares eacute fermentado pela levedura Pichia stipitis adaptada para ser utili-

zada nesta fermentaccedilatildeo

O soacutelido proveniente da etapa de deslignificaccedilatildeo rico em celulose tam-

beacutem eacute tratado ele passa por um processo de sacarificaccedilatildeo (transformaccedilatildeo

em accediluacutecares) por meio de enzimas e eacute fermentado pela levedura

Sacharomyces cerevisiae o mesmo fungo utilizado na fabricaccedilatildeo de patildees A

Petrobras ainda estuda as enzimas mais eficazes para este processo de

fabricaccedilatildeo testando enzimas disponiacuteveis no mercado e pesquisando novos

preparados enzimaacuteticos

Na etapa final ambos os liacutequidos provenientes das diferentes fermenta-

ccedilotildees satildeo destilados O produto desta destilaccedilatildeo eacute o etanol que possui as

mesmas caracteriacutesticas daquele fabricado a partir da cana em processo in-

dustrial

Cabe destacar que a accedilatildeo do governo brasileiro natildeo fica restrita a sua

participaccedilatildeo na Petrobras considerando a importacircncia que o tema energias

renovaacuteveis possui na poliacutetica nacional O governo do Brasil investe ainda

recursos em Pesquisa Desenvolvimento e Inovaccedilatildeo (PD amp I) conforme po-

de ser visto na Tabela 5

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 30

Conclusotildees

O tema energias renovaacuteveis estaacute presente na agenda nacional de todas

as naccedilotildees ao redor do globo como uma alternativa viaacutevel em substituiccedilatildeo agraves

fontes de energias foacutesseis como petroacuteleo e carvatildeo Especialistas acreditam

que o processamento da biomassa como fonte de energia combustiacuteveis e

produtos quiacutemicos possa se constituir em uma induacutestria-chave neste seacuteculo

criando assim um novo paradigma industrial Novas tecnologias baseadas

no uso de toda a planta e na integraccedilatildeo de processos tradicionais e novos

deveratildeo ser necessaacuterios

Tabela 5 Investimentos do governo brasileiro em PDampI no aproveitamento

de biomassas desde 2005 (PEREIRA JR 2008)

Instituiccedilatildeo Valor

(Milhotildees R$) Observaccedilotildees

Governo Federal

SIBRATEC 4500 Formaccedilatildeo de redes temaacuteticas para o de-senvolvimento de tecnologias inovadoras incluindo energia renovaacutevel

CNPqMCT 4180 Especiacutefico para biomassabioenergias

15780 Geral incluindo biomassa

FINEP 45000

Apoiar o desenvolvimento de produtos serviccedilos e processos inovadores em em-presas brasileiras atraveacutes de subvenccedilatildeo econocircmica incluindo biocombustiacuteveis

Fundaccedilotildees Estaduais

FAPESP 14800 Projetos especiacuteficos para biomassas e biocombustiacuteveis

FAPEMIG 1095 Biomassas agroenergia

TOTAL R$ 855 milhotildees

Economia e Energia ndash eampe 31

O Brasil encontra-se entre os paiacuteses-alvo para o desenvolvimento de

tais tecnologias devido a sua grande biodiversidade existente e aos conheci-

mentos adquiridos ao longo das uacuteltimas deacutecadas em especial devido a pro-

duccedilatildeo de etanol a partir da cana-de-accediluacutecar

Neste contexto de inovaccedilatildeo uma nova oportunidade de aproveitamento

de biomassa se vislumbra no paiacutes o uso da biomassa lignoceluloacutesica prove-

niente dos resiacuteduos agriacutecolas em especial da induacutestria da cana para produ-

ccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo dentro do contexto das biorrefinarias explorado

neste artigo

Foi observado que iniciativas governamentais estatildeo sendo tomadas de

modo a estabelecer um ambiente adequado para o desenvolvimento de no-

vos produtos e processos No entanto desafios de natureza tecnoloacutegica e

comercial precisam ser vencidos para fazer com que o Brasil mantenha sua

posiccedilatildeo de destaque no agronegoacutecio mundial e produza produtos de maior

valor agregado contribuindo assim para o desenvolvimento da bio-economia

e aproveitando esta janela de oportunidade de aumentar seu crescimento

econocircmico de modo sustentaacutevel

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Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 32

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Paulo Cetesb

Economia e Energia ndash eampe 33

Ensaio

Gripe americana e resfriado no Brasil

Nos fizeram acreditar que um resfriado americano representa certa-

mente uma gripe ou pneumonia por aqui ou seja as crises nos EUA tecircm

resultados imediatos e mais radicais aqui do que laacute Nessa eacutepoca de gripe

americana eacute uacutetil discutir a veracidade histoacuterica dessa afirmaccedilatildeo porque o

simples fato de se acreditar nela jaacute provoca efeitos negativos em nossa eco-

nomia

Celso Furtado ao contraacuterio da crenccedila corrente assinalava que as cri-

ses na economia americana foram sentidas aqui no curto prazo mas de

modo geral acabaram sendo beneacuteficas para a economia brasileira no meacutedio

prazo Ele mostrou em seu livro ldquoO Capitalismo Globalrdquo que a crise de 1929

e 1930 nos EUA produziam jaacute em 1932 um notaacutevel ressurgimento interno

baseado no mercado nacional

A tentativa de encontrar uma correlaccedilatildeo entre as taxas de crescimento

americanas e as brasileiras no periacuteodo 1930 a 2010 (Figura 1) natildeo conduz a

um resultado convincente A situaccedilatildeo natildeo muda introduzindo uma defasagem

de um ou dois anos da variaccedilatildeo do PIB no Brasil em relaccedilatildeo agrave americana

Figura 1 A correlaccedilatildeo entre crescimento no Brasil e nos EUA parece ser

pouco significativa no periacuteodo 1930 a 2010 Dados Ipeadatagovbr

Elaboraccedilatildeo proacutepria

y = 00744x + 47262Rsup2 = 00083

-10

-5

0

5

10

15

-15 -10 -5 0 5 10 15 20 25

Cre

scim

en

to d

o P

IB n

os

EUA

an

o

Crescimento do PIB no Brasil ano

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 34

Figura 2 Variaccedilatildeo do PIB dos EUA e Brasil valores anuais e meacutedia moacutevel

de trecircs anos em azul estatildeo assinalados os periacuteodos em que as economias

parecem estar na mesma fase (variaccedilotildees no mesmo sentido) e

em amarelo os periacuteodos em fase inversa (variaccedilotildees em sentido contraacuterio)

Elaboraccedilatildeo proacutepria

Eacute possiacutevel separar ao longo desses oitenta anos periacuteodos em que os

altos e baixos da taxa de crescimento econocircmico dos EUA e do Brasil estatildeo

na mesma fase do ciclo e outros em que o que aconteceu nos dois paiacuteses

tem sinal inverso Em uma anaacutelise preliminar (Figura 2) pode-se dizer que

os periacuteodos em que estiveram em fase inversa superam os que estiveram

na mesma fase

Pode-se verificar que no periacuteodo a que aludia Celso Furtado (crise de

trinta) as economias dos dois paiacuteses parecem em mesma fase Nota-se no

entanto que a retomada do crescimento no Brasil precedeu agrave americana

como dissera Celso Furtado que ademais se referia tambeacutem a mudanccedilas

qualitativas mais de desenvolvimento que de crescimento que vieram com

a maior atenccedilatildeo no Paiacutes ao consumo interno Em um segundo periacuteodo que

vai da Segunda Guerra Mundial ateacute 1970 as economias de Brasil e EUA

estiveram em fase inversa

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

1920

1930

1940

1950

1960

1970

1980

1990

2000

2010

Var

iaccedilatilde

o a

nu

al d

o P

IB

()

EUA

EUA 3

Brasil

Brasil 3

fase inversa fase inversaem fase em fase

Economia e Energia ndash eampe 35

Em uma terceira fase de 1987 a 1995 a teoria do resfriado americano

funcionou nas crises das mudanccedilas para as deacutecadas de oitenta e noventa

(repercussotildees simultacircneas e maiores em nossa economia) e na retomada

do meio da deacutecada de oitenta Cabe lembrar que os episoacutedios dessas crises

marcaram a alta de juros e falecircncia mexicana (1982) e crises de hiperinfla-

ccedilatildeo em paiacuteses como a Argentina que estavam muito mais proacuteximos de nos-

sa realidade

Nos uacuteltimos quinze anos estivemos em fase inversa com os EUA em

1998 eles estavam no auge da era Clinton e o Brasil passando por um fosso

em sua taxa de crescimento anual Depois comeccedilaram a experimentar que-

da no seu crescimento enquanto a economia brasileira tinha as taxas de

crescimento em elevaccedilatildeo

Na Figura 3 buscou-se a correlaccedilatildeo linear entre as variaccedilotildees do PIB

nos periacuteodos assinalados na Figura 2 e os resultados confirmam a avalia-

y = 03893x + 43207Rsup2 = 07113

-2

0

2

4

6

8

10

-20 -10 0 10 20

19301937 y = -0311x + 75908Rsup2 = 0314

0

2

4

6

8

10

12

-10 0 10 20

19381970

y = 18054x - 32349Rsup2 = 04684

-20

-10

00

10

20

30

40

50

60

00 10 20 30 40

19871995y = -0362x + 40064

Rsup2 = 02656

00

10

20

30

40

50

60

-20 00 20 40 60

19952010

Figura 3 Comportamento dos crescimentos dos PIB americano (na vertical)

e brasileiro (na horizontal) para os intervalos de tempo assinalados na figura

anterior

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 36

ccedilatildeo qualitativa Ou seja nos periacuteodos em fase existe uma correlaccedilatildeo positi-

va entre os crescimentos americano e brasileiro nos periacuteodos assinalados

com amarelo a relaccedilatildeo eacute negativa

A mudanccedila de intensidade e sentido da correlaccedilatildeo nos faz pensar que

a possiacutevel dependecircncia entre o crescimento brasileiro e o americano natildeo eacute

direta eacute muito mais complexa e para fazer sentido deve ser estudada por

periacuteodos histoacutericos O que se conclui eacute que a ldquoteoria do resfriadordquo natildeo expli-

ca o passado mesmo quando ainda eacuteramos muito mais dependentes dos

EUA

No final de 2008 configurou-se uma crise nos EUA que teve reflexo no

ano seguinte no Brasil que registrou uma queda no PIB de 06 O consu-

mo no entanto cresceu no ano 24 Em 2010 o ldquopibatildeordquo de 75 fez com

que no seu conjunto os anos de 2009 e 2010 possam ser considerados

como anos normais O consumo cresceu na meacutedia 45 mais que na meacute-

dia do periacuteodo Lula (40) Jaacute o PIB cresceu 33 um pouco abaixo da meacute-

dia tambeacutem de 40 ao ano do governo passado Os dados vecircm das Con-

tas Nacionais Trimestrais do IBGE A defasagem entre o crescimento da

produccedilatildeo e do consumo foi praticamente coberta com importaccedilotildees e menor

investimento Ou seja a queda do PIB em 2009 se deveu a nosso ver a

uma reduccedilatildeo exagerada da oferta pelo setor produtivo em virtude de uma

leitura equivocada do efeito da crise americana sobre a economia brasileira

O crescimento nos dois anos poacutes-crise nos EUA foi normal passou a

primeira ldquomarolardquo E agora Entraremos na mesma fase de ciclo dos EUA

Page 12: Economia e Energia · população ou na superfície mundial: foi o fato de serem os “vencedores” da 2ª Guerra Mundial. Num primeiro momento, somente os EUA possuíam ar-0 10.000

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 12

industrial instalada suficiente para garantir auto-suficiecircncia na produccedilatildeo de

combustiacutevel nuclear O Brasil tem tal capacidade nas etapas de mineraccedilatildeo

beneficiamento e fabricaccedilatildeo faltando poreacutem instalaccedilotildees industriais com

capacidade suficiente para atender as necessidades nacionais nas etapas

de conversatildeo e de enriquecimento apesar de possuir unidades piloto com

capacidade de produccedilatildeo limitada desde o final dos anos 80

Conclusatildeo

O Brasil eacute dentre as dez maiores economias mundiais o uacutenico paiacutes

que natildeo possui natildeo armazena em seu territoacuterio e nem considera a possibili-

dade de uso de armas nucleares estrangeiras na sua estrateacutegia de defesa

Juntamente com Nova Zelacircndia o Brasil eacute o uacutenico paiacutes do mundo que pros-

creveu os usos natildeo paciacuteficos da energia nuclear na sua proacutepria Constituiccedilatildeo

Federal O Brasil eacute signataacuterio do Tratado de Natildeo Proliferaccedilatildeo Nuclear e do

Tratado de Tlatelolco este uacuteltimo estabelecendo a Ameacuterica Latina e Caribe

como uma zona livre de armas nucleares

O Acordo Brasil Argentina que eliminou uma potencial corrida por ar-

mas nucleares na regiatildeo e que criou a Agecircncia Brasileiro Argentina de Con-

tabilidade e Controle de Materiais Nucleares (ABACC) completa 20 anos em

2011 O Acordo assegurou o clima poliacutetico favoraacutevel para que o MERCOSUL

fosse posteriormente instalado Esse bloco econocircmico serviu de base para o

avanccedilo da integraccedilatildeo econocircmica do Continente Sul-Americano O espaccedilo

econocircmico que assim se abriu eacute de grande importacircncia para o continente O

comeacutercio com a Argentina que era quase despreziacutevel alccedilou nosso vizinho agrave

posiccedilatildeo de segundo maior parceiro comercial do Brasil

Ao Brasil interessa manter sua posiccedilatildeo de uso apenas paciacutefico da ener-

gia nuclear Isso daacute ao paiacutes um caraacuteter uacutenico junto aos ldquodez maisrdquo da econo-

mia mundial que se reflete numa autoridade moral e eacutetica que pode ser ex-

plorada politicamente em diversas situaccedilotildees como por exemplo a reforma

do Conselho de Seguranccedila da ONU e a arbitragem de crises internacionais

Essa ldquovantagem competitivardquo eacute muito mais valiosa do que a posse de armas

nucleares que ao final das contas seriam feitas para nunca serem usadas

Entretanto os quadros apresentados mostram de forma inequiacutevoca a

importacircncia estrateacutegica do Brasil se manter ativo na exploraccedilatildeo dos usos

paciacuteficos da energia nuclear expandindo seu domiacutenio tecnoloacutegico e capaci-

Economia e Energia ndash eampe 13

dade industrial instalada nos diversos setores associados como produccedilatildeo

de radioisoacutetopos para medicina induacutestria e agricultura produccedilatildeo de com-

bustiacutevel nuclear e geraccedilatildeo eleacutetrica

O Plano Nacional de Energia (PNE) que prevecirc a conclusatildeo de Angra 3

ateacute 2015 e a implantaccedilatildeo de 4000 MW nucleares adicionais ateacute 2030 junta-

mente com as metas estabelecidas para a autosuficiecircncia na produccedilatildeo do

combustiacutevel nuclear que mantecircm nas duas proacuteximas deacutecadas uma partici-

paccedilatildeo do nuclear na geraccedilatildeo eleacutetrica proacutexima da atual tambeacutem eacute por ne-

cessidades de diversificaccedilatildeo da matriz energeacutetica uma opccedilatildeo sensata do

ponto de vista energeacutetico

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World Nuclear Association (Julho 2011) World Nuclear Power Reactors amp Uranium Requirements Consultado julho 2011 em httpwwwworld-nuclearorginforeactorshtml

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 14

1 - Fundaccedilatildeo Instituto Brasileiro de Geografia e Estatiacutestica (IBGE) ndash Diretoria Executiva ndash CRM ndash Av Franklin Roosevelt 146 6ordm andar sala 602 ndash Centro ndash Rio de JaneiroRJ Escola de Quiacute-mica da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) Cidade Universitaacuteria ndash Centro de Tec-nologia Bloco E ndash 2ordm nadir ndash DPO ndash Aacuterea de Gestatildeo e Inovaccedilatildeo Tecnoloacutegica ndash Rio de JaneiroRJ ndash CEP 21949-900 email marciafribeiroyahoocombr

2 - Escola de Quiacutemica da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) Cidade Universitaacuteria ndash Centro de Tecnologia Bloco E ndash 2ordm nadir ndash DPO ndash Aacuterea de Gestatildeo e Inovaccedilatildeo Tecnoloacutegica ndash Rio de JaneiroRJ ndash CEP 21949-900 email suzanaeqcombr

3 - Escola de Quiacutemica da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) Cidade Universitaacuteria ndash Centro de Tecnologia Bloco E ndash 2ordm nadir ndash DEB ndash Aacuterea de Processos Bioquiacutemicos ndash Rio de JaneiroRJ ndash CEP 21949-900 email gimeneseqcombr

Artigo

Iniciativas para o uso da biomassa lignoceluloacutesica

em biorrefinarias a plataforma sucroquiacutemica no

mundo e no Brasil

Maacutercia Franccedila Ribeiro Fernandes dos Santos1 Suzana Borschiver2

Maria Antonieta Peixoto Gimenes Couto3

Resumo

Petroacuteleo gaacutes natural e seus derivados representam 55 do consumo

mundial de energia no entanto eles natildeo vatildeo durar mais do que algumas

deacutecadas Assim se faz necessaacuterio encontrar substitutos para estes combus-

tiacuteveis e uma alternativa que se apresenta eacute a utilizaccedilatildeo de mateacuteria orgacircnica

renovaacutevel (biomassa) Este artigo apresenta as iniciativas adotadas no mun-

do e em especial no Brasil sobre o uso de mateacuterias-primas lignoceluloacutesicas

no contexto da biorrefinaria O enfoque seraacute dado na plataforma sucroquiacutemi-

ca para a produccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo tendo em vista a posiccedilatildeo de

destaque neste segmento de mercado no agronegoacutecio nacional O levanta-

mento das informaccedilotildees disponibilizadas na literatura foi obtido por meio de

uma pesquisa bibliograacutefica Os resultados sugerem que a tecnologia ainda

estaacute em fase de pesquisa e desenvolvimento e desperta grande interesse

para consolidar o mercado mundial de etanol

Palavras-chave biorrefinaria biomassa mateacuteria-prima lignoceluloacutesica eta-

nol Brasil

Economia e Energia ndash eampe 15

Abstract

Oil natural gas and their products represent 55 of global energy con-

sumption yet they will not last more than a few decades Thus it is neces-

sary to find substitutes for these fuels and an alternative that presents itself is

the use of organic matter (biomass) This article presents the initiatives taken

in the world and especially in Brazil on the use of raw materials in the con-

text of lignocellulosic biorefinery The focus will be on the sugar platform for

the production of second-generation ethanol aimed at a prominent position

of this market segment in the national agribusiness The survey of informati-

on availability in the literature was obtained through a search The results

suggest that the technology is still undergoing research and development

and it arouse great interest for consolidating the ethanol global market

Keywords biorefinery biomass lignocelulosic feedstock ethanol Brazil

Introduccedilatildeo

As mudanccedilas climaacuteticas e a elevaccedilatildeo das cotaccedilotildees do petroacuteleo aliadas

agraves necessidades estrateacutegicas de produccedilatildeo de energia tecircm motivado uma

corrida sem precedentes agrave produccedilatildeo de combustiacuteveis alternativos preferen-

cialmente de fontes renovaacuteveis de energia (BUCKERIDEG et al 2010)

O uso da biomassa para energia cresce em importacircncia como uma das

vias de mitigaccedilatildeo dos problemas citados acima Existem diferentes rotas

para converter a energia da biomassa em fluxo de energia final desejado

quer seja na forma de calor combustiacutevel ou energia eleacutetrica (SEABRA

2008)

Assim abrem-se oportunidades para o desenvolvimento de uma induacutes-

tria baseada em mateacuterias primas renovaacuteveis Aleacutem dos biocombustiacuteveis jaacute

conhecidos um fluxo de inovaccedilotildees em desenvolvimento pode estar lanccedilan-

do as bases de uma induacutestria integrada de exploraccedilatildeo da biomassa

(COUTINHO amp BONTEMPO 2010)

Neste cenaacuterio o Brasil desponta em uma posiccedilatildeo privilegiada para as-

sumir a lideranccedila no aproveitamento integral das biomassas pelo fato de

apresentar grande potencial de cultivo de mateacuterias-primas renovaacuteveis dis-

pondo de vantagens comparativas e competitivas tais como (i) culturas agriacute-

colas de grande extensatildeo (destaque para a induacutestria da cana-de-accediluacutecar) (ii)

maior biodiversidade do planeta (iii) intensa radiaccedilatildeo solar (iv) aacutegua em

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 16

abundacircncia (v) diversidade de clima e (vi) pioneirismo na produccedilatildeo de bio-

combustiacutevel etanol (CGEE 2010) O paiacutes reuacutene ainda condiccedilotildees para ser o

principal receptor de recursos de investimentos oriundos do mercado de car-

bono no segmento de produccedilatildeo e uso de bioenergia

Hoje o Brasil desfruta de uma posiccedilatildeo confortaacutevel com relaccedilatildeo agrave tecno-

logia da produccedilatildeo de etanol Neste setor o Brasil eacute liacuteder mundial na produ-

ccedilatildeo de cana-de-accediluacutecar etanol e accediluacutecar com 5727 milhotildees de toneladas

277 bilhotildees de litros e 313 milhotildees de toneladas respectivamente na safra

de 20082009 (CORTEZ 2010)

Em meacutedia 50 da cana colhida eacute destinada agrave produccedilatildeo de aacutelcool e os

demais 50 satildeo destinados agrave produccedilatildeo de accediluacutecar Cerca de 23 do accediluacutecar

produzido eacute destinado ao mercado externo enquanto que o restante atende

ao mercado interno Quanto a produccedilatildeo de aacutelcool cerca de 85 eacute direcio-

nado ao mercado interno sendo que destes 90 satildeo destinados ao seu

uso como carburante e o restante atender ao mercado externo (BASTOS

2007)

Entretanto para preservar essa posiccedilatildeo num cenaacuterio competitivo em

que outros players estatildeo interessados em se desenvolver com pesados in-

vestimentos em Pesquisa amp Desenvolvimento (PampD) o Brasil precisa manter

investimentos compatiacuteveis na geraccedilatildeo de novas tecnologias e formaccedilatildeo de

competecircncias (BUCKERIDEG et al 2010)

Atualmente a conversatildeo pela rota sucroquiacutemica de material lignoceluloacute-

sico presente na palha e no bagaccedilo da cana-de-accediluacutecar em accediluacutecares fer-

mentaacuteveis para a produccedilatildeo de etanol denominado de etanol de 2ordf geraccedilatildeo

vem sendo considerada no Brasil como uma alternativa promissora para

atender agrave demanda mundial

Assim o presente artigo tem como objetivo principal expor as iniciativas

adotadas no mundo e em especial no Brasil sobre o uso de mateacuterias-

primas lignoceluloacutesicas no contexto da biorrefinaria O enfoque seraacute dado na

plataforma sucroquiacutemica para a produccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo tendo em

vista a posiccedilatildeo de destaque neste segmento de mercado no agronegoacutecio

nacional

Economia e Energia ndash eampe 17

Conceito de Biorrefinaria

De acordo com Fernando et al (2006) o conceito de produzir produtos a

partir de commodities agriacutecolas como a biomassa natildeo eacute novo no entanto

utilizar a biomassa como insumo na produccedilatildeo de vaacuterios produtos de maneira

similar a uma refinaria de petroacuteleo onde combustiacuteveis foacutesseis satildeo usados

como input eacute relativamente novo Seu principal objetivo eacute transformar os

materiais bioloacutegicos em produtos utilizaacuteveis nas induacutestrias de transformaccedilatildeo

usando uma combinaccedilatildeo de tecnologias e processos biotecnoacutegicos

Os princiacutepios baacutesicos da refinaria de petroacuteleo tradicional e a biorrefinaria

satildeo representados esquematicamente na Figura 1 Uma refinaria de petroacuteleo

fornece principalmente combustiacuteveis para transportes e energia e somente

uma fraccedilatildeo relativamente pequena eacute usada na induacutestria quiacutemica Em uma

biorrefinaria uma quantidade relativamente maior eacute usada para a quiacutemica e

a utilizaccedilatildeo de materiais De acordo com Kamm et al (2006) os bioprodutos

industriais soacute podem competir com aqueles oriundos da petroquiacutemica quan-

do os recursos de biomassa satildeo processadas atraveacutes de sistemas de forma

otimizada nos sistemas das biorrefinarias onde novas cadeias de valor satildeo

desenvolvidas e implementadas

Figura 1 Refinaria de petroacuteleo versus biorrefinaria

(KAMM et al 2006)

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 18

Em seus estudos Ree amp Annevelink (2007) apontam a existecircncia de

sete tipos de biorefinarias que ainda estatildeo na fase de pesquisa e desenvol-

vimento (i) Biorrefinarias Convencionais (ii) Biorrefinarias Verdes (iii) Biore-

finarias de Cereais (iv) Biorrefinarias de Material Lignoceluloacutesico (v) Biorre-

finarias de Duas Plataformas (vi) Biorrefinarias Termoquiacutemicas e (vii) Bior-

refinarias Aquaacuteticas

Biorrefinaria de Materiais Lignoceluloacutesicos

A biorefinaria a partir de materiais lignoceluloacutesicos usa um mix de fon-

tes de biomassa para a produccedilatildeo de uma seacuterie de produtos por meio de u-

ma combinaccedilatildeo de tecnologias Tal biorefinaria consiste de trecircs fraccedilotildees quiacute-

micas baacutesicas (a) hemicelulose poliacutemeros de accediluacutecar com cinco carbonos

(b) celulose poliacutemeros de glucose com seis carbonos e (c) lignina poliacuteme-

ros de fenol (FERNANDO et al 2006) A Figura 2 apresenta os produtos que

podem ser obtidos a partir destas fraccedilotildees quiacutemicas

Figura 2 Produtos potenciais obtidos na Biorrefinaria de Material Lignocelu-

loacutesico (KAMM et al 2006)

Economia e Energia ndash eampe 19

Segundo Pereira Juacutenior et al (2008) a utilizaccedilatildeo de biomassa lignoce-

luloacutesica dentro do contexto da biorrefinaria eacute fundamentada em duas plata-

formas distintas conforme o conceito de Biorrefinarias de Duas Plataformas

ilustrado na Figura 3 que visam fornecer ldquoblocos de construccedilatildeordquo para obter

uma variedade de produtos

A plataforma termoquiacutemica eacute baseada em processos de conversatildeo ter-

moquiacutemica pela reaccedilatildeo de mateacuteria-prima em altas temperaturas com uma

quantidade de oxigecircnio controlada (gaseificaccedilatildeo) para produzir gaacutes de siacutente-

se (CO + H2) ou na ausecircncia de oxigecircnio (piroacutelise) para produzir bio-oacuteleo

que depois de um processo de hidrodeoxigenaccedilatildeo produz uma mistura liacutequi-

da de hidrocarbonetos similar agravequeles presentes no petroacuteleo

Figura 3 Conceito da Biorrefinaria de Duas Plataformas

(KAMM et al 2006)

A plataforma de accediluacutecar tambeacutem conhecida como sucroquiacutemica objeto

de estudo do artigo eacute baseada em processos de conversatildeo quiacutemica e bio-

quiacutemica de accediluacutecares extraiacutedos da biomassa mediante uma separaccedilatildeo de

seus componentes principais Para isto o preacute-tratamento eacute essencial visan-

do a desorganizaccedilatildeo do complexo lignoceluloacutesico e como consequumlecircncia au-

mento da acessibilidade das enzimas agraves moleacuteculas de celulose (PEREIRA

JR et al 2008)

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 20

O preacute-tratamento que consiste em submeter o material lignoceluloacutesico

a uma seacuterie de operaccedilotildees visa promover a quebra das ligaccedilotildees que unem

as macroestruturas Tais operaccedilotildees satildeo responsaacuteveis pela adequaccedilatildeo da

mateacuteria-prima como por exemplo o bagaccedilo da cana-de-accediluacutecar agraves condi-

ccedilotildees de transformaccedilatildeo por parte dos micro-organismos Estas podem ser

classificadas como fiacutesicas fiacutesico-quiacutemicas quiacutemicas e bioloacutegicas conforme

o agente que atua na alteraccedilatildeo estrutural (SCHLITTLER 2006) A Figura 4

mostra um esquema simplificado para a separaccedilatildeo dos principais compo-

nentes dos materiais lignoceluloacutesicos

Figura 4 Separaccedilatildeo dos componentes lignoceluloacutesicos

(PEREIRA JR et al 2008)

Pereira Jr (2006) observa que a decisatildeo de usar um ou outro processo

de hidroacutelise depende tambeacutem do tipo de material lignoceluloacutesico empregado

Na hidroacutelise da hemicelulose (que ocorre em condiccedilotildees mais brandas do

que no caso da celulose) a estrateacutegia tem sido a utilizaccedilatildeo de aacutecido sulfuacuteri-

co diluiacutedo No caso da celulose como a hidroacutelise quiacutemica requer condiccedilotildees

de alta severidade (elevadas temperaturas grandes tempos de exposiccedilatildeo e

altas concentraccedilotildees de aacutecido) pela maior resistecircncia ao ataque hidroliacutetico o

uso da hidroacutelise enzimaacutetica seria mais indicado (pela ausecircncia de condiccedilotildees

severas) tal estrateacutegia tecnoloacutegica difere da concepccedilatildeo de processos anti-

gos em que se buscava a hidroacutelise quiacutemica conjunta da celulose e da hemi-

celulose pois satildeo polissacariacutedeos com diferentes suscetibilidades ao ataque

hidroliacutetico

Economia e Energia ndash eampe 21

A hidroacutelise total da celulose gera apenas glicose que pode ser converti-

da a uma seacuterie de substacircncias quiacutemicas e bioquiacutemicas conforme ilustrado

na Figura 2 com destaque para a sua conversatildeo bioloacutegica a etanol dito de

2ordf geraccedilatildeo por ser obtido a partir de materiais lignoceluloacutesicos

Esta nova plataforma tecnoloacutegica pode revolucionar segmentos industri-

ais como no caso do Brasil que gera uma grande quantidade de resiacuteduos

como o bagaccedilo da cana-de-accediluacutecar no entanto a utilizaccedilatildeo efetiva dos ma-

teriais lignoceluloacutesicos em processos microbioloacutegicos esbarra em dois obstaacute-

culos principais a estrutura cristalina da celulose altamente resistente agrave

hidrolise e a associaccedilatildeo lignina-celulose que forma uma barreira fisica que

impede o acesso enzimaacutetico ou microbioloacutegico ao substrato (CGEE 2010)

Adicionalmente a hidroacutelise acida da celulose apresenta o inconveniente de

requerer o emprego de elevadas temperatura e pressatildeo levando agrave destrui-

ccedilatildeo de parte dos carboidratos e agrave obtenccedilatildeo de produtos de degradaccedilatildeo toacutexi-

cos aos microrganismos A sacarificaccedilatildeo enzimaacutetica por sua vez requer o

emprego de preacute-tratamentos fiacutesicos (moagem aquecimento irradiaccedilatildeo) ou

quiacutemicos (acido sulfuacuterico acido fosfoacuterico aacutelcalis) para atingir rendimentos

viaacuteveis

Potencial Brasileiro para geraccedilatildeo de mateacuteria-prima lignoceluloacutesica

Tendo em vista a vasta biodiversidade encontrada em seu territoacuterio o

Brasil dispotildee de uma grande variedade de resiacuteduos agriacutecolas e agroindustri-

ais cujo bioprocessamento desperta um grande interesse econocircmico e soci-

al Dentre estes exemplos figuram os resiacuteduos derivados de atividades tais

como as induacutestrias de papel e celulose (sepilho maravalhas e cavacos des-

classificados de eucalipto e pinus) serrarias (serragem) usinas de accediluacutecar e

aacutelcool (bagaccedilo de cana-de-accediluacutecar) e de um modo geral unidades de produ-

ccedilatildeo agriacutecola geradoras de resiacuteduos de culturas como a palha de cereais de

milho de trigo sabugo de milho cascas de arroz e de aveia dentre outros

(RAMOS 2000)

No Brasil a quantidade de resiacuteduos lignoceluloacutesicos gerada anualmen-

te eacute de aproximadamente 350 milhotildees de toneladas (PEREIRA JR 2007)

Considerando que uma das principais fontes de materiais lignoceluloacutesicos eacute

o setor sucroalcoleiro e adotando o teor de celulose hemicelulose e lignina

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 22

no bagaccedilo como paracircmetro de comparaccedilatildeo[1]

chega-se a quantidade poten-

cial respectivamente de 1645 9625 e 7105 milhotildees de toneladas que po-

dem ser obtidas a partir de resiacuteduos lignoceluloacutesicos no Brasil

Metodologia

Este trabalho tem como objetivo apresentar as iniciativas tomadas no

mundo e especialmente no Brasil com relaccedilatildeo ao uso de mateacuterias-primas

no contexto de biorrefinaria de materiais lignoceluloacutesicos O enfoque seraacute

dado na plataforma sucroquiacutemica para a produccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo

tendo em vista a posiccedilatildeo de destaque neste segmento de mercado no agro-

negoacutecio nacional A metodologia adotada neste estudo exploratoacuterio foi base-

ada na literatura e em documentos obtidos a partir de uma pesquisa de in-

formaccedilotildees disponibilizadas na literatura Para atingir o objetivo a informaccedilatildeo

eacute apresentada de modo a fornecer um panorama dos esforccedilos mundiais e

brasileiro em pesquisa para o desenvolvimento de novas tecnologias relacio-

nadas agrave obtenccedilatildeo do etanol de segunda geraccedilatildeo

Resultados

No Mundo

Apesar de atualmente natildeo existir nenhuma planta comercial para pro-

duccedilatildeo de etanol a partir de materiais lignoceluloacutesico muitas plantas-piloto e

de demonstraccedilatildeo jaacute foram desenvolvidas e diversos projetos comerciais es-

tatildeo em desenvolvimento A Tabela 1 apresenta as empresas mundiais que

vecircm empregando tecnologias para produccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo e infor-

maccedilotildees complementares

A Tabela 1 revela que a maior parte das empresas encontradas explora

o conceito de biorrefinaria de acordo com a plataforma sucroquiacutemica A mai-

oria das plantas estaacute localizada nos EUA mas paiacuteses como Canadaacute Sueacute-

cia Finlacircndia Ruacutessia e Japatildeo tambeacutem satildeo sedes de algumas iniciativas

1 - Bagaccedilo de cana eacute composto de 47 de celulose 275 de hemicelulose e 203-263 de

lignina (AGUIAR 2010)

Economia e Energia ndash eampe 23

Tabela 1 Empresas que empregam tecnologias para a produccedilatildeo de etanol

de 2ordf geraccedilatildeo e caracteriacutesticas de processo (CGEE 2010)

Empresa Paiacutes de origem

Caracteriacutesticas de processo

Localiza-ccedilatildeo

Capacidade (m

3ano)

AE Biofuels EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Montana 567

Blue Fire Ethanol

EUA Japatildeo

Hidroacutelise com aacutecido concentrado

California Izumi

12110 Natildeo deter-

minado

Chempolis Ou

Finlacircndia Hidroacutelise com aacuteci-do diluiacutedo

Oulu Natildeo deter-

minado

Iogen Canadaacute Hidroacutelise enzimaacutetica

Ontario 4000

KL Energy EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Wyoming 5680

Lignol E-nergy

Canadaacute Preacute-tratamento Organosolv

Vancou-ver

2500

Mascoma EUA Natildeo determinado New York 1890

Poet EUA Natildeo determinado South Dakota

75

Sekab Sueacutecia Hidroacutelise enzimaacutetica

Natildeo de-terminado

Natildeo determinado

STI Finlacircndia Natildeo determinado

Lappeen-ranta Hamina Narpio

1000 1000 1000

St Peters-burgo State Forest-Technical Academy

Ruacutessia Hidroacutelise com aacuteci-do diluiacutedo

13 unida-des no paiacutes

Natildeo determinado

Sun Opra Canadaacute Hidroacutelise enzimaacutetica

China Natildeo

determinado

University of Florida

EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Florida 7570

Verenium EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Lousiana Japan

5300 4920

A Tabela 2 mostra os projetos aprovados pelo Departmento de Energia

dos EUA (US DOE) para a construccedilatildeo de pequenas biorrefinarias no paiacutes

ao final de 2008

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 24

Tabela 2 Projetos aprovados pelo US DOE para a construccedilatildeo de pequenas

biorrefinarias nos EUA (US DOE 2009 apud CGEE 2010)

Empresa Custo Total

106 US$

Participaccedilatildeo US DOE 106 US$

Capacidade anual de produccedilatildeo

Localizaccedilatildeo Mateacuterias-primas Tecnologia

Verenium 9135 760 1500000 Jennings LA

Bagaccedilo cereais desperdiacutecios agriacutecolas resiacute-duos de madeira

Rota bioquiacutemica

Flambeau LIc

840 300 6000000 Park Falls WI Resiacuteduos flores-tais

BTL

ICM 860 300 1500000 St Joseph MO

Gramiacuteneas sorgo forrageiro palha

Rota bioquiacutemica

Lignol Innovations

880 300 2500000 Commerce City CO

Biomassa da madeira resiacute-duos agriacutecolas

Rota bioquiacutemica Organosolv

Pacific Ethanol

730 2434 2700000 Boardman OR

Palha de trigo palha resiacuteduos de aacutelamo

Biogasolina (EtOH biogas combustiacuteveis soacutelidos)

New Page 836 300 5500000 Wisconsin WI Biomassa da madeira ndash resiacute-duos das usinas

BTL

Rse Pulp 900 300 2200000 Old Town Maine

Lascas de ma-deira

Rota bioquiacutemica

Econfin LIc 770 300 1300000 Washington Country KY

Espigas de milho

Rota bioquiacutemica (fermentaccedilatildeo em estado soacuteli-do)

Mascoma 1350 250 2000000 Monroe TN Gramiacuteneas e madeirs

Rota bioquiacutemica

Total 8080 3053 252 M galotildees =

954 M litros

Economia e Energia ndash eampe 25

A Tabela 2 aponta uma tendecircncia para a implementaccedilatildeo da plataforma

bioquiacutemica havendo ainda iniciativas de tecnologias termoquiacutemicas como

BTL (biomass-to-liquid)

Cabe destacar ainda que foi implementado o Programa de Biomassa do

Departamento de Energia para criar nos Estados Unidos uma nova induacutestria

ndash a induacutestria da biomassa ou bioinduacutestria ndash consolidada com a instalaccedilatildeo

de biorrefinarias capazes de transformar vaacuterios tipos de biomassa a preccedilos

competitivos em relaccedilatildeo agraves atuais fontes foacutesseis em combustiacuteveis produtos

quiacutemicos eletricidade e calor As biorrefinarias e o uso da biomassa celuloacutesi-

ca emergem como fundamentais para alcanccedilar as metas de produccedilatildeo

consumo de etanol em funccedilatildeo das limitaccedilotildees das fontes atualmente empre-

gadas (BASTOS 2007)

Neste contexto o paiacutes pretende investir US$ 385 milhotildees em seis bior-

refinarias de etanol celuloacutesico capazes de produzir 480 milhotildees de litros de

etanol celuloacutesico por ano como parte do plano do governo norte-americano

e tornar o etanol celuloacutesico competitivo em 2012 a fim de reduzir o consumo

de gasolina nos EUA nos proacuteximos 20 anos A Tabela 3 apresenta os seis

projetos selecionados pelo Departamento de Energia Americana (US DOE)

Tabela 3 Investimentos do DOE em projetos de produccedilatildeo de etanol

celuloacutesico nos EUA 2007-2010 (BARROS 2007)

Empresa Localizaccedilatildeo

da planta Mateacuteria-prima

Capacidade (milhotildees de litrosano)

Investimentos (milhotildees US$)

Abegoa Bioe-nergy Corp

Kansas Sabugo de milho

resiacuteduos de trigo etc 431 76

ALICO Inc Floacuterida Resiacuteduos de vegetais

diversos 526 33

BlueFire Ethanol Inc

Califoacuternia Resiacuteduos vegetais e

de madeira 719 40

Broin Companies of Sioux Falls

Iowa Resiacuteduos de milho 94 80

Iogen Biorefinery Partners

Idaho Resiacuteduos agriacutecolas 68 80

Range Fuels Geoacutergia Resiacuteduos de

madeira 151 76

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 26

No Brasil

Uma das empresas brasileiras que mais investem em PampD sobre bior-

refinarias em especial a partir de resiacuteduos da cana-de-accediluacutecar eacute a Petrobras

SA que eacute uma empresa estatal brasileira de economia mista que opera

em 27 paises no segmento de energia prioritariamente nas aacutereas de explo-

raccedilatildeo produccedilatildeo refino comercializaccedilatildeo e transporte de petroacuteleo e seus

derivados no Brasil e no exterior (PETROBRAS 2011)

Segundo Baratelli Junior (2007) a estrateacutegia competitiva da empresa eacute

expandir a participaccedilatildeo no mercado de biocombustiacuteveis liderando a produ-

ccedilatildeo nacional de biodiesel e ampliando a participaccedilatildeo no negoacutecio de etanol

A Tabela 4 apresenta as rotas para produccedilatildeo de biocombustiacuteveis e o estaacutegio

do esforccedilo tecnoloacutegico empreendido pela PetrobrasCENPES para o desen-

volvimento das tecnologias

A Tabela 4 aponta que os biocombustiacuteveis que demandam um esforccedilo

tecnoloacutegico elevado por parte da petrobras satildeo de segunda geraccedilatildeo o eta-

nol de celulose e os combustiacuteveis de piroacutelise e de gaacutes de siacutentese ndash BTL que

por sua vez utilizam como fonte de biomassa mateacuterias de origem celuloacutesica

ndash mateacuteria-prima para as biorrefinarias lignoceluloacutesicas

Com o projeto de desenvolvimento do bioetanol (etanol de lignocelulo-

se) ndash um biocombustiacutevel produzido a partir de resiacuteduos agroindustriais ndash a

Petrobras entra na produccedilatildeo dos chamados biocombustiacuteveis de segunda

geraccedilatildeo (PETROBRAS 2008)

Depois da etapa de testes em laboratoacuterio o projeto de produccedilatildeo de bio-

etanol passa para a fase de testes em escala piloto por meio de uma unida-

de experimental instalada no CENPES Desenvolvida em parceria com a

empresa brasileira Albrecht a planta piloto de etanol de lignocelulose locali-

zada no Centro de Pesquisas da Petrobras (CENPES) eacute uacutenica no Brasil

utilizando a tecnologia enzimaacutetica Para a produccedilatildeo de etanol a partir de re-

siacuteduos agroindustriais a planta utiliza um processo de quebra de moleacuteculas

com accedilatildeo de enzimas O projeto foi desenvolvido pela Petrobras em parceria

com a Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) e outras universida-

des brasileiras

Economia e Energia ndash eampe 27

Qualquer rejeito vegetal pode ser utilizado como fonte de biomassa na

planta experimental mas o sistema estaacute ajustado ao bagaccedilo de cana-de-

accediluacutecar por ser o resiacuteduo agroindustrial mais expressivo no paiacutes Outra ma-

teacuteria prima que seraacute utilizada nos testes eacute a torta de mamona resiacuteduo amilaacute-

ceo do processo de produccedilatildeo do biodiesel a partir de mamona

Combustiacutevel FonteBiomassa Estaacutegio da Tecnologia

Esforccedilo tecno-loacutegico da

Petrobras

Primeira geraccedilatildeo

Etanol de gratildeos e

cana-de-accediluacutecar

Cana de accediluacutecar trigo

milho beterraba Comercial meacutedio

Biodiesel Oacuteleos vegetais

e gorduras Comercial alto

Diesel verde

(hidrotratamento)

Oacuteleos vegetais gordu-

ras e petroacuteleo

Rumo a comercial no

Brasil e Europa alto

Butanol Milho sorgo trigo e

cana-de-accediluacutecar

Projeto BP and Dupont

para produzir monitoramento

Segunda geraccedilatildeo

Etanol celuloacutesico

Resiacuteduos agriacutecolas lascas de

madeira e grama

Projeto IOGEN anuncia

planta comercial alto

Combustiacuteveis da

Piroacutelise (bio-oacuteleo)

Qualquer biomassa

celuloacutesica

Projeto BIOCOUP ndash consoacutercio europeu de 16 empresas desde

2006 ateacute 2011 meacutedio

Combustiacuteveis de Gaacutes de

Siacutentese - BTL

Qualquer biomassa

celuloacutesica

Demonstrado em larga

escala com foacutesseis

Projeto CHOREN para biomassa

anuncia planta comercial

alto

Futuro

Diesel de algas Microalgas cultivadas Escala de laboratoacuterio

em Universidades baixo

Hidrocarbonetos de

biomassa Carbohidratos

Escala de laboratoacuterio

em Universidades prospecccedilatildeo

Tabela 4 Esforccedilo tecnoloacutegico das rotas para produccedilatildeo de biocombustiacuteveis

da Petrobras (Adaptado de BARATELLI JR 2007)

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 28

A planta experimental eacute capaz de produzir cerca de 220 litros de etanol

por tonelada de bagaccedilo de cana-de-accediluacutecar Nesta etapa do projeto de pes-

quisa os pesquisadores trabalham na otimizaccedilatildeo deste processo de produ-

ccedilatildeo e tecircm como objetivo alcanccedilar a marca de 280 litros por tonelada de ba-

gaccedilo no mesmo equipamento Como resultado desta pesquisa a Petrobras

jaacute fez o depoacutesito de dois pedidos de patentes (BR 0605017-4 e BR 0505299-

8) junto ao INPI

A planta-piloto de bioetanol de lignocelulose coloca a Petrobras na posi-

ccedilatildeo de vanguarda em relaccedilatildeo aos biocombustiacuteveis de segunda geraccedilatildeo

aqueles produzidos a partir de resiacuteduos agroindustriais e que natildeo competem

com a produccedilatildeo agriacutecola voltada para alimentos A utilizaccedilatildeo de resiacuteduos

como o bagaccedilo de cana-de-accediluacutecar pode aumentar substancialmente a pro-

duccedilatildeo de etanol sem aumentar a aacuterea plantada elevando a produtividade do

processo jaacute existente pelo aproveitamento de seus resiacuteduos

Desta forma a produccedilatildeo de biocombustiacuteveis em futuro proacuteximo tam-

beacutem poderaacute ser complementar agrave produccedilatildeo de alimentos A Petrobras prevecirc

que em 2010 seraacute construiacuteda uma planta semi-industrial de bioetanol A Fi-

gura 6 apresenta uma ilustraccedilatildeo da rota tecnoloacutegica adotada pela petrobras

para produccedilatildeo do bioetanol lignoceluloacutesico

Figura 6 Rota Tecnoloacutegica adotada pela Petrobras para produccedilatildeo do bioe-

tanol lignoceluloacutesico (BARATELLI JR 2007)

Economia e Energia ndash eampe 29

O processo de fabricaccedilatildeo de etanol a partir de resiacuteduos vegetais eacute divi-

dido em quatro etapas Na primeira etapa haacute o preacute-tratamento do bagaccedilo de

cana sendo adotado o processo de hidroacutelise aacutecida branda onde no reator o

resiacuteduo eacute submetido agrave quebra da estrutura cristalina da fibra do bagaccedilo de

cana e a recuperaccedilatildeo de accediluacutecares mais faacuteceis de hidrolisar

Em seguida vem a etapa de deslignificaccedilatildeo do soacutelido rico em celulose

Eacute retirada a lignina complexo que daacute resistecircncia a fibra e protege a celulose

da accedilatildeo de microorganismos poreacutem apresenta grande inibiccedilatildeo ao processo

fermentativo

Na terceira fase o liacutequido proveniente do preacute-tratamento aacutecido rico em

accediluacutecares eacute fermentado pela levedura Pichia stipitis adaptada para ser utili-

zada nesta fermentaccedilatildeo

O soacutelido proveniente da etapa de deslignificaccedilatildeo rico em celulose tam-

beacutem eacute tratado ele passa por um processo de sacarificaccedilatildeo (transformaccedilatildeo

em accediluacutecares) por meio de enzimas e eacute fermentado pela levedura

Sacharomyces cerevisiae o mesmo fungo utilizado na fabricaccedilatildeo de patildees A

Petrobras ainda estuda as enzimas mais eficazes para este processo de

fabricaccedilatildeo testando enzimas disponiacuteveis no mercado e pesquisando novos

preparados enzimaacuteticos

Na etapa final ambos os liacutequidos provenientes das diferentes fermenta-

ccedilotildees satildeo destilados O produto desta destilaccedilatildeo eacute o etanol que possui as

mesmas caracteriacutesticas daquele fabricado a partir da cana em processo in-

dustrial

Cabe destacar que a accedilatildeo do governo brasileiro natildeo fica restrita a sua

participaccedilatildeo na Petrobras considerando a importacircncia que o tema energias

renovaacuteveis possui na poliacutetica nacional O governo do Brasil investe ainda

recursos em Pesquisa Desenvolvimento e Inovaccedilatildeo (PD amp I) conforme po-

de ser visto na Tabela 5

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 30

Conclusotildees

O tema energias renovaacuteveis estaacute presente na agenda nacional de todas

as naccedilotildees ao redor do globo como uma alternativa viaacutevel em substituiccedilatildeo agraves

fontes de energias foacutesseis como petroacuteleo e carvatildeo Especialistas acreditam

que o processamento da biomassa como fonte de energia combustiacuteveis e

produtos quiacutemicos possa se constituir em uma induacutestria-chave neste seacuteculo

criando assim um novo paradigma industrial Novas tecnologias baseadas

no uso de toda a planta e na integraccedilatildeo de processos tradicionais e novos

deveratildeo ser necessaacuterios

Tabela 5 Investimentos do governo brasileiro em PDampI no aproveitamento

de biomassas desde 2005 (PEREIRA JR 2008)

Instituiccedilatildeo Valor

(Milhotildees R$) Observaccedilotildees

Governo Federal

SIBRATEC 4500 Formaccedilatildeo de redes temaacuteticas para o de-senvolvimento de tecnologias inovadoras incluindo energia renovaacutevel

CNPqMCT 4180 Especiacutefico para biomassabioenergias

15780 Geral incluindo biomassa

FINEP 45000

Apoiar o desenvolvimento de produtos serviccedilos e processos inovadores em em-presas brasileiras atraveacutes de subvenccedilatildeo econocircmica incluindo biocombustiacuteveis

Fundaccedilotildees Estaduais

FAPESP 14800 Projetos especiacuteficos para biomassas e biocombustiacuteveis

FAPEMIG 1095 Biomassas agroenergia

TOTAL R$ 855 milhotildees

Economia e Energia ndash eampe 31

O Brasil encontra-se entre os paiacuteses-alvo para o desenvolvimento de

tais tecnologias devido a sua grande biodiversidade existente e aos conheci-

mentos adquiridos ao longo das uacuteltimas deacutecadas em especial devido a pro-

duccedilatildeo de etanol a partir da cana-de-accediluacutecar

Neste contexto de inovaccedilatildeo uma nova oportunidade de aproveitamento

de biomassa se vislumbra no paiacutes o uso da biomassa lignoceluloacutesica prove-

niente dos resiacuteduos agriacutecolas em especial da induacutestria da cana para produ-

ccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo dentro do contexto das biorrefinarias explorado

neste artigo

Foi observado que iniciativas governamentais estatildeo sendo tomadas de

modo a estabelecer um ambiente adequado para o desenvolvimento de no-

vos produtos e processos No entanto desafios de natureza tecnoloacutegica e

comercial precisam ser vencidos para fazer com que o Brasil mantenha sua

posiccedilatildeo de destaque no agronegoacutecio mundial e produza produtos de maior

valor agregado contribuindo assim para o desenvolvimento da bio-economia

e aproveitando esta janela de oportunidade de aumentar seu crescimento

econocircmico de modo sustentaacutevel

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Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 32

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Paulo Cetesb

Economia e Energia ndash eampe 33

Ensaio

Gripe americana e resfriado no Brasil

Nos fizeram acreditar que um resfriado americano representa certa-

mente uma gripe ou pneumonia por aqui ou seja as crises nos EUA tecircm

resultados imediatos e mais radicais aqui do que laacute Nessa eacutepoca de gripe

americana eacute uacutetil discutir a veracidade histoacuterica dessa afirmaccedilatildeo porque o

simples fato de se acreditar nela jaacute provoca efeitos negativos em nossa eco-

nomia

Celso Furtado ao contraacuterio da crenccedila corrente assinalava que as cri-

ses na economia americana foram sentidas aqui no curto prazo mas de

modo geral acabaram sendo beneacuteficas para a economia brasileira no meacutedio

prazo Ele mostrou em seu livro ldquoO Capitalismo Globalrdquo que a crise de 1929

e 1930 nos EUA produziam jaacute em 1932 um notaacutevel ressurgimento interno

baseado no mercado nacional

A tentativa de encontrar uma correlaccedilatildeo entre as taxas de crescimento

americanas e as brasileiras no periacuteodo 1930 a 2010 (Figura 1) natildeo conduz a

um resultado convincente A situaccedilatildeo natildeo muda introduzindo uma defasagem

de um ou dois anos da variaccedilatildeo do PIB no Brasil em relaccedilatildeo agrave americana

Figura 1 A correlaccedilatildeo entre crescimento no Brasil e nos EUA parece ser

pouco significativa no periacuteodo 1930 a 2010 Dados Ipeadatagovbr

Elaboraccedilatildeo proacutepria

y = 00744x + 47262Rsup2 = 00083

-10

-5

0

5

10

15

-15 -10 -5 0 5 10 15 20 25

Cre

scim

en

to d

o P

IB n

os

EUA

an

o

Crescimento do PIB no Brasil ano

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 34

Figura 2 Variaccedilatildeo do PIB dos EUA e Brasil valores anuais e meacutedia moacutevel

de trecircs anos em azul estatildeo assinalados os periacuteodos em que as economias

parecem estar na mesma fase (variaccedilotildees no mesmo sentido) e

em amarelo os periacuteodos em fase inversa (variaccedilotildees em sentido contraacuterio)

Elaboraccedilatildeo proacutepria

Eacute possiacutevel separar ao longo desses oitenta anos periacuteodos em que os

altos e baixos da taxa de crescimento econocircmico dos EUA e do Brasil estatildeo

na mesma fase do ciclo e outros em que o que aconteceu nos dois paiacuteses

tem sinal inverso Em uma anaacutelise preliminar (Figura 2) pode-se dizer que

os periacuteodos em que estiveram em fase inversa superam os que estiveram

na mesma fase

Pode-se verificar que no periacuteodo a que aludia Celso Furtado (crise de

trinta) as economias dos dois paiacuteses parecem em mesma fase Nota-se no

entanto que a retomada do crescimento no Brasil precedeu agrave americana

como dissera Celso Furtado que ademais se referia tambeacutem a mudanccedilas

qualitativas mais de desenvolvimento que de crescimento que vieram com

a maior atenccedilatildeo no Paiacutes ao consumo interno Em um segundo periacuteodo que

vai da Segunda Guerra Mundial ateacute 1970 as economias de Brasil e EUA

estiveram em fase inversa

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

1920

1930

1940

1950

1960

1970

1980

1990

2000

2010

Var

iaccedilatilde

o a

nu

al d

o P

IB

()

EUA

EUA 3

Brasil

Brasil 3

fase inversa fase inversaem fase em fase

Economia e Energia ndash eampe 35

Em uma terceira fase de 1987 a 1995 a teoria do resfriado americano

funcionou nas crises das mudanccedilas para as deacutecadas de oitenta e noventa

(repercussotildees simultacircneas e maiores em nossa economia) e na retomada

do meio da deacutecada de oitenta Cabe lembrar que os episoacutedios dessas crises

marcaram a alta de juros e falecircncia mexicana (1982) e crises de hiperinfla-

ccedilatildeo em paiacuteses como a Argentina que estavam muito mais proacuteximos de nos-

sa realidade

Nos uacuteltimos quinze anos estivemos em fase inversa com os EUA em

1998 eles estavam no auge da era Clinton e o Brasil passando por um fosso

em sua taxa de crescimento anual Depois comeccedilaram a experimentar que-

da no seu crescimento enquanto a economia brasileira tinha as taxas de

crescimento em elevaccedilatildeo

Na Figura 3 buscou-se a correlaccedilatildeo linear entre as variaccedilotildees do PIB

nos periacuteodos assinalados na Figura 2 e os resultados confirmam a avalia-

y = 03893x + 43207Rsup2 = 07113

-2

0

2

4

6

8

10

-20 -10 0 10 20

19301937 y = -0311x + 75908Rsup2 = 0314

0

2

4

6

8

10

12

-10 0 10 20

19381970

y = 18054x - 32349Rsup2 = 04684

-20

-10

00

10

20

30

40

50

60

00 10 20 30 40

19871995y = -0362x + 40064

Rsup2 = 02656

00

10

20

30

40

50

60

-20 00 20 40 60

19952010

Figura 3 Comportamento dos crescimentos dos PIB americano (na vertical)

e brasileiro (na horizontal) para os intervalos de tempo assinalados na figura

anterior

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 36

ccedilatildeo qualitativa Ou seja nos periacuteodos em fase existe uma correlaccedilatildeo positi-

va entre os crescimentos americano e brasileiro nos periacuteodos assinalados

com amarelo a relaccedilatildeo eacute negativa

A mudanccedila de intensidade e sentido da correlaccedilatildeo nos faz pensar que

a possiacutevel dependecircncia entre o crescimento brasileiro e o americano natildeo eacute

direta eacute muito mais complexa e para fazer sentido deve ser estudada por

periacuteodos histoacutericos O que se conclui eacute que a ldquoteoria do resfriadordquo natildeo expli-

ca o passado mesmo quando ainda eacuteramos muito mais dependentes dos

EUA

No final de 2008 configurou-se uma crise nos EUA que teve reflexo no

ano seguinte no Brasil que registrou uma queda no PIB de 06 O consu-

mo no entanto cresceu no ano 24 Em 2010 o ldquopibatildeordquo de 75 fez com

que no seu conjunto os anos de 2009 e 2010 possam ser considerados

como anos normais O consumo cresceu na meacutedia 45 mais que na meacute-

dia do periacuteodo Lula (40) Jaacute o PIB cresceu 33 um pouco abaixo da meacute-

dia tambeacutem de 40 ao ano do governo passado Os dados vecircm das Con-

tas Nacionais Trimestrais do IBGE A defasagem entre o crescimento da

produccedilatildeo e do consumo foi praticamente coberta com importaccedilotildees e menor

investimento Ou seja a queda do PIB em 2009 se deveu a nosso ver a

uma reduccedilatildeo exagerada da oferta pelo setor produtivo em virtude de uma

leitura equivocada do efeito da crise americana sobre a economia brasileira

O crescimento nos dois anos poacutes-crise nos EUA foi normal passou a

primeira ldquomarolardquo E agora Entraremos na mesma fase de ciclo dos EUA

Page 13: Economia e Energia · população ou na superfície mundial: foi o fato de serem os “vencedores” da 2ª Guerra Mundial. Num primeiro momento, somente os EUA possuíam ar-0 10.000

Economia e Energia ndash eampe 13

dade industrial instalada nos diversos setores associados como produccedilatildeo

de radioisoacutetopos para medicina induacutestria e agricultura produccedilatildeo de com-

bustiacutevel nuclear e geraccedilatildeo eleacutetrica

O Plano Nacional de Energia (PNE) que prevecirc a conclusatildeo de Angra 3

ateacute 2015 e a implantaccedilatildeo de 4000 MW nucleares adicionais ateacute 2030 junta-

mente com as metas estabelecidas para a autosuficiecircncia na produccedilatildeo do

combustiacutevel nuclear que mantecircm nas duas proacuteximas deacutecadas uma partici-

paccedilatildeo do nuclear na geraccedilatildeo eleacutetrica proacutexima da atual tambeacutem eacute por ne-

cessidades de diversificaccedilatildeo da matriz energeacutetica uma opccedilatildeo sensata do

ponto de vista energeacutetico

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Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 14

1 - Fundaccedilatildeo Instituto Brasileiro de Geografia e Estatiacutestica (IBGE) ndash Diretoria Executiva ndash CRM ndash Av Franklin Roosevelt 146 6ordm andar sala 602 ndash Centro ndash Rio de JaneiroRJ Escola de Quiacute-mica da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) Cidade Universitaacuteria ndash Centro de Tec-nologia Bloco E ndash 2ordm nadir ndash DPO ndash Aacuterea de Gestatildeo e Inovaccedilatildeo Tecnoloacutegica ndash Rio de JaneiroRJ ndash CEP 21949-900 email marciafribeiroyahoocombr

2 - Escola de Quiacutemica da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) Cidade Universitaacuteria ndash Centro de Tecnologia Bloco E ndash 2ordm nadir ndash DPO ndash Aacuterea de Gestatildeo e Inovaccedilatildeo Tecnoloacutegica ndash Rio de JaneiroRJ ndash CEP 21949-900 email suzanaeqcombr

3 - Escola de Quiacutemica da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) Cidade Universitaacuteria ndash Centro de Tecnologia Bloco E ndash 2ordm nadir ndash DEB ndash Aacuterea de Processos Bioquiacutemicos ndash Rio de JaneiroRJ ndash CEP 21949-900 email gimeneseqcombr

Artigo

Iniciativas para o uso da biomassa lignoceluloacutesica

em biorrefinarias a plataforma sucroquiacutemica no

mundo e no Brasil

Maacutercia Franccedila Ribeiro Fernandes dos Santos1 Suzana Borschiver2

Maria Antonieta Peixoto Gimenes Couto3

Resumo

Petroacuteleo gaacutes natural e seus derivados representam 55 do consumo

mundial de energia no entanto eles natildeo vatildeo durar mais do que algumas

deacutecadas Assim se faz necessaacuterio encontrar substitutos para estes combus-

tiacuteveis e uma alternativa que se apresenta eacute a utilizaccedilatildeo de mateacuteria orgacircnica

renovaacutevel (biomassa) Este artigo apresenta as iniciativas adotadas no mun-

do e em especial no Brasil sobre o uso de mateacuterias-primas lignoceluloacutesicas

no contexto da biorrefinaria O enfoque seraacute dado na plataforma sucroquiacutemi-

ca para a produccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo tendo em vista a posiccedilatildeo de

destaque neste segmento de mercado no agronegoacutecio nacional O levanta-

mento das informaccedilotildees disponibilizadas na literatura foi obtido por meio de

uma pesquisa bibliograacutefica Os resultados sugerem que a tecnologia ainda

estaacute em fase de pesquisa e desenvolvimento e desperta grande interesse

para consolidar o mercado mundial de etanol

Palavras-chave biorrefinaria biomassa mateacuteria-prima lignoceluloacutesica eta-

nol Brasil

Economia e Energia ndash eampe 15

Abstract

Oil natural gas and their products represent 55 of global energy con-

sumption yet they will not last more than a few decades Thus it is neces-

sary to find substitutes for these fuels and an alternative that presents itself is

the use of organic matter (biomass) This article presents the initiatives taken

in the world and especially in Brazil on the use of raw materials in the con-

text of lignocellulosic biorefinery The focus will be on the sugar platform for

the production of second-generation ethanol aimed at a prominent position

of this market segment in the national agribusiness The survey of informati-

on availability in the literature was obtained through a search The results

suggest that the technology is still undergoing research and development

and it arouse great interest for consolidating the ethanol global market

Keywords biorefinery biomass lignocelulosic feedstock ethanol Brazil

Introduccedilatildeo

As mudanccedilas climaacuteticas e a elevaccedilatildeo das cotaccedilotildees do petroacuteleo aliadas

agraves necessidades estrateacutegicas de produccedilatildeo de energia tecircm motivado uma

corrida sem precedentes agrave produccedilatildeo de combustiacuteveis alternativos preferen-

cialmente de fontes renovaacuteveis de energia (BUCKERIDEG et al 2010)

O uso da biomassa para energia cresce em importacircncia como uma das

vias de mitigaccedilatildeo dos problemas citados acima Existem diferentes rotas

para converter a energia da biomassa em fluxo de energia final desejado

quer seja na forma de calor combustiacutevel ou energia eleacutetrica (SEABRA

2008)

Assim abrem-se oportunidades para o desenvolvimento de uma induacutes-

tria baseada em mateacuterias primas renovaacuteveis Aleacutem dos biocombustiacuteveis jaacute

conhecidos um fluxo de inovaccedilotildees em desenvolvimento pode estar lanccedilan-

do as bases de uma induacutestria integrada de exploraccedilatildeo da biomassa

(COUTINHO amp BONTEMPO 2010)

Neste cenaacuterio o Brasil desponta em uma posiccedilatildeo privilegiada para as-

sumir a lideranccedila no aproveitamento integral das biomassas pelo fato de

apresentar grande potencial de cultivo de mateacuterias-primas renovaacuteveis dis-

pondo de vantagens comparativas e competitivas tais como (i) culturas agriacute-

colas de grande extensatildeo (destaque para a induacutestria da cana-de-accediluacutecar) (ii)

maior biodiversidade do planeta (iii) intensa radiaccedilatildeo solar (iv) aacutegua em

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 16

abundacircncia (v) diversidade de clima e (vi) pioneirismo na produccedilatildeo de bio-

combustiacutevel etanol (CGEE 2010) O paiacutes reuacutene ainda condiccedilotildees para ser o

principal receptor de recursos de investimentos oriundos do mercado de car-

bono no segmento de produccedilatildeo e uso de bioenergia

Hoje o Brasil desfruta de uma posiccedilatildeo confortaacutevel com relaccedilatildeo agrave tecno-

logia da produccedilatildeo de etanol Neste setor o Brasil eacute liacuteder mundial na produ-

ccedilatildeo de cana-de-accediluacutecar etanol e accediluacutecar com 5727 milhotildees de toneladas

277 bilhotildees de litros e 313 milhotildees de toneladas respectivamente na safra

de 20082009 (CORTEZ 2010)

Em meacutedia 50 da cana colhida eacute destinada agrave produccedilatildeo de aacutelcool e os

demais 50 satildeo destinados agrave produccedilatildeo de accediluacutecar Cerca de 23 do accediluacutecar

produzido eacute destinado ao mercado externo enquanto que o restante atende

ao mercado interno Quanto a produccedilatildeo de aacutelcool cerca de 85 eacute direcio-

nado ao mercado interno sendo que destes 90 satildeo destinados ao seu

uso como carburante e o restante atender ao mercado externo (BASTOS

2007)

Entretanto para preservar essa posiccedilatildeo num cenaacuterio competitivo em

que outros players estatildeo interessados em se desenvolver com pesados in-

vestimentos em Pesquisa amp Desenvolvimento (PampD) o Brasil precisa manter

investimentos compatiacuteveis na geraccedilatildeo de novas tecnologias e formaccedilatildeo de

competecircncias (BUCKERIDEG et al 2010)

Atualmente a conversatildeo pela rota sucroquiacutemica de material lignoceluloacute-

sico presente na palha e no bagaccedilo da cana-de-accediluacutecar em accediluacutecares fer-

mentaacuteveis para a produccedilatildeo de etanol denominado de etanol de 2ordf geraccedilatildeo

vem sendo considerada no Brasil como uma alternativa promissora para

atender agrave demanda mundial

Assim o presente artigo tem como objetivo principal expor as iniciativas

adotadas no mundo e em especial no Brasil sobre o uso de mateacuterias-

primas lignoceluloacutesicas no contexto da biorrefinaria O enfoque seraacute dado na

plataforma sucroquiacutemica para a produccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo tendo em

vista a posiccedilatildeo de destaque neste segmento de mercado no agronegoacutecio

nacional

Economia e Energia ndash eampe 17

Conceito de Biorrefinaria

De acordo com Fernando et al (2006) o conceito de produzir produtos a

partir de commodities agriacutecolas como a biomassa natildeo eacute novo no entanto

utilizar a biomassa como insumo na produccedilatildeo de vaacuterios produtos de maneira

similar a uma refinaria de petroacuteleo onde combustiacuteveis foacutesseis satildeo usados

como input eacute relativamente novo Seu principal objetivo eacute transformar os

materiais bioloacutegicos em produtos utilizaacuteveis nas induacutestrias de transformaccedilatildeo

usando uma combinaccedilatildeo de tecnologias e processos biotecnoacutegicos

Os princiacutepios baacutesicos da refinaria de petroacuteleo tradicional e a biorrefinaria

satildeo representados esquematicamente na Figura 1 Uma refinaria de petroacuteleo

fornece principalmente combustiacuteveis para transportes e energia e somente

uma fraccedilatildeo relativamente pequena eacute usada na induacutestria quiacutemica Em uma

biorrefinaria uma quantidade relativamente maior eacute usada para a quiacutemica e

a utilizaccedilatildeo de materiais De acordo com Kamm et al (2006) os bioprodutos

industriais soacute podem competir com aqueles oriundos da petroquiacutemica quan-

do os recursos de biomassa satildeo processadas atraveacutes de sistemas de forma

otimizada nos sistemas das biorrefinarias onde novas cadeias de valor satildeo

desenvolvidas e implementadas

Figura 1 Refinaria de petroacuteleo versus biorrefinaria

(KAMM et al 2006)

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 18

Em seus estudos Ree amp Annevelink (2007) apontam a existecircncia de

sete tipos de biorefinarias que ainda estatildeo na fase de pesquisa e desenvol-

vimento (i) Biorrefinarias Convencionais (ii) Biorrefinarias Verdes (iii) Biore-

finarias de Cereais (iv) Biorrefinarias de Material Lignoceluloacutesico (v) Biorre-

finarias de Duas Plataformas (vi) Biorrefinarias Termoquiacutemicas e (vii) Bior-

refinarias Aquaacuteticas

Biorrefinaria de Materiais Lignoceluloacutesicos

A biorefinaria a partir de materiais lignoceluloacutesicos usa um mix de fon-

tes de biomassa para a produccedilatildeo de uma seacuterie de produtos por meio de u-

ma combinaccedilatildeo de tecnologias Tal biorefinaria consiste de trecircs fraccedilotildees quiacute-

micas baacutesicas (a) hemicelulose poliacutemeros de accediluacutecar com cinco carbonos

(b) celulose poliacutemeros de glucose com seis carbonos e (c) lignina poliacuteme-

ros de fenol (FERNANDO et al 2006) A Figura 2 apresenta os produtos que

podem ser obtidos a partir destas fraccedilotildees quiacutemicas

Figura 2 Produtos potenciais obtidos na Biorrefinaria de Material Lignocelu-

loacutesico (KAMM et al 2006)

Economia e Energia ndash eampe 19

Segundo Pereira Juacutenior et al (2008) a utilizaccedilatildeo de biomassa lignoce-

luloacutesica dentro do contexto da biorrefinaria eacute fundamentada em duas plata-

formas distintas conforme o conceito de Biorrefinarias de Duas Plataformas

ilustrado na Figura 3 que visam fornecer ldquoblocos de construccedilatildeordquo para obter

uma variedade de produtos

A plataforma termoquiacutemica eacute baseada em processos de conversatildeo ter-

moquiacutemica pela reaccedilatildeo de mateacuteria-prima em altas temperaturas com uma

quantidade de oxigecircnio controlada (gaseificaccedilatildeo) para produzir gaacutes de siacutente-

se (CO + H2) ou na ausecircncia de oxigecircnio (piroacutelise) para produzir bio-oacuteleo

que depois de um processo de hidrodeoxigenaccedilatildeo produz uma mistura liacutequi-

da de hidrocarbonetos similar agravequeles presentes no petroacuteleo

Figura 3 Conceito da Biorrefinaria de Duas Plataformas

(KAMM et al 2006)

A plataforma de accediluacutecar tambeacutem conhecida como sucroquiacutemica objeto

de estudo do artigo eacute baseada em processos de conversatildeo quiacutemica e bio-

quiacutemica de accediluacutecares extraiacutedos da biomassa mediante uma separaccedilatildeo de

seus componentes principais Para isto o preacute-tratamento eacute essencial visan-

do a desorganizaccedilatildeo do complexo lignoceluloacutesico e como consequumlecircncia au-

mento da acessibilidade das enzimas agraves moleacuteculas de celulose (PEREIRA

JR et al 2008)

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 20

O preacute-tratamento que consiste em submeter o material lignoceluloacutesico

a uma seacuterie de operaccedilotildees visa promover a quebra das ligaccedilotildees que unem

as macroestruturas Tais operaccedilotildees satildeo responsaacuteveis pela adequaccedilatildeo da

mateacuteria-prima como por exemplo o bagaccedilo da cana-de-accediluacutecar agraves condi-

ccedilotildees de transformaccedilatildeo por parte dos micro-organismos Estas podem ser

classificadas como fiacutesicas fiacutesico-quiacutemicas quiacutemicas e bioloacutegicas conforme

o agente que atua na alteraccedilatildeo estrutural (SCHLITTLER 2006) A Figura 4

mostra um esquema simplificado para a separaccedilatildeo dos principais compo-

nentes dos materiais lignoceluloacutesicos

Figura 4 Separaccedilatildeo dos componentes lignoceluloacutesicos

(PEREIRA JR et al 2008)

Pereira Jr (2006) observa que a decisatildeo de usar um ou outro processo

de hidroacutelise depende tambeacutem do tipo de material lignoceluloacutesico empregado

Na hidroacutelise da hemicelulose (que ocorre em condiccedilotildees mais brandas do

que no caso da celulose) a estrateacutegia tem sido a utilizaccedilatildeo de aacutecido sulfuacuteri-

co diluiacutedo No caso da celulose como a hidroacutelise quiacutemica requer condiccedilotildees

de alta severidade (elevadas temperaturas grandes tempos de exposiccedilatildeo e

altas concentraccedilotildees de aacutecido) pela maior resistecircncia ao ataque hidroliacutetico o

uso da hidroacutelise enzimaacutetica seria mais indicado (pela ausecircncia de condiccedilotildees

severas) tal estrateacutegia tecnoloacutegica difere da concepccedilatildeo de processos anti-

gos em que se buscava a hidroacutelise quiacutemica conjunta da celulose e da hemi-

celulose pois satildeo polissacariacutedeos com diferentes suscetibilidades ao ataque

hidroliacutetico

Economia e Energia ndash eampe 21

A hidroacutelise total da celulose gera apenas glicose que pode ser converti-

da a uma seacuterie de substacircncias quiacutemicas e bioquiacutemicas conforme ilustrado

na Figura 2 com destaque para a sua conversatildeo bioloacutegica a etanol dito de

2ordf geraccedilatildeo por ser obtido a partir de materiais lignoceluloacutesicos

Esta nova plataforma tecnoloacutegica pode revolucionar segmentos industri-

ais como no caso do Brasil que gera uma grande quantidade de resiacuteduos

como o bagaccedilo da cana-de-accediluacutecar no entanto a utilizaccedilatildeo efetiva dos ma-

teriais lignoceluloacutesicos em processos microbioloacutegicos esbarra em dois obstaacute-

culos principais a estrutura cristalina da celulose altamente resistente agrave

hidrolise e a associaccedilatildeo lignina-celulose que forma uma barreira fisica que

impede o acesso enzimaacutetico ou microbioloacutegico ao substrato (CGEE 2010)

Adicionalmente a hidroacutelise acida da celulose apresenta o inconveniente de

requerer o emprego de elevadas temperatura e pressatildeo levando agrave destrui-

ccedilatildeo de parte dos carboidratos e agrave obtenccedilatildeo de produtos de degradaccedilatildeo toacutexi-

cos aos microrganismos A sacarificaccedilatildeo enzimaacutetica por sua vez requer o

emprego de preacute-tratamentos fiacutesicos (moagem aquecimento irradiaccedilatildeo) ou

quiacutemicos (acido sulfuacuterico acido fosfoacuterico aacutelcalis) para atingir rendimentos

viaacuteveis

Potencial Brasileiro para geraccedilatildeo de mateacuteria-prima lignoceluloacutesica

Tendo em vista a vasta biodiversidade encontrada em seu territoacuterio o

Brasil dispotildee de uma grande variedade de resiacuteduos agriacutecolas e agroindustri-

ais cujo bioprocessamento desperta um grande interesse econocircmico e soci-

al Dentre estes exemplos figuram os resiacuteduos derivados de atividades tais

como as induacutestrias de papel e celulose (sepilho maravalhas e cavacos des-

classificados de eucalipto e pinus) serrarias (serragem) usinas de accediluacutecar e

aacutelcool (bagaccedilo de cana-de-accediluacutecar) e de um modo geral unidades de produ-

ccedilatildeo agriacutecola geradoras de resiacuteduos de culturas como a palha de cereais de

milho de trigo sabugo de milho cascas de arroz e de aveia dentre outros

(RAMOS 2000)

No Brasil a quantidade de resiacuteduos lignoceluloacutesicos gerada anualmen-

te eacute de aproximadamente 350 milhotildees de toneladas (PEREIRA JR 2007)

Considerando que uma das principais fontes de materiais lignoceluloacutesicos eacute

o setor sucroalcoleiro e adotando o teor de celulose hemicelulose e lignina

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 22

no bagaccedilo como paracircmetro de comparaccedilatildeo[1]

chega-se a quantidade poten-

cial respectivamente de 1645 9625 e 7105 milhotildees de toneladas que po-

dem ser obtidas a partir de resiacuteduos lignoceluloacutesicos no Brasil

Metodologia

Este trabalho tem como objetivo apresentar as iniciativas tomadas no

mundo e especialmente no Brasil com relaccedilatildeo ao uso de mateacuterias-primas

no contexto de biorrefinaria de materiais lignoceluloacutesicos O enfoque seraacute

dado na plataforma sucroquiacutemica para a produccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo

tendo em vista a posiccedilatildeo de destaque neste segmento de mercado no agro-

negoacutecio nacional A metodologia adotada neste estudo exploratoacuterio foi base-

ada na literatura e em documentos obtidos a partir de uma pesquisa de in-

formaccedilotildees disponibilizadas na literatura Para atingir o objetivo a informaccedilatildeo

eacute apresentada de modo a fornecer um panorama dos esforccedilos mundiais e

brasileiro em pesquisa para o desenvolvimento de novas tecnologias relacio-

nadas agrave obtenccedilatildeo do etanol de segunda geraccedilatildeo

Resultados

No Mundo

Apesar de atualmente natildeo existir nenhuma planta comercial para pro-

duccedilatildeo de etanol a partir de materiais lignoceluloacutesico muitas plantas-piloto e

de demonstraccedilatildeo jaacute foram desenvolvidas e diversos projetos comerciais es-

tatildeo em desenvolvimento A Tabela 1 apresenta as empresas mundiais que

vecircm empregando tecnologias para produccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo e infor-

maccedilotildees complementares

A Tabela 1 revela que a maior parte das empresas encontradas explora

o conceito de biorrefinaria de acordo com a plataforma sucroquiacutemica A mai-

oria das plantas estaacute localizada nos EUA mas paiacuteses como Canadaacute Sueacute-

cia Finlacircndia Ruacutessia e Japatildeo tambeacutem satildeo sedes de algumas iniciativas

1 - Bagaccedilo de cana eacute composto de 47 de celulose 275 de hemicelulose e 203-263 de

lignina (AGUIAR 2010)

Economia e Energia ndash eampe 23

Tabela 1 Empresas que empregam tecnologias para a produccedilatildeo de etanol

de 2ordf geraccedilatildeo e caracteriacutesticas de processo (CGEE 2010)

Empresa Paiacutes de origem

Caracteriacutesticas de processo

Localiza-ccedilatildeo

Capacidade (m

3ano)

AE Biofuels EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Montana 567

Blue Fire Ethanol

EUA Japatildeo

Hidroacutelise com aacutecido concentrado

California Izumi

12110 Natildeo deter-

minado

Chempolis Ou

Finlacircndia Hidroacutelise com aacuteci-do diluiacutedo

Oulu Natildeo deter-

minado

Iogen Canadaacute Hidroacutelise enzimaacutetica

Ontario 4000

KL Energy EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Wyoming 5680

Lignol E-nergy

Canadaacute Preacute-tratamento Organosolv

Vancou-ver

2500

Mascoma EUA Natildeo determinado New York 1890

Poet EUA Natildeo determinado South Dakota

75

Sekab Sueacutecia Hidroacutelise enzimaacutetica

Natildeo de-terminado

Natildeo determinado

STI Finlacircndia Natildeo determinado

Lappeen-ranta Hamina Narpio

1000 1000 1000

St Peters-burgo State Forest-Technical Academy

Ruacutessia Hidroacutelise com aacuteci-do diluiacutedo

13 unida-des no paiacutes

Natildeo determinado

Sun Opra Canadaacute Hidroacutelise enzimaacutetica

China Natildeo

determinado

University of Florida

EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Florida 7570

Verenium EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Lousiana Japan

5300 4920

A Tabela 2 mostra os projetos aprovados pelo Departmento de Energia

dos EUA (US DOE) para a construccedilatildeo de pequenas biorrefinarias no paiacutes

ao final de 2008

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 24

Tabela 2 Projetos aprovados pelo US DOE para a construccedilatildeo de pequenas

biorrefinarias nos EUA (US DOE 2009 apud CGEE 2010)

Empresa Custo Total

106 US$

Participaccedilatildeo US DOE 106 US$

Capacidade anual de produccedilatildeo

Localizaccedilatildeo Mateacuterias-primas Tecnologia

Verenium 9135 760 1500000 Jennings LA

Bagaccedilo cereais desperdiacutecios agriacutecolas resiacute-duos de madeira

Rota bioquiacutemica

Flambeau LIc

840 300 6000000 Park Falls WI Resiacuteduos flores-tais

BTL

ICM 860 300 1500000 St Joseph MO

Gramiacuteneas sorgo forrageiro palha

Rota bioquiacutemica

Lignol Innovations

880 300 2500000 Commerce City CO

Biomassa da madeira resiacute-duos agriacutecolas

Rota bioquiacutemica Organosolv

Pacific Ethanol

730 2434 2700000 Boardman OR

Palha de trigo palha resiacuteduos de aacutelamo

Biogasolina (EtOH biogas combustiacuteveis soacutelidos)

New Page 836 300 5500000 Wisconsin WI Biomassa da madeira ndash resiacute-duos das usinas

BTL

Rse Pulp 900 300 2200000 Old Town Maine

Lascas de ma-deira

Rota bioquiacutemica

Econfin LIc 770 300 1300000 Washington Country KY

Espigas de milho

Rota bioquiacutemica (fermentaccedilatildeo em estado soacuteli-do)

Mascoma 1350 250 2000000 Monroe TN Gramiacuteneas e madeirs

Rota bioquiacutemica

Total 8080 3053 252 M galotildees =

954 M litros

Economia e Energia ndash eampe 25

A Tabela 2 aponta uma tendecircncia para a implementaccedilatildeo da plataforma

bioquiacutemica havendo ainda iniciativas de tecnologias termoquiacutemicas como

BTL (biomass-to-liquid)

Cabe destacar ainda que foi implementado o Programa de Biomassa do

Departamento de Energia para criar nos Estados Unidos uma nova induacutestria

ndash a induacutestria da biomassa ou bioinduacutestria ndash consolidada com a instalaccedilatildeo

de biorrefinarias capazes de transformar vaacuterios tipos de biomassa a preccedilos

competitivos em relaccedilatildeo agraves atuais fontes foacutesseis em combustiacuteveis produtos

quiacutemicos eletricidade e calor As biorrefinarias e o uso da biomassa celuloacutesi-

ca emergem como fundamentais para alcanccedilar as metas de produccedilatildeo

consumo de etanol em funccedilatildeo das limitaccedilotildees das fontes atualmente empre-

gadas (BASTOS 2007)

Neste contexto o paiacutes pretende investir US$ 385 milhotildees em seis bior-

refinarias de etanol celuloacutesico capazes de produzir 480 milhotildees de litros de

etanol celuloacutesico por ano como parte do plano do governo norte-americano

e tornar o etanol celuloacutesico competitivo em 2012 a fim de reduzir o consumo

de gasolina nos EUA nos proacuteximos 20 anos A Tabela 3 apresenta os seis

projetos selecionados pelo Departamento de Energia Americana (US DOE)

Tabela 3 Investimentos do DOE em projetos de produccedilatildeo de etanol

celuloacutesico nos EUA 2007-2010 (BARROS 2007)

Empresa Localizaccedilatildeo

da planta Mateacuteria-prima

Capacidade (milhotildees de litrosano)

Investimentos (milhotildees US$)

Abegoa Bioe-nergy Corp

Kansas Sabugo de milho

resiacuteduos de trigo etc 431 76

ALICO Inc Floacuterida Resiacuteduos de vegetais

diversos 526 33

BlueFire Ethanol Inc

Califoacuternia Resiacuteduos vegetais e

de madeira 719 40

Broin Companies of Sioux Falls

Iowa Resiacuteduos de milho 94 80

Iogen Biorefinery Partners

Idaho Resiacuteduos agriacutecolas 68 80

Range Fuels Geoacutergia Resiacuteduos de

madeira 151 76

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 26

No Brasil

Uma das empresas brasileiras que mais investem em PampD sobre bior-

refinarias em especial a partir de resiacuteduos da cana-de-accediluacutecar eacute a Petrobras

SA que eacute uma empresa estatal brasileira de economia mista que opera

em 27 paises no segmento de energia prioritariamente nas aacutereas de explo-

raccedilatildeo produccedilatildeo refino comercializaccedilatildeo e transporte de petroacuteleo e seus

derivados no Brasil e no exterior (PETROBRAS 2011)

Segundo Baratelli Junior (2007) a estrateacutegia competitiva da empresa eacute

expandir a participaccedilatildeo no mercado de biocombustiacuteveis liderando a produ-

ccedilatildeo nacional de biodiesel e ampliando a participaccedilatildeo no negoacutecio de etanol

A Tabela 4 apresenta as rotas para produccedilatildeo de biocombustiacuteveis e o estaacutegio

do esforccedilo tecnoloacutegico empreendido pela PetrobrasCENPES para o desen-

volvimento das tecnologias

A Tabela 4 aponta que os biocombustiacuteveis que demandam um esforccedilo

tecnoloacutegico elevado por parte da petrobras satildeo de segunda geraccedilatildeo o eta-

nol de celulose e os combustiacuteveis de piroacutelise e de gaacutes de siacutentese ndash BTL que

por sua vez utilizam como fonte de biomassa mateacuterias de origem celuloacutesica

ndash mateacuteria-prima para as biorrefinarias lignoceluloacutesicas

Com o projeto de desenvolvimento do bioetanol (etanol de lignocelulo-

se) ndash um biocombustiacutevel produzido a partir de resiacuteduos agroindustriais ndash a

Petrobras entra na produccedilatildeo dos chamados biocombustiacuteveis de segunda

geraccedilatildeo (PETROBRAS 2008)

Depois da etapa de testes em laboratoacuterio o projeto de produccedilatildeo de bio-

etanol passa para a fase de testes em escala piloto por meio de uma unida-

de experimental instalada no CENPES Desenvolvida em parceria com a

empresa brasileira Albrecht a planta piloto de etanol de lignocelulose locali-

zada no Centro de Pesquisas da Petrobras (CENPES) eacute uacutenica no Brasil

utilizando a tecnologia enzimaacutetica Para a produccedilatildeo de etanol a partir de re-

siacuteduos agroindustriais a planta utiliza um processo de quebra de moleacuteculas

com accedilatildeo de enzimas O projeto foi desenvolvido pela Petrobras em parceria

com a Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) e outras universida-

des brasileiras

Economia e Energia ndash eampe 27

Qualquer rejeito vegetal pode ser utilizado como fonte de biomassa na

planta experimental mas o sistema estaacute ajustado ao bagaccedilo de cana-de-

accediluacutecar por ser o resiacuteduo agroindustrial mais expressivo no paiacutes Outra ma-

teacuteria prima que seraacute utilizada nos testes eacute a torta de mamona resiacuteduo amilaacute-

ceo do processo de produccedilatildeo do biodiesel a partir de mamona

Combustiacutevel FonteBiomassa Estaacutegio da Tecnologia

Esforccedilo tecno-loacutegico da

Petrobras

Primeira geraccedilatildeo

Etanol de gratildeos e

cana-de-accediluacutecar

Cana de accediluacutecar trigo

milho beterraba Comercial meacutedio

Biodiesel Oacuteleos vegetais

e gorduras Comercial alto

Diesel verde

(hidrotratamento)

Oacuteleos vegetais gordu-

ras e petroacuteleo

Rumo a comercial no

Brasil e Europa alto

Butanol Milho sorgo trigo e

cana-de-accediluacutecar

Projeto BP and Dupont

para produzir monitoramento

Segunda geraccedilatildeo

Etanol celuloacutesico

Resiacuteduos agriacutecolas lascas de

madeira e grama

Projeto IOGEN anuncia

planta comercial alto

Combustiacuteveis da

Piroacutelise (bio-oacuteleo)

Qualquer biomassa

celuloacutesica

Projeto BIOCOUP ndash consoacutercio europeu de 16 empresas desde

2006 ateacute 2011 meacutedio

Combustiacuteveis de Gaacutes de

Siacutentese - BTL

Qualquer biomassa

celuloacutesica

Demonstrado em larga

escala com foacutesseis

Projeto CHOREN para biomassa

anuncia planta comercial

alto

Futuro

Diesel de algas Microalgas cultivadas Escala de laboratoacuterio

em Universidades baixo

Hidrocarbonetos de

biomassa Carbohidratos

Escala de laboratoacuterio

em Universidades prospecccedilatildeo

Tabela 4 Esforccedilo tecnoloacutegico das rotas para produccedilatildeo de biocombustiacuteveis

da Petrobras (Adaptado de BARATELLI JR 2007)

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 28

A planta experimental eacute capaz de produzir cerca de 220 litros de etanol

por tonelada de bagaccedilo de cana-de-accediluacutecar Nesta etapa do projeto de pes-

quisa os pesquisadores trabalham na otimizaccedilatildeo deste processo de produ-

ccedilatildeo e tecircm como objetivo alcanccedilar a marca de 280 litros por tonelada de ba-

gaccedilo no mesmo equipamento Como resultado desta pesquisa a Petrobras

jaacute fez o depoacutesito de dois pedidos de patentes (BR 0605017-4 e BR 0505299-

8) junto ao INPI

A planta-piloto de bioetanol de lignocelulose coloca a Petrobras na posi-

ccedilatildeo de vanguarda em relaccedilatildeo aos biocombustiacuteveis de segunda geraccedilatildeo

aqueles produzidos a partir de resiacuteduos agroindustriais e que natildeo competem

com a produccedilatildeo agriacutecola voltada para alimentos A utilizaccedilatildeo de resiacuteduos

como o bagaccedilo de cana-de-accediluacutecar pode aumentar substancialmente a pro-

duccedilatildeo de etanol sem aumentar a aacuterea plantada elevando a produtividade do

processo jaacute existente pelo aproveitamento de seus resiacuteduos

Desta forma a produccedilatildeo de biocombustiacuteveis em futuro proacuteximo tam-

beacutem poderaacute ser complementar agrave produccedilatildeo de alimentos A Petrobras prevecirc

que em 2010 seraacute construiacuteda uma planta semi-industrial de bioetanol A Fi-

gura 6 apresenta uma ilustraccedilatildeo da rota tecnoloacutegica adotada pela petrobras

para produccedilatildeo do bioetanol lignoceluloacutesico

Figura 6 Rota Tecnoloacutegica adotada pela Petrobras para produccedilatildeo do bioe-

tanol lignoceluloacutesico (BARATELLI JR 2007)

Economia e Energia ndash eampe 29

O processo de fabricaccedilatildeo de etanol a partir de resiacuteduos vegetais eacute divi-

dido em quatro etapas Na primeira etapa haacute o preacute-tratamento do bagaccedilo de

cana sendo adotado o processo de hidroacutelise aacutecida branda onde no reator o

resiacuteduo eacute submetido agrave quebra da estrutura cristalina da fibra do bagaccedilo de

cana e a recuperaccedilatildeo de accediluacutecares mais faacuteceis de hidrolisar

Em seguida vem a etapa de deslignificaccedilatildeo do soacutelido rico em celulose

Eacute retirada a lignina complexo que daacute resistecircncia a fibra e protege a celulose

da accedilatildeo de microorganismos poreacutem apresenta grande inibiccedilatildeo ao processo

fermentativo

Na terceira fase o liacutequido proveniente do preacute-tratamento aacutecido rico em

accediluacutecares eacute fermentado pela levedura Pichia stipitis adaptada para ser utili-

zada nesta fermentaccedilatildeo

O soacutelido proveniente da etapa de deslignificaccedilatildeo rico em celulose tam-

beacutem eacute tratado ele passa por um processo de sacarificaccedilatildeo (transformaccedilatildeo

em accediluacutecares) por meio de enzimas e eacute fermentado pela levedura

Sacharomyces cerevisiae o mesmo fungo utilizado na fabricaccedilatildeo de patildees A

Petrobras ainda estuda as enzimas mais eficazes para este processo de

fabricaccedilatildeo testando enzimas disponiacuteveis no mercado e pesquisando novos

preparados enzimaacuteticos

Na etapa final ambos os liacutequidos provenientes das diferentes fermenta-

ccedilotildees satildeo destilados O produto desta destilaccedilatildeo eacute o etanol que possui as

mesmas caracteriacutesticas daquele fabricado a partir da cana em processo in-

dustrial

Cabe destacar que a accedilatildeo do governo brasileiro natildeo fica restrita a sua

participaccedilatildeo na Petrobras considerando a importacircncia que o tema energias

renovaacuteveis possui na poliacutetica nacional O governo do Brasil investe ainda

recursos em Pesquisa Desenvolvimento e Inovaccedilatildeo (PD amp I) conforme po-

de ser visto na Tabela 5

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 30

Conclusotildees

O tema energias renovaacuteveis estaacute presente na agenda nacional de todas

as naccedilotildees ao redor do globo como uma alternativa viaacutevel em substituiccedilatildeo agraves

fontes de energias foacutesseis como petroacuteleo e carvatildeo Especialistas acreditam

que o processamento da biomassa como fonte de energia combustiacuteveis e

produtos quiacutemicos possa se constituir em uma induacutestria-chave neste seacuteculo

criando assim um novo paradigma industrial Novas tecnologias baseadas

no uso de toda a planta e na integraccedilatildeo de processos tradicionais e novos

deveratildeo ser necessaacuterios

Tabela 5 Investimentos do governo brasileiro em PDampI no aproveitamento

de biomassas desde 2005 (PEREIRA JR 2008)

Instituiccedilatildeo Valor

(Milhotildees R$) Observaccedilotildees

Governo Federal

SIBRATEC 4500 Formaccedilatildeo de redes temaacuteticas para o de-senvolvimento de tecnologias inovadoras incluindo energia renovaacutevel

CNPqMCT 4180 Especiacutefico para biomassabioenergias

15780 Geral incluindo biomassa

FINEP 45000

Apoiar o desenvolvimento de produtos serviccedilos e processos inovadores em em-presas brasileiras atraveacutes de subvenccedilatildeo econocircmica incluindo biocombustiacuteveis

Fundaccedilotildees Estaduais

FAPESP 14800 Projetos especiacuteficos para biomassas e biocombustiacuteveis

FAPEMIG 1095 Biomassas agroenergia

TOTAL R$ 855 milhotildees

Economia e Energia ndash eampe 31

O Brasil encontra-se entre os paiacuteses-alvo para o desenvolvimento de

tais tecnologias devido a sua grande biodiversidade existente e aos conheci-

mentos adquiridos ao longo das uacuteltimas deacutecadas em especial devido a pro-

duccedilatildeo de etanol a partir da cana-de-accediluacutecar

Neste contexto de inovaccedilatildeo uma nova oportunidade de aproveitamento

de biomassa se vislumbra no paiacutes o uso da biomassa lignoceluloacutesica prove-

niente dos resiacuteduos agriacutecolas em especial da induacutestria da cana para produ-

ccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo dentro do contexto das biorrefinarias explorado

neste artigo

Foi observado que iniciativas governamentais estatildeo sendo tomadas de

modo a estabelecer um ambiente adequado para o desenvolvimento de no-

vos produtos e processos No entanto desafios de natureza tecnoloacutegica e

comercial precisam ser vencidos para fazer com que o Brasil mantenha sua

posiccedilatildeo de destaque no agronegoacutecio mundial e produza produtos de maior

valor agregado contribuindo assim para o desenvolvimento da bio-economia

e aproveitando esta janela de oportunidade de aumentar seu crescimento

econocircmico de modo sustentaacutevel

Referecircncias

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Estudos Estrateacutegicos

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 32

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February 07 2011]

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InSeminaacuterio nacional sobre reusoreciclagem de resiacuteduos soacutelidos industriais Satildeo

Paulo Cetesb

Economia e Energia ndash eampe 33

Ensaio

Gripe americana e resfriado no Brasil

Nos fizeram acreditar que um resfriado americano representa certa-

mente uma gripe ou pneumonia por aqui ou seja as crises nos EUA tecircm

resultados imediatos e mais radicais aqui do que laacute Nessa eacutepoca de gripe

americana eacute uacutetil discutir a veracidade histoacuterica dessa afirmaccedilatildeo porque o

simples fato de se acreditar nela jaacute provoca efeitos negativos em nossa eco-

nomia

Celso Furtado ao contraacuterio da crenccedila corrente assinalava que as cri-

ses na economia americana foram sentidas aqui no curto prazo mas de

modo geral acabaram sendo beneacuteficas para a economia brasileira no meacutedio

prazo Ele mostrou em seu livro ldquoO Capitalismo Globalrdquo que a crise de 1929

e 1930 nos EUA produziam jaacute em 1932 um notaacutevel ressurgimento interno

baseado no mercado nacional

A tentativa de encontrar uma correlaccedilatildeo entre as taxas de crescimento

americanas e as brasileiras no periacuteodo 1930 a 2010 (Figura 1) natildeo conduz a

um resultado convincente A situaccedilatildeo natildeo muda introduzindo uma defasagem

de um ou dois anos da variaccedilatildeo do PIB no Brasil em relaccedilatildeo agrave americana

Figura 1 A correlaccedilatildeo entre crescimento no Brasil e nos EUA parece ser

pouco significativa no periacuteodo 1930 a 2010 Dados Ipeadatagovbr

Elaboraccedilatildeo proacutepria

y = 00744x + 47262Rsup2 = 00083

-10

-5

0

5

10

15

-15 -10 -5 0 5 10 15 20 25

Cre

scim

en

to d

o P

IB n

os

EUA

an

o

Crescimento do PIB no Brasil ano

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 34

Figura 2 Variaccedilatildeo do PIB dos EUA e Brasil valores anuais e meacutedia moacutevel

de trecircs anos em azul estatildeo assinalados os periacuteodos em que as economias

parecem estar na mesma fase (variaccedilotildees no mesmo sentido) e

em amarelo os periacuteodos em fase inversa (variaccedilotildees em sentido contraacuterio)

Elaboraccedilatildeo proacutepria

Eacute possiacutevel separar ao longo desses oitenta anos periacuteodos em que os

altos e baixos da taxa de crescimento econocircmico dos EUA e do Brasil estatildeo

na mesma fase do ciclo e outros em que o que aconteceu nos dois paiacuteses

tem sinal inverso Em uma anaacutelise preliminar (Figura 2) pode-se dizer que

os periacuteodos em que estiveram em fase inversa superam os que estiveram

na mesma fase

Pode-se verificar que no periacuteodo a que aludia Celso Furtado (crise de

trinta) as economias dos dois paiacuteses parecem em mesma fase Nota-se no

entanto que a retomada do crescimento no Brasil precedeu agrave americana

como dissera Celso Furtado que ademais se referia tambeacutem a mudanccedilas

qualitativas mais de desenvolvimento que de crescimento que vieram com

a maior atenccedilatildeo no Paiacutes ao consumo interno Em um segundo periacuteodo que

vai da Segunda Guerra Mundial ateacute 1970 as economias de Brasil e EUA

estiveram em fase inversa

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

1920

1930

1940

1950

1960

1970

1980

1990

2000

2010

Var

iaccedilatilde

o a

nu

al d

o P

IB

()

EUA

EUA 3

Brasil

Brasil 3

fase inversa fase inversaem fase em fase

Economia e Energia ndash eampe 35

Em uma terceira fase de 1987 a 1995 a teoria do resfriado americano

funcionou nas crises das mudanccedilas para as deacutecadas de oitenta e noventa

(repercussotildees simultacircneas e maiores em nossa economia) e na retomada

do meio da deacutecada de oitenta Cabe lembrar que os episoacutedios dessas crises

marcaram a alta de juros e falecircncia mexicana (1982) e crises de hiperinfla-

ccedilatildeo em paiacuteses como a Argentina que estavam muito mais proacuteximos de nos-

sa realidade

Nos uacuteltimos quinze anos estivemos em fase inversa com os EUA em

1998 eles estavam no auge da era Clinton e o Brasil passando por um fosso

em sua taxa de crescimento anual Depois comeccedilaram a experimentar que-

da no seu crescimento enquanto a economia brasileira tinha as taxas de

crescimento em elevaccedilatildeo

Na Figura 3 buscou-se a correlaccedilatildeo linear entre as variaccedilotildees do PIB

nos periacuteodos assinalados na Figura 2 e os resultados confirmam a avalia-

y = 03893x + 43207Rsup2 = 07113

-2

0

2

4

6

8

10

-20 -10 0 10 20

19301937 y = -0311x + 75908Rsup2 = 0314

0

2

4

6

8

10

12

-10 0 10 20

19381970

y = 18054x - 32349Rsup2 = 04684

-20

-10

00

10

20

30

40

50

60

00 10 20 30 40

19871995y = -0362x + 40064

Rsup2 = 02656

00

10

20

30

40

50

60

-20 00 20 40 60

19952010

Figura 3 Comportamento dos crescimentos dos PIB americano (na vertical)

e brasileiro (na horizontal) para os intervalos de tempo assinalados na figura

anterior

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 36

ccedilatildeo qualitativa Ou seja nos periacuteodos em fase existe uma correlaccedilatildeo positi-

va entre os crescimentos americano e brasileiro nos periacuteodos assinalados

com amarelo a relaccedilatildeo eacute negativa

A mudanccedila de intensidade e sentido da correlaccedilatildeo nos faz pensar que

a possiacutevel dependecircncia entre o crescimento brasileiro e o americano natildeo eacute

direta eacute muito mais complexa e para fazer sentido deve ser estudada por

periacuteodos histoacutericos O que se conclui eacute que a ldquoteoria do resfriadordquo natildeo expli-

ca o passado mesmo quando ainda eacuteramos muito mais dependentes dos

EUA

No final de 2008 configurou-se uma crise nos EUA que teve reflexo no

ano seguinte no Brasil que registrou uma queda no PIB de 06 O consu-

mo no entanto cresceu no ano 24 Em 2010 o ldquopibatildeordquo de 75 fez com

que no seu conjunto os anos de 2009 e 2010 possam ser considerados

como anos normais O consumo cresceu na meacutedia 45 mais que na meacute-

dia do periacuteodo Lula (40) Jaacute o PIB cresceu 33 um pouco abaixo da meacute-

dia tambeacutem de 40 ao ano do governo passado Os dados vecircm das Con-

tas Nacionais Trimestrais do IBGE A defasagem entre o crescimento da

produccedilatildeo e do consumo foi praticamente coberta com importaccedilotildees e menor

investimento Ou seja a queda do PIB em 2009 se deveu a nosso ver a

uma reduccedilatildeo exagerada da oferta pelo setor produtivo em virtude de uma

leitura equivocada do efeito da crise americana sobre a economia brasileira

O crescimento nos dois anos poacutes-crise nos EUA foi normal passou a

primeira ldquomarolardquo E agora Entraremos na mesma fase de ciclo dos EUA

Page 14: Economia e Energia · população ou na superfície mundial: foi o fato de serem os “vencedores” da 2ª Guerra Mundial. Num primeiro momento, somente os EUA possuíam ar-0 10.000

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 14

1 - Fundaccedilatildeo Instituto Brasileiro de Geografia e Estatiacutestica (IBGE) ndash Diretoria Executiva ndash CRM ndash Av Franklin Roosevelt 146 6ordm andar sala 602 ndash Centro ndash Rio de JaneiroRJ Escola de Quiacute-mica da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) Cidade Universitaacuteria ndash Centro de Tec-nologia Bloco E ndash 2ordm nadir ndash DPO ndash Aacuterea de Gestatildeo e Inovaccedilatildeo Tecnoloacutegica ndash Rio de JaneiroRJ ndash CEP 21949-900 email marciafribeiroyahoocombr

2 - Escola de Quiacutemica da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) Cidade Universitaacuteria ndash Centro de Tecnologia Bloco E ndash 2ordm nadir ndash DPO ndash Aacuterea de Gestatildeo e Inovaccedilatildeo Tecnoloacutegica ndash Rio de JaneiroRJ ndash CEP 21949-900 email suzanaeqcombr

3 - Escola de Quiacutemica da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) Cidade Universitaacuteria ndash Centro de Tecnologia Bloco E ndash 2ordm nadir ndash DEB ndash Aacuterea de Processos Bioquiacutemicos ndash Rio de JaneiroRJ ndash CEP 21949-900 email gimeneseqcombr

Artigo

Iniciativas para o uso da biomassa lignoceluloacutesica

em biorrefinarias a plataforma sucroquiacutemica no

mundo e no Brasil

Maacutercia Franccedila Ribeiro Fernandes dos Santos1 Suzana Borschiver2

Maria Antonieta Peixoto Gimenes Couto3

Resumo

Petroacuteleo gaacutes natural e seus derivados representam 55 do consumo

mundial de energia no entanto eles natildeo vatildeo durar mais do que algumas

deacutecadas Assim se faz necessaacuterio encontrar substitutos para estes combus-

tiacuteveis e uma alternativa que se apresenta eacute a utilizaccedilatildeo de mateacuteria orgacircnica

renovaacutevel (biomassa) Este artigo apresenta as iniciativas adotadas no mun-

do e em especial no Brasil sobre o uso de mateacuterias-primas lignoceluloacutesicas

no contexto da biorrefinaria O enfoque seraacute dado na plataforma sucroquiacutemi-

ca para a produccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo tendo em vista a posiccedilatildeo de

destaque neste segmento de mercado no agronegoacutecio nacional O levanta-

mento das informaccedilotildees disponibilizadas na literatura foi obtido por meio de

uma pesquisa bibliograacutefica Os resultados sugerem que a tecnologia ainda

estaacute em fase de pesquisa e desenvolvimento e desperta grande interesse

para consolidar o mercado mundial de etanol

Palavras-chave biorrefinaria biomassa mateacuteria-prima lignoceluloacutesica eta-

nol Brasil

Economia e Energia ndash eampe 15

Abstract

Oil natural gas and their products represent 55 of global energy con-

sumption yet they will not last more than a few decades Thus it is neces-

sary to find substitutes for these fuels and an alternative that presents itself is

the use of organic matter (biomass) This article presents the initiatives taken

in the world and especially in Brazil on the use of raw materials in the con-

text of lignocellulosic biorefinery The focus will be on the sugar platform for

the production of second-generation ethanol aimed at a prominent position

of this market segment in the national agribusiness The survey of informati-

on availability in the literature was obtained through a search The results

suggest that the technology is still undergoing research and development

and it arouse great interest for consolidating the ethanol global market

Keywords biorefinery biomass lignocelulosic feedstock ethanol Brazil

Introduccedilatildeo

As mudanccedilas climaacuteticas e a elevaccedilatildeo das cotaccedilotildees do petroacuteleo aliadas

agraves necessidades estrateacutegicas de produccedilatildeo de energia tecircm motivado uma

corrida sem precedentes agrave produccedilatildeo de combustiacuteveis alternativos preferen-

cialmente de fontes renovaacuteveis de energia (BUCKERIDEG et al 2010)

O uso da biomassa para energia cresce em importacircncia como uma das

vias de mitigaccedilatildeo dos problemas citados acima Existem diferentes rotas

para converter a energia da biomassa em fluxo de energia final desejado

quer seja na forma de calor combustiacutevel ou energia eleacutetrica (SEABRA

2008)

Assim abrem-se oportunidades para o desenvolvimento de uma induacutes-

tria baseada em mateacuterias primas renovaacuteveis Aleacutem dos biocombustiacuteveis jaacute

conhecidos um fluxo de inovaccedilotildees em desenvolvimento pode estar lanccedilan-

do as bases de uma induacutestria integrada de exploraccedilatildeo da biomassa

(COUTINHO amp BONTEMPO 2010)

Neste cenaacuterio o Brasil desponta em uma posiccedilatildeo privilegiada para as-

sumir a lideranccedila no aproveitamento integral das biomassas pelo fato de

apresentar grande potencial de cultivo de mateacuterias-primas renovaacuteveis dis-

pondo de vantagens comparativas e competitivas tais como (i) culturas agriacute-

colas de grande extensatildeo (destaque para a induacutestria da cana-de-accediluacutecar) (ii)

maior biodiversidade do planeta (iii) intensa radiaccedilatildeo solar (iv) aacutegua em

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 16

abundacircncia (v) diversidade de clima e (vi) pioneirismo na produccedilatildeo de bio-

combustiacutevel etanol (CGEE 2010) O paiacutes reuacutene ainda condiccedilotildees para ser o

principal receptor de recursos de investimentos oriundos do mercado de car-

bono no segmento de produccedilatildeo e uso de bioenergia

Hoje o Brasil desfruta de uma posiccedilatildeo confortaacutevel com relaccedilatildeo agrave tecno-

logia da produccedilatildeo de etanol Neste setor o Brasil eacute liacuteder mundial na produ-

ccedilatildeo de cana-de-accediluacutecar etanol e accediluacutecar com 5727 milhotildees de toneladas

277 bilhotildees de litros e 313 milhotildees de toneladas respectivamente na safra

de 20082009 (CORTEZ 2010)

Em meacutedia 50 da cana colhida eacute destinada agrave produccedilatildeo de aacutelcool e os

demais 50 satildeo destinados agrave produccedilatildeo de accediluacutecar Cerca de 23 do accediluacutecar

produzido eacute destinado ao mercado externo enquanto que o restante atende

ao mercado interno Quanto a produccedilatildeo de aacutelcool cerca de 85 eacute direcio-

nado ao mercado interno sendo que destes 90 satildeo destinados ao seu

uso como carburante e o restante atender ao mercado externo (BASTOS

2007)

Entretanto para preservar essa posiccedilatildeo num cenaacuterio competitivo em

que outros players estatildeo interessados em se desenvolver com pesados in-

vestimentos em Pesquisa amp Desenvolvimento (PampD) o Brasil precisa manter

investimentos compatiacuteveis na geraccedilatildeo de novas tecnologias e formaccedilatildeo de

competecircncias (BUCKERIDEG et al 2010)

Atualmente a conversatildeo pela rota sucroquiacutemica de material lignoceluloacute-

sico presente na palha e no bagaccedilo da cana-de-accediluacutecar em accediluacutecares fer-

mentaacuteveis para a produccedilatildeo de etanol denominado de etanol de 2ordf geraccedilatildeo

vem sendo considerada no Brasil como uma alternativa promissora para

atender agrave demanda mundial

Assim o presente artigo tem como objetivo principal expor as iniciativas

adotadas no mundo e em especial no Brasil sobre o uso de mateacuterias-

primas lignoceluloacutesicas no contexto da biorrefinaria O enfoque seraacute dado na

plataforma sucroquiacutemica para a produccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo tendo em

vista a posiccedilatildeo de destaque neste segmento de mercado no agronegoacutecio

nacional

Economia e Energia ndash eampe 17

Conceito de Biorrefinaria

De acordo com Fernando et al (2006) o conceito de produzir produtos a

partir de commodities agriacutecolas como a biomassa natildeo eacute novo no entanto

utilizar a biomassa como insumo na produccedilatildeo de vaacuterios produtos de maneira

similar a uma refinaria de petroacuteleo onde combustiacuteveis foacutesseis satildeo usados

como input eacute relativamente novo Seu principal objetivo eacute transformar os

materiais bioloacutegicos em produtos utilizaacuteveis nas induacutestrias de transformaccedilatildeo

usando uma combinaccedilatildeo de tecnologias e processos biotecnoacutegicos

Os princiacutepios baacutesicos da refinaria de petroacuteleo tradicional e a biorrefinaria

satildeo representados esquematicamente na Figura 1 Uma refinaria de petroacuteleo

fornece principalmente combustiacuteveis para transportes e energia e somente

uma fraccedilatildeo relativamente pequena eacute usada na induacutestria quiacutemica Em uma

biorrefinaria uma quantidade relativamente maior eacute usada para a quiacutemica e

a utilizaccedilatildeo de materiais De acordo com Kamm et al (2006) os bioprodutos

industriais soacute podem competir com aqueles oriundos da petroquiacutemica quan-

do os recursos de biomassa satildeo processadas atraveacutes de sistemas de forma

otimizada nos sistemas das biorrefinarias onde novas cadeias de valor satildeo

desenvolvidas e implementadas

Figura 1 Refinaria de petroacuteleo versus biorrefinaria

(KAMM et al 2006)

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 18

Em seus estudos Ree amp Annevelink (2007) apontam a existecircncia de

sete tipos de biorefinarias que ainda estatildeo na fase de pesquisa e desenvol-

vimento (i) Biorrefinarias Convencionais (ii) Biorrefinarias Verdes (iii) Biore-

finarias de Cereais (iv) Biorrefinarias de Material Lignoceluloacutesico (v) Biorre-

finarias de Duas Plataformas (vi) Biorrefinarias Termoquiacutemicas e (vii) Bior-

refinarias Aquaacuteticas

Biorrefinaria de Materiais Lignoceluloacutesicos

A biorefinaria a partir de materiais lignoceluloacutesicos usa um mix de fon-

tes de biomassa para a produccedilatildeo de uma seacuterie de produtos por meio de u-

ma combinaccedilatildeo de tecnologias Tal biorefinaria consiste de trecircs fraccedilotildees quiacute-

micas baacutesicas (a) hemicelulose poliacutemeros de accediluacutecar com cinco carbonos

(b) celulose poliacutemeros de glucose com seis carbonos e (c) lignina poliacuteme-

ros de fenol (FERNANDO et al 2006) A Figura 2 apresenta os produtos que

podem ser obtidos a partir destas fraccedilotildees quiacutemicas

Figura 2 Produtos potenciais obtidos na Biorrefinaria de Material Lignocelu-

loacutesico (KAMM et al 2006)

Economia e Energia ndash eampe 19

Segundo Pereira Juacutenior et al (2008) a utilizaccedilatildeo de biomassa lignoce-

luloacutesica dentro do contexto da biorrefinaria eacute fundamentada em duas plata-

formas distintas conforme o conceito de Biorrefinarias de Duas Plataformas

ilustrado na Figura 3 que visam fornecer ldquoblocos de construccedilatildeordquo para obter

uma variedade de produtos

A plataforma termoquiacutemica eacute baseada em processos de conversatildeo ter-

moquiacutemica pela reaccedilatildeo de mateacuteria-prima em altas temperaturas com uma

quantidade de oxigecircnio controlada (gaseificaccedilatildeo) para produzir gaacutes de siacutente-

se (CO + H2) ou na ausecircncia de oxigecircnio (piroacutelise) para produzir bio-oacuteleo

que depois de um processo de hidrodeoxigenaccedilatildeo produz uma mistura liacutequi-

da de hidrocarbonetos similar agravequeles presentes no petroacuteleo

Figura 3 Conceito da Biorrefinaria de Duas Plataformas

(KAMM et al 2006)

A plataforma de accediluacutecar tambeacutem conhecida como sucroquiacutemica objeto

de estudo do artigo eacute baseada em processos de conversatildeo quiacutemica e bio-

quiacutemica de accediluacutecares extraiacutedos da biomassa mediante uma separaccedilatildeo de

seus componentes principais Para isto o preacute-tratamento eacute essencial visan-

do a desorganizaccedilatildeo do complexo lignoceluloacutesico e como consequumlecircncia au-

mento da acessibilidade das enzimas agraves moleacuteculas de celulose (PEREIRA

JR et al 2008)

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 20

O preacute-tratamento que consiste em submeter o material lignoceluloacutesico

a uma seacuterie de operaccedilotildees visa promover a quebra das ligaccedilotildees que unem

as macroestruturas Tais operaccedilotildees satildeo responsaacuteveis pela adequaccedilatildeo da

mateacuteria-prima como por exemplo o bagaccedilo da cana-de-accediluacutecar agraves condi-

ccedilotildees de transformaccedilatildeo por parte dos micro-organismos Estas podem ser

classificadas como fiacutesicas fiacutesico-quiacutemicas quiacutemicas e bioloacutegicas conforme

o agente que atua na alteraccedilatildeo estrutural (SCHLITTLER 2006) A Figura 4

mostra um esquema simplificado para a separaccedilatildeo dos principais compo-

nentes dos materiais lignoceluloacutesicos

Figura 4 Separaccedilatildeo dos componentes lignoceluloacutesicos

(PEREIRA JR et al 2008)

Pereira Jr (2006) observa que a decisatildeo de usar um ou outro processo

de hidroacutelise depende tambeacutem do tipo de material lignoceluloacutesico empregado

Na hidroacutelise da hemicelulose (que ocorre em condiccedilotildees mais brandas do

que no caso da celulose) a estrateacutegia tem sido a utilizaccedilatildeo de aacutecido sulfuacuteri-

co diluiacutedo No caso da celulose como a hidroacutelise quiacutemica requer condiccedilotildees

de alta severidade (elevadas temperaturas grandes tempos de exposiccedilatildeo e

altas concentraccedilotildees de aacutecido) pela maior resistecircncia ao ataque hidroliacutetico o

uso da hidroacutelise enzimaacutetica seria mais indicado (pela ausecircncia de condiccedilotildees

severas) tal estrateacutegia tecnoloacutegica difere da concepccedilatildeo de processos anti-

gos em que se buscava a hidroacutelise quiacutemica conjunta da celulose e da hemi-

celulose pois satildeo polissacariacutedeos com diferentes suscetibilidades ao ataque

hidroliacutetico

Economia e Energia ndash eampe 21

A hidroacutelise total da celulose gera apenas glicose que pode ser converti-

da a uma seacuterie de substacircncias quiacutemicas e bioquiacutemicas conforme ilustrado

na Figura 2 com destaque para a sua conversatildeo bioloacutegica a etanol dito de

2ordf geraccedilatildeo por ser obtido a partir de materiais lignoceluloacutesicos

Esta nova plataforma tecnoloacutegica pode revolucionar segmentos industri-

ais como no caso do Brasil que gera uma grande quantidade de resiacuteduos

como o bagaccedilo da cana-de-accediluacutecar no entanto a utilizaccedilatildeo efetiva dos ma-

teriais lignoceluloacutesicos em processos microbioloacutegicos esbarra em dois obstaacute-

culos principais a estrutura cristalina da celulose altamente resistente agrave

hidrolise e a associaccedilatildeo lignina-celulose que forma uma barreira fisica que

impede o acesso enzimaacutetico ou microbioloacutegico ao substrato (CGEE 2010)

Adicionalmente a hidroacutelise acida da celulose apresenta o inconveniente de

requerer o emprego de elevadas temperatura e pressatildeo levando agrave destrui-

ccedilatildeo de parte dos carboidratos e agrave obtenccedilatildeo de produtos de degradaccedilatildeo toacutexi-

cos aos microrganismos A sacarificaccedilatildeo enzimaacutetica por sua vez requer o

emprego de preacute-tratamentos fiacutesicos (moagem aquecimento irradiaccedilatildeo) ou

quiacutemicos (acido sulfuacuterico acido fosfoacuterico aacutelcalis) para atingir rendimentos

viaacuteveis

Potencial Brasileiro para geraccedilatildeo de mateacuteria-prima lignoceluloacutesica

Tendo em vista a vasta biodiversidade encontrada em seu territoacuterio o

Brasil dispotildee de uma grande variedade de resiacuteduos agriacutecolas e agroindustri-

ais cujo bioprocessamento desperta um grande interesse econocircmico e soci-

al Dentre estes exemplos figuram os resiacuteduos derivados de atividades tais

como as induacutestrias de papel e celulose (sepilho maravalhas e cavacos des-

classificados de eucalipto e pinus) serrarias (serragem) usinas de accediluacutecar e

aacutelcool (bagaccedilo de cana-de-accediluacutecar) e de um modo geral unidades de produ-

ccedilatildeo agriacutecola geradoras de resiacuteduos de culturas como a palha de cereais de

milho de trigo sabugo de milho cascas de arroz e de aveia dentre outros

(RAMOS 2000)

No Brasil a quantidade de resiacuteduos lignoceluloacutesicos gerada anualmen-

te eacute de aproximadamente 350 milhotildees de toneladas (PEREIRA JR 2007)

Considerando que uma das principais fontes de materiais lignoceluloacutesicos eacute

o setor sucroalcoleiro e adotando o teor de celulose hemicelulose e lignina

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 22

no bagaccedilo como paracircmetro de comparaccedilatildeo[1]

chega-se a quantidade poten-

cial respectivamente de 1645 9625 e 7105 milhotildees de toneladas que po-

dem ser obtidas a partir de resiacuteduos lignoceluloacutesicos no Brasil

Metodologia

Este trabalho tem como objetivo apresentar as iniciativas tomadas no

mundo e especialmente no Brasil com relaccedilatildeo ao uso de mateacuterias-primas

no contexto de biorrefinaria de materiais lignoceluloacutesicos O enfoque seraacute

dado na plataforma sucroquiacutemica para a produccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo

tendo em vista a posiccedilatildeo de destaque neste segmento de mercado no agro-

negoacutecio nacional A metodologia adotada neste estudo exploratoacuterio foi base-

ada na literatura e em documentos obtidos a partir de uma pesquisa de in-

formaccedilotildees disponibilizadas na literatura Para atingir o objetivo a informaccedilatildeo

eacute apresentada de modo a fornecer um panorama dos esforccedilos mundiais e

brasileiro em pesquisa para o desenvolvimento de novas tecnologias relacio-

nadas agrave obtenccedilatildeo do etanol de segunda geraccedilatildeo

Resultados

No Mundo

Apesar de atualmente natildeo existir nenhuma planta comercial para pro-

duccedilatildeo de etanol a partir de materiais lignoceluloacutesico muitas plantas-piloto e

de demonstraccedilatildeo jaacute foram desenvolvidas e diversos projetos comerciais es-

tatildeo em desenvolvimento A Tabela 1 apresenta as empresas mundiais que

vecircm empregando tecnologias para produccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo e infor-

maccedilotildees complementares

A Tabela 1 revela que a maior parte das empresas encontradas explora

o conceito de biorrefinaria de acordo com a plataforma sucroquiacutemica A mai-

oria das plantas estaacute localizada nos EUA mas paiacuteses como Canadaacute Sueacute-

cia Finlacircndia Ruacutessia e Japatildeo tambeacutem satildeo sedes de algumas iniciativas

1 - Bagaccedilo de cana eacute composto de 47 de celulose 275 de hemicelulose e 203-263 de

lignina (AGUIAR 2010)

Economia e Energia ndash eampe 23

Tabela 1 Empresas que empregam tecnologias para a produccedilatildeo de etanol

de 2ordf geraccedilatildeo e caracteriacutesticas de processo (CGEE 2010)

Empresa Paiacutes de origem

Caracteriacutesticas de processo

Localiza-ccedilatildeo

Capacidade (m

3ano)

AE Biofuels EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Montana 567

Blue Fire Ethanol

EUA Japatildeo

Hidroacutelise com aacutecido concentrado

California Izumi

12110 Natildeo deter-

minado

Chempolis Ou

Finlacircndia Hidroacutelise com aacuteci-do diluiacutedo

Oulu Natildeo deter-

minado

Iogen Canadaacute Hidroacutelise enzimaacutetica

Ontario 4000

KL Energy EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Wyoming 5680

Lignol E-nergy

Canadaacute Preacute-tratamento Organosolv

Vancou-ver

2500

Mascoma EUA Natildeo determinado New York 1890

Poet EUA Natildeo determinado South Dakota

75

Sekab Sueacutecia Hidroacutelise enzimaacutetica

Natildeo de-terminado

Natildeo determinado

STI Finlacircndia Natildeo determinado

Lappeen-ranta Hamina Narpio

1000 1000 1000

St Peters-burgo State Forest-Technical Academy

Ruacutessia Hidroacutelise com aacuteci-do diluiacutedo

13 unida-des no paiacutes

Natildeo determinado

Sun Opra Canadaacute Hidroacutelise enzimaacutetica

China Natildeo

determinado

University of Florida

EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Florida 7570

Verenium EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Lousiana Japan

5300 4920

A Tabela 2 mostra os projetos aprovados pelo Departmento de Energia

dos EUA (US DOE) para a construccedilatildeo de pequenas biorrefinarias no paiacutes

ao final de 2008

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 24

Tabela 2 Projetos aprovados pelo US DOE para a construccedilatildeo de pequenas

biorrefinarias nos EUA (US DOE 2009 apud CGEE 2010)

Empresa Custo Total

106 US$

Participaccedilatildeo US DOE 106 US$

Capacidade anual de produccedilatildeo

Localizaccedilatildeo Mateacuterias-primas Tecnologia

Verenium 9135 760 1500000 Jennings LA

Bagaccedilo cereais desperdiacutecios agriacutecolas resiacute-duos de madeira

Rota bioquiacutemica

Flambeau LIc

840 300 6000000 Park Falls WI Resiacuteduos flores-tais

BTL

ICM 860 300 1500000 St Joseph MO

Gramiacuteneas sorgo forrageiro palha

Rota bioquiacutemica

Lignol Innovations

880 300 2500000 Commerce City CO

Biomassa da madeira resiacute-duos agriacutecolas

Rota bioquiacutemica Organosolv

Pacific Ethanol

730 2434 2700000 Boardman OR

Palha de trigo palha resiacuteduos de aacutelamo

Biogasolina (EtOH biogas combustiacuteveis soacutelidos)

New Page 836 300 5500000 Wisconsin WI Biomassa da madeira ndash resiacute-duos das usinas

BTL

Rse Pulp 900 300 2200000 Old Town Maine

Lascas de ma-deira

Rota bioquiacutemica

Econfin LIc 770 300 1300000 Washington Country KY

Espigas de milho

Rota bioquiacutemica (fermentaccedilatildeo em estado soacuteli-do)

Mascoma 1350 250 2000000 Monroe TN Gramiacuteneas e madeirs

Rota bioquiacutemica

Total 8080 3053 252 M galotildees =

954 M litros

Economia e Energia ndash eampe 25

A Tabela 2 aponta uma tendecircncia para a implementaccedilatildeo da plataforma

bioquiacutemica havendo ainda iniciativas de tecnologias termoquiacutemicas como

BTL (biomass-to-liquid)

Cabe destacar ainda que foi implementado o Programa de Biomassa do

Departamento de Energia para criar nos Estados Unidos uma nova induacutestria

ndash a induacutestria da biomassa ou bioinduacutestria ndash consolidada com a instalaccedilatildeo

de biorrefinarias capazes de transformar vaacuterios tipos de biomassa a preccedilos

competitivos em relaccedilatildeo agraves atuais fontes foacutesseis em combustiacuteveis produtos

quiacutemicos eletricidade e calor As biorrefinarias e o uso da biomassa celuloacutesi-

ca emergem como fundamentais para alcanccedilar as metas de produccedilatildeo

consumo de etanol em funccedilatildeo das limitaccedilotildees das fontes atualmente empre-

gadas (BASTOS 2007)

Neste contexto o paiacutes pretende investir US$ 385 milhotildees em seis bior-

refinarias de etanol celuloacutesico capazes de produzir 480 milhotildees de litros de

etanol celuloacutesico por ano como parte do plano do governo norte-americano

e tornar o etanol celuloacutesico competitivo em 2012 a fim de reduzir o consumo

de gasolina nos EUA nos proacuteximos 20 anos A Tabela 3 apresenta os seis

projetos selecionados pelo Departamento de Energia Americana (US DOE)

Tabela 3 Investimentos do DOE em projetos de produccedilatildeo de etanol

celuloacutesico nos EUA 2007-2010 (BARROS 2007)

Empresa Localizaccedilatildeo

da planta Mateacuteria-prima

Capacidade (milhotildees de litrosano)

Investimentos (milhotildees US$)

Abegoa Bioe-nergy Corp

Kansas Sabugo de milho

resiacuteduos de trigo etc 431 76

ALICO Inc Floacuterida Resiacuteduos de vegetais

diversos 526 33

BlueFire Ethanol Inc

Califoacuternia Resiacuteduos vegetais e

de madeira 719 40

Broin Companies of Sioux Falls

Iowa Resiacuteduos de milho 94 80

Iogen Biorefinery Partners

Idaho Resiacuteduos agriacutecolas 68 80

Range Fuels Geoacutergia Resiacuteduos de

madeira 151 76

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 26

No Brasil

Uma das empresas brasileiras que mais investem em PampD sobre bior-

refinarias em especial a partir de resiacuteduos da cana-de-accediluacutecar eacute a Petrobras

SA que eacute uma empresa estatal brasileira de economia mista que opera

em 27 paises no segmento de energia prioritariamente nas aacutereas de explo-

raccedilatildeo produccedilatildeo refino comercializaccedilatildeo e transporte de petroacuteleo e seus

derivados no Brasil e no exterior (PETROBRAS 2011)

Segundo Baratelli Junior (2007) a estrateacutegia competitiva da empresa eacute

expandir a participaccedilatildeo no mercado de biocombustiacuteveis liderando a produ-

ccedilatildeo nacional de biodiesel e ampliando a participaccedilatildeo no negoacutecio de etanol

A Tabela 4 apresenta as rotas para produccedilatildeo de biocombustiacuteveis e o estaacutegio

do esforccedilo tecnoloacutegico empreendido pela PetrobrasCENPES para o desen-

volvimento das tecnologias

A Tabela 4 aponta que os biocombustiacuteveis que demandam um esforccedilo

tecnoloacutegico elevado por parte da petrobras satildeo de segunda geraccedilatildeo o eta-

nol de celulose e os combustiacuteveis de piroacutelise e de gaacutes de siacutentese ndash BTL que

por sua vez utilizam como fonte de biomassa mateacuterias de origem celuloacutesica

ndash mateacuteria-prima para as biorrefinarias lignoceluloacutesicas

Com o projeto de desenvolvimento do bioetanol (etanol de lignocelulo-

se) ndash um biocombustiacutevel produzido a partir de resiacuteduos agroindustriais ndash a

Petrobras entra na produccedilatildeo dos chamados biocombustiacuteveis de segunda

geraccedilatildeo (PETROBRAS 2008)

Depois da etapa de testes em laboratoacuterio o projeto de produccedilatildeo de bio-

etanol passa para a fase de testes em escala piloto por meio de uma unida-

de experimental instalada no CENPES Desenvolvida em parceria com a

empresa brasileira Albrecht a planta piloto de etanol de lignocelulose locali-

zada no Centro de Pesquisas da Petrobras (CENPES) eacute uacutenica no Brasil

utilizando a tecnologia enzimaacutetica Para a produccedilatildeo de etanol a partir de re-

siacuteduos agroindustriais a planta utiliza um processo de quebra de moleacuteculas

com accedilatildeo de enzimas O projeto foi desenvolvido pela Petrobras em parceria

com a Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) e outras universida-

des brasileiras

Economia e Energia ndash eampe 27

Qualquer rejeito vegetal pode ser utilizado como fonte de biomassa na

planta experimental mas o sistema estaacute ajustado ao bagaccedilo de cana-de-

accediluacutecar por ser o resiacuteduo agroindustrial mais expressivo no paiacutes Outra ma-

teacuteria prima que seraacute utilizada nos testes eacute a torta de mamona resiacuteduo amilaacute-

ceo do processo de produccedilatildeo do biodiesel a partir de mamona

Combustiacutevel FonteBiomassa Estaacutegio da Tecnologia

Esforccedilo tecno-loacutegico da

Petrobras

Primeira geraccedilatildeo

Etanol de gratildeos e

cana-de-accediluacutecar

Cana de accediluacutecar trigo

milho beterraba Comercial meacutedio

Biodiesel Oacuteleos vegetais

e gorduras Comercial alto

Diesel verde

(hidrotratamento)

Oacuteleos vegetais gordu-

ras e petroacuteleo

Rumo a comercial no

Brasil e Europa alto

Butanol Milho sorgo trigo e

cana-de-accediluacutecar

Projeto BP and Dupont

para produzir monitoramento

Segunda geraccedilatildeo

Etanol celuloacutesico

Resiacuteduos agriacutecolas lascas de

madeira e grama

Projeto IOGEN anuncia

planta comercial alto

Combustiacuteveis da

Piroacutelise (bio-oacuteleo)

Qualquer biomassa

celuloacutesica

Projeto BIOCOUP ndash consoacutercio europeu de 16 empresas desde

2006 ateacute 2011 meacutedio

Combustiacuteveis de Gaacutes de

Siacutentese - BTL

Qualquer biomassa

celuloacutesica

Demonstrado em larga

escala com foacutesseis

Projeto CHOREN para biomassa

anuncia planta comercial

alto

Futuro

Diesel de algas Microalgas cultivadas Escala de laboratoacuterio

em Universidades baixo

Hidrocarbonetos de

biomassa Carbohidratos

Escala de laboratoacuterio

em Universidades prospecccedilatildeo

Tabela 4 Esforccedilo tecnoloacutegico das rotas para produccedilatildeo de biocombustiacuteveis

da Petrobras (Adaptado de BARATELLI JR 2007)

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 28

A planta experimental eacute capaz de produzir cerca de 220 litros de etanol

por tonelada de bagaccedilo de cana-de-accediluacutecar Nesta etapa do projeto de pes-

quisa os pesquisadores trabalham na otimizaccedilatildeo deste processo de produ-

ccedilatildeo e tecircm como objetivo alcanccedilar a marca de 280 litros por tonelada de ba-

gaccedilo no mesmo equipamento Como resultado desta pesquisa a Petrobras

jaacute fez o depoacutesito de dois pedidos de patentes (BR 0605017-4 e BR 0505299-

8) junto ao INPI

A planta-piloto de bioetanol de lignocelulose coloca a Petrobras na posi-

ccedilatildeo de vanguarda em relaccedilatildeo aos biocombustiacuteveis de segunda geraccedilatildeo

aqueles produzidos a partir de resiacuteduos agroindustriais e que natildeo competem

com a produccedilatildeo agriacutecola voltada para alimentos A utilizaccedilatildeo de resiacuteduos

como o bagaccedilo de cana-de-accediluacutecar pode aumentar substancialmente a pro-

duccedilatildeo de etanol sem aumentar a aacuterea plantada elevando a produtividade do

processo jaacute existente pelo aproveitamento de seus resiacuteduos

Desta forma a produccedilatildeo de biocombustiacuteveis em futuro proacuteximo tam-

beacutem poderaacute ser complementar agrave produccedilatildeo de alimentos A Petrobras prevecirc

que em 2010 seraacute construiacuteda uma planta semi-industrial de bioetanol A Fi-

gura 6 apresenta uma ilustraccedilatildeo da rota tecnoloacutegica adotada pela petrobras

para produccedilatildeo do bioetanol lignoceluloacutesico

Figura 6 Rota Tecnoloacutegica adotada pela Petrobras para produccedilatildeo do bioe-

tanol lignoceluloacutesico (BARATELLI JR 2007)

Economia e Energia ndash eampe 29

O processo de fabricaccedilatildeo de etanol a partir de resiacuteduos vegetais eacute divi-

dido em quatro etapas Na primeira etapa haacute o preacute-tratamento do bagaccedilo de

cana sendo adotado o processo de hidroacutelise aacutecida branda onde no reator o

resiacuteduo eacute submetido agrave quebra da estrutura cristalina da fibra do bagaccedilo de

cana e a recuperaccedilatildeo de accediluacutecares mais faacuteceis de hidrolisar

Em seguida vem a etapa de deslignificaccedilatildeo do soacutelido rico em celulose

Eacute retirada a lignina complexo que daacute resistecircncia a fibra e protege a celulose

da accedilatildeo de microorganismos poreacutem apresenta grande inibiccedilatildeo ao processo

fermentativo

Na terceira fase o liacutequido proveniente do preacute-tratamento aacutecido rico em

accediluacutecares eacute fermentado pela levedura Pichia stipitis adaptada para ser utili-

zada nesta fermentaccedilatildeo

O soacutelido proveniente da etapa de deslignificaccedilatildeo rico em celulose tam-

beacutem eacute tratado ele passa por um processo de sacarificaccedilatildeo (transformaccedilatildeo

em accediluacutecares) por meio de enzimas e eacute fermentado pela levedura

Sacharomyces cerevisiae o mesmo fungo utilizado na fabricaccedilatildeo de patildees A

Petrobras ainda estuda as enzimas mais eficazes para este processo de

fabricaccedilatildeo testando enzimas disponiacuteveis no mercado e pesquisando novos

preparados enzimaacuteticos

Na etapa final ambos os liacutequidos provenientes das diferentes fermenta-

ccedilotildees satildeo destilados O produto desta destilaccedilatildeo eacute o etanol que possui as

mesmas caracteriacutesticas daquele fabricado a partir da cana em processo in-

dustrial

Cabe destacar que a accedilatildeo do governo brasileiro natildeo fica restrita a sua

participaccedilatildeo na Petrobras considerando a importacircncia que o tema energias

renovaacuteveis possui na poliacutetica nacional O governo do Brasil investe ainda

recursos em Pesquisa Desenvolvimento e Inovaccedilatildeo (PD amp I) conforme po-

de ser visto na Tabela 5

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 30

Conclusotildees

O tema energias renovaacuteveis estaacute presente na agenda nacional de todas

as naccedilotildees ao redor do globo como uma alternativa viaacutevel em substituiccedilatildeo agraves

fontes de energias foacutesseis como petroacuteleo e carvatildeo Especialistas acreditam

que o processamento da biomassa como fonte de energia combustiacuteveis e

produtos quiacutemicos possa se constituir em uma induacutestria-chave neste seacuteculo

criando assim um novo paradigma industrial Novas tecnologias baseadas

no uso de toda a planta e na integraccedilatildeo de processos tradicionais e novos

deveratildeo ser necessaacuterios

Tabela 5 Investimentos do governo brasileiro em PDampI no aproveitamento

de biomassas desde 2005 (PEREIRA JR 2008)

Instituiccedilatildeo Valor

(Milhotildees R$) Observaccedilotildees

Governo Federal

SIBRATEC 4500 Formaccedilatildeo de redes temaacuteticas para o de-senvolvimento de tecnologias inovadoras incluindo energia renovaacutevel

CNPqMCT 4180 Especiacutefico para biomassabioenergias

15780 Geral incluindo biomassa

FINEP 45000

Apoiar o desenvolvimento de produtos serviccedilos e processos inovadores em em-presas brasileiras atraveacutes de subvenccedilatildeo econocircmica incluindo biocombustiacuteveis

Fundaccedilotildees Estaduais

FAPESP 14800 Projetos especiacuteficos para biomassas e biocombustiacuteveis

FAPEMIG 1095 Biomassas agroenergia

TOTAL R$ 855 milhotildees

Economia e Energia ndash eampe 31

O Brasil encontra-se entre os paiacuteses-alvo para o desenvolvimento de

tais tecnologias devido a sua grande biodiversidade existente e aos conheci-

mentos adquiridos ao longo das uacuteltimas deacutecadas em especial devido a pro-

duccedilatildeo de etanol a partir da cana-de-accediluacutecar

Neste contexto de inovaccedilatildeo uma nova oportunidade de aproveitamento

de biomassa se vislumbra no paiacutes o uso da biomassa lignoceluloacutesica prove-

niente dos resiacuteduos agriacutecolas em especial da induacutestria da cana para produ-

ccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo dentro do contexto das biorrefinarias explorado

neste artigo

Foi observado que iniciativas governamentais estatildeo sendo tomadas de

modo a estabelecer um ambiente adequado para o desenvolvimento de no-

vos produtos e processos No entanto desafios de natureza tecnoloacutegica e

comercial precisam ser vencidos para fazer com que o Brasil mantenha sua

posiccedilatildeo de destaque no agronegoacutecio mundial e produza produtos de maior

valor agregado contribuindo assim para o desenvolvimento da bio-economia

e aproveitando esta janela de oportunidade de aumentar seu crescimento

econocircmico de modo sustentaacutevel

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Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 32

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Paulo Cetesb

Economia e Energia ndash eampe 33

Ensaio

Gripe americana e resfriado no Brasil

Nos fizeram acreditar que um resfriado americano representa certa-

mente uma gripe ou pneumonia por aqui ou seja as crises nos EUA tecircm

resultados imediatos e mais radicais aqui do que laacute Nessa eacutepoca de gripe

americana eacute uacutetil discutir a veracidade histoacuterica dessa afirmaccedilatildeo porque o

simples fato de se acreditar nela jaacute provoca efeitos negativos em nossa eco-

nomia

Celso Furtado ao contraacuterio da crenccedila corrente assinalava que as cri-

ses na economia americana foram sentidas aqui no curto prazo mas de

modo geral acabaram sendo beneacuteficas para a economia brasileira no meacutedio

prazo Ele mostrou em seu livro ldquoO Capitalismo Globalrdquo que a crise de 1929

e 1930 nos EUA produziam jaacute em 1932 um notaacutevel ressurgimento interno

baseado no mercado nacional

A tentativa de encontrar uma correlaccedilatildeo entre as taxas de crescimento

americanas e as brasileiras no periacuteodo 1930 a 2010 (Figura 1) natildeo conduz a

um resultado convincente A situaccedilatildeo natildeo muda introduzindo uma defasagem

de um ou dois anos da variaccedilatildeo do PIB no Brasil em relaccedilatildeo agrave americana

Figura 1 A correlaccedilatildeo entre crescimento no Brasil e nos EUA parece ser

pouco significativa no periacuteodo 1930 a 2010 Dados Ipeadatagovbr

Elaboraccedilatildeo proacutepria

y = 00744x + 47262Rsup2 = 00083

-10

-5

0

5

10

15

-15 -10 -5 0 5 10 15 20 25

Cre

scim

en

to d

o P

IB n

os

EUA

an

o

Crescimento do PIB no Brasil ano

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 34

Figura 2 Variaccedilatildeo do PIB dos EUA e Brasil valores anuais e meacutedia moacutevel

de trecircs anos em azul estatildeo assinalados os periacuteodos em que as economias

parecem estar na mesma fase (variaccedilotildees no mesmo sentido) e

em amarelo os periacuteodos em fase inversa (variaccedilotildees em sentido contraacuterio)

Elaboraccedilatildeo proacutepria

Eacute possiacutevel separar ao longo desses oitenta anos periacuteodos em que os

altos e baixos da taxa de crescimento econocircmico dos EUA e do Brasil estatildeo

na mesma fase do ciclo e outros em que o que aconteceu nos dois paiacuteses

tem sinal inverso Em uma anaacutelise preliminar (Figura 2) pode-se dizer que

os periacuteodos em que estiveram em fase inversa superam os que estiveram

na mesma fase

Pode-se verificar que no periacuteodo a que aludia Celso Furtado (crise de

trinta) as economias dos dois paiacuteses parecem em mesma fase Nota-se no

entanto que a retomada do crescimento no Brasil precedeu agrave americana

como dissera Celso Furtado que ademais se referia tambeacutem a mudanccedilas

qualitativas mais de desenvolvimento que de crescimento que vieram com

a maior atenccedilatildeo no Paiacutes ao consumo interno Em um segundo periacuteodo que

vai da Segunda Guerra Mundial ateacute 1970 as economias de Brasil e EUA

estiveram em fase inversa

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

1920

1930

1940

1950

1960

1970

1980

1990

2000

2010

Var

iaccedilatilde

o a

nu

al d

o P

IB

()

EUA

EUA 3

Brasil

Brasil 3

fase inversa fase inversaem fase em fase

Economia e Energia ndash eampe 35

Em uma terceira fase de 1987 a 1995 a teoria do resfriado americano

funcionou nas crises das mudanccedilas para as deacutecadas de oitenta e noventa

(repercussotildees simultacircneas e maiores em nossa economia) e na retomada

do meio da deacutecada de oitenta Cabe lembrar que os episoacutedios dessas crises

marcaram a alta de juros e falecircncia mexicana (1982) e crises de hiperinfla-

ccedilatildeo em paiacuteses como a Argentina que estavam muito mais proacuteximos de nos-

sa realidade

Nos uacuteltimos quinze anos estivemos em fase inversa com os EUA em

1998 eles estavam no auge da era Clinton e o Brasil passando por um fosso

em sua taxa de crescimento anual Depois comeccedilaram a experimentar que-

da no seu crescimento enquanto a economia brasileira tinha as taxas de

crescimento em elevaccedilatildeo

Na Figura 3 buscou-se a correlaccedilatildeo linear entre as variaccedilotildees do PIB

nos periacuteodos assinalados na Figura 2 e os resultados confirmam a avalia-

y = 03893x + 43207Rsup2 = 07113

-2

0

2

4

6

8

10

-20 -10 0 10 20

19301937 y = -0311x + 75908Rsup2 = 0314

0

2

4

6

8

10

12

-10 0 10 20

19381970

y = 18054x - 32349Rsup2 = 04684

-20

-10

00

10

20

30

40

50

60

00 10 20 30 40

19871995y = -0362x + 40064

Rsup2 = 02656

00

10

20

30

40

50

60

-20 00 20 40 60

19952010

Figura 3 Comportamento dos crescimentos dos PIB americano (na vertical)

e brasileiro (na horizontal) para os intervalos de tempo assinalados na figura

anterior

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 36

ccedilatildeo qualitativa Ou seja nos periacuteodos em fase existe uma correlaccedilatildeo positi-

va entre os crescimentos americano e brasileiro nos periacuteodos assinalados

com amarelo a relaccedilatildeo eacute negativa

A mudanccedila de intensidade e sentido da correlaccedilatildeo nos faz pensar que

a possiacutevel dependecircncia entre o crescimento brasileiro e o americano natildeo eacute

direta eacute muito mais complexa e para fazer sentido deve ser estudada por

periacuteodos histoacutericos O que se conclui eacute que a ldquoteoria do resfriadordquo natildeo expli-

ca o passado mesmo quando ainda eacuteramos muito mais dependentes dos

EUA

No final de 2008 configurou-se uma crise nos EUA que teve reflexo no

ano seguinte no Brasil que registrou uma queda no PIB de 06 O consu-

mo no entanto cresceu no ano 24 Em 2010 o ldquopibatildeordquo de 75 fez com

que no seu conjunto os anos de 2009 e 2010 possam ser considerados

como anos normais O consumo cresceu na meacutedia 45 mais que na meacute-

dia do periacuteodo Lula (40) Jaacute o PIB cresceu 33 um pouco abaixo da meacute-

dia tambeacutem de 40 ao ano do governo passado Os dados vecircm das Con-

tas Nacionais Trimestrais do IBGE A defasagem entre o crescimento da

produccedilatildeo e do consumo foi praticamente coberta com importaccedilotildees e menor

investimento Ou seja a queda do PIB em 2009 se deveu a nosso ver a

uma reduccedilatildeo exagerada da oferta pelo setor produtivo em virtude de uma

leitura equivocada do efeito da crise americana sobre a economia brasileira

O crescimento nos dois anos poacutes-crise nos EUA foi normal passou a

primeira ldquomarolardquo E agora Entraremos na mesma fase de ciclo dos EUA

Page 15: Economia e Energia · população ou na superfície mundial: foi o fato de serem os “vencedores” da 2ª Guerra Mundial. Num primeiro momento, somente os EUA possuíam ar-0 10.000

Economia e Energia ndash eampe 15

Abstract

Oil natural gas and their products represent 55 of global energy con-

sumption yet they will not last more than a few decades Thus it is neces-

sary to find substitutes for these fuels and an alternative that presents itself is

the use of organic matter (biomass) This article presents the initiatives taken

in the world and especially in Brazil on the use of raw materials in the con-

text of lignocellulosic biorefinery The focus will be on the sugar platform for

the production of second-generation ethanol aimed at a prominent position

of this market segment in the national agribusiness The survey of informati-

on availability in the literature was obtained through a search The results

suggest that the technology is still undergoing research and development

and it arouse great interest for consolidating the ethanol global market

Keywords biorefinery biomass lignocelulosic feedstock ethanol Brazil

Introduccedilatildeo

As mudanccedilas climaacuteticas e a elevaccedilatildeo das cotaccedilotildees do petroacuteleo aliadas

agraves necessidades estrateacutegicas de produccedilatildeo de energia tecircm motivado uma

corrida sem precedentes agrave produccedilatildeo de combustiacuteveis alternativos preferen-

cialmente de fontes renovaacuteveis de energia (BUCKERIDEG et al 2010)

O uso da biomassa para energia cresce em importacircncia como uma das

vias de mitigaccedilatildeo dos problemas citados acima Existem diferentes rotas

para converter a energia da biomassa em fluxo de energia final desejado

quer seja na forma de calor combustiacutevel ou energia eleacutetrica (SEABRA

2008)

Assim abrem-se oportunidades para o desenvolvimento de uma induacutes-

tria baseada em mateacuterias primas renovaacuteveis Aleacutem dos biocombustiacuteveis jaacute

conhecidos um fluxo de inovaccedilotildees em desenvolvimento pode estar lanccedilan-

do as bases de uma induacutestria integrada de exploraccedilatildeo da biomassa

(COUTINHO amp BONTEMPO 2010)

Neste cenaacuterio o Brasil desponta em uma posiccedilatildeo privilegiada para as-

sumir a lideranccedila no aproveitamento integral das biomassas pelo fato de

apresentar grande potencial de cultivo de mateacuterias-primas renovaacuteveis dis-

pondo de vantagens comparativas e competitivas tais como (i) culturas agriacute-

colas de grande extensatildeo (destaque para a induacutestria da cana-de-accediluacutecar) (ii)

maior biodiversidade do planeta (iii) intensa radiaccedilatildeo solar (iv) aacutegua em

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 16

abundacircncia (v) diversidade de clima e (vi) pioneirismo na produccedilatildeo de bio-

combustiacutevel etanol (CGEE 2010) O paiacutes reuacutene ainda condiccedilotildees para ser o

principal receptor de recursos de investimentos oriundos do mercado de car-

bono no segmento de produccedilatildeo e uso de bioenergia

Hoje o Brasil desfruta de uma posiccedilatildeo confortaacutevel com relaccedilatildeo agrave tecno-

logia da produccedilatildeo de etanol Neste setor o Brasil eacute liacuteder mundial na produ-

ccedilatildeo de cana-de-accediluacutecar etanol e accediluacutecar com 5727 milhotildees de toneladas

277 bilhotildees de litros e 313 milhotildees de toneladas respectivamente na safra

de 20082009 (CORTEZ 2010)

Em meacutedia 50 da cana colhida eacute destinada agrave produccedilatildeo de aacutelcool e os

demais 50 satildeo destinados agrave produccedilatildeo de accediluacutecar Cerca de 23 do accediluacutecar

produzido eacute destinado ao mercado externo enquanto que o restante atende

ao mercado interno Quanto a produccedilatildeo de aacutelcool cerca de 85 eacute direcio-

nado ao mercado interno sendo que destes 90 satildeo destinados ao seu

uso como carburante e o restante atender ao mercado externo (BASTOS

2007)

Entretanto para preservar essa posiccedilatildeo num cenaacuterio competitivo em

que outros players estatildeo interessados em se desenvolver com pesados in-

vestimentos em Pesquisa amp Desenvolvimento (PampD) o Brasil precisa manter

investimentos compatiacuteveis na geraccedilatildeo de novas tecnologias e formaccedilatildeo de

competecircncias (BUCKERIDEG et al 2010)

Atualmente a conversatildeo pela rota sucroquiacutemica de material lignoceluloacute-

sico presente na palha e no bagaccedilo da cana-de-accediluacutecar em accediluacutecares fer-

mentaacuteveis para a produccedilatildeo de etanol denominado de etanol de 2ordf geraccedilatildeo

vem sendo considerada no Brasil como uma alternativa promissora para

atender agrave demanda mundial

Assim o presente artigo tem como objetivo principal expor as iniciativas

adotadas no mundo e em especial no Brasil sobre o uso de mateacuterias-

primas lignoceluloacutesicas no contexto da biorrefinaria O enfoque seraacute dado na

plataforma sucroquiacutemica para a produccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo tendo em

vista a posiccedilatildeo de destaque neste segmento de mercado no agronegoacutecio

nacional

Economia e Energia ndash eampe 17

Conceito de Biorrefinaria

De acordo com Fernando et al (2006) o conceito de produzir produtos a

partir de commodities agriacutecolas como a biomassa natildeo eacute novo no entanto

utilizar a biomassa como insumo na produccedilatildeo de vaacuterios produtos de maneira

similar a uma refinaria de petroacuteleo onde combustiacuteveis foacutesseis satildeo usados

como input eacute relativamente novo Seu principal objetivo eacute transformar os

materiais bioloacutegicos em produtos utilizaacuteveis nas induacutestrias de transformaccedilatildeo

usando uma combinaccedilatildeo de tecnologias e processos biotecnoacutegicos

Os princiacutepios baacutesicos da refinaria de petroacuteleo tradicional e a biorrefinaria

satildeo representados esquematicamente na Figura 1 Uma refinaria de petroacuteleo

fornece principalmente combustiacuteveis para transportes e energia e somente

uma fraccedilatildeo relativamente pequena eacute usada na induacutestria quiacutemica Em uma

biorrefinaria uma quantidade relativamente maior eacute usada para a quiacutemica e

a utilizaccedilatildeo de materiais De acordo com Kamm et al (2006) os bioprodutos

industriais soacute podem competir com aqueles oriundos da petroquiacutemica quan-

do os recursos de biomassa satildeo processadas atraveacutes de sistemas de forma

otimizada nos sistemas das biorrefinarias onde novas cadeias de valor satildeo

desenvolvidas e implementadas

Figura 1 Refinaria de petroacuteleo versus biorrefinaria

(KAMM et al 2006)

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 18

Em seus estudos Ree amp Annevelink (2007) apontam a existecircncia de

sete tipos de biorefinarias que ainda estatildeo na fase de pesquisa e desenvol-

vimento (i) Biorrefinarias Convencionais (ii) Biorrefinarias Verdes (iii) Biore-

finarias de Cereais (iv) Biorrefinarias de Material Lignoceluloacutesico (v) Biorre-

finarias de Duas Plataformas (vi) Biorrefinarias Termoquiacutemicas e (vii) Bior-

refinarias Aquaacuteticas

Biorrefinaria de Materiais Lignoceluloacutesicos

A biorefinaria a partir de materiais lignoceluloacutesicos usa um mix de fon-

tes de biomassa para a produccedilatildeo de uma seacuterie de produtos por meio de u-

ma combinaccedilatildeo de tecnologias Tal biorefinaria consiste de trecircs fraccedilotildees quiacute-

micas baacutesicas (a) hemicelulose poliacutemeros de accediluacutecar com cinco carbonos

(b) celulose poliacutemeros de glucose com seis carbonos e (c) lignina poliacuteme-

ros de fenol (FERNANDO et al 2006) A Figura 2 apresenta os produtos que

podem ser obtidos a partir destas fraccedilotildees quiacutemicas

Figura 2 Produtos potenciais obtidos na Biorrefinaria de Material Lignocelu-

loacutesico (KAMM et al 2006)

Economia e Energia ndash eampe 19

Segundo Pereira Juacutenior et al (2008) a utilizaccedilatildeo de biomassa lignoce-

luloacutesica dentro do contexto da biorrefinaria eacute fundamentada em duas plata-

formas distintas conforme o conceito de Biorrefinarias de Duas Plataformas

ilustrado na Figura 3 que visam fornecer ldquoblocos de construccedilatildeordquo para obter

uma variedade de produtos

A plataforma termoquiacutemica eacute baseada em processos de conversatildeo ter-

moquiacutemica pela reaccedilatildeo de mateacuteria-prima em altas temperaturas com uma

quantidade de oxigecircnio controlada (gaseificaccedilatildeo) para produzir gaacutes de siacutente-

se (CO + H2) ou na ausecircncia de oxigecircnio (piroacutelise) para produzir bio-oacuteleo

que depois de um processo de hidrodeoxigenaccedilatildeo produz uma mistura liacutequi-

da de hidrocarbonetos similar agravequeles presentes no petroacuteleo

Figura 3 Conceito da Biorrefinaria de Duas Plataformas

(KAMM et al 2006)

A plataforma de accediluacutecar tambeacutem conhecida como sucroquiacutemica objeto

de estudo do artigo eacute baseada em processos de conversatildeo quiacutemica e bio-

quiacutemica de accediluacutecares extraiacutedos da biomassa mediante uma separaccedilatildeo de

seus componentes principais Para isto o preacute-tratamento eacute essencial visan-

do a desorganizaccedilatildeo do complexo lignoceluloacutesico e como consequumlecircncia au-

mento da acessibilidade das enzimas agraves moleacuteculas de celulose (PEREIRA

JR et al 2008)

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 20

O preacute-tratamento que consiste em submeter o material lignoceluloacutesico

a uma seacuterie de operaccedilotildees visa promover a quebra das ligaccedilotildees que unem

as macroestruturas Tais operaccedilotildees satildeo responsaacuteveis pela adequaccedilatildeo da

mateacuteria-prima como por exemplo o bagaccedilo da cana-de-accediluacutecar agraves condi-

ccedilotildees de transformaccedilatildeo por parte dos micro-organismos Estas podem ser

classificadas como fiacutesicas fiacutesico-quiacutemicas quiacutemicas e bioloacutegicas conforme

o agente que atua na alteraccedilatildeo estrutural (SCHLITTLER 2006) A Figura 4

mostra um esquema simplificado para a separaccedilatildeo dos principais compo-

nentes dos materiais lignoceluloacutesicos

Figura 4 Separaccedilatildeo dos componentes lignoceluloacutesicos

(PEREIRA JR et al 2008)

Pereira Jr (2006) observa que a decisatildeo de usar um ou outro processo

de hidroacutelise depende tambeacutem do tipo de material lignoceluloacutesico empregado

Na hidroacutelise da hemicelulose (que ocorre em condiccedilotildees mais brandas do

que no caso da celulose) a estrateacutegia tem sido a utilizaccedilatildeo de aacutecido sulfuacuteri-

co diluiacutedo No caso da celulose como a hidroacutelise quiacutemica requer condiccedilotildees

de alta severidade (elevadas temperaturas grandes tempos de exposiccedilatildeo e

altas concentraccedilotildees de aacutecido) pela maior resistecircncia ao ataque hidroliacutetico o

uso da hidroacutelise enzimaacutetica seria mais indicado (pela ausecircncia de condiccedilotildees

severas) tal estrateacutegia tecnoloacutegica difere da concepccedilatildeo de processos anti-

gos em que se buscava a hidroacutelise quiacutemica conjunta da celulose e da hemi-

celulose pois satildeo polissacariacutedeos com diferentes suscetibilidades ao ataque

hidroliacutetico

Economia e Energia ndash eampe 21

A hidroacutelise total da celulose gera apenas glicose que pode ser converti-

da a uma seacuterie de substacircncias quiacutemicas e bioquiacutemicas conforme ilustrado

na Figura 2 com destaque para a sua conversatildeo bioloacutegica a etanol dito de

2ordf geraccedilatildeo por ser obtido a partir de materiais lignoceluloacutesicos

Esta nova plataforma tecnoloacutegica pode revolucionar segmentos industri-

ais como no caso do Brasil que gera uma grande quantidade de resiacuteduos

como o bagaccedilo da cana-de-accediluacutecar no entanto a utilizaccedilatildeo efetiva dos ma-

teriais lignoceluloacutesicos em processos microbioloacutegicos esbarra em dois obstaacute-

culos principais a estrutura cristalina da celulose altamente resistente agrave

hidrolise e a associaccedilatildeo lignina-celulose que forma uma barreira fisica que

impede o acesso enzimaacutetico ou microbioloacutegico ao substrato (CGEE 2010)

Adicionalmente a hidroacutelise acida da celulose apresenta o inconveniente de

requerer o emprego de elevadas temperatura e pressatildeo levando agrave destrui-

ccedilatildeo de parte dos carboidratos e agrave obtenccedilatildeo de produtos de degradaccedilatildeo toacutexi-

cos aos microrganismos A sacarificaccedilatildeo enzimaacutetica por sua vez requer o

emprego de preacute-tratamentos fiacutesicos (moagem aquecimento irradiaccedilatildeo) ou

quiacutemicos (acido sulfuacuterico acido fosfoacuterico aacutelcalis) para atingir rendimentos

viaacuteveis

Potencial Brasileiro para geraccedilatildeo de mateacuteria-prima lignoceluloacutesica

Tendo em vista a vasta biodiversidade encontrada em seu territoacuterio o

Brasil dispotildee de uma grande variedade de resiacuteduos agriacutecolas e agroindustri-

ais cujo bioprocessamento desperta um grande interesse econocircmico e soci-

al Dentre estes exemplos figuram os resiacuteduos derivados de atividades tais

como as induacutestrias de papel e celulose (sepilho maravalhas e cavacos des-

classificados de eucalipto e pinus) serrarias (serragem) usinas de accediluacutecar e

aacutelcool (bagaccedilo de cana-de-accediluacutecar) e de um modo geral unidades de produ-

ccedilatildeo agriacutecola geradoras de resiacuteduos de culturas como a palha de cereais de

milho de trigo sabugo de milho cascas de arroz e de aveia dentre outros

(RAMOS 2000)

No Brasil a quantidade de resiacuteduos lignoceluloacutesicos gerada anualmen-

te eacute de aproximadamente 350 milhotildees de toneladas (PEREIRA JR 2007)

Considerando que uma das principais fontes de materiais lignoceluloacutesicos eacute

o setor sucroalcoleiro e adotando o teor de celulose hemicelulose e lignina

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 22

no bagaccedilo como paracircmetro de comparaccedilatildeo[1]

chega-se a quantidade poten-

cial respectivamente de 1645 9625 e 7105 milhotildees de toneladas que po-

dem ser obtidas a partir de resiacuteduos lignoceluloacutesicos no Brasil

Metodologia

Este trabalho tem como objetivo apresentar as iniciativas tomadas no

mundo e especialmente no Brasil com relaccedilatildeo ao uso de mateacuterias-primas

no contexto de biorrefinaria de materiais lignoceluloacutesicos O enfoque seraacute

dado na plataforma sucroquiacutemica para a produccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo

tendo em vista a posiccedilatildeo de destaque neste segmento de mercado no agro-

negoacutecio nacional A metodologia adotada neste estudo exploratoacuterio foi base-

ada na literatura e em documentos obtidos a partir de uma pesquisa de in-

formaccedilotildees disponibilizadas na literatura Para atingir o objetivo a informaccedilatildeo

eacute apresentada de modo a fornecer um panorama dos esforccedilos mundiais e

brasileiro em pesquisa para o desenvolvimento de novas tecnologias relacio-

nadas agrave obtenccedilatildeo do etanol de segunda geraccedilatildeo

Resultados

No Mundo

Apesar de atualmente natildeo existir nenhuma planta comercial para pro-

duccedilatildeo de etanol a partir de materiais lignoceluloacutesico muitas plantas-piloto e

de demonstraccedilatildeo jaacute foram desenvolvidas e diversos projetos comerciais es-

tatildeo em desenvolvimento A Tabela 1 apresenta as empresas mundiais que

vecircm empregando tecnologias para produccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo e infor-

maccedilotildees complementares

A Tabela 1 revela que a maior parte das empresas encontradas explora

o conceito de biorrefinaria de acordo com a plataforma sucroquiacutemica A mai-

oria das plantas estaacute localizada nos EUA mas paiacuteses como Canadaacute Sueacute-

cia Finlacircndia Ruacutessia e Japatildeo tambeacutem satildeo sedes de algumas iniciativas

1 - Bagaccedilo de cana eacute composto de 47 de celulose 275 de hemicelulose e 203-263 de

lignina (AGUIAR 2010)

Economia e Energia ndash eampe 23

Tabela 1 Empresas que empregam tecnologias para a produccedilatildeo de etanol

de 2ordf geraccedilatildeo e caracteriacutesticas de processo (CGEE 2010)

Empresa Paiacutes de origem

Caracteriacutesticas de processo

Localiza-ccedilatildeo

Capacidade (m

3ano)

AE Biofuels EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Montana 567

Blue Fire Ethanol

EUA Japatildeo

Hidroacutelise com aacutecido concentrado

California Izumi

12110 Natildeo deter-

minado

Chempolis Ou

Finlacircndia Hidroacutelise com aacuteci-do diluiacutedo

Oulu Natildeo deter-

minado

Iogen Canadaacute Hidroacutelise enzimaacutetica

Ontario 4000

KL Energy EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Wyoming 5680

Lignol E-nergy

Canadaacute Preacute-tratamento Organosolv

Vancou-ver

2500

Mascoma EUA Natildeo determinado New York 1890

Poet EUA Natildeo determinado South Dakota

75

Sekab Sueacutecia Hidroacutelise enzimaacutetica

Natildeo de-terminado

Natildeo determinado

STI Finlacircndia Natildeo determinado

Lappeen-ranta Hamina Narpio

1000 1000 1000

St Peters-burgo State Forest-Technical Academy

Ruacutessia Hidroacutelise com aacuteci-do diluiacutedo

13 unida-des no paiacutes

Natildeo determinado

Sun Opra Canadaacute Hidroacutelise enzimaacutetica

China Natildeo

determinado

University of Florida

EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Florida 7570

Verenium EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Lousiana Japan

5300 4920

A Tabela 2 mostra os projetos aprovados pelo Departmento de Energia

dos EUA (US DOE) para a construccedilatildeo de pequenas biorrefinarias no paiacutes

ao final de 2008

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 24

Tabela 2 Projetos aprovados pelo US DOE para a construccedilatildeo de pequenas

biorrefinarias nos EUA (US DOE 2009 apud CGEE 2010)

Empresa Custo Total

106 US$

Participaccedilatildeo US DOE 106 US$

Capacidade anual de produccedilatildeo

Localizaccedilatildeo Mateacuterias-primas Tecnologia

Verenium 9135 760 1500000 Jennings LA

Bagaccedilo cereais desperdiacutecios agriacutecolas resiacute-duos de madeira

Rota bioquiacutemica

Flambeau LIc

840 300 6000000 Park Falls WI Resiacuteduos flores-tais

BTL

ICM 860 300 1500000 St Joseph MO

Gramiacuteneas sorgo forrageiro palha

Rota bioquiacutemica

Lignol Innovations

880 300 2500000 Commerce City CO

Biomassa da madeira resiacute-duos agriacutecolas

Rota bioquiacutemica Organosolv

Pacific Ethanol

730 2434 2700000 Boardman OR

Palha de trigo palha resiacuteduos de aacutelamo

Biogasolina (EtOH biogas combustiacuteveis soacutelidos)

New Page 836 300 5500000 Wisconsin WI Biomassa da madeira ndash resiacute-duos das usinas

BTL

Rse Pulp 900 300 2200000 Old Town Maine

Lascas de ma-deira

Rota bioquiacutemica

Econfin LIc 770 300 1300000 Washington Country KY

Espigas de milho

Rota bioquiacutemica (fermentaccedilatildeo em estado soacuteli-do)

Mascoma 1350 250 2000000 Monroe TN Gramiacuteneas e madeirs

Rota bioquiacutemica

Total 8080 3053 252 M galotildees =

954 M litros

Economia e Energia ndash eampe 25

A Tabela 2 aponta uma tendecircncia para a implementaccedilatildeo da plataforma

bioquiacutemica havendo ainda iniciativas de tecnologias termoquiacutemicas como

BTL (biomass-to-liquid)

Cabe destacar ainda que foi implementado o Programa de Biomassa do

Departamento de Energia para criar nos Estados Unidos uma nova induacutestria

ndash a induacutestria da biomassa ou bioinduacutestria ndash consolidada com a instalaccedilatildeo

de biorrefinarias capazes de transformar vaacuterios tipos de biomassa a preccedilos

competitivos em relaccedilatildeo agraves atuais fontes foacutesseis em combustiacuteveis produtos

quiacutemicos eletricidade e calor As biorrefinarias e o uso da biomassa celuloacutesi-

ca emergem como fundamentais para alcanccedilar as metas de produccedilatildeo

consumo de etanol em funccedilatildeo das limitaccedilotildees das fontes atualmente empre-

gadas (BASTOS 2007)

Neste contexto o paiacutes pretende investir US$ 385 milhotildees em seis bior-

refinarias de etanol celuloacutesico capazes de produzir 480 milhotildees de litros de

etanol celuloacutesico por ano como parte do plano do governo norte-americano

e tornar o etanol celuloacutesico competitivo em 2012 a fim de reduzir o consumo

de gasolina nos EUA nos proacuteximos 20 anos A Tabela 3 apresenta os seis

projetos selecionados pelo Departamento de Energia Americana (US DOE)

Tabela 3 Investimentos do DOE em projetos de produccedilatildeo de etanol

celuloacutesico nos EUA 2007-2010 (BARROS 2007)

Empresa Localizaccedilatildeo

da planta Mateacuteria-prima

Capacidade (milhotildees de litrosano)

Investimentos (milhotildees US$)

Abegoa Bioe-nergy Corp

Kansas Sabugo de milho

resiacuteduos de trigo etc 431 76

ALICO Inc Floacuterida Resiacuteduos de vegetais

diversos 526 33

BlueFire Ethanol Inc

Califoacuternia Resiacuteduos vegetais e

de madeira 719 40

Broin Companies of Sioux Falls

Iowa Resiacuteduos de milho 94 80

Iogen Biorefinery Partners

Idaho Resiacuteduos agriacutecolas 68 80

Range Fuels Geoacutergia Resiacuteduos de

madeira 151 76

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 26

No Brasil

Uma das empresas brasileiras que mais investem em PampD sobre bior-

refinarias em especial a partir de resiacuteduos da cana-de-accediluacutecar eacute a Petrobras

SA que eacute uma empresa estatal brasileira de economia mista que opera

em 27 paises no segmento de energia prioritariamente nas aacutereas de explo-

raccedilatildeo produccedilatildeo refino comercializaccedilatildeo e transporte de petroacuteleo e seus

derivados no Brasil e no exterior (PETROBRAS 2011)

Segundo Baratelli Junior (2007) a estrateacutegia competitiva da empresa eacute

expandir a participaccedilatildeo no mercado de biocombustiacuteveis liderando a produ-

ccedilatildeo nacional de biodiesel e ampliando a participaccedilatildeo no negoacutecio de etanol

A Tabela 4 apresenta as rotas para produccedilatildeo de biocombustiacuteveis e o estaacutegio

do esforccedilo tecnoloacutegico empreendido pela PetrobrasCENPES para o desen-

volvimento das tecnologias

A Tabela 4 aponta que os biocombustiacuteveis que demandam um esforccedilo

tecnoloacutegico elevado por parte da petrobras satildeo de segunda geraccedilatildeo o eta-

nol de celulose e os combustiacuteveis de piroacutelise e de gaacutes de siacutentese ndash BTL que

por sua vez utilizam como fonte de biomassa mateacuterias de origem celuloacutesica

ndash mateacuteria-prima para as biorrefinarias lignoceluloacutesicas

Com o projeto de desenvolvimento do bioetanol (etanol de lignocelulo-

se) ndash um biocombustiacutevel produzido a partir de resiacuteduos agroindustriais ndash a

Petrobras entra na produccedilatildeo dos chamados biocombustiacuteveis de segunda

geraccedilatildeo (PETROBRAS 2008)

Depois da etapa de testes em laboratoacuterio o projeto de produccedilatildeo de bio-

etanol passa para a fase de testes em escala piloto por meio de uma unida-

de experimental instalada no CENPES Desenvolvida em parceria com a

empresa brasileira Albrecht a planta piloto de etanol de lignocelulose locali-

zada no Centro de Pesquisas da Petrobras (CENPES) eacute uacutenica no Brasil

utilizando a tecnologia enzimaacutetica Para a produccedilatildeo de etanol a partir de re-

siacuteduos agroindustriais a planta utiliza um processo de quebra de moleacuteculas

com accedilatildeo de enzimas O projeto foi desenvolvido pela Petrobras em parceria

com a Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) e outras universida-

des brasileiras

Economia e Energia ndash eampe 27

Qualquer rejeito vegetal pode ser utilizado como fonte de biomassa na

planta experimental mas o sistema estaacute ajustado ao bagaccedilo de cana-de-

accediluacutecar por ser o resiacuteduo agroindustrial mais expressivo no paiacutes Outra ma-

teacuteria prima que seraacute utilizada nos testes eacute a torta de mamona resiacuteduo amilaacute-

ceo do processo de produccedilatildeo do biodiesel a partir de mamona

Combustiacutevel FonteBiomassa Estaacutegio da Tecnologia

Esforccedilo tecno-loacutegico da

Petrobras

Primeira geraccedilatildeo

Etanol de gratildeos e

cana-de-accediluacutecar

Cana de accediluacutecar trigo

milho beterraba Comercial meacutedio

Biodiesel Oacuteleos vegetais

e gorduras Comercial alto

Diesel verde

(hidrotratamento)

Oacuteleos vegetais gordu-

ras e petroacuteleo

Rumo a comercial no

Brasil e Europa alto

Butanol Milho sorgo trigo e

cana-de-accediluacutecar

Projeto BP and Dupont

para produzir monitoramento

Segunda geraccedilatildeo

Etanol celuloacutesico

Resiacuteduos agriacutecolas lascas de

madeira e grama

Projeto IOGEN anuncia

planta comercial alto

Combustiacuteveis da

Piroacutelise (bio-oacuteleo)

Qualquer biomassa

celuloacutesica

Projeto BIOCOUP ndash consoacutercio europeu de 16 empresas desde

2006 ateacute 2011 meacutedio

Combustiacuteveis de Gaacutes de

Siacutentese - BTL

Qualquer biomassa

celuloacutesica

Demonstrado em larga

escala com foacutesseis

Projeto CHOREN para biomassa

anuncia planta comercial

alto

Futuro

Diesel de algas Microalgas cultivadas Escala de laboratoacuterio

em Universidades baixo

Hidrocarbonetos de

biomassa Carbohidratos

Escala de laboratoacuterio

em Universidades prospecccedilatildeo

Tabela 4 Esforccedilo tecnoloacutegico das rotas para produccedilatildeo de biocombustiacuteveis

da Petrobras (Adaptado de BARATELLI JR 2007)

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 28

A planta experimental eacute capaz de produzir cerca de 220 litros de etanol

por tonelada de bagaccedilo de cana-de-accediluacutecar Nesta etapa do projeto de pes-

quisa os pesquisadores trabalham na otimizaccedilatildeo deste processo de produ-

ccedilatildeo e tecircm como objetivo alcanccedilar a marca de 280 litros por tonelada de ba-

gaccedilo no mesmo equipamento Como resultado desta pesquisa a Petrobras

jaacute fez o depoacutesito de dois pedidos de patentes (BR 0605017-4 e BR 0505299-

8) junto ao INPI

A planta-piloto de bioetanol de lignocelulose coloca a Petrobras na posi-

ccedilatildeo de vanguarda em relaccedilatildeo aos biocombustiacuteveis de segunda geraccedilatildeo

aqueles produzidos a partir de resiacuteduos agroindustriais e que natildeo competem

com a produccedilatildeo agriacutecola voltada para alimentos A utilizaccedilatildeo de resiacuteduos

como o bagaccedilo de cana-de-accediluacutecar pode aumentar substancialmente a pro-

duccedilatildeo de etanol sem aumentar a aacuterea plantada elevando a produtividade do

processo jaacute existente pelo aproveitamento de seus resiacuteduos

Desta forma a produccedilatildeo de biocombustiacuteveis em futuro proacuteximo tam-

beacutem poderaacute ser complementar agrave produccedilatildeo de alimentos A Petrobras prevecirc

que em 2010 seraacute construiacuteda uma planta semi-industrial de bioetanol A Fi-

gura 6 apresenta uma ilustraccedilatildeo da rota tecnoloacutegica adotada pela petrobras

para produccedilatildeo do bioetanol lignoceluloacutesico

Figura 6 Rota Tecnoloacutegica adotada pela Petrobras para produccedilatildeo do bioe-

tanol lignoceluloacutesico (BARATELLI JR 2007)

Economia e Energia ndash eampe 29

O processo de fabricaccedilatildeo de etanol a partir de resiacuteduos vegetais eacute divi-

dido em quatro etapas Na primeira etapa haacute o preacute-tratamento do bagaccedilo de

cana sendo adotado o processo de hidroacutelise aacutecida branda onde no reator o

resiacuteduo eacute submetido agrave quebra da estrutura cristalina da fibra do bagaccedilo de

cana e a recuperaccedilatildeo de accediluacutecares mais faacuteceis de hidrolisar

Em seguida vem a etapa de deslignificaccedilatildeo do soacutelido rico em celulose

Eacute retirada a lignina complexo que daacute resistecircncia a fibra e protege a celulose

da accedilatildeo de microorganismos poreacutem apresenta grande inibiccedilatildeo ao processo

fermentativo

Na terceira fase o liacutequido proveniente do preacute-tratamento aacutecido rico em

accediluacutecares eacute fermentado pela levedura Pichia stipitis adaptada para ser utili-

zada nesta fermentaccedilatildeo

O soacutelido proveniente da etapa de deslignificaccedilatildeo rico em celulose tam-

beacutem eacute tratado ele passa por um processo de sacarificaccedilatildeo (transformaccedilatildeo

em accediluacutecares) por meio de enzimas e eacute fermentado pela levedura

Sacharomyces cerevisiae o mesmo fungo utilizado na fabricaccedilatildeo de patildees A

Petrobras ainda estuda as enzimas mais eficazes para este processo de

fabricaccedilatildeo testando enzimas disponiacuteveis no mercado e pesquisando novos

preparados enzimaacuteticos

Na etapa final ambos os liacutequidos provenientes das diferentes fermenta-

ccedilotildees satildeo destilados O produto desta destilaccedilatildeo eacute o etanol que possui as

mesmas caracteriacutesticas daquele fabricado a partir da cana em processo in-

dustrial

Cabe destacar que a accedilatildeo do governo brasileiro natildeo fica restrita a sua

participaccedilatildeo na Petrobras considerando a importacircncia que o tema energias

renovaacuteveis possui na poliacutetica nacional O governo do Brasil investe ainda

recursos em Pesquisa Desenvolvimento e Inovaccedilatildeo (PD amp I) conforme po-

de ser visto na Tabela 5

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 30

Conclusotildees

O tema energias renovaacuteveis estaacute presente na agenda nacional de todas

as naccedilotildees ao redor do globo como uma alternativa viaacutevel em substituiccedilatildeo agraves

fontes de energias foacutesseis como petroacuteleo e carvatildeo Especialistas acreditam

que o processamento da biomassa como fonte de energia combustiacuteveis e

produtos quiacutemicos possa se constituir em uma induacutestria-chave neste seacuteculo

criando assim um novo paradigma industrial Novas tecnologias baseadas

no uso de toda a planta e na integraccedilatildeo de processos tradicionais e novos

deveratildeo ser necessaacuterios

Tabela 5 Investimentos do governo brasileiro em PDampI no aproveitamento

de biomassas desde 2005 (PEREIRA JR 2008)

Instituiccedilatildeo Valor

(Milhotildees R$) Observaccedilotildees

Governo Federal

SIBRATEC 4500 Formaccedilatildeo de redes temaacuteticas para o de-senvolvimento de tecnologias inovadoras incluindo energia renovaacutevel

CNPqMCT 4180 Especiacutefico para biomassabioenergias

15780 Geral incluindo biomassa

FINEP 45000

Apoiar o desenvolvimento de produtos serviccedilos e processos inovadores em em-presas brasileiras atraveacutes de subvenccedilatildeo econocircmica incluindo biocombustiacuteveis

Fundaccedilotildees Estaduais

FAPESP 14800 Projetos especiacuteficos para biomassas e biocombustiacuteveis

FAPEMIG 1095 Biomassas agroenergia

TOTAL R$ 855 milhotildees

Economia e Energia ndash eampe 31

O Brasil encontra-se entre os paiacuteses-alvo para o desenvolvimento de

tais tecnologias devido a sua grande biodiversidade existente e aos conheci-

mentos adquiridos ao longo das uacuteltimas deacutecadas em especial devido a pro-

duccedilatildeo de etanol a partir da cana-de-accediluacutecar

Neste contexto de inovaccedilatildeo uma nova oportunidade de aproveitamento

de biomassa se vislumbra no paiacutes o uso da biomassa lignoceluloacutesica prove-

niente dos resiacuteduos agriacutecolas em especial da induacutestria da cana para produ-

ccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo dentro do contexto das biorrefinarias explorado

neste artigo

Foi observado que iniciativas governamentais estatildeo sendo tomadas de

modo a estabelecer um ambiente adequado para o desenvolvimento de no-

vos produtos e processos No entanto desafios de natureza tecnoloacutegica e

comercial precisam ser vencidos para fazer com que o Brasil mantenha sua

posiccedilatildeo de destaque no agronegoacutecio mundial e produza produtos de maior

valor agregado contribuindo assim para o desenvolvimento da bio-economia

e aproveitando esta janela de oportunidade de aumentar seu crescimento

econocircmico de modo sustentaacutevel

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Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 32

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Paulo Cetesb

Economia e Energia ndash eampe 33

Ensaio

Gripe americana e resfriado no Brasil

Nos fizeram acreditar que um resfriado americano representa certa-

mente uma gripe ou pneumonia por aqui ou seja as crises nos EUA tecircm

resultados imediatos e mais radicais aqui do que laacute Nessa eacutepoca de gripe

americana eacute uacutetil discutir a veracidade histoacuterica dessa afirmaccedilatildeo porque o

simples fato de se acreditar nela jaacute provoca efeitos negativos em nossa eco-

nomia

Celso Furtado ao contraacuterio da crenccedila corrente assinalava que as cri-

ses na economia americana foram sentidas aqui no curto prazo mas de

modo geral acabaram sendo beneacuteficas para a economia brasileira no meacutedio

prazo Ele mostrou em seu livro ldquoO Capitalismo Globalrdquo que a crise de 1929

e 1930 nos EUA produziam jaacute em 1932 um notaacutevel ressurgimento interno

baseado no mercado nacional

A tentativa de encontrar uma correlaccedilatildeo entre as taxas de crescimento

americanas e as brasileiras no periacuteodo 1930 a 2010 (Figura 1) natildeo conduz a

um resultado convincente A situaccedilatildeo natildeo muda introduzindo uma defasagem

de um ou dois anos da variaccedilatildeo do PIB no Brasil em relaccedilatildeo agrave americana

Figura 1 A correlaccedilatildeo entre crescimento no Brasil e nos EUA parece ser

pouco significativa no periacuteodo 1930 a 2010 Dados Ipeadatagovbr

Elaboraccedilatildeo proacutepria

y = 00744x + 47262Rsup2 = 00083

-10

-5

0

5

10

15

-15 -10 -5 0 5 10 15 20 25

Cre

scim

en

to d

o P

IB n

os

EUA

an

o

Crescimento do PIB no Brasil ano

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 34

Figura 2 Variaccedilatildeo do PIB dos EUA e Brasil valores anuais e meacutedia moacutevel

de trecircs anos em azul estatildeo assinalados os periacuteodos em que as economias

parecem estar na mesma fase (variaccedilotildees no mesmo sentido) e

em amarelo os periacuteodos em fase inversa (variaccedilotildees em sentido contraacuterio)

Elaboraccedilatildeo proacutepria

Eacute possiacutevel separar ao longo desses oitenta anos periacuteodos em que os

altos e baixos da taxa de crescimento econocircmico dos EUA e do Brasil estatildeo

na mesma fase do ciclo e outros em que o que aconteceu nos dois paiacuteses

tem sinal inverso Em uma anaacutelise preliminar (Figura 2) pode-se dizer que

os periacuteodos em que estiveram em fase inversa superam os que estiveram

na mesma fase

Pode-se verificar que no periacuteodo a que aludia Celso Furtado (crise de

trinta) as economias dos dois paiacuteses parecem em mesma fase Nota-se no

entanto que a retomada do crescimento no Brasil precedeu agrave americana

como dissera Celso Furtado que ademais se referia tambeacutem a mudanccedilas

qualitativas mais de desenvolvimento que de crescimento que vieram com

a maior atenccedilatildeo no Paiacutes ao consumo interno Em um segundo periacuteodo que

vai da Segunda Guerra Mundial ateacute 1970 as economias de Brasil e EUA

estiveram em fase inversa

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

1920

1930

1940

1950

1960

1970

1980

1990

2000

2010

Var

iaccedilatilde

o a

nu

al d

o P

IB

()

EUA

EUA 3

Brasil

Brasil 3

fase inversa fase inversaem fase em fase

Economia e Energia ndash eampe 35

Em uma terceira fase de 1987 a 1995 a teoria do resfriado americano

funcionou nas crises das mudanccedilas para as deacutecadas de oitenta e noventa

(repercussotildees simultacircneas e maiores em nossa economia) e na retomada

do meio da deacutecada de oitenta Cabe lembrar que os episoacutedios dessas crises

marcaram a alta de juros e falecircncia mexicana (1982) e crises de hiperinfla-

ccedilatildeo em paiacuteses como a Argentina que estavam muito mais proacuteximos de nos-

sa realidade

Nos uacuteltimos quinze anos estivemos em fase inversa com os EUA em

1998 eles estavam no auge da era Clinton e o Brasil passando por um fosso

em sua taxa de crescimento anual Depois comeccedilaram a experimentar que-

da no seu crescimento enquanto a economia brasileira tinha as taxas de

crescimento em elevaccedilatildeo

Na Figura 3 buscou-se a correlaccedilatildeo linear entre as variaccedilotildees do PIB

nos periacuteodos assinalados na Figura 2 e os resultados confirmam a avalia-

y = 03893x + 43207Rsup2 = 07113

-2

0

2

4

6

8

10

-20 -10 0 10 20

19301937 y = -0311x + 75908Rsup2 = 0314

0

2

4

6

8

10

12

-10 0 10 20

19381970

y = 18054x - 32349Rsup2 = 04684

-20

-10

00

10

20

30

40

50

60

00 10 20 30 40

19871995y = -0362x + 40064

Rsup2 = 02656

00

10

20

30

40

50

60

-20 00 20 40 60

19952010

Figura 3 Comportamento dos crescimentos dos PIB americano (na vertical)

e brasileiro (na horizontal) para os intervalos de tempo assinalados na figura

anterior

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 36

ccedilatildeo qualitativa Ou seja nos periacuteodos em fase existe uma correlaccedilatildeo positi-

va entre os crescimentos americano e brasileiro nos periacuteodos assinalados

com amarelo a relaccedilatildeo eacute negativa

A mudanccedila de intensidade e sentido da correlaccedilatildeo nos faz pensar que

a possiacutevel dependecircncia entre o crescimento brasileiro e o americano natildeo eacute

direta eacute muito mais complexa e para fazer sentido deve ser estudada por

periacuteodos histoacutericos O que se conclui eacute que a ldquoteoria do resfriadordquo natildeo expli-

ca o passado mesmo quando ainda eacuteramos muito mais dependentes dos

EUA

No final de 2008 configurou-se uma crise nos EUA que teve reflexo no

ano seguinte no Brasil que registrou uma queda no PIB de 06 O consu-

mo no entanto cresceu no ano 24 Em 2010 o ldquopibatildeordquo de 75 fez com

que no seu conjunto os anos de 2009 e 2010 possam ser considerados

como anos normais O consumo cresceu na meacutedia 45 mais que na meacute-

dia do periacuteodo Lula (40) Jaacute o PIB cresceu 33 um pouco abaixo da meacute-

dia tambeacutem de 40 ao ano do governo passado Os dados vecircm das Con-

tas Nacionais Trimestrais do IBGE A defasagem entre o crescimento da

produccedilatildeo e do consumo foi praticamente coberta com importaccedilotildees e menor

investimento Ou seja a queda do PIB em 2009 se deveu a nosso ver a

uma reduccedilatildeo exagerada da oferta pelo setor produtivo em virtude de uma

leitura equivocada do efeito da crise americana sobre a economia brasileira

O crescimento nos dois anos poacutes-crise nos EUA foi normal passou a

primeira ldquomarolardquo E agora Entraremos na mesma fase de ciclo dos EUA

Page 16: Economia e Energia · população ou na superfície mundial: foi o fato de serem os “vencedores” da 2ª Guerra Mundial. Num primeiro momento, somente os EUA possuíam ar-0 10.000

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 16

abundacircncia (v) diversidade de clima e (vi) pioneirismo na produccedilatildeo de bio-

combustiacutevel etanol (CGEE 2010) O paiacutes reuacutene ainda condiccedilotildees para ser o

principal receptor de recursos de investimentos oriundos do mercado de car-

bono no segmento de produccedilatildeo e uso de bioenergia

Hoje o Brasil desfruta de uma posiccedilatildeo confortaacutevel com relaccedilatildeo agrave tecno-

logia da produccedilatildeo de etanol Neste setor o Brasil eacute liacuteder mundial na produ-

ccedilatildeo de cana-de-accediluacutecar etanol e accediluacutecar com 5727 milhotildees de toneladas

277 bilhotildees de litros e 313 milhotildees de toneladas respectivamente na safra

de 20082009 (CORTEZ 2010)

Em meacutedia 50 da cana colhida eacute destinada agrave produccedilatildeo de aacutelcool e os

demais 50 satildeo destinados agrave produccedilatildeo de accediluacutecar Cerca de 23 do accediluacutecar

produzido eacute destinado ao mercado externo enquanto que o restante atende

ao mercado interno Quanto a produccedilatildeo de aacutelcool cerca de 85 eacute direcio-

nado ao mercado interno sendo que destes 90 satildeo destinados ao seu

uso como carburante e o restante atender ao mercado externo (BASTOS

2007)

Entretanto para preservar essa posiccedilatildeo num cenaacuterio competitivo em

que outros players estatildeo interessados em se desenvolver com pesados in-

vestimentos em Pesquisa amp Desenvolvimento (PampD) o Brasil precisa manter

investimentos compatiacuteveis na geraccedilatildeo de novas tecnologias e formaccedilatildeo de

competecircncias (BUCKERIDEG et al 2010)

Atualmente a conversatildeo pela rota sucroquiacutemica de material lignoceluloacute-

sico presente na palha e no bagaccedilo da cana-de-accediluacutecar em accediluacutecares fer-

mentaacuteveis para a produccedilatildeo de etanol denominado de etanol de 2ordf geraccedilatildeo

vem sendo considerada no Brasil como uma alternativa promissora para

atender agrave demanda mundial

Assim o presente artigo tem como objetivo principal expor as iniciativas

adotadas no mundo e em especial no Brasil sobre o uso de mateacuterias-

primas lignoceluloacutesicas no contexto da biorrefinaria O enfoque seraacute dado na

plataforma sucroquiacutemica para a produccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo tendo em

vista a posiccedilatildeo de destaque neste segmento de mercado no agronegoacutecio

nacional

Economia e Energia ndash eampe 17

Conceito de Biorrefinaria

De acordo com Fernando et al (2006) o conceito de produzir produtos a

partir de commodities agriacutecolas como a biomassa natildeo eacute novo no entanto

utilizar a biomassa como insumo na produccedilatildeo de vaacuterios produtos de maneira

similar a uma refinaria de petroacuteleo onde combustiacuteveis foacutesseis satildeo usados

como input eacute relativamente novo Seu principal objetivo eacute transformar os

materiais bioloacutegicos em produtos utilizaacuteveis nas induacutestrias de transformaccedilatildeo

usando uma combinaccedilatildeo de tecnologias e processos biotecnoacutegicos

Os princiacutepios baacutesicos da refinaria de petroacuteleo tradicional e a biorrefinaria

satildeo representados esquematicamente na Figura 1 Uma refinaria de petroacuteleo

fornece principalmente combustiacuteveis para transportes e energia e somente

uma fraccedilatildeo relativamente pequena eacute usada na induacutestria quiacutemica Em uma

biorrefinaria uma quantidade relativamente maior eacute usada para a quiacutemica e

a utilizaccedilatildeo de materiais De acordo com Kamm et al (2006) os bioprodutos

industriais soacute podem competir com aqueles oriundos da petroquiacutemica quan-

do os recursos de biomassa satildeo processadas atraveacutes de sistemas de forma

otimizada nos sistemas das biorrefinarias onde novas cadeias de valor satildeo

desenvolvidas e implementadas

Figura 1 Refinaria de petroacuteleo versus biorrefinaria

(KAMM et al 2006)

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 18

Em seus estudos Ree amp Annevelink (2007) apontam a existecircncia de

sete tipos de biorefinarias que ainda estatildeo na fase de pesquisa e desenvol-

vimento (i) Biorrefinarias Convencionais (ii) Biorrefinarias Verdes (iii) Biore-

finarias de Cereais (iv) Biorrefinarias de Material Lignoceluloacutesico (v) Biorre-

finarias de Duas Plataformas (vi) Biorrefinarias Termoquiacutemicas e (vii) Bior-

refinarias Aquaacuteticas

Biorrefinaria de Materiais Lignoceluloacutesicos

A biorefinaria a partir de materiais lignoceluloacutesicos usa um mix de fon-

tes de biomassa para a produccedilatildeo de uma seacuterie de produtos por meio de u-

ma combinaccedilatildeo de tecnologias Tal biorefinaria consiste de trecircs fraccedilotildees quiacute-

micas baacutesicas (a) hemicelulose poliacutemeros de accediluacutecar com cinco carbonos

(b) celulose poliacutemeros de glucose com seis carbonos e (c) lignina poliacuteme-

ros de fenol (FERNANDO et al 2006) A Figura 2 apresenta os produtos que

podem ser obtidos a partir destas fraccedilotildees quiacutemicas

Figura 2 Produtos potenciais obtidos na Biorrefinaria de Material Lignocelu-

loacutesico (KAMM et al 2006)

Economia e Energia ndash eampe 19

Segundo Pereira Juacutenior et al (2008) a utilizaccedilatildeo de biomassa lignoce-

luloacutesica dentro do contexto da biorrefinaria eacute fundamentada em duas plata-

formas distintas conforme o conceito de Biorrefinarias de Duas Plataformas

ilustrado na Figura 3 que visam fornecer ldquoblocos de construccedilatildeordquo para obter

uma variedade de produtos

A plataforma termoquiacutemica eacute baseada em processos de conversatildeo ter-

moquiacutemica pela reaccedilatildeo de mateacuteria-prima em altas temperaturas com uma

quantidade de oxigecircnio controlada (gaseificaccedilatildeo) para produzir gaacutes de siacutente-

se (CO + H2) ou na ausecircncia de oxigecircnio (piroacutelise) para produzir bio-oacuteleo

que depois de um processo de hidrodeoxigenaccedilatildeo produz uma mistura liacutequi-

da de hidrocarbonetos similar agravequeles presentes no petroacuteleo

Figura 3 Conceito da Biorrefinaria de Duas Plataformas

(KAMM et al 2006)

A plataforma de accediluacutecar tambeacutem conhecida como sucroquiacutemica objeto

de estudo do artigo eacute baseada em processos de conversatildeo quiacutemica e bio-

quiacutemica de accediluacutecares extraiacutedos da biomassa mediante uma separaccedilatildeo de

seus componentes principais Para isto o preacute-tratamento eacute essencial visan-

do a desorganizaccedilatildeo do complexo lignoceluloacutesico e como consequumlecircncia au-

mento da acessibilidade das enzimas agraves moleacuteculas de celulose (PEREIRA

JR et al 2008)

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 20

O preacute-tratamento que consiste em submeter o material lignoceluloacutesico

a uma seacuterie de operaccedilotildees visa promover a quebra das ligaccedilotildees que unem

as macroestruturas Tais operaccedilotildees satildeo responsaacuteveis pela adequaccedilatildeo da

mateacuteria-prima como por exemplo o bagaccedilo da cana-de-accediluacutecar agraves condi-

ccedilotildees de transformaccedilatildeo por parte dos micro-organismos Estas podem ser

classificadas como fiacutesicas fiacutesico-quiacutemicas quiacutemicas e bioloacutegicas conforme

o agente que atua na alteraccedilatildeo estrutural (SCHLITTLER 2006) A Figura 4

mostra um esquema simplificado para a separaccedilatildeo dos principais compo-

nentes dos materiais lignoceluloacutesicos

Figura 4 Separaccedilatildeo dos componentes lignoceluloacutesicos

(PEREIRA JR et al 2008)

Pereira Jr (2006) observa que a decisatildeo de usar um ou outro processo

de hidroacutelise depende tambeacutem do tipo de material lignoceluloacutesico empregado

Na hidroacutelise da hemicelulose (que ocorre em condiccedilotildees mais brandas do

que no caso da celulose) a estrateacutegia tem sido a utilizaccedilatildeo de aacutecido sulfuacuteri-

co diluiacutedo No caso da celulose como a hidroacutelise quiacutemica requer condiccedilotildees

de alta severidade (elevadas temperaturas grandes tempos de exposiccedilatildeo e

altas concentraccedilotildees de aacutecido) pela maior resistecircncia ao ataque hidroliacutetico o

uso da hidroacutelise enzimaacutetica seria mais indicado (pela ausecircncia de condiccedilotildees

severas) tal estrateacutegia tecnoloacutegica difere da concepccedilatildeo de processos anti-

gos em que se buscava a hidroacutelise quiacutemica conjunta da celulose e da hemi-

celulose pois satildeo polissacariacutedeos com diferentes suscetibilidades ao ataque

hidroliacutetico

Economia e Energia ndash eampe 21

A hidroacutelise total da celulose gera apenas glicose que pode ser converti-

da a uma seacuterie de substacircncias quiacutemicas e bioquiacutemicas conforme ilustrado

na Figura 2 com destaque para a sua conversatildeo bioloacutegica a etanol dito de

2ordf geraccedilatildeo por ser obtido a partir de materiais lignoceluloacutesicos

Esta nova plataforma tecnoloacutegica pode revolucionar segmentos industri-

ais como no caso do Brasil que gera uma grande quantidade de resiacuteduos

como o bagaccedilo da cana-de-accediluacutecar no entanto a utilizaccedilatildeo efetiva dos ma-

teriais lignoceluloacutesicos em processos microbioloacutegicos esbarra em dois obstaacute-

culos principais a estrutura cristalina da celulose altamente resistente agrave

hidrolise e a associaccedilatildeo lignina-celulose que forma uma barreira fisica que

impede o acesso enzimaacutetico ou microbioloacutegico ao substrato (CGEE 2010)

Adicionalmente a hidroacutelise acida da celulose apresenta o inconveniente de

requerer o emprego de elevadas temperatura e pressatildeo levando agrave destrui-

ccedilatildeo de parte dos carboidratos e agrave obtenccedilatildeo de produtos de degradaccedilatildeo toacutexi-

cos aos microrganismos A sacarificaccedilatildeo enzimaacutetica por sua vez requer o

emprego de preacute-tratamentos fiacutesicos (moagem aquecimento irradiaccedilatildeo) ou

quiacutemicos (acido sulfuacuterico acido fosfoacuterico aacutelcalis) para atingir rendimentos

viaacuteveis

Potencial Brasileiro para geraccedilatildeo de mateacuteria-prima lignoceluloacutesica

Tendo em vista a vasta biodiversidade encontrada em seu territoacuterio o

Brasil dispotildee de uma grande variedade de resiacuteduos agriacutecolas e agroindustri-

ais cujo bioprocessamento desperta um grande interesse econocircmico e soci-

al Dentre estes exemplos figuram os resiacuteduos derivados de atividades tais

como as induacutestrias de papel e celulose (sepilho maravalhas e cavacos des-

classificados de eucalipto e pinus) serrarias (serragem) usinas de accediluacutecar e

aacutelcool (bagaccedilo de cana-de-accediluacutecar) e de um modo geral unidades de produ-

ccedilatildeo agriacutecola geradoras de resiacuteduos de culturas como a palha de cereais de

milho de trigo sabugo de milho cascas de arroz e de aveia dentre outros

(RAMOS 2000)

No Brasil a quantidade de resiacuteduos lignoceluloacutesicos gerada anualmen-

te eacute de aproximadamente 350 milhotildees de toneladas (PEREIRA JR 2007)

Considerando que uma das principais fontes de materiais lignoceluloacutesicos eacute

o setor sucroalcoleiro e adotando o teor de celulose hemicelulose e lignina

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 22

no bagaccedilo como paracircmetro de comparaccedilatildeo[1]

chega-se a quantidade poten-

cial respectivamente de 1645 9625 e 7105 milhotildees de toneladas que po-

dem ser obtidas a partir de resiacuteduos lignoceluloacutesicos no Brasil

Metodologia

Este trabalho tem como objetivo apresentar as iniciativas tomadas no

mundo e especialmente no Brasil com relaccedilatildeo ao uso de mateacuterias-primas

no contexto de biorrefinaria de materiais lignoceluloacutesicos O enfoque seraacute

dado na plataforma sucroquiacutemica para a produccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo

tendo em vista a posiccedilatildeo de destaque neste segmento de mercado no agro-

negoacutecio nacional A metodologia adotada neste estudo exploratoacuterio foi base-

ada na literatura e em documentos obtidos a partir de uma pesquisa de in-

formaccedilotildees disponibilizadas na literatura Para atingir o objetivo a informaccedilatildeo

eacute apresentada de modo a fornecer um panorama dos esforccedilos mundiais e

brasileiro em pesquisa para o desenvolvimento de novas tecnologias relacio-

nadas agrave obtenccedilatildeo do etanol de segunda geraccedilatildeo

Resultados

No Mundo

Apesar de atualmente natildeo existir nenhuma planta comercial para pro-

duccedilatildeo de etanol a partir de materiais lignoceluloacutesico muitas plantas-piloto e

de demonstraccedilatildeo jaacute foram desenvolvidas e diversos projetos comerciais es-

tatildeo em desenvolvimento A Tabela 1 apresenta as empresas mundiais que

vecircm empregando tecnologias para produccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo e infor-

maccedilotildees complementares

A Tabela 1 revela que a maior parte das empresas encontradas explora

o conceito de biorrefinaria de acordo com a plataforma sucroquiacutemica A mai-

oria das plantas estaacute localizada nos EUA mas paiacuteses como Canadaacute Sueacute-

cia Finlacircndia Ruacutessia e Japatildeo tambeacutem satildeo sedes de algumas iniciativas

1 - Bagaccedilo de cana eacute composto de 47 de celulose 275 de hemicelulose e 203-263 de

lignina (AGUIAR 2010)

Economia e Energia ndash eampe 23

Tabela 1 Empresas que empregam tecnologias para a produccedilatildeo de etanol

de 2ordf geraccedilatildeo e caracteriacutesticas de processo (CGEE 2010)

Empresa Paiacutes de origem

Caracteriacutesticas de processo

Localiza-ccedilatildeo

Capacidade (m

3ano)

AE Biofuels EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Montana 567

Blue Fire Ethanol

EUA Japatildeo

Hidroacutelise com aacutecido concentrado

California Izumi

12110 Natildeo deter-

minado

Chempolis Ou

Finlacircndia Hidroacutelise com aacuteci-do diluiacutedo

Oulu Natildeo deter-

minado

Iogen Canadaacute Hidroacutelise enzimaacutetica

Ontario 4000

KL Energy EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Wyoming 5680

Lignol E-nergy

Canadaacute Preacute-tratamento Organosolv

Vancou-ver

2500

Mascoma EUA Natildeo determinado New York 1890

Poet EUA Natildeo determinado South Dakota

75

Sekab Sueacutecia Hidroacutelise enzimaacutetica

Natildeo de-terminado

Natildeo determinado

STI Finlacircndia Natildeo determinado

Lappeen-ranta Hamina Narpio

1000 1000 1000

St Peters-burgo State Forest-Technical Academy

Ruacutessia Hidroacutelise com aacuteci-do diluiacutedo

13 unida-des no paiacutes

Natildeo determinado

Sun Opra Canadaacute Hidroacutelise enzimaacutetica

China Natildeo

determinado

University of Florida

EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Florida 7570

Verenium EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Lousiana Japan

5300 4920

A Tabela 2 mostra os projetos aprovados pelo Departmento de Energia

dos EUA (US DOE) para a construccedilatildeo de pequenas biorrefinarias no paiacutes

ao final de 2008

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 24

Tabela 2 Projetos aprovados pelo US DOE para a construccedilatildeo de pequenas

biorrefinarias nos EUA (US DOE 2009 apud CGEE 2010)

Empresa Custo Total

106 US$

Participaccedilatildeo US DOE 106 US$

Capacidade anual de produccedilatildeo

Localizaccedilatildeo Mateacuterias-primas Tecnologia

Verenium 9135 760 1500000 Jennings LA

Bagaccedilo cereais desperdiacutecios agriacutecolas resiacute-duos de madeira

Rota bioquiacutemica

Flambeau LIc

840 300 6000000 Park Falls WI Resiacuteduos flores-tais

BTL

ICM 860 300 1500000 St Joseph MO

Gramiacuteneas sorgo forrageiro palha

Rota bioquiacutemica

Lignol Innovations

880 300 2500000 Commerce City CO

Biomassa da madeira resiacute-duos agriacutecolas

Rota bioquiacutemica Organosolv

Pacific Ethanol

730 2434 2700000 Boardman OR

Palha de trigo palha resiacuteduos de aacutelamo

Biogasolina (EtOH biogas combustiacuteveis soacutelidos)

New Page 836 300 5500000 Wisconsin WI Biomassa da madeira ndash resiacute-duos das usinas

BTL

Rse Pulp 900 300 2200000 Old Town Maine

Lascas de ma-deira

Rota bioquiacutemica

Econfin LIc 770 300 1300000 Washington Country KY

Espigas de milho

Rota bioquiacutemica (fermentaccedilatildeo em estado soacuteli-do)

Mascoma 1350 250 2000000 Monroe TN Gramiacuteneas e madeirs

Rota bioquiacutemica

Total 8080 3053 252 M galotildees =

954 M litros

Economia e Energia ndash eampe 25

A Tabela 2 aponta uma tendecircncia para a implementaccedilatildeo da plataforma

bioquiacutemica havendo ainda iniciativas de tecnologias termoquiacutemicas como

BTL (biomass-to-liquid)

Cabe destacar ainda que foi implementado o Programa de Biomassa do

Departamento de Energia para criar nos Estados Unidos uma nova induacutestria

ndash a induacutestria da biomassa ou bioinduacutestria ndash consolidada com a instalaccedilatildeo

de biorrefinarias capazes de transformar vaacuterios tipos de biomassa a preccedilos

competitivos em relaccedilatildeo agraves atuais fontes foacutesseis em combustiacuteveis produtos

quiacutemicos eletricidade e calor As biorrefinarias e o uso da biomassa celuloacutesi-

ca emergem como fundamentais para alcanccedilar as metas de produccedilatildeo

consumo de etanol em funccedilatildeo das limitaccedilotildees das fontes atualmente empre-

gadas (BASTOS 2007)

Neste contexto o paiacutes pretende investir US$ 385 milhotildees em seis bior-

refinarias de etanol celuloacutesico capazes de produzir 480 milhotildees de litros de

etanol celuloacutesico por ano como parte do plano do governo norte-americano

e tornar o etanol celuloacutesico competitivo em 2012 a fim de reduzir o consumo

de gasolina nos EUA nos proacuteximos 20 anos A Tabela 3 apresenta os seis

projetos selecionados pelo Departamento de Energia Americana (US DOE)

Tabela 3 Investimentos do DOE em projetos de produccedilatildeo de etanol

celuloacutesico nos EUA 2007-2010 (BARROS 2007)

Empresa Localizaccedilatildeo

da planta Mateacuteria-prima

Capacidade (milhotildees de litrosano)

Investimentos (milhotildees US$)

Abegoa Bioe-nergy Corp

Kansas Sabugo de milho

resiacuteduos de trigo etc 431 76

ALICO Inc Floacuterida Resiacuteduos de vegetais

diversos 526 33

BlueFire Ethanol Inc

Califoacuternia Resiacuteduos vegetais e

de madeira 719 40

Broin Companies of Sioux Falls

Iowa Resiacuteduos de milho 94 80

Iogen Biorefinery Partners

Idaho Resiacuteduos agriacutecolas 68 80

Range Fuels Geoacutergia Resiacuteduos de

madeira 151 76

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 26

No Brasil

Uma das empresas brasileiras que mais investem em PampD sobre bior-

refinarias em especial a partir de resiacuteduos da cana-de-accediluacutecar eacute a Petrobras

SA que eacute uma empresa estatal brasileira de economia mista que opera

em 27 paises no segmento de energia prioritariamente nas aacutereas de explo-

raccedilatildeo produccedilatildeo refino comercializaccedilatildeo e transporte de petroacuteleo e seus

derivados no Brasil e no exterior (PETROBRAS 2011)

Segundo Baratelli Junior (2007) a estrateacutegia competitiva da empresa eacute

expandir a participaccedilatildeo no mercado de biocombustiacuteveis liderando a produ-

ccedilatildeo nacional de biodiesel e ampliando a participaccedilatildeo no negoacutecio de etanol

A Tabela 4 apresenta as rotas para produccedilatildeo de biocombustiacuteveis e o estaacutegio

do esforccedilo tecnoloacutegico empreendido pela PetrobrasCENPES para o desen-

volvimento das tecnologias

A Tabela 4 aponta que os biocombustiacuteveis que demandam um esforccedilo

tecnoloacutegico elevado por parte da petrobras satildeo de segunda geraccedilatildeo o eta-

nol de celulose e os combustiacuteveis de piroacutelise e de gaacutes de siacutentese ndash BTL que

por sua vez utilizam como fonte de biomassa mateacuterias de origem celuloacutesica

ndash mateacuteria-prima para as biorrefinarias lignoceluloacutesicas

Com o projeto de desenvolvimento do bioetanol (etanol de lignocelulo-

se) ndash um biocombustiacutevel produzido a partir de resiacuteduos agroindustriais ndash a

Petrobras entra na produccedilatildeo dos chamados biocombustiacuteveis de segunda

geraccedilatildeo (PETROBRAS 2008)

Depois da etapa de testes em laboratoacuterio o projeto de produccedilatildeo de bio-

etanol passa para a fase de testes em escala piloto por meio de uma unida-

de experimental instalada no CENPES Desenvolvida em parceria com a

empresa brasileira Albrecht a planta piloto de etanol de lignocelulose locali-

zada no Centro de Pesquisas da Petrobras (CENPES) eacute uacutenica no Brasil

utilizando a tecnologia enzimaacutetica Para a produccedilatildeo de etanol a partir de re-

siacuteduos agroindustriais a planta utiliza um processo de quebra de moleacuteculas

com accedilatildeo de enzimas O projeto foi desenvolvido pela Petrobras em parceria

com a Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) e outras universida-

des brasileiras

Economia e Energia ndash eampe 27

Qualquer rejeito vegetal pode ser utilizado como fonte de biomassa na

planta experimental mas o sistema estaacute ajustado ao bagaccedilo de cana-de-

accediluacutecar por ser o resiacuteduo agroindustrial mais expressivo no paiacutes Outra ma-

teacuteria prima que seraacute utilizada nos testes eacute a torta de mamona resiacuteduo amilaacute-

ceo do processo de produccedilatildeo do biodiesel a partir de mamona

Combustiacutevel FonteBiomassa Estaacutegio da Tecnologia

Esforccedilo tecno-loacutegico da

Petrobras

Primeira geraccedilatildeo

Etanol de gratildeos e

cana-de-accediluacutecar

Cana de accediluacutecar trigo

milho beterraba Comercial meacutedio

Biodiesel Oacuteleos vegetais

e gorduras Comercial alto

Diesel verde

(hidrotratamento)

Oacuteleos vegetais gordu-

ras e petroacuteleo

Rumo a comercial no

Brasil e Europa alto

Butanol Milho sorgo trigo e

cana-de-accediluacutecar

Projeto BP and Dupont

para produzir monitoramento

Segunda geraccedilatildeo

Etanol celuloacutesico

Resiacuteduos agriacutecolas lascas de

madeira e grama

Projeto IOGEN anuncia

planta comercial alto

Combustiacuteveis da

Piroacutelise (bio-oacuteleo)

Qualquer biomassa

celuloacutesica

Projeto BIOCOUP ndash consoacutercio europeu de 16 empresas desde

2006 ateacute 2011 meacutedio

Combustiacuteveis de Gaacutes de

Siacutentese - BTL

Qualquer biomassa

celuloacutesica

Demonstrado em larga

escala com foacutesseis

Projeto CHOREN para biomassa

anuncia planta comercial

alto

Futuro

Diesel de algas Microalgas cultivadas Escala de laboratoacuterio

em Universidades baixo

Hidrocarbonetos de

biomassa Carbohidratos

Escala de laboratoacuterio

em Universidades prospecccedilatildeo

Tabela 4 Esforccedilo tecnoloacutegico das rotas para produccedilatildeo de biocombustiacuteveis

da Petrobras (Adaptado de BARATELLI JR 2007)

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 28

A planta experimental eacute capaz de produzir cerca de 220 litros de etanol

por tonelada de bagaccedilo de cana-de-accediluacutecar Nesta etapa do projeto de pes-

quisa os pesquisadores trabalham na otimizaccedilatildeo deste processo de produ-

ccedilatildeo e tecircm como objetivo alcanccedilar a marca de 280 litros por tonelada de ba-

gaccedilo no mesmo equipamento Como resultado desta pesquisa a Petrobras

jaacute fez o depoacutesito de dois pedidos de patentes (BR 0605017-4 e BR 0505299-

8) junto ao INPI

A planta-piloto de bioetanol de lignocelulose coloca a Petrobras na posi-

ccedilatildeo de vanguarda em relaccedilatildeo aos biocombustiacuteveis de segunda geraccedilatildeo

aqueles produzidos a partir de resiacuteduos agroindustriais e que natildeo competem

com a produccedilatildeo agriacutecola voltada para alimentos A utilizaccedilatildeo de resiacuteduos

como o bagaccedilo de cana-de-accediluacutecar pode aumentar substancialmente a pro-

duccedilatildeo de etanol sem aumentar a aacuterea plantada elevando a produtividade do

processo jaacute existente pelo aproveitamento de seus resiacuteduos

Desta forma a produccedilatildeo de biocombustiacuteveis em futuro proacuteximo tam-

beacutem poderaacute ser complementar agrave produccedilatildeo de alimentos A Petrobras prevecirc

que em 2010 seraacute construiacuteda uma planta semi-industrial de bioetanol A Fi-

gura 6 apresenta uma ilustraccedilatildeo da rota tecnoloacutegica adotada pela petrobras

para produccedilatildeo do bioetanol lignoceluloacutesico

Figura 6 Rota Tecnoloacutegica adotada pela Petrobras para produccedilatildeo do bioe-

tanol lignoceluloacutesico (BARATELLI JR 2007)

Economia e Energia ndash eampe 29

O processo de fabricaccedilatildeo de etanol a partir de resiacuteduos vegetais eacute divi-

dido em quatro etapas Na primeira etapa haacute o preacute-tratamento do bagaccedilo de

cana sendo adotado o processo de hidroacutelise aacutecida branda onde no reator o

resiacuteduo eacute submetido agrave quebra da estrutura cristalina da fibra do bagaccedilo de

cana e a recuperaccedilatildeo de accediluacutecares mais faacuteceis de hidrolisar

Em seguida vem a etapa de deslignificaccedilatildeo do soacutelido rico em celulose

Eacute retirada a lignina complexo que daacute resistecircncia a fibra e protege a celulose

da accedilatildeo de microorganismos poreacutem apresenta grande inibiccedilatildeo ao processo

fermentativo

Na terceira fase o liacutequido proveniente do preacute-tratamento aacutecido rico em

accediluacutecares eacute fermentado pela levedura Pichia stipitis adaptada para ser utili-

zada nesta fermentaccedilatildeo

O soacutelido proveniente da etapa de deslignificaccedilatildeo rico em celulose tam-

beacutem eacute tratado ele passa por um processo de sacarificaccedilatildeo (transformaccedilatildeo

em accediluacutecares) por meio de enzimas e eacute fermentado pela levedura

Sacharomyces cerevisiae o mesmo fungo utilizado na fabricaccedilatildeo de patildees A

Petrobras ainda estuda as enzimas mais eficazes para este processo de

fabricaccedilatildeo testando enzimas disponiacuteveis no mercado e pesquisando novos

preparados enzimaacuteticos

Na etapa final ambos os liacutequidos provenientes das diferentes fermenta-

ccedilotildees satildeo destilados O produto desta destilaccedilatildeo eacute o etanol que possui as

mesmas caracteriacutesticas daquele fabricado a partir da cana em processo in-

dustrial

Cabe destacar que a accedilatildeo do governo brasileiro natildeo fica restrita a sua

participaccedilatildeo na Petrobras considerando a importacircncia que o tema energias

renovaacuteveis possui na poliacutetica nacional O governo do Brasil investe ainda

recursos em Pesquisa Desenvolvimento e Inovaccedilatildeo (PD amp I) conforme po-

de ser visto na Tabela 5

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 30

Conclusotildees

O tema energias renovaacuteveis estaacute presente na agenda nacional de todas

as naccedilotildees ao redor do globo como uma alternativa viaacutevel em substituiccedilatildeo agraves

fontes de energias foacutesseis como petroacuteleo e carvatildeo Especialistas acreditam

que o processamento da biomassa como fonte de energia combustiacuteveis e

produtos quiacutemicos possa se constituir em uma induacutestria-chave neste seacuteculo

criando assim um novo paradigma industrial Novas tecnologias baseadas

no uso de toda a planta e na integraccedilatildeo de processos tradicionais e novos

deveratildeo ser necessaacuterios

Tabela 5 Investimentos do governo brasileiro em PDampI no aproveitamento

de biomassas desde 2005 (PEREIRA JR 2008)

Instituiccedilatildeo Valor

(Milhotildees R$) Observaccedilotildees

Governo Federal

SIBRATEC 4500 Formaccedilatildeo de redes temaacuteticas para o de-senvolvimento de tecnologias inovadoras incluindo energia renovaacutevel

CNPqMCT 4180 Especiacutefico para biomassabioenergias

15780 Geral incluindo biomassa

FINEP 45000

Apoiar o desenvolvimento de produtos serviccedilos e processos inovadores em em-presas brasileiras atraveacutes de subvenccedilatildeo econocircmica incluindo biocombustiacuteveis

Fundaccedilotildees Estaduais

FAPESP 14800 Projetos especiacuteficos para biomassas e biocombustiacuteveis

FAPEMIG 1095 Biomassas agroenergia

TOTAL R$ 855 milhotildees

Economia e Energia ndash eampe 31

O Brasil encontra-se entre os paiacuteses-alvo para o desenvolvimento de

tais tecnologias devido a sua grande biodiversidade existente e aos conheci-

mentos adquiridos ao longo das uacuteltimas deacutecadas em especial devido a pro-

duccedilatildeo de etanol a partir da cana-de-accediluacutecar

Neste contexto de inovaccedilatildeo uma nova oportunidade de aproveitamento

de biomassa se vislumbra no paiacutes o uso da biomassa lignoceluloacutesica prove-

niente dos resiacuteduos agriacutecolas em especial da induacutestria da cana para produ-

ccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo dentro do contexto das biorrefinarias explorado

neste artigo

Foi observado que iniciativas governamentais estatildeo sendo tomadas de

modo a estabelecer um ambiente adequado para o desenvolvimento de no-

vos produtos e processos No entanto desafios de natureza tecnoloacutegica e

comercial precisam ser vencidos para fazer com que o Brasil mantenha sua

posiccedilatildeo de destaque no agronegoacutecio mundial e produza produtos de maior

valor agregado contribuindo assim para o desenvolvimento da bio-economia

e aproveitando esta janela de oportunidade de aumentar seu crescimento

econocircmico de modo sustentaacutevel

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Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 32

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Paulo Cetesb

Economia e Energia ndash eampe 33

Ensaio

Gripe americana e resfriado no Brasil

Nos fizeram acreditar que um resfriado americano representa certa-

mente uma gripe ou pneumonia por aqui ou seja as crises nos EUA tecircm

resultados imediatos e mais radicais aqui do que laacute Nessa eacutepoca de gripe

americana eacute uacutetil discutir a veracidade histoacuterica dessa afirmaccedilatildeo porque o

simples fato de se acreditar nela jaacute provoca efeitos negativos em nossa eco-

nomia

Celso Furtado ao contraacuterio da crenccedila corrente assinalava que as cri-

ses na economia americana foram sentidas aqui no curto prazo mas de

modo geral acabaram sendo beneacuteficas para a economia brasileira no meacutedio

prazo Ele mostrou em seu livro ldquoO Capitalismo Globalrdquo que a crise de 1929

e 1930 nos EUA produziam jaacute em 1932 um notaacutevel ressurgimento interno

baseado no mercado nacional

A tentativa de encontrar uma correlaccedilatildeo entre as taxas de crescimento

americanas e as brasileiras no periacuteodo 1930 a 2010 (Figura 1) natildeo conduz a

um resultado convincente A situaccedilatildeo natildeo muda introduzindo uma defasagem

de um ou dois anos da variaccedilatildeo do PIB no Brasil em relaccedilatildeo agrave americana

Figura 1 A correlaccedilatildeo entre crescimento no Brasil e nos EUA parece ser

pouco significativa no periacuteodo 1930 a 2010 Dados Ipeadatagovbr

Elaboraccedilatildeo proacutepria

y = 00744x + 47262Rsup2 = 00083

-10

-5

0

5

10

15

-15 -10 -5 0 5 10 15 20 25

Cre

scim

en

to d

o P

IB n

os

EUA

an

o

Crescimento do PIB no Brasil ano

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 34

Figura 2 Variaccedilatildeo do PIB dos EUA e Brasil valores anuais e meacutedia moacutevel

de trecircs anos em azul estatildeo assinalados os periacuteodos em que as economias

parecem estar na mesma fase (variaccedilotildees no mesmo sentido) e

em amarelo os periacuteodos em fase inversa (variaccedilotildees em sentido contraacuterio)

Elaboraccedilatildeo proacutepria

Eacute possiacutevel separar ao longo desses oitenta anos periacuteodos em que os

altos e baixos da taxa de crescimento econocircmico dos EUA e do Brasil estatildeo

na mesma fase do ciclo e outros em que o que aconteceu nos dois paiacuteses

tem sinal inverso Em uma anaacutelise preliminar (Figura 2) pode-se dizer que

os periacuteodos em que estiveram em fase inversa superam os que estiveram

na mesma fase

Pode-se verificar que no periacuteodo a que aludia Celso Furtado (crise de

trinta) as economias dos dois paiacuteses parecem em mesma fase Nota-se no

entanto que a retomada do crescimento no Brasil precedeu agrave americana

como dissera Celso Furtado que ademais se referia tambeacutem a mudanccedilas

qualitativas mais de desenvolvimento que de crescimento que vieram com

a maior atenccedilatildeo no Paiacutes ao consumo interno Em um segundo periacuteodo que

vai da Segunda Guerra Mundial ateacute 1970 as economias de Brasil e EUA

estiveram em fase inversa

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

1920

1930

1940

1950

1960

1970

1980

1990

2000

2010

Var

iaccedilatilde

o a

nu

al d

o P

IB

()

EUA

EUA 3

Brasil

Brasil 3

fase inversa fase inversaem fase em fase

Economia e Energia ndash eampe 35

Em uma terceira fase de 1987 a 1995 a teoria do resfriado americano

funcionou nas crises das mudanccedilas para as deacutecadas de oitenta e noventa

(repercussotildees simultacircneas e maiores em nossa economia) e na retomada

do meio da deacutecada de oitenta Cabe lembrar que os episoacutedios dessas crises

marcaram a alta de juros e falecircncia mexicana (1982) e crises de hiperinfla-

ccedilatildeo em paiacuteses como a Argentina que estavam muito mais proacuteximos de nos-

sa realidade

Nos uacuteltimos quinze anos estivemos em fase inversa com os EUA em

1998 eles estavam no auge da era Clinton e o Brasil passando por um fosso

em sua taxa de crescimento anual Depois comeccedilaram a experimentar que-

da no seu crescimento enquanto a economia brasileira tinha as taxas de

crescimento em elevaccedilatildeo

Na Figura 3 buscou-se a correlaccedilatildeo linear entre as variaccedilotildees do PIB

nos periacuteodos assinalados na Figura 2 e os resultados confirmam a avalia-

y = 03893x + 43207Rsup2 = 07113

-2

0

2

4

6

8

10

-20 -10 0 10 20

19301937 y = -0311x + 75908Rsup2 = 0314

0

2

4

6

8

10

12

-10 0 10 20

19381970

y = 18054x - 32349Rsup2 = 04684

-20

-10

00

10

20

30

40

50

60

00 10 20 30 40

19871995y = -0362x + 40064

Rsup2 = 02656

00

10

20

30

40

50

60

-20 00 20 40 60

19952010

Figura 3 Comportamento dos crescimentos dos PIB americano (na vertical)

e brasileiro (na horizontal) para os intervalos de tempo assinalados na figura

anterior

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 36

ccedilatildeo qualitativa Ou seja nos periacuteodos em fase existe uma correlaccedilatildeo positi-

va entre os crescimentos americano e brasileiro nos periacuteodos assinalados

com amarelo a relaccedilatildeo eacute negativa

A mudanccedila de intensidade e sentido da correlaccedilatildeo nos faz pensar que

a possiacutevel dependecircncia entre o crescimento brasileiro e o americano natildeo eacute

direta eacute muito mais complexa e para fazer sentido deve ser estudada por

periacuteodos histoacutericos O que se conclui eacute que a ldquoteoria do resfriadordquo natildeo expli-

ca o passado mesmo quando ainda eacuteramos muito mais dependentes dos

EUA

No final de 2008 configurou-se uma crise nos EUA que teve reflexo no

ano seguinte no Brasil que registrou uma queda no PIB de 06 O consu-

mo no entanto cresceu no ano 24 Em 2010 o ldquopibatildeordquo de 75 fez com

que no seu conjunto os anos de 2009 e 2010 possam ser considerados

como anos normais O consumo cresceu na meacutedia 45 mais que na meacute-

dia do periacuteodo Lula (40) Jaacute o PIB cresceu 33 um pouco abaixo da meacute-

dia tambeacutem de 40 ao ano do governo passado Os dados vecircm das Con-

tas Nacionais Trimestrais do IBGE A defasagem entre o crescimento da

produccedilatildeo e do consumo foi praticamente coberta com importaccedilotildees e menor

investimento Ou seja a queda do PIB em 2009 se deveu a nosso ver a

uma reduccedilatildeo exagerada da oferta pelo setor produtivo em virtude de uma

leitura equivocada do efeito da crise americana sobre a economia brasileira

O crescimento nos dois anos poacutes-crise nos EUA foi normal passou a

primeira ldquomarolardquo E agora Entraremos na mesma fase de ciclo dos EUA

Page 17: Economia e Energia · população ou na superfície mundial: foi o fato de serem os “vencedores” da 2ª Guerra Mundial. Num primeiro momento, somente os EUA possuíam ar-0 10.000

Economia e Energia ndash eampe 17

Conceito de Biorrefinaria

De acordo com Fernando et al (2006) o conceito de produzir produtos a

partir de commodities agriacutecolas como a biomassa natildeo eacute novo no entanto

utilizar a biomassa como insumo na produccedilatildeo de vaacuterios produtos de maneira

similar a uma refinaria de petroacuteleo onde combustiacuteveis foacutesseis satildeo usados

como input eacute relativamente novo Seu principal objetivo eacute transformar os

materiais bioloacutegicos em produtos utilizaacuteveis nas induacutestrias de transformaccedilatildeo

usando uma combinaccedilatildeo de tecnologias e processos biotecnoacutegicos

Os princiacutepios baacutesicos da refinaria de petroacuteleo tradicional e a biorrefinaria

satildeo representados esquematicamente na Figura 1 Uma refinaria de petroacuteleo

fornece principalmente combustiacuteveis para transportes e energia e somente

uma fraccedilatildeo relativamente pequena eacute usada na induacutestria quiacutemica Em uma

biorrefinaria uma quantidade relativamente maior eacute usada para a quiacutemica e

a utilizaccedilatildeo de materiais De acordo com Kamm et al (2006) os bioprodutos

industriais soacute podem competir com aqueles oriundos da petroquiacutemica quan-

do os recursos de biomassa satildeo processadas atraveacutes de sistemas de forma

otimizada nos sistemas das biorrefinarias onde novas cadeias de valor satildeo

desenvolvidas e implementadas

Figura 1 Refinaria de petroacuteleo versus biorrefinaria

(KAMM et al 2006)

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 18

Em seus estudos Ree amp Annevelink (2007) apontam a existecircncia de

sete tipos de biorefinarias que ainda estatildeo na fase de pesquisa e desenvol-

vimento (i) Biorrefinarias Convencionais (ii) Biorrefinarias Verdes (iii) Biore-

finarias de Cereais (iv) Biorrefinarias de Material Lignoceluloacutesico (v) Biorre-

finarias de Duas Plataformas (vi) Biorrefinarias Termoquiacutemicas e (vii) Bior-

refinarias Aquaacuteticas

Biorrefinaria de Materiais Lignoceluloacutesicos

A biorefinaria a partir de materiais lignoceluloacutesicos usa um mix de fon-

tes de biomassa para a produccedilatildeo de uma seacuterie de produtos por meio de u-

ma combinaccedilatildeo de tecnologias Tal biorefinaria consiste de trecircs fraccedilotildees quiacute-

micas baacutesicas (a) hemicelulose poliacutemeros de accediluacutecar com cinco carbonos

(b) celulose poliacutemeros de glucose com seis carbonos e (c) lignina poliacuteme-

ros de fenol (FERNANDO et al 2006) A Figura 2 apresenta os produtos que

podem ser obtidos a partir destas fraccedilotildees quiacutemicas

Figura 2 Produtos potenciais obtidos na Biorrefinaria de Material Lignocelu-

loacutesico (KAMM et al 2006)

Economia e Energia ndash eampe 19

Segundo Pereira Juacutenior et al (2008) a utilizaccedilatildeo de biomassa lignoce-

luloacutesica dentro do contexto da biorrefinaria eacute fundamentada em duas plata-

formas distintas conforme o conceito de Biorrefinarias de Duas Plataformas

ilustrado na Figura 3 que visam fornecer ldquoblocos de construccedilatildeordquo para obter

uma variedade de produtos

A plataforma termoquiacutemica eacute baseada em processos de conversatildeo ter-

moquiacutemica pela reaccedilatildeo de mateacuteria-prima em altas temperaturas com uma

quantidade de oxigecircnio controlada (gaseificaccedilatildeo) para produzir gaacutes de siacutente-

se (CO + H2) ou na ausecircncia de oxigecircnio (piroacutelise) para produzir bio-oacuteleo

que depois de um processo de hidrodeoxigenaccedilatildeo produz uma mistura liacutequi-

da de hidrocarbonetos similar agravequeles presentes no petroacuteleo

Figura 3 Conceito da Biorrefinaria de Duas Plataformas

(KAMM et al 2006)

A plataforma de accediluacutecar tambeacutem conhecida como sucroquiacutemica objeto

de estudo do artigo eacute baseada em processos de conversatildeo quiacutemica e bio-

quiacutemica de accediluacutecares extraiacutedos da biomassa mediante uma separaccedilatildeo de

seus componentes principais Para isto o preacute-tratamento eacute essencial visan-

do a desorganizaccedilatildeo do complexo lignoceluloacutesico e como consequumlecircncia au-

mento da acessibilidade das enzimas agraves moleacuteculas de celulose (PEREIRA

JR et al 2008)

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 20

O preacute-tratamento que consiste em submeter o material lignoceluloacutesico

a uma seacuterie de operaccedilotildees visa promover a quebra das ligaccedilotildees que unem

as macroestruturas Tais operaccedilotildees satildeo responsaacuteveis pela adequaccedilatildeo da

mateacuteria-prima como por exemplo o bagaccedilo da cana-de-accediluacutecar agraves condi-

ccedilotildees de transformaccedilatildeo por parte dos micro-organismos Estas podem ser

classificadas como fiacutesicas fiacutesico-quiacutemicas quiacutemicas e bioloacutegicas conforme

o agente que atua na alteraccedilatildeo estrutural (SCHLITTLER 2006) A Figura 4

mostra um esquema simplificado para a separaccedilatildeo dos principais compo-

nentes dos materiais lignoceluloacutesicos

Figura 4 Separaccedilatildeo dos componentes lignoceluloacutesicos

(PEREIRA JR et al 2008)

Pereira Jr (2006) observa que a decisatildeo de usar um ou outro processo

de hidroacutelise depende tambeacutem do tipo de material lignoceluloacutesico empregado

Na hidroacutelise da hemicelulose (que ocorre em condiccedilotildees mais brandas do

que no caso da celulose) a estrateacutegia tem sido a utilizaccedilatildeo de aacutecido sulfuacuteri-

co diluiacutedo No caso da celulose como a hidroacutelise quiacutemica requer condiccedilotildees

de alta severidade (elevadas temperaturas grandes tempos de exposiccedilatildeo e

altas concentraccedilotildees de aacutecido) pela maior resistecircncia ao ataque hidroliacutetico o

uso da hidroacutelise enzimaacutetica seria mais indicado (pela ausecircncia de condiccedilotildees

severas) tal estrateacutegia tecnoloacutegica difere da concepccedilatildeo de processos anti-

gos em que se buscava a hidroacutelise quiacutemica conjunta da celulose e da hemi-

celulose pois satildeo polissacariacutedeos com diferentes suscetibilidades ao ataque

hidroliacutetico

Economia e Energia ndash eampe 21

A hidroacutelise total da celulose gera apenas glicose que pode ser converti-

da a uma seacuterie de substacircncias quiacutemicas e bioquiacutemicas conforme ilustrado

na Figura 2 com destaque para a sua conversatildeo bioloacutegica a etanol dito de

2ordf geraccedilatildeo por ser obtido a partir de materiais lignoceluloacutesicos

Esta nova plataforma tecnoloacutegica pode revolucionar segmentos industri-

ais como no caso do Brasil que gera uma grande quantidade de resiacuteduos

como o bagaccedilo da cana-de-accediluacutecar no entanto a utilizaccedilatildeo efetiva dos ma-

teriais lignoceluloacutesicos em processos microbioloacutegicos esbarra em dois obstaacute-

culos principais a estrutura cristalina da celulose altamente resistente agrave

hidrolise e a associaccedilatildeo lignina-celulose que forma uma barreira fisica que

impede o acesso enzimaacutetico ou microbioloacutegico ao substrato (CGEE 2010)

Adicionalmente a hidroacutelise acida da celulose apresenta o inconveniente de

requerer o emprego de elevadas temperatura e pressatildeo levando agrave destrui-

ccedilatildeo de parte dos carboidratos e agrave obtenccedilatildeo de produtos de degradaccedilatildeo toacutexi-

cos aos microrganismos A sacarificaccedilatildeo enzimaacutetica por sua vez requer o

emprego de preacute-tratamentos fiacutesicos (moagem aquecimento irradiaccedilatildeo) ou

quiacutemicos (acido sulfuacuterico acido fosfoacuterico aacutelcalis) para atingir rendimentos

viaacuteveis

Potencial Brasileiro para geraccedilatildeo de mateacuteria-prima lignoceluloacutesica

Tendo em vista a vasta biodiversidade encontrada em seu territoacuterio o

Brasil dispotildee de uma grande variedade de resiacuteduos agriacutecolas e agroindustri-

ais cujo bioprocessamento desperta um grande interesse econocircmico e soci-

al Dentre estes exemplos figuram os resiacuteduos derivados de atividades tais

como as induacutestrias de papel e celulose (sepilho maravalhas e cavacos des-

classificados de eucalipto e pinus) serrarias (serragem) usinas de accediluacutecar e

aacutelcool (bagaccedilo de cana-de-accediluacutecar) e de um modo geral unidades de produ-

ccedilatildeo agriacutecola geradoras de resiacuteduos de culturas como a palha de cereais de

milho de trigo sabugo de milho cascas de arroz e de aveia dentre outros

(RAMOS 2000)

No Brasil a quantidade de resiacuteduos lignoceluloacutesicos gerada anualmen-

te eacute de aproximadamente 350 milhotildees de toneladas (PEREIRA JR 2007)

Considerando que uma das principais fontes de materiais lignoceluloacutesicos eacute

o setor sucroalcoleiro e adotando o teor de celulose hemicelulose e lignina

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 22

no bagaccedilo como paracircmetro de comparaccedilatildeo[1]

chega-se a quantidade poten-

cial respectivamente de 1645 9625 e 7105 milhotildees de toneladas que po-

dem ser obtidas a partir de resiacuteduos lignoceluloacutesicos no Brasil

Metodologia

Este trabalho tem como objetivo apresentar as iniciativas tomadas no

mundo e especialmente no Brasil com relaccedilatildeo ao uso de mateacuterias-primas

no contexto de biorrefinaria de materiais lignoceluloacutesicos O enfoque seraacute

dado na plataforma sucroquiacutemica para a produccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo

tendo em vista a posiccedilatildeo de destaque neste segmento de mercado no agro-

negoacutecio nacional A metodologia adotada neste estudo exploratoacuterio foi base-

ada na literatura e em documentos obtidos a partir de uma pesquisa de in-

formaccedilotildees disponibilizadas na literatura Para atingir o objetivo a informaccedilatildeo

eacute apresentada de modo a fornecer um panorama dos esforccedilos mundiais e

brasileiro em pesquisa para o desenvolvimento de novas tecnologias relacio-

nadas agrave obtenccedilatildeo do etanol de segunda geraccedilatildeo

Resultados

No Mundo

Apesar de atualmente natildeo existir nenhuma planta comercial para pro-

duccedilatildeo de etanol a partir de materiais lignoceluloacutesico muitas plantas-piloto e

de demonstraccedilatildeo jaacute foram desenvolvidas e diversos projetos comerciais es-

tatildeo em desenvolvimento A Tabela 1 apresenta as empresas mundiais que

vecircm empregando tecnologias para produccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo e infor-

maccedilotildees complementares

A Tabela 1 revela que a maior parte das empresas encontradas explora

o conceito de biorrefinaria de acordo com a plataforma sucroquiacutemica A mai-

oria das plantas estaacute localizada nos EUA mas paiacuteses como Canadaacute Sueacute-

cia Finlacircndia Ruacutessia e Japatildeo tambeacutem satildeo sedes de algumas iniciativas

1 - Bagaccedilo de cana eacute composto de 47 de celulose 275 de hemicelulose e 203-263 de

lignina (AGUIAR 2010)

Economia e Energia ndash eampe 23

Tabela 1 Empresas que empregam tecnologias para a produccedilatildeo de etanol

de 2ordf geraccedilatildeo e caracteriacutesticas de processo (CGEE 2010)

Empresa Paiacutes de origem

Caracteriacutesticas de processo

Localiza-ccedilatildeo

Capacidade (m

3ano)

AE Biofuels EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Montana 567

Blue Fire Ethanol

EUA Japatildeo

Hidroacutelise com aacutecido concentrado

California Izumi

12110 Natildeo deter-

minado

Chempolis Ou

Finlacircndia Hidroacutelise com aacuteci-do diluiacutedo

Oulu Natildeo deter-

minado

Iogen Canadaacute Hidroacutelise enzimaacutetica

Ontario 4000

KL Energy EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Wyoming 5680

Lignol E-nergy

Canadaacute Preacute-tratamento Organosolv

Vancou-ver

2500

Mascoma EUA Natildeo determinado New York 1890

Poet EUA Natildeo determinado South Dakota

75

Sekab Sueacutecia Hidroacutelise enzimaacutetica

Natildeo de-terminado

Natildeo determinado

STI Finlacircndia Natildeo determinado

Lappeen-ranta Hamina Narpio

1000 1000 1000

St Peters-burgo State Forest-Technical Academy

Ruacutessia Hidroacutelise com aacuteci-do diluiacutedo

13 unida-des no paiacutes

Natildeo determinado

Sun Opra Canadaacute Hidroacutelise enzimaacutetica

China Natildeo

determinado

University of Florida

EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Florida 7570

Verenium EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Lousiana Japan

5300 4920

A Tabela 2 mostra os projetos aprovados pelo Departmento de Energia

dos EUA (US DOE) para a construccedilatildeo de pequenas biorrefinarias no paiacutes

ao final de 2008

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 24

Tabela 2 Projetos aprovados pelo US DOE para a construccedilatildeo de pequenas

biorrefinarias nos EUA (US DOE 2009 apud CGEE 2010)

Empresa Custo Total

106 US$

Participaccedilatildeo US DOE 106 US$

Capacidade anual de produccedilatildeo

Localizaccedilatildeo Mateacuterias-primas Tecnologia

Verenium 9135 760 1500000 Jennings LA

Bagaccedilo cereais desperdiacutecios agriacutecolas resiacute-duos de madeira

Rota bioquiacutemica

Flambeau LIc

840 300 6000000 Park Falls WI Resiacuteduos flores-tais

BTL

ICM 860 300 1500000 St Joseph MO

Gramiacuteneas sorgo forrageiro palha

Rota bioquiacutemica

Lignol Innovations

880 300 2500000 Commerce City CO

Biomassa da madeira resiacute-duos agriacutecolas

Rota bioquiacutemica Organosolv

Pacific Ethanol

730 2434 2700000 Boardman OR

Palha de trigo palha resiacuteduos de aacutelamo

Biogasolina (EtOH biogas combustiacuteveis soacutelidos)

New Page 836 300 5500000 Wisconsin WI Biomassa da madeira ndash resiacute-duos das usinas

BTL

Rse Pulp 900 300 2200000 Old Town Maine

Lascas de ma-deira

Rota bioquiacutemica

Econfin LIc 770 300 1300000 Washington Country KY

Espigas de milho

Rota bioquiacutemica (fermentaccedilatildeo em estado soacuteli-do)

Mascoma 1350 250 2000000 Monroe TN Gramiacuteneas e madeirs

Rota bioquiacutemica

Total 8080 3053 252 M galotildees =

954 M litros

Economia e Energia ndash eampe 25

A Tabela 2 aponta uma tendecircncia para a implementaccedilatildeo da plataforma

bioquiacutemica havendo ainda iniciativas de tecnologias termoquiacutemicas como

BTL (biomass-to-liquid)

Cabe destacar ainda que foi implementado o Programa de Biomassa do

Departamento de Energia para criar nos Estados Unidos uma nova induacutestria

ndash a induacutestria da biomassa ou bioinduacutestria ndash consolidada com a instalaccedilatildeo

de biorrefinarias capazes de transformar vaacuterios tipos de biomassa a preccedilos

competitivos em relaccedilatildeo agraves atuais fontes foacutesseis em combustiacuteveis produtos

quiacutemicos eletricidade e calor As biorrefinarias e o uso da biomassa celuloacutesi-

ca emergem como fundamentais para alcanccedilar as metas de produccedilatildeo

consumo de etanol em funccedilatildeo das limitaccedilotildees das fontes atualmente empre-

gadas (BASTOS 2007)

Neste contexto o paiacutes pretende investir US$ 385 milhotildees em seis bior-

refinarias de etanol celuloacutesico capazes de produzir 480 milhotildees de litros de

etanol celuloacutesico por ano como parte do plano do governo norte-americano

e tornar o etanol celuloacutesico competitivo em 2012 a fim de reduzir o consumo

de gasolina nos EUA nos proacuteximos 20 anos A Tabela 3 apresenta os seis

projetos selecionados pelo Departamento de Energia Americana (US DOE)

Tabela 3 Investimentos do DOE em projetos de produccedilatildeo de etanol

celuloacutesico nos EUA 2007-2010 (BARROS 2007)

Empresa Localizaccedilatildeo

da planta Mateacuteria-prima

Capacidade (milhotildees de litrosano)

Investimentos (milhotildees US$)

Abegoa Bioe-nergy Corp

Kansas Sabugo de milho

resiacuteduos de trigo etc 431 76

ALICO Inc Floacuterida Resiacuteduos de vegetais

diversos 526 33

BlueFire Ethanol Inc

Califoacuternia Resiacuteduos vegetais e

de madeira 719 40

Broin Companies of Sioux Falls

Iowa Resiacuteduos de milho 94 80

Iogen Biorefinery Partners

Idaho Resiacuteduos agriacutecolas 68 80

Range Fuels Geoacutergia Resiacuteduos de

madeira 151 76

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 26

No Brasil

Uma das empresas brasileiras que mais investem em PampD sobre bior-

refinarias em especial a partir de resiacuteduos da cana-de-accediluacutecar eacute a Petrobras

SA que eacute uma empresa estatal brasileira de economia mista que opera

em 27 paises no segmento de energia prioritariamente nas aacutereas de explo-

raccedilatildeo produccedilatildeo refino comercializaccedilatildeo e transporte de petroacuteleo e seus

derivados no Brasil e no exterior (PETROBRAS 2011)

Segundo Baratelli Junior (2007) a estrateacutegia competitiva da empresa eacute

expandir a participaccedilatildeo no mercado de biocombustiacuteveis liderando a produ-

ccedilatildeo nacional de biodiesel e ampliando a participaccedilatildeo no negoacutecio de etanol

A Tabela 4 apresenta as rotas para produccedilatildeo de biocombustiacuteveis e o estaacutegio

do esforccedilo tecnoloacutegico empreendido pela PetrobrasCENPES para o desen-

volvimento das tecnologias

A Tabela 4 aponta que os biocombustiacuteveis que demandam um esforccedilo

tecnoloacutegico elevado por parte da petrobras satildeo de segunda geraccedilatildeo o eta-

nol de celulose e os combustiacuteveis de piroacutelise e de gaacutes de siacutentese ndash BTL que

por sua vez utilizam como fonte de biomassa mateacuterias de origem celuloacutesica

ndash mateacuteria-prima para as biorrefinarias lignoceluloacutesicas

Com o projeto de desenvolvimento do bioetanol (etanol de lignocelulo-

se) ndash um biocombustiacutevel produzido a partir de resiacuteduos agroindustriais ndash a

Petrobras entra na produccedilatildeo dos chamados biocombustiacuteveis de segunda

geraccedilatildeo (PETROBRAS 2008)

Depois da etapa de testes em laboratoacuterio o projeto de produccedilatildeo de bio-

etanol passa para a fase de testes em escala piloto por meio de uma unida-

de experimental instalada no CENPES Desenvolvida em parceria com a

empresa brasileira Albrecht a planta piloto de etanol de lignocelulose locali-

zada no Centro de Pesquisas da Petrobras (CENPES) eacute uacutenica no Brasil

utilizando a tecnologia enzimaacutetica Para a produccedilatildeo de etanol a partir de re-

siacuteduos agroindustriais a planta utiliza um processo de quebra de moleacuteculas

com accedilatildeo de enzimas O projeto foi desenvolvido pela Petrobras em parceria

com a Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) e outras universida-

des brasileiras

Economia e Energia ndash eampe 27

Qualquer rejeito vegetal pode ser utilizado como fonte de biomassa na

planta experimental mas o sistema estaacute ajustado ao bagaccedilo de cana-de-

accediluacutecar por ser o resiacuteduo agroindustrial mais expressivo no paiacutes Outra ma-

teacuteria prima que seraacute utilizada nos testes eacute a torta de mamona resiacuteduo amilaacute-

ceo do processo de produccedilatildeo do biodiesel a partir de mamona

Combustiacutevel FonteBiomassa Estaacutegio da Tecnologia

Esforccedilo tecno-loacutegico da

Petrobras

Primeira geraccedilatildeo

Etanol de gratildeos e

cana-de-accediluacutecar

Cana de accediluacutecar trigo

milho beterraba Comercial meacutedio

Biodiesel Oacuteleos vegetais

e gorduras Comercial alto

Diesel verde

(hidrotratamento)

Oacuteleos vegetais gordu-

ras e petroacuteleo

Rumo a comercial no

Brasil e Europa alto

Butanol Milho sorgo trigo e

cana-de-accediluacutecar

Projeto BP and Dupont

para produzir monitoramento

Segunda geraccedilatildeo

Etanol celuloacutesico

Resiacuteduos agriacutecolas lascas de

madeira e grama

Projeto IOGEN anuncia

planta comercial alto

Combustiacuteveis da

Piroacutelise (bio-oacuteleo)

Qualquer biomassa

celuloacutesica

Projeto BIOCOUP ndash consoacutercio europeu de 16 empresas desde

2006 ateacute 2011 meacutedio

Combustiacuteveis de Gaacutes de

Siacutentese - BTL

Qualquer biomassa

celuloacutesica

Demonstrado em larga

escala com foacutesseis

Projeto CHOREN para biomassa

anuncia planta comercial

alto

Futuro

Diesel de algas Microalgas cultivadas Escala de laboratoacuterio

em Universidades baixo

Hidrocarbonetos de

biomassa Carbohidratos

Escala de laboratoacuterio

em Universidades prospecccedilatildeo

Tabela 4 Esforccedilo tecnoloacutegico das rotas para produccedilatildeo de biocombustiacuteveis

da Petrobras (Adaptado de BARATELLI JR 2007)

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 28

A planta experimental eacute capaz de produzir cerca de 220 litros de etanol

por tonelada de bagaccedilo de cana-de-accediluacutecar Nesta etapa do projeto de pes-

quisa os pesquisadores trabalham na otimizaccedilatildeo deste processo de produ-

ccedilatildeo e tecircm como objetivo alcanccedilar a marca de 280 litros por tonelada de ba-

gaccedilo no mesmo equipamento Como resultado desta pesquisa a Petrobras

jaacute fez o depoacutesito de dois pedidos de patentes (BR 0605017-4 e BR 0505299-

8) junto ao INPI

A planta-piloto de bioetanol de lignocelulose coloca a Petrobras na posi-

ccedilatildeo de vanguarda em relaccedilatildeo aos biocombustiacuteveis de segunda geraccedilatildeo

aqueles produzidos a partir de resiacuteduos agroindustriais e que natildeo competem

com a produccedilatildeo agriacutecola voltada para alimentos A utilizaccedilatildeo de resiacuteduos

como o bagaccedilo de cana-de-accediluacutecar pode aumentar substancialmente a pro-

duccedilatildeo de etanol sem aumentar a aacuterea plantada elevando a produtividade do

processo jaacute existente pelo aproveitamento de seus resiacuteduos

Desta forma a produccedilatildeo de biocombustiacuteveis em futuro proacuteximo tam-

beacutem poderaacute ser complementar agrave produccedilatildeo de alimentos A Petrobras prevecirc

que em 2010 seraacute construiacuteda uma planta semi-industrial de bioetanol A Fi-

gura 6 apresenta uma ilustraccedilatildeo da rota tecnoloacutegica adotada pela petrobras

para produccedilatildeo do bioetanol lignoceluloacutesico

Figura 6 Rota Tecnoloacutegica adotada pela Petrobras para produccedilatildeo do bioe-

tanol lignoceluloacutesico (BARATELLI JR 2007)

Economia e Energia ndash eampe 29

O processo de fabricaccedilatildeo de etanol a partir de resiacuteduos vegetais eacute divi-

dido em quatro etapas Na primeira etapa haacute o preacute-tratamento do bagaccedilo de

cana sendo adotado o processo de hidroacutelise aacutecida branda onde no reator o

resiacuteduo eacute submetido agrave quebra da estrutura cristalina da fibra do bagaccedilo de

cana e a recuperaccedilatildeo de accediluacutecares mais faacuteceis de hidrolisar

Em seguida vem a etapa de deslignificaccedilatildeo do soacutelido rico em celulose

Eacute retirada a lignina complexo que daacute resistecircncia a fibra e protege a celulose

da accedilatildeo de microorganismos poreacutem apresenta grande inibiccedilatildeo ao processo

fermentativo

Na terceira fase o liacutequido proveniente do preacute-tratamento aacutecido rico em

accediluacutecares eacute fermentado pela levedura Pichia stipitis adaptada para ser utili-

zada nesta fermentaccedilatildeo

O soacutelido proveniente da etapa de deslignificaccedilatildeo rico em celulose tam-

beacutem eacute tratado ele passa por um processo de sacarificaccedilatildeo (transformaccedilatildeo

em accediluacutecares) por meio de enzimas e eacute fermentado pela levedura

Sacharomyces cerevisiae o mesmo fungo utilizado na fabricaccedilatildeo de patildees A

Petrobras ainda estuda as enzimas mais eficazes para este processo de

fabricaccedilatildeo testando enzimas disponiacuteveis no mercado e pesquisando novos

preparados enzimaacuteticos

Na etapa final ambos os liacutequidos provenientes das diferentes fermenta-

ccedilotildees satildeo destilados O produto desta destilaccedilatildeo eacute o etanol que possui as

mesmas caracteriacutesticas daquele fabricado a partir da cana em processo in-

dustrial

Cabe destacar que a accedilatildeo do governo brasileiro natildeo fica restrita a sua

participaccedilatildeo na Petrobras considerando a importacircncia que o tema energias

renovaacuteveis possui na poliacutetica nacional O governo do Brasil investe ainda

recursos em Pesquisa Desenvolvimento e Inovaccedilatildeo (PD amp I) conforme po-

de ser visto na Tabela 5

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 30

Conclusotildees

O tema energias renovaacuteveis estaacute presente na agenda nacional de todas

as naccedilotildees ao redor do globo como uma alternativa viaacutevel em substituiccedilatildeo agraves

fontes de energias foacutesseis como petroacuteleo e carvatildeo Especialistas acreditam

que o processamento da biomassa como fonte de energia combustiacuteveis e

produtos quiacutemicos possa se constituir em uma induacutestria-chave neste seacuteculo

criando assim um novo paradigma industrial Novas tecnologias baseadas

no uso de toda a planta e na integraccedilatildeo de processos tradicionais e novos

deveratildeo ser necessaacuterios

Tabela 5 Investimentos do governo brasileiro em PDampI no aproveitamento

de biomassas desde 2005 (PEREIRA JR 2008)

Instituiccedilatildeo Valor

(Milhotildees R$) Observaccedilotildees

Governo Federal

SIBRATEC 4500 Formaccedilatildeo de redes temaacuteticas para o de-senvolvimento de tecnologias inovadoras incluindo energia renovaacutevel

CNPqMCT 4180 Especiacutefico para biomassabioenergias

15780 Geral incluindo biomassa

FINEP 45000

Apoiar o desenvolvimento de produtos serviccedilos e processos inovadores em em-presas brasileiras atraveacutes de subvenccedilatildeo econocircmica incluindo biocombustiacuteveis

Fundaccedilotildees Estaduais

FAPESP 14800 Projetos especiacuteficos para biomassas e biocombustiacuteveis

FAPEMIG 1095 Biomassas agroenergia

TOTAL R$ 855 milhotildees

Economia e Energia ndash eampe 31

O Brasil encontra-se entre os paiacuteses-alvo para o desenvolvimento de

tais tecnologias devido a sua grande biodiversidade existente e aos conheci-

mentos adquiridos ao longo das uacuteltimas deacutecadas em especial devido a pro-

duccedilatildeo de etanol a partir da cana-de-accediluacutecar

Neste contexto de inovaccedilatildeo uma nova oportunidade de aproveitamento

de biomassa se vislumbra no paiacutes o uso da biomassa lignoceluloacutesica prove-

niente dos resiacuteduos agriacutecolas em especial da induacutestria da cana para produ-

ccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo dentro do contexto das biorrefinarias explorado

neste artigo

Foi observado que iniciativas governamentais estatildeo sendo tomadas de

modo a estabelecer um ambiente adequado para o desenvolvimento de no-

vos produtos e processos No entanto desafios de natureza tecnoloacutegica e

comercial precisam ser vencidos para fazer com que o Brasil mantenha sua

posiccedilatildeo de destaque no agronegoacutecio mundial e produza produtos de maior

valor agregado contribuindo assim para o desenvolvimento da bio-economia

e aproveitando esta janela de oportunidade de aumentar seu crescimento

econocircmico de modo sustentaacutevel

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Paulo Cetesb

Economia e Energia ndash eampe 33

Ensaio

Gripe americana e resfriado no Brasil

Nos fizeram acreditar que um resfriado americano representa certa-

mente uma gripe ou pneumonia por aqui ou seja as crises nos EUA tecircm

resultados imediatos e mais radicais aqui do que laacute Nessa eacutepoca de gripe

americana eacute uacutetil discutir a veracidade histoacuterica dessa afirmaccedilatildeo porque o

simples fato de se acreditar nela jaacute provoca efeitos negativos em nossa eco-

nomia

Celso Furtado ao contraacuterio da crenccedila corrente assinalava que as cri-

ses na economia americana foram sentidas aqui no curto prazo mas de

modo geral acabaram sendo beneacuteficas para a economia brasileira no meacutedio

prazo Ele mostrou em seu livro ldquoO Capitalismo Globalrdquo que a crise de 1929

e 1930 nos EUA produziam jaacute em 1932 um notaacutevel ressurgimento interno

baseado no mercado nacional

A tentativa de encontrar uma correlaccedilatildeo entre as taxas de crescimento

americanas e as brasileiras no periacuteodo 1930 a 2010 (Figura 1) natildeo conduz a

um resultado convincente A situaccedilatildeo natildeo muda introduzindo uma defasagem

de um ou dois anos da variaccedilatildeo do PIB no Brasil em relaccedilatildeo agrave americana

Figura 1 A correlaccedilatildeo entre crescimento no Brasil e nos EUA parece ser

pouco significativa no periacuteodo 1930 a 2010 Dados Ipeadatagovbr

Elaboraccedilatildeo proacutepria

y = 00744x + 47262Rsup2 = 00083

-10

-5

0

5

10

15

-15 -10 -5 0 5 10 15 20 25

Cre

scim

en

to d

o P

IB n

os

EUA

an

o

Crescimento do PIB no Brasil ano

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 34

Figura 2 Variaccedilatildeo do PIB dos EUA e Brasil valores anuais e meacutedia moacutevel

de trecircs anos em azul estatildeo assinalados os periacuteodos em que as economias

parecem estar na mesma fase (variaccedilotildees no mesmo sentido) e

em amarelo os periacuteodos em fase inversa (variaccedilotildees em sentido contraacuterio)

Elaboraccedilatildeo proacutepria

Eacute possiacutevel separar ao longo desses oitenta anos periacuteodos em que os

altos e baixos da taxa de crescimento econocircmico dos EUA e do Brasil estatildeo

na mesma fase do ciclo e outros em que o que aconteceu nos dois paiacuteses

tem sinal inverso Em uma anaacutelise preliminar (Figura 2) pode-se dizer que

os periacuteodos em que estiveram em fase inversa superam os que estiveram

na mesma fase

Pode-se verificar que no periacuteodo a que aludia Celso Furtado (crise de

trinta) as economias dos dois paiacuteses parecem em mesma fase Nota-se no

entanto que a retomada do crescimento no Brasil precedeu agrave americana

como dissera Celso Furtado que ademais se referia tambeacutem a mudanccedilas

qualitativas mais de desenvolvimento que de crescimento que vieram com

a maior atenccedilatildeo no Paiacutes ao consumo interno Em um segundo periacuteodo que

vai da Segunda Guerra Mundial ateacute 1970 as economias de Brasil e EUA

estiveram em fase inversa

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

1920

1930

1940

1950

1960

1970

1980

1990

2000

2010

Var

iaccedilatilde

o a

nu

al d

o P

IB

()

EUA

EUA 3

Brasil

Brasil 3

fase inversa fase inversaem fase em fase

Economia e Energia ndash eampe 35

Em uma terceira fase de 1987 a 1995 a teoria do resfriado americano

funcionou nas crises das mudanccedilas para as deacutecadas de oitenta e noventa

(repercussotildees simultacircneas e maiores em nossa economia) e na retomada

do meio da deacutecada de oitenta Cabe lembrar que os episoacutedios dessas crises

marcaram a alta de juros e falecircncia mexicana (1982) e crises de hiperinfla-

ccedilatildeo em paiacuteses como a Argentina que estavam muito mais proacuteximos de nos-

sa realidade

Nos uacuteltimos quinze anos estivemos em fase inversa com os EUA em

1998 eles estavam no auge da era Clinton e o Brasil passando por um fosso

em sua taxa de crescimento anual Depois comeccedilaram a experimentar que-

da no seu crescimento enquanto a economia brasileira tinha as taxas de

crescimento em elevaccedilatildeo

Na Figura 3 buscou-se a correlaccedilatildeo linear entre as variaccedilotildees do PIB

nos periacuteodos assinalados na Figura 2 e os resultados confirmam a avalia-

y = 03893x + 43207Rsup2 = 07113

-2

0

2

4

6

8

10

-20 -10 0 10 20

19301937 y = -0311x + 75908Rsup2 = 0314

0

2

4

6

8

10

12

-10 0 10 20

19381970

y = 18054x - 32349Rsup2 = 04684

-20

-10

00

10

20

30

40

50

60

00 10 20 30 40

19871995y = -0362x + 40064

Rsup2 = 02656

00

10

20

30

40

50

60

-20 00 20 40 60

19952010

Figura 3 Comportamento dos crescimentos dos PIB americano (na vertical)

e brasileiro (na horizontal) para os intervalos de tempo assinalados na figura

anterior

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 36

ccedilatildeo qualitativa Ou seja nos periacuteodos em fase existe uma correlaccedilatildeo positi-

va entre os crescimentos americano e brasileiro nos periacuteodos assinalados

com amarelo a relaccedilatildeo eacute negativa

A mudanccedila de intensidade e sentido da correlaccedilatildeo nos faz pensar que

a possiacutevel dependecircncia entre o crescimento brasileiro e o americano natildeo eacute

direta eacute muito mais complexa e para fazer sentido deve ser estudada por

periacuteodos histoacutericos O que se conclui eacute que a ldquoteoria do resfriadordquo natildeo expli-

ca o passado mesmo quando ainda eacuteramos muito mais dependentes dos

EUA

No final de 2008 configurou-se uma crise nos EUA que teve reflexo no

ano seguinte no Brasil que registrou uma queda no PIB de 06 O consu-

mo no entanto cresceu no ano 24 Em 2010 o ldquopibatildeordquo de 75 fez com

que no seu conjunto os anos de 2009 e 2010 possam ser considerados

como anos normais O consumo cresceu na meacutedia 45 mais que na meacute-

dia do periacuteodo Lula (40) Jaacute o PIB cresceu 33 um pouco abaixo da meacute-

dia tambeacutem de 40 ao ano do governo passado Os dados vecircm das Con-

tas Nacionais Trimestrais do IBGE A defasagem entre o crescimento da

produccedilatildeo e do consumo foi praticamente coberta com importaccedilotildees e menor

investimento Ou seja a queda do PIB em 2009 se deveu a nosso ver a

uma reduccedilatildeo exagerada da oferta pelo setor produtivo em virtude de uma

leitura equivocada do efeito da crise americana sobre a economia brasileira

O crescimento nos dois anos poacutes-crise nos EUA foi normal passou a

primeira ldquomarolardquo E agora Entraremos na mesma fase de ciclo dos EUA

Page 18: Economia e Energia · população ou na superfície mundial: foi o fato de serem os “vencedores” da 2ª Guerra Mundial. Num primeiro momento, somente os EUA possuíam ar-0 10.000

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 18

Em seus estudos Ree amp Annevelink (2007) apontam a existecircncia de

sete tipos de biorefinarias que ainda estatildeo na fase de pesquisa e desenvol-

vimento (i) Biorrefinarias Convencionais (ii) Biorrefinarias Verdes (iii) Biore-

finarias de Cereais (iv) Biorrefinarias de Material Lignoceluloacutesico (v) Biorre-

finarias de Duas Plataformas (vi) Biorrefinarias Termoquiacutemicas e (vii) Bior-

refinarias Aquaacuteticas

Biorrefinaria de Materiais Lignoceluloacutesicos

A biorefinaria a partir de materiais lignoceluloacutesicos usa um mix de fon-

tes de biomassa para a produccedilatildeo de uma seacuterie de produtos por meio de u-

ma combinaccedilatildeo de tecnologias Tal biorefinaria consiste de trecircs fraccedilotildees quiacute-

micas baacutesicas (a) hemicelulose poliacutemeros de accediluacutecar com cinco carbonos

(b) celulose poliacutemeros de glucose com seis carbonos e (c) lignina poliacuteme-

ros de fenol (FERNANDO et al 2006) A Figura 2 apresenta os produtos que

podem ser obtidos a partir destas fraccedilotildees quiacutemicas

Figura 2 Produtos potenciais obtidos na Biorrefinaria de Material Lignocelu-

loacutesico (KAMM et al 2006)

Economia e Energia ndash eampe 19

Segundo Pereira Juacutenior et al (2008) a utilizaccedilatildeo de biomassa lignoce-

luloacutesica dentro do contexto da biorrefinaria eacute fundamentada em duas plata-

formas distintas conforme o conceito de Biorrefinarias de Duas Plataformas

ilustrado na Figura 3 que visam fornecer ldquoblocos de construccedilatildeordquo para obter

uma variedade de produtos

A plataforma termoquiacutemica eacute baseada em processos de conversatildeo ter-

moquiacutemica pela reaccedilatildeo de mateacuteria-prima em altas temperaturas com uma

quantidade de oxigecircnio controlada (gaseificaccedilatildeo) para produzir gaacutes de siacutente-

se (CO + H2) ou na ausecircncia de oxigecircnio (piroacutelise) para produzir bio-oacuteleo

que depois de um processo de hidrodeoxigenaccedilatildeo produz uma mistura liacutequi-

da de hidrocarbonetos similar agravequeles presentes no petroacuteleo

Figura 3 Conceito da Biorrefinaria de Duas Plataformas

(KAMM et al 2006)

A plataforma de accediluacutecar tambeacutem conhecida como sucroquiacutemica objeto

de estudo do artigo eacute baseada em processos de conversatildeo quiacutemica e bio-

quiacutemica de accediluacutecares extraiacutedos da biomassa mediante uma separaccedilatildeo de

seus componentes principais Para isto o preacute-tratamento eacute essencial visan-

do a desorganizaccedilatildeo do complexo lignoceluloacutesico e como consequumlecircncia au-

mento da acessibilidade das enzimas agraves moleacuteculas de celulose (PEREIRA

JR et al 2008)

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 20

O preacute-tratamento que consiste em submeter o material lignoceluloacutesico

a uma seacuterie de operaccedilotildees visa promover a quebra das ligaccedilotildees que unem

as macroestruturas Tais operaccedilotildees satildeo responsaacuteveis pela adequaccedilatildeo da

mateacuteria-prima como por exemplo o bagaccedilo da cana-de-accediluacutecar agraves condi-

ccedilotildees de transformaccedilatildeo por parte dos micro-organismos Estas podem ser

classificadas como fiacutesicas fiacutesico-quiacutemicas quiacutemicas e bioloacutegicas conforme

o agente que atua na alteraccedilatildeo estrutural (SCHLITTLER 2006) A Figura 4

mostra um esquema simplificado para a separaccedilatildeo dos principais compo-

nentes dos materiais lignoceluloacutesicos

Figura 4 Separaccedilatildeo dos componentes lignoceluloacutesicos

(PEREIRA JR et al 2008)

Pereira Jr (2006) observa que a decisatildeo de usar um ou outro processo

de hidroacutelise depende tambeacutem do tipo de material lignoceluloacutesico empregado

Na hidroacutelise da hemicelulose (que ocorre em condiccedilotildees mais brandas do

que no caso da celulose) a estrateacutegia tem sido a utilizaccedilatildeo de aacutecido sulfuacuteri-

co diluiacutedo No caso da celulose como a hidroacutelise quiacutemica requer condiccedilotildees

de alta severidade (elevadas temperaturas grandes tempos de exposiccedilatildeo e

altas concentraccedilotildees de aacutecido) pela maior resistecircncia ao ataque hidroliacutetico o

uso da hidroacutelise enzimaacutetica seria mais indicado (pela ausecircncia de condiccedilotildees

severas) tal estrateacutegia tecnoloacutegica difere da concepccedilatildeo de processos anti-

gos em que se buscava a hidroacutelise quiacutemica conjunta da celulose e da hemi-

celulose pois satildeo polissacariacutedeos com diferentes suscetibilidades ao ataque

hidroliacutetico

Economia e Energia ndash eampe 21

A hidroacutelise total da celulose gera apenas glicose que pode ser converti-

da a uma seacuterie de substacircncias quiacutemicas e bioquiacutemicas conforme ilustrado

na Figura 2 com destaque para a sua conversatildeo bioloacutegica a etanol dito de

2ordf geraccedilatildeo por ser obtido a partir de materiais lignoceluloacutesicos

Esta nova plataforma tecnoloacutegica pode revolucionar segmentos industri-

ais como no caso do Brasil que gera uma grande quantidade de resiacuteduos

como o bagaccedilo da cana-de-accediluacutecar no entanto a utilizaccedilatildeo efetiva dos ma-

teriais lignoceluloacutesicos em processos microbioloacutegicos esbarra em dois obstaacute-

culos principais a estrutura cristalina da celulose altamente resistente agrave

hidrolise e a associaccedilatildeo lignina-celulose que forma uma barreira fisica que

impede o acesso enzimaacutetico ou microbioloacutegico ao substrato (CGEE 2010)

Adicionalmente a hidroacutelise acida da celulose apresenta o inconveniente de

requerer o emprego de elevadas temperatura e pressatildeo levando agrave destrui-

ccedilatildeo de parte dos carboidratos e agrave obtenccedilatildeo de produtos de degradaccedilatildeo toacutexi-

cos aos microrganismos A sacarificaccedilatildeo enzimaacutetica por sua vez requer o

emprego de preacute-tratamentos fiacutesicos (moagem aquecimento irradiaccedilatildeo) ou

quiacutemicos (acido sulfuacuterico acido fosfoacuterico aacutelcalis) para atingir rendimentos

viaacuteveis

Potencial Brasileiro para geraccedilatildeo de mateacuteria-prima lignoceluloacutesica

Tendo em vista a vasta biodiversidade encontrada em seu territoacuterio o

Brasil dispotildee de uma grande variedade de resiacuteduos agriacutecolas e agroindustri-

ais cujo bioprocessamento desperta um grande interesse econocircmico e soci-

al Dentre estes exemplos figuram os resiacuteduos derivados de atividades tais

como as induacutestrias de papel e celulose (sepilho maravalhas e cavacos des-

classificados de eucalipto e pinus) serrarias (serragem) usinas de accediluacutecar e

aacutelcool (bagaccedilo de cana-de-accediluacutecar) e de um modo geral unidades de produ-

ccedilatildeo agriacutecola geradoras de resiacuteduos de culturas como a palha de cereais de

milho de trigo sabugo de milho cascas de arroz e de aveia dentre outros

(RAMOS 2000)

No Brasil a quantidade de resiacuteduos lignoceluloacutesicos gerada anualmen-

te eacute de aproximadamente 350 milhotildees de toneladas (PEREIRA JR 2007)

Considerando que uma das principais fontes de materiais lignoceluloacutesicos eacute

o setor sucroalcoleiro e adotando o teor de celulose hemicelulose e lignina

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 22

no bagaccedilo como paracircmetro de comparaccedilatildeo[1]

chega-se a quantidade poten-

cial respectivamente de 1645 9625 e 7105 milhotildees de toneladas que po-

dem ser obtidas a partir de resiacuteduos lignoceluloacutesicos no Brasil

Metodologia

Este trabalho tem como objetivo apresentar as iniciativas tomadas no

mundo e especialmente no Brasil com relaccedilatildeo ao uso de mateacuterias-primas

no contexto de biorrefinaria de materiais lignoceluloacutesicos O enfoque seraacute

dado na plataforma sucroquiacutemica para a produccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo

tendo em vista a posiccedilatildeo de destaque neste segmento de mercado no agro-

negoacutecio nacional A metodologia adotada neste estudo exploratoacuterio foi base-

ada na literatura e em documentos obtidos a partir de uma pesquisa de in-

formaccedilotildees disponibilizadas na literatura Para atingir o objetivo a informaccedilatildeo

eacute apresentada de modo a fornecer um panorama dos esforccedilos mundiais e

brasileiro em pesquisa para o desenvolvimento de novas tecnologias relacio-

nadas agrave obtenccedilatildeo do etanol de segunda geraccedilatildeo

Resultados

No Mundo

Apesar de atualmente natildeo existir nenhuma planta comercial para pro-

duccedilatildeo de etanol a partir de materiais lignoceluloacutesico muitas plantas-piloto e

de demonstraccedilatildeo jaacute foram desenvolvidas e diversos projetos comerciais es-

tatildeo em desenvolvimento A Tabela 1 apresenta as empresas mundiais que

vecircm empregando tecnologias para produccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo e infor-

maccedilotildees complementares

A Tabela 1 revela que a maior parte das empresas encontradas explora

o conceito de biorrefinaria de acordo com a plataforma sucroquiacutemica A mai-

oria das plantas estaacute localizada nos EUA mas paiacuteses como Canadaacute Sueacute-

cia Finlacircndia Ruacutessia e Japatildeo tambeacutem satildeo sedes de algumas iniciativas

1 - Bagaccedilo de cana eacute composto de 47 de celulose 275 de hemicelulose e 203-263 de

lignina (AGUIAR 2010)

Economia e Energia ndash eampe 23

Tabela 1 Empresas que empregam tecnologias para a produccedilatildeo de etanol

de 2ordf geraccedilatildeo e caracteriacutesticas de processo (CGEE 2010)

Empresa Paiacutes de origem

Caracteriacutesticas de processo

Localiza-ccedilatildeo

Capacidade (m

3ano)

AE Biofuels EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Montana 567

Blue Fire Ethanol

EUA Japatildeo

Hidroacutelise com aacutecido concentrado

California Izumi

12110 Natildeo deter-

minado

Chempolis Ou

Finlacircndia Hidroacutelise com aacuteci-do diluiacutedo

Oulu Natildeo deter-

minado

Iogen Canadaacute Hidroacutelise enzimaacutetica

Ontario 4000

KL Energy EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Wyoming 5680

Lignol E-nergy

Canadaacute Preacute-tratamento Organosolv

Vancou-ver

2500

Mascoma EUA Natildeo determinado New York 1890

Poet EUA Natildeo determinado South Dakota

75

Sekab Sueacutecia Hidroacutelise enzimaacutetica

Natildeo de-terminado

Natildeo determinado

STI Finlacircndia Natildeo determinado

Lappeen-ranta Hamina Narpio

1000 1000 1000

St Peters-burgo State Forest-Technical Academy

Ruacutessia Hidroacutelise com aacuteci-do diluiacutedo

13 unida-des no paiacutes

Natildeo determinado

Sun Opra Canadaacute Hidroacutelise enzimaacutetica

China Natildeo

determinado

University of Florida

EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Florida 7570

Verenium EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Lousiana Japan

5300 4920

A Tabela 2 mostra os projetos aprovados pelo Departmento de Energia

dos EUA (US DOE) para a construccedilatildeo de pequenas biorrefinarias no paiacutes

ao final de 2008

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 24

Tabela 2 Projetos aprovados pelo US DOE para a construccedilatildeo de pequenas

biorrefinarias nos EUA (US DOE 2009 apud CGEE 2010)

Empresa Custo Total

106 US$

Participaccedilatildeo US DOE 106 US$

Capacidade anual de produccedilatildeo

Localizaccedilatildeo Mateacuterias-primas Tecnologia

Verenium 9135 760 1500000 Jennings LA

Bagaccedilo cereais desperdiacutecios agriacutecolas resiacute-duos de madeira

Rota bioquiacutemica

Flambeau LIc

840 300 6000000 Park Falls WI Resiacuteduos flores-tais

BTL

ICM 860 300 1500000 St Joseph MO

Gramiacuteneas sorgo forrageiro palha

Rota bioquiacutemica

Lignol Innovations

880 300 2500000 Commerce City CO

Biomassa da madeira resiacute-duos agriacutecolas

Rota bioquiacutemica Organosolv

Pacific Ethanol

730 2434 2700000 Boardman OR

Palha de trigo palha resiacuteduos de aacutelamo

Biogasolina (EtOH biogas combustiacuteveis soacutelidos)

New Page 836 300 5500000 Wisconsin WI Biomassa da madeira ndash resiacute-duos das usinas

BTL

Rse Pulp 900 300 2200000 Old Town Maine

Lascas de ma-deira

Rota bioquiacutemica

Econfin LIc 770 300 1300000 Washington Country KY

Espigas de milho

Rota bioquiacutemica (fermentaccedilatildeo em estado soacuteli-do)

Mascoma 1350 250 2000000 Monroe TN Gramiacuteneas e madeirs

Rota bioquiacutemica

Total 8080 3053 252 M galotildees =

954 M litros

Economia e Energia ndash eampe 25

A Tabela 2 aponta uma tendecircncia para a implementaccedilatildeo da plataforma

bioquiacutemica havendo ainda iniciativas de tecnologias termoquiacutemicas como

BTL (biomass-to-liquid)

Cabe destacar ainda que foi implementado o Programa de Biomassa do

Departamento de Energia para criar nos Estados Unidos uma nova induacutestria

ndash a induacutestria da biomassa ou bioinduacutestria ndash consolidada com a instalaccedilatildeo

de biorrefinarias capazes de transformar vaacuterios tipos de biomassa a preccedilos

competitivos em relaccedilatildeo agraves atuais fontes foacutesseis em combustiacuteveis produtos

quiacutemicos eletricidade e calor As biorrefinarias e o uso da biomassa celuloacutesi-

ca emergem como fundamentais para alcanccedilar as metas de produccedilatildeo

consumo de etanol em funccedilatildeo das limitaccedilotildees das fontes atualmente empre-

gadas (BASTOS 2007)

Neste contexto o paiacutes pretende investir US$ 385 milhotildees em seis bior-

refinarias de etanol celuloacutesico capazes de produzir 480 milhotildees de litros de

etanol celuloacutesico por ano como parte do plano do governo norte-americano

e tornar o etanol celuloacutesico competitivo em 2012 a fim de reduzir o consumo

de gasolina nos EUA nos proacuteximos 20 anos A Tabela 3 apresenta os seis

projetos selecionados pelo Departamento de Energia Americana (US DOE)

Tabela 3 Investimentos do DOE em projetos de produccedilatildeo de etanol

celuloacutesico nos EUA 2007-2010 (BARROS 2007)

Empresa Localizaccedilatildeo

da planta Mateacuteria-prima

Capacidade (milhotildees de litrosano)

Investimentos (milhotildees US$)

Abegoa Bioe-nergy Corp

Kansas Sabugo de milho

resiacuteduos de trigo etc 431 76

ALICO Inc Floacuterida Resiacuteduos de vegetais

diversos 526 33

BlueFire Ethanol Inc

Califoacuternia Resiacuteduos vegetais e

de madeira 719 40

Broin Companies of Sioux Falls

Iowa Resiacuteduos de milho 94 80

Iogen Biorefinery Partners

Idaho Resiacuteduos agriacutecolas 68 80

Range Fuels Geoacutergia Resiacuteduos de

madeira 151 76

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 26

No Brasil

Uma das empresas brasileiras que mais investem em PampD sobre bior-

refinarias em especial a partir de resiacuteduos da cana-de-accediluacutecar eacute a Petrobras

SA que eacute uma empresa estatal brasileira de economia mista que opera

em 27 paises no segmento de energia prioritariamente nas aacutereas de explo-

raccedilatildeo produccedilatildeo refino comercializaccedilatildeo e transporte de petroacuteleo e seus

derivados no Brasil e no exterior (PETROBRAS 2011)

Segundo Baratelli Junior (2007) a estrateacutegia competitiva da empresa eacute

expandir a participaccedilatildeo no mercado de biocombustiacuteveis liderando a produ-

ccedilatildeo nacional de biodiesel e ampliando a participaccedilatildeo no negoacutecio de etanol

A Tabela 4 apresenta as rotas para produccedilatildeo de biocombustiacuteveis e o estaacutegio

do esforccedilo tecnoloacutegico empreendido pela PetrobrasCENPES para o desen-

volvimento das tecnologias

A Tabela 4 aponta que os biocombustiacuteveis que demandam um esforccedilo

tecnoloacutegico elevado por parte da petrobras satildeo de segunda geraccedilatildeo o eta-

nol de celulose e os combustiacuteveis de piroacutelise e de gaacutes de siacutentese ndash BTL que

por sua vez utilizam como fonte de biomassa mateacuterias de origem celuloacutesica

ndash mateacuteria-prima para as biorrefinarias lignoceluloacutesicas

Com o projeto de desenvolvimento do bioetanol (etanol de lignocelulo-

se) ndash um biocombustiacutevel produzido a partir de resiacuteduos agroindustriais ndash a

Petrobras entra na produccedilatildeo dos chamados biocombustiacuteveis de segunda

geraccedilatildeo (PETROBRAS 2008)

Depois da etapa de testes em laboratoacuterio o projeto de produccedilatildeo de bio-

etanol passa para a fase de testes em escala piloto por meio de uma unida-

de experimental instalada no CENPES Desenvolvida em parceria com a

empresa brasileira Albrecht a planta piloto de etanol de lignocelulose locali-

zada no Centro de Pesquisas da Petrobras (CENPES) eacute uacutenica no Brasil

utilizando a tecnologia enzimaacutetica Para a produccedilatildeo de etanol a partir de re-

siacuteduos agroindustriais a planta utiliza um processo de quebra de moleacuteculas

com accedilatildeo de enzimas O projeto foi desenvolvido pela Petrobras em parceria

com a Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) e outras universida-

des brasileiras

Economia e Energia ndash eampe 27

Qualquer rejeito vegetal pode ser utilizado como fonte de biomassa na

planta experimental mas o sistema estaacute ajustado ao bagaccedilo de cana-de-

accediluacutecar por ser o resiacuteduo agroindustrial mais expressivo no paiacutes Outra ma-

teacuteria prima que seraacute utilizada nos testes eacute a torta de mamona resiacuteduo amilaacute-

ceo do processo de produccedilatildeo do biodiesel a partir de mamona

Combustiacutevel FonteBiomassa Estaacutegio da Tecnologia

Esforccedilo tecno-loacutegico da

Petrobras

Primeira geraccedilatildeo

Etanol de gratildeos e

cana-de-accediluacutecar

Cana de accediluacutecar trigo

milho beterraba Comercial meacutedio

Biodiesel Oacuteleos vegetais

e gorduras Comercial alto

Diesel verde

(hidrotratamento)

Oacuteleos vegetais gordu-

ras e petroacuteleo

Rumo a comercial no

Brasil e Europa alto

Butanol Milho sorgo trigo e

cana-de-accediluacutecar

Projeto BP and Dupont

para produzir monitoramento

Segunda geraccedilatildeo

Etanol celuloacutesico

Resiacuteduos agriacutecolas lascas de

madeira e grama

Projeto IOGEN anuncia

planta comercial alto

Combustiacuteveis da

Piroacutelise (bio-oacuteleo)

Qualquer biomassa

celuloacutesica

Projeto BIOCOUP ndash consoacutercio europeu de 16 empresas desde

2006 ateacute 2011 meacutedio

Combustiacuteveis de Gaacutes de

Siacutentese - BTL

Qualquer biomassa

celuloacutesica

Demonstrado em larga

escala com foacutesseis

Projeto CHOREN para biomassa

anuncia planta comercial

alto

Futuro

Diesel de algas Microalgas cultivadas Escala de laboratoacuterio

em Universidades baixo

Hidrocarbonetos de

biomassa Carbohidratos

Escala de laboratoacuterio

em Universidades prospecccedilatildeo

Tabela 4 Esforccedilo tecnoloacutegico das rotas para produccedilatildeo de biocombustiacuteveis

da Petrobras (Adaptado de BARATELLI JR 2007)

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 28

A planta experimental eacute capaz de produzir cerca de 220 litros de etanol

por tonelada de bagaccedilo de cana-de-accediluacutecar Nesta etapa do projeto de pes-

quisa os pesquisadores trabalham na otimizaccedilatildeo deste processo de produ-

ccedilatildeo e tecircm como objetivo alcanccedilar a marca de 280 litros por tonelada de ba-

gaccedilo no mesmo equipamento Como resultado desta pesquisa a Petrobras

jaacute fez o depoacutesito de dois pedidos de patentes (BR 0605017-4 e BR 0505299-

8) junto ao INPI

A planta-piloto de bioetanol de lignocelulose coloca a Petrobras na posi-

ccedilatildeo de vanguarda em relaccedilatildeo aos biocombustiacuteveis de segunda geraccedilatildeo

aqueles produzidos a partir de resiacuteduos agroindustriais e que natildeo competem

com a produccedilatildeo agriacutecola voltada para alimentos A utilizaccedilatildeo de resiacuteduos

como o bagaccedilo de cana-de-accediluacutecar pode aumentar substancialmente a pro-

duccedilatildeo de etanol sem aumentar a aacuterea plantada elevando a produtividade do

processo jaacute existente pelo aproveitamento de seus resiacuteduos

Desta forma a produccedilatildeo de biocombustiacuteveis em futuro proacuteximo tam-

beacutem poderaacute ser complementar agrave produccedilatildeo de alimentos A Petrobras prevecirc

que em 2010 seraacute construiacuteda uma planta semi-industrial de bioetanol A Fi-

gura 6 apresenta uma ilustraccedilatildeo da rota tecnoloacutegica adotada pela petrobras

para produccedilatildeo do bioetanol lignoceluloacutesico

Figura 6 Rota Tecnoloacutegica adotada pela Petrobras para produccedilatildeo do bioe-

tanol lignoceluloacutesico (BARATELLI JR 2007)

Economia e Energia ndash eampe 29

O processo de fabricaccedilatildeo de etanol a partir de resiacuteduos vegetais eacute divi-

dido em quatro etapas Na primeira etapa haacute o preacute-tratamento do bagaccedilo de

cana sendo adotado o processo de hidroacutelise aacutecida branda onde no reator o

resiacuteduo eacute submetido agrave quebra da estrutura cristalina da fibra do bagaccedilo de

cana e a recuperaccedilatildeo de accediluacutecares mais faacuteceis de hidrolisar

Em seguida vem a etapa de deslignificaccedilatildeo do soacutelido rico em celulose

Eacute retirada a lignina complexo que daacute resistecircncia a fibra e protege a celulose

da accedilatildeo de microorganismos poreacutem apresenta grande inibiccedilatildeo ao processo

fermentativo

Na terceira fase o liacutequido proveniente do preacute-tratamento aacutecido rico em

accediluacutecares eacute fermentado pela levedura Pichia stipitis adaptada para ser utili-

zada nesta fermentaccedilatildeo

O soacutelido proveniente da etapa de deslignificaccedilatildeo rico em celulose tam-

beacutem eacute tratado ele passa por um processo de sacarificaccedilatildeo (transformaccedilatildeo

em accediluacutecares) por meio de enzimas e eacute fermentado pela levedura

Sacharomyces cerevisiae o mesmo fungo utilizado na fabricaccedilatildeo de patildees A

Petrobras ainda estuda as enzimas mais eficazes para este processo de

fabricaccedilatildeo testando enzimas disponiacuteveis no mercado e pesquisando novos

preparados enzimaacuteticos

Na etapa final ambos os liacutequidos provenientes das diferentes fermenta-

ccedilotildees satildeo destilados O produto desta destilaccedilatildeo eacute o etanol que possui as

mesmas caracteriacutesticas daquele fabricado a partir da cana em processo in-

dustrial

Cabe destacar que a accedilatildeo do governo brasileiro natildeo fica restrita a sua

participaccedilatildeo na Petrobras considerando a importacircncia que o tema energias

renovaacuteveis possui na poliacutetica nacional O governo do Brasil investe ainda

recursos em Pesquisa Desenvolvimento e Inovaccedilatildeo (PD amp I) conforme po-

de ser visto na Tabela 5

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 30

Conclusotildees

O tema energias renovaacuteveis estaacute presente na agenda nacional de todas

as naccedilotildees ao redor do globo como uma alternativa viaacutevel em substituiccedilatildeo agraves

fontes de energias foacutesseis como petroacuteleo e carvatildeo Especialistas acreditam

que o processamento da biomassa como fonte de energia combustiacuteveis e

produtos quiacutemicos possa se constituir em uma induacutestria-chave neste seacuteculo

criando assim um novo paradigma industrial Novas tecnologias baseadas

no uso de toda a planta e na integraccedilatildeo de processos tradicionais e novos

deveratildeo ser necessaacuterios

Tabela 5 Investimentos do governo brasileiro em PDampI no aproveitamento

de biomassas desde 2005 (PEREIRA JR 2008)

Instituiccedilatildeo Valor

(Milhotildees R$) Observaccedilotildees

Governo Federal

SIBRATEC 4500 Formaccedilatildeo de redes temaacuteticas para o de-senvolvimento de tecnologias inovadoras incluindo energia renovaacutevel

CNPqMCT 4180 Especiacutefico para biomassabioenergias

15780 Geral incluindo biomassa

FINEP 45000

Apoiar o desenvolvimento de produtos serviccedilos e processos inovadores em em-presas brasileiras atraveacutes de subvenccedilatildeo econocircmica incluindo biocombustiacuteveis

Fundaccedilotildees Estaduais

FAPESP 14800 Projetos especiacuteficos para biomassas e biocombustiacuteveis

FAPEMIG 1095 Biomassas agroenergia

TOTAL R$ 855 milhotildees

Economia e Energia ndash eampe 31

O Brasil encontra-se entre os paiacuteses-alvo para o desenvolvimento de

tais tecnologias devido a sua grande biodiversidade existente e aos conheci-

mentos adquiridos ao longo das uacuteltimas deacutecadas em especial devido a pro-

duccedilatildeo de etanol a partir da cana-de-accediluacutecar

Neste contexto de inovaccedilatildeo uma nova oportunidade de aproveitamento

de biomassa se vislumbra no paiacutes o uso da biomassa lignoceluloacutesica prove-

niente dos resiacuteduos agriacutecolas em especial da induacutestria da cana para produ-

ccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo dentro do contexto das biorrefinarias explorado

neste artigo

Foi observado que iniciativas governamentais estatildeo sendo tomadas de

modo a estabelecer um ambiente adequado para o desenvolvimento de no-

vos produtos e processos No entanto desafios de natureza tecnoloacutegica e

comercial precisam ser vencidos para fazer com que o Brasil mantenha sua

posiccedilatildeo de destaque no agronegoacutecio mundial e produza produtos de maior

valor agregado contribuindo assim para o desenvolvimento da bio-economia

e aproveitando esta janela de oportunidade de aumentar seu crescimento

econocircmico de modo sustentaacutevel

Referecircncias

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Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 32

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Paulo Cetesb

Economia e Energia ndash eampe 33

Ensaio

Gripe americana e resfriado no Brasil

Nos fizeram acreditar que um resfriado americano representa certa-

mente uma gripe ou pneumonia por aqui ou seja as crises nos EUA tecircm

resultados imediatos e mais radicais aqui do que laacute Nessa eacutepoca de gripe

americana eacute uacutetil discutir a veracidade histoacuterica dessa afirmaccedilatildeo porque o

simples fato de se acreditar nela jaacute provoca efeitos negativos em nossa eco-

nomia

Celso Furtado ao contraacuterio da crenccedila corrente assinalava que as cri-

ses na economia americana foram sentidas aqui no curto prazo mas de

modo geral acabaram sendo beneacuteficas para a economia brasileira no meacutedio

prazo Ele mostrou em seu livro ldquoO Capitalismo Globalrdquo que a crise de 1929

e 1930 nos EUA produziam jaacute em 1932 um notaacutevel ressurgimento interno

baseado no mercado nacional

A tentativa de encontrar uma correlaccedilatildeo entre as taxas de crescimento

americanas e as brasileiras no periacuteodo 1930 a 2010 (Figura 1) natildeo conduz a

um resultado convincente A situaccedilatildeo natildeo muda introduzindo uma defasagem

de um ou dois anos da variaccedilatildeo do PIB no Brasil em relaccedilatildeo agrave americana

Figura 1 A correlaccedilatildeo entre crescimento no Brasil e nos EUA parece ser

pouco significativa no periacuteodo 1930 a 2010 Dados Ipeadatagovbr

Elaboraccedilatildeo proacutepria

y = 00744x + 47262Rsup2 = 00083

-10

-5

0

5

10

15

-15 -10 -5 0 5 10 15 20 25

Cre

scim

en

to d

o P

IB n

os

EUA

an

o

Crescimento do PIB no Brasil ano

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 34

Figura 2 Variaccedilatildeo do PIB dos EUA e Brasil valores anuais e meacutedia moacutevel

de trecircs anos em azul estatildeo assinalados os periacuteodos em que as economias

parecem estar na mesma fase (variaccedilotildees no mesmo sentido) e

em amarelo os periacuteodos em fase inversa (variaccedilotildees em sentido contraacuterio)

Elaboraccedilatildeo proacutepria

Eacute possiacutevel separar ao longo desses oitenta anos periacuteodos em que os

altos e baixos da taxa de crescimento econocircmico dos EUA e do Brasil estatildeo

na mesma fase do ciclo e outros em que o que aconteceu nos dois paiacuteses

tem sinal inverso Em uma anaacutelise preliminar (Figura 2) pode-se dizer que

os periacuteodos em que estiveram em fase inversa superam os que estiveram

na mesma fase

Pode-se verificar que no periacuteodo a que aludia Celso Furtado (crise de

trinta) as economias dos dois paiacuteses parecem em mesma fase Nota-se no

entanto que a retomada do crescimento no Brasil precedeu agrave americana

como dissera Celso Furtado que ademais se referia tambeacutem a mudanccedilas

qualitativas mais de desenvolvimento que de crescimento que vieram com

a maior atenccedilatildeo no Paiacutes ao consumo interno Em um segundo periacuteodo que

vai da Segunda Guerra Mundial ateacute 1970 as economias de Brasil e EUA

estiveram em fase inversa

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

1920

1930

1940

1950

1960

1970

1980

1990

2000

2010

Var

iaccedilatilde

o a

nu

al d

o P

IB

()

EUA

EUA 3

Brasil

Brasil 3

fase inversa fase inversaem fase em fase

Economia e Energia ndash eampe 35

Em uma terceira fase de 1987 a 1995 a teoria do resfriado americano

funcionou nas crises das mudanccedilas para as deacutecadas de oitenta e noventa

(repercussotildees simultacircneas e maiores em nossa economia) e na retomada

do meio da deacutecada de oitenta Cabe lembrar que os episoacutedios dessas crises

marcaram a alta de juros e falecircncia mexicana (1982) e crises de hiperinfla-

ccedilatildeo em paiacuteses como a Argentina que estavam muito mais proacuteximos de nos-

sa realidade

Nos uacuteltimos quinze anos estivemos em fase inversa com os EUA em

1998 eles estavam no auge da era Clinton e o Brasil passando por um fosso

em sua taxa de crescimento anual Depois comeccedilaram a experimentar que-

da no seu crescimento enquanto a economia brasileira tinha as taxas de

crescimento em elevaccedilatildeo

Na Figura 3 buscou-se a correlaccedilatildeo linear entre as variaccedilotildees do PIB

nos periacuteodos assinalados na Figura 2 e os resultados confirmam a avalia-

y = 03893x + 43207Rsup2 = 07113

-2

0

2

4

6

8

10

-20 -10 0 10 20

19301937 y = -0311x + 75908Rsup2 = 0314

0

2

4

6

8

10

12

-10 0 10 20

19381970

y = 18054x - 32349Rsup2 = 04684

-20

-10

00

10

20

30

40

50

60

00 10 20 30 40

19871995y = -0362x + 40064

Rsup2 = 02656

00

10

20

30

40

50

60

-20 00 20 40 60

19952010

Figura 3 Comportamento dos crescimentos dos PIB americano (na vertical)

e brasileiro (na horizontal) para os intervalos de tempo assinalados na figura

anterior

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 36

ccedilatildeo qualitativa Ou seja nos periacuteodos em fase existe uma correlaccedilatildeo positi-

va entre os crescimentos americano e brasileiro nos periacuteodos assinalados

com amarelo a relaccedilatildeo eacute negativa

A mudanccedila de intensidade e sentido da correlaccedilatildeo nos faz pensar que

a possiacutevel dependecircncia entre o crescimento brasileiro e o americano natildeo eacute

direta eacute muito mais complexa e para fazer sentido deve ser estudada por

periacuteodos histoacutericos O que se conclui eacute que a ldquoteoria do resfriadordquo natildeo expli-

ca o passado mesmo quando ainda eacuteramos muito mais dependentes dos

EUA

No final de 2008 configurou-se uma crise nos EUA que teve reflexo no

ano seguinte no Brasil que registrou uma queda no PIB de 06 O consu-

mo no entanto cresceu no ano 24 Em 2010 o ldquopibatildeordquo de 75 fez com

que no seu conjunto os anos de 2009 e 2010 possam ser considerados

como anos normais O consumo cresceu na meacutedia 45 mais que na meacute-

dia do periacuteodo Lula (40) Jaacute o PIB cresceu 33 um pouco abaixo da meacute-

dia tambeacutem de 40 ao ano do governo passado Os dados vecircm das Con-

tas Nacionais Trimestrais do IBGE A defasagem entre o crescimento da

produccedilatildeo e do consumo foi praticamente coberta com importaccedilotildees e menor

investimento Ou seja a queda do PIB em 2009 se deveu a nosso ver a

uma reduccedilatildeo exagerada da oferta pelo setor produtivo em virtude de uma

leitura equivocada do efeito da crise americana sobre a economia brasileira

O crescimento nos dois anos poacutes-crise nos EUA foi normal passou a

primeira ldquomarolardquo E agora Entraremos na mesma fase de ciclo dos EUA

Page 19: Economia e Energia · população ou na superfície mundial: foi o fato de serem os “vencedores” da 2ª Guerra Mundial. Num primeiro momento, somente os EUA possuíam ar-0 10.000

Economia e Energia ndash eampe 19

Segundo Pereira Juacutenior et al (2008) a utilizaccedilatildeo de biomassa lignoce-

luloacutesica dentro do contexto da biorrefinaria eacute fundamentada em duas plata-

formas distintas conforme o conceito de Biorrefinarias de Duas Plataformas

ilustrado na Figura 3 que visam fornecer ldquoblocos de construccedilatildeordquo para obter

uma variedade de produtos

A plataforma termoquiacutemica eacute baseada em processos de conversatildeo ter-

moquiacutemica pela reaccedilatildeo de mateacuteria-prima em altas temperaturas com uma

quantidade de oxigecircnio controlada (gaseificaccedilatildeo) para produzir gaacutes de siacutente-

se (CO + H2) ou na ausecircncia de oxigecircnio (piroacutelise) para produzir bio-oacuteleo

que depois de um processo de hidrodeoxigenaccedilatildeo produz uma mistura liacutequi-

da de hidrocarbonetos similar agravequeles presentes no petroacuteleo

Figura 3 Conceito da Biorrefinaria de Duas Plataformas

(KAMM et al 2006)

A plataforma de accediluacutecar tambeacutem conhecida como sucroquiacutemica objeto

de estudo do artigo eacute baseada em processos de conversatildeo quiacutemica e bio-

quiacutemica de accediluacutecares extraiacutedos da biomassa mediante uma separaccedilatildeo de

seus componentes principais Para isto o preacute-tratamento eacute essencial visan-

do a desorganizaccedilatildeo do complexo lignoceluloacutesico e como consequumlecircncia au-

mento da acessibilidade das enzimas agraves moleacuteculas de celulose (PEREIRA

JR et al 2008)

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 20

O preacute-tratamento que consiste em submeter o material lignoceluloacutesico

a uma seacuterie de operaccedilotildees visa promover a quebra das ligaccedilotildees que unem

as macroestruturas Tais operaccedilotildees satildeo responsaacuteveis pela adequaccedilatildeo da

mateacuteria-prima como por exemplo o bagaccedilo da cana-de-accediluacutecar agraves condi-

ccedilotildees de transformaccedilatildeo por parte dos micro-organismos Estas podem ser

classificadas como fiacutesicas fiacutesico-quiacutemicas quiacutemicas e bioloacutegicas conforme

o agente que atua na alteraccedilatildeo estrutural (SCHLITTLER 2006) A Figura 4

mostra um esquema simplificado para a separaccedilatildeo dos principais compo-

nentes dos materiais lignoceluloacutesicos

Figura 4 Separaccedilatildeo dos componentes lignoceluloacutesicos

(PEREIRA JR et al 2008)

Pereira Jr (2006) observa que a decisatildeo de usar um ou outro processo

de hidroacutelise depende tambeacutem do tipo de material lignoceluloacutesico empregado

Na hidroacutelise da hemicelulose (que ocorre em condiccedilotildees mais brandas do

que no caso da celulose) a estrateacutegia tem sido a utilizaccedilatildeo de aacutecido sulfuacuteri-

co diluiacutedo No caso da celulose como a hidroacutelise quiacutemica requer condiccedilotildees

de alta severidade (elevadas temperaturas grandes tempos de exposiccedilatildeo e

altas concentraccedilotildees de aacutecido) pela maior resistecircncia ao ataque hidroliacutetico o

uso da hidroacutelise enzimaacutetica seria mais indicado (pela ausecircncia de condiccedilotildees

severas) tal estrateacutegia tecnoloacutegica difere da concepccedilatildeo de processos anti-

gos em que se buscava a hidroacutelise quiacutemica conjunta da celulose e da hemi-

celulose pois satildeo polissacariacutedeos com diferentes suscetibilidades ao ataque

hidroliacutetico

Economia e Energia ndash eampe 21

A hidroacutelise total da celulose gera apenas glicose que pode ser converti-

da a uma seacuterie de substacircncias quiacutemicas e bioquiacutemicas conforme ilustrado

na Figura 2 com destaque para a sua conversatildeo bioloacutegica a etanol dito de

2ordf geraccedilatildeo por ser obtido a partir de materiais lignoceluloacutesicos

Esta nova plataforma tecnoloacutegica pode revolucionar segmentos industri-

ais como no caso do Brasil que gera uma grande quantidade de resiacuteduos

como o bagaccedilo da cana-de-accediluacutecar no entanto a utilizaccedilatildeo efetiva dos ma-

teriais lignoceluloacutesicos em processos microbioloacutegicos esbarra em dois obstaacute-

culos principais a estrutura cristalina da celulose altamente resistente agrave

hidrolise e a associaccedilatildeo lignina-celulose que forma uma barreira fisica que

impede o acesso enzimaacutetico ou microbioloacutegico ao substrato (CGEE 2010)

Adicionalmente a hidroacutelise acida da celulose apresenta o inconveniente de

requerer o emprego de elevadas temperatura e pressatildeo levando agrave destrui-

ccedilatildeo de parte dos carboidratos e agrave obtenccedilatildeo de produtos de degradaccedilatildeo toacutexi-

cos aos microrganismos A sacarificaccedilatildeo enzimaacutetica por sua vez requer o

emprego de preacute-tratamentos fiacutesicos (moagem aquecimento irradiaccedilatildeo) ou

quiacutemicos (acido sulfuacuterico acido fosfoacuterico aacutelcalis) para atingir rendimentos

viaacuteveis

Potencial Brasileiro para geraccedilatildeo de mateacuteria-prima lignoceluloacutesica

Tendo em vista a vasta biodiversidade encontrada em seu territoacuterio o

Brasil dispotildee de uma grande variedade de resiacuteduos agriacutecolas e agroindustri-

ais cujo bioprocessamento desperta um grande interesse econocircmico e soci-

al Dentre estes exemplos figuram os resiacuteduos derivados de atividades tais

como as induacutestrias de papel e celulose (sepilho maravalhas e cavacos des-

classificados de eucalipto e pinus) serrarias (serragem) usinas de accediluacutecar e

aacutelcool (bagaccedilo de cana-de-accediluacutecar) e de um modo geral unidades de produ-

ccedilatildeo agriacutecola geradoras de resiacuteduos de culturas como a palha de cereais de

milho de trigo sabugo de milho cascas de arroz e de aveia dentre outros

(RAMOS 2000)

No Brasil a quantidade de resiacuteduos lignoceluloacutesicos gerada anualmen-

te eacute de aproximadamente 350 milhotildees de toneladas (PEREIRA JR 2007)

Considerando que uma das principais fontes de materiais lignoceluloacutesicos eacute

o setor sucroalcoleiro e adotando o teor de celulose hemicelulose e lignina

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 22

no bagaccedilo como paracircmetro de comparaccedilatildeo[1]

chega-se a quantidade poten-

cial respectivamente de 1645 9625 e 7105 milhotildees de toneladas que po-

dem ser obtidas a partir de resiacuteduos lignoceluloacutesicos no Brasil

Metodologia

Este trabalho tem como objetivo apresentar as iniciativas tomadas no

mundo e especialmente no Brasil com relaccedilatildeo ao uso de mateacuterias-primas

no contexto de biorrefinaria de materiais lignoceluloacutesicos O enfoque seraacute

dado na plataforma sucroquiacutemica para a produccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo

tendo em vista a posiccedilatildeo de destaque neste segmento de mercado no agro-

negoacutecio nacional A metodologia adotada neste estudo exploratoacuterio foi base-

ada na literatura e em documentos obtidos a partir de uma pesquisa de in-

formaccedilotildees disponibilizadas na literatura Para atingir o objetivo a informaccedilatildeo

eacute apresentada de modo a fornecer um panorama dos esforccedilos mundiais e

brasileiro em pesquisa para o desenvolvimento de novas tecnologias relacio-

nadas agrave obtenccedilatildeo do etanol de segunda geraccedilatildeo

Resultados

No Mundo

Apesar de atualmente natildeo existir nenhuma planta comercial para pro-

duccedilatildeo de etanol a partir de materiais lignoceluloacutesico muitas plantas-piloto e

de demonstraccedilatildeo jaacute foram desenvolvidas e diversos projetos comerciais es-

tatildeo em desenvolvimento A Tabela 1 apresenta as empresas mundiais que

vecircm empregando tecnologias para produccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo e infor-

maccedilotildees complementares

A Tabela 1 revela que a maior parte das empresas encontradas explora

o conceito de biorrefinaria de acordo com a plataforma sucroquiacutemica A mai-

oria das plantas estaacute localizada nos EUA mas paiacuteses como Canadaacute Sueacute-

cia Finlacircndia Ruacutessia e Japatildeo tambeacutem satildeo sedes de algumas iniciativas

1 - Bagaccedilo de cana eacute composto de 47 de celulose 275 de hemicelulose e 203-263 de

lignina (AGUIAR 2010)

Economia e Energia ndash eampe 23

Tabela 1 Empresas que empregam tecnologias para a produccedilatildeo de etanol

de 2ordf geraccedilatildeo e caracteriacutesticas de processo (CGEE 2010)

Empresa Paiacutes de origem

Caracteriacutesticas de processo

Localiza-ccedilatildeo

Capacidade (m

3ano)

AE Biofuels EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Montana 567

Blue Fire Ethanol

EUA Japatildeo

Hidroacutelise com aacutecido concentrado

California Izumi

12110 Natildeo deter-

minado

Chempolis Ou

Finlacircndia Hidroacutelise com aacuteci-do diluiacutedo

Oulu Natildeo deter-

minado

Iogen Canadaacute Hidroacutelise enzimaacutetica

Ontario 4000

KL Energy EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Wyoming 5680

Lignol E-nergy

Canadaacute Preacute-tratamento Organosolv

Vancou-ver

2500

Mascoma EUA Natildeo determinado New York 1890

Poet EUA Natildeo determinado South Dakota

75

Sekab Sueacutecia Hidroacutelise enzimaacutetica

Natildeo de-terminado

Natildeo determinado

STI Finlacircndia Natildeo determinado

Lappeen-ranta Hamina Narpio

1000 1000 1000

St Peters-burgo State Forest-Technical Academy

Ruacutessia Hidroacutelise com aacuteci-do diluiacutedo

13 unida-des no paiacutes

Natildeo determinado

Sun Opra Canadaacute Hidroacutelise enzimaacutetica

China Natildeo

determinado

University of Florida

EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Florida 7570

Verenium EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Lousiana Japan

5300 4920

A Tabela 2 mostra os projetos aprovados pelo Departmento de Energia

dos EUA (US DOE) para a construccedilatildeo de pequenas biorrefinarias no paiacutes

ao final de 2008

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 24

Tabela 2 Projetos aprovados pelo US DOE para a construccedilatildeo de pequenas

biorrefinarias nos EUA (US DOE 2009 apud CGEE 2010)

Empresa Custo Total

106 US$

Participaccedilatildeo US DOE 106 US$

Capacidade anual de produccedilatildeo

Localizaccedilatildeo Mateacuterias-primas Tecnologia

Verenium 9135 760 1500000 Jennings LA

Bagaccedilo cereais desperdiacutecios agriacutecolas resiacute-duos de madeira

Rota bioquiacutemica

Flambeau LIc

840 300 6000000 Park Falls WI Resiacuteduos flores-tais

BTL

ICM 860 300 1500000 St Joseph MO

Gramiacuteneas sorgo forrageiro palha

Rota bioquiacutemica

Lignol Innovations

880 300 2500000 Commerce City CO

Biomassa da madeira resiacute-duos agriacutecolas

Rota bioquiacutemica Organosolv

Pacific Ethanol

730 2434 2700000 Boardman OR

Palha de trigo palha resiacuteduos de aacutelamo

Biogasolina (EtOH biogas combustiacuteveis soacutelidos)

New Page 836 300 5500000 Wisconsin WI Biomassa da madeira ndash resiacute-duos das usinas

BTL

Rse Pulp 900 300 2200000 Old Town Maine

Lascas de ma-deira

Rota bioquiacutemica

Econfin LIc 770 300 1300000 Washington Country KY

Espigas de milho

Rota bioquiacutemica (fermentaccedilatildeo em estado soacuteli-do)

Mascoma 1350 250 2000000 Monroe TN Gramiacuteneas e madeirs

Rota bioquiacutemica

Total 8080 3053 252 M galotildees =

954 M litros

Economia e Energia ndash eampe 25

A Tabela 2 aponta uma tendecircncia para a implementaccedilatildeo da plataforma

bioquiacutemica havendo ainda iniciativas de tecnologias termoquiacutemicas como

BTL (biomass-to-liquid)

Cabe destacar ainda que foi implementado o Programa de Biomassa do

Departamento de Energia para criar nos Estados Unidos uma nova induacutestria

ndash a induacutestria da biomassa ou bioinduacutestria ndash consolidada com a instalaccedilatildeo

de biorrefinarias capazes de transformar vaacuterios tipos de biomassa a preccedilos

competitivos em relaccedilatildeo agraves atuais fontes foacutesseis em combustiacuteveis produtos

quiacutemicos eletricidade e calor As biorrefinarias e o uso da biomassa celuloacutesi-

ca emergem como fundamentais para alcanccedilar as metas de produccedilatildeo

consumo de etanol em funccedilatildeo das limitaccedilotildees das fontes atualmente empre-

gadas (BASTOS 2007)

Neste contexto o paiacutes pretende investir US$ 385 milhotildees em seis bior-

refinarias de etanol celuloacutesico capazes de produzir 480 milhotildees de litros de

etanol celuloacutesico por ano como parte do plano do governo norte-americano

e tornar o etanol celuloacutesico competitivo em 2012 a fim de reduzir o consumo

de gasolina nos EUA nos proacuteximos 20 anos A Tabela 3 apresenta os seis

projetos selecionados pelo Departamento de Energia Americana (US DOE)

Tabela 3 Investimentos do DOE em projetos de produccedilatildeo de etanol

celuloacutesico nos EUA 2007-2010 (BARROS 2007)

Empresa Localizaccedilatildeo

da planta Mateacuteria-prima

Capacidade (milhotildees de litrosano)

Investimentos (milhotildees US$)

Abegoa Bioe-nergy Corp

Kansas Sabugo de milho

resiacuteduos de trigo etc 431 76

ALICO Inc Floacuterida Resiacuteduos de vegetais

diversos 526 33

BlueFire Ethanol Inc

Califoacuternia Resiacuteduos vegetais e

de madeira 719 40

Broin Companies of Sioux Falls

Iowa Resiacuteduos de milho 94 80

Iogen Biorefinery Partners

Idaho Resiacuteduos agriacutecolas 68 80

Range Fuels Geoacutergia Resiacuteduos de

madeira 151 76

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 26

No Brasil

Uma das empresas brasileiras que mais investem em PampD sobre bior-

refinarias em especial a partir de resiacuteduos da cana-de-accediluacutecar eacute a Petrobras

SA que eacute uma empresa estatal brasileira de economia mista que opera

em 27 paises no segmento de energia prioritariamente nas aacutereas de explo-

raccedilatildeo produccedilatildeo refino comercializaccedilatildeo e transporte de petroacuteleo e seus

derivados no Brasil e no exterior (PETROBRAS 2011)

Segundo Baratelli Junior (2007) a estrateacutegia competitiva da empresa eacute

expandir a participaccedilatildeo no mercado de biocombustiacuteveis liderando a produ-

ccedilatildeo nacional de biodiesel e ampliando a participaccedilatildeo no negoacutecio de etanol

A Tabela 4 apresenta as rotas para produccedilatildeo de biocombustiacuteveis e o estaacutegio

do esforccedilo tecnoloacutegico empreendido pela PetrobrasCENPES para o desen-

volvimento das tecnologias

A Tabela 4 aponta que os biocombustiacuteveis que demandam um esforccedilo

tecnoloacutegico elevado por parte da petrobras satildeo de segunda geraccedilatildeo o eta-

nol de celulose e os combustiacuteveis de piroacutelise e de gaacutes de siacutentese ndash BTL que

por sua vez utilizam como fonte de biomassa mateacuterias de origem celuloacutesica

ndash mateacuteria-prima para as biorrefinarias lignoceluloacutesicas

Com o projeto de desenvolvimento do bioetanol (etanol de lignocelulo-

se) ndash um biocombustiacutevel produzido a partir de resiacuteduos agroindustriais ndash a

Petrobras entra na produccedilatildeo dos chamados biocombustiacuteveis de segunda

geraccedilatildeo (PETROBRAS 2008)

Depois da etapa de testes em laboratoacuterio o projeto de produccedilatildeo de bio-

etanol passa para a fase de testes em escala piloto por meio de uma unida-

de experimental instalada no CENPES Desenvolvida em parceria com a

empresa brasileira Albrecht a planta piloto de etanol de lignocelulose locali-

zada no Centro de Pesquisas da Petrobras (CENPES) eacute uacutenica no Brasil

utilizando a tecnologia enzimaacutetica Para a produccedilatildeo de etanol a partir de re-

siacuteduos agroindustriais a planta utiliza um processo de quebra de moleacuteculas

com accedilatildeo de enzimas O projeto foi desenvolvido pela Petrobras em parceria

com a Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) e outras universida-

des brasileiras

Economia e Energia ndash eampe 27

Qualquer rejeito vegetal pode ser utilizado como fonte de biomassa na

planta experimental mas o sistema estaacute ajustado ao bagaccedilo de cana-de-

accediluacutecar por ser o resiacuteduo agroindustrial mais expressivo no paiacutes Outra ma-

teacuteria prima que seraacute utilizada nos testes eacute a torta de mamona resiacuteduo amilaacute-

ceo do processo de produccedilatildeo do biodiesel a partir de mamona

Combustiacutevel FonteBiomassa Estaacutegio da Tecnologia

Esforccedilo tecno-loacutegico da

Petrobras

Primeira geraccedilatildeo

Etanol de gratildeos e

cana-de-accediluacutecar

Cana de accediluacutecar trigo

milho beterraba Comercial meacutedio

Biodiesel Oacuteleos vegetais

e gorduras Comercial alto

Diesel verde

(hidrotratamento)

Oacuteleos vegetais gordu-

ras e petroacuteleo

Rumo a comercial no

Brasil e Europa alto

Butanol Milho sorgo trigo e

cana-de-accediluacutecar

Projeto BP and Dupont

para produzir monitoramento

Segunda geraccedilatildeo

Etanol celuloacutesico

Resiacuteduos agriacutecolas lascas de

madeira e grama

Projeto IOGEN anuncia

planta comercial alto

Combustiacuteveis da

Piroacutelise (bio-oacuteleo)

Qualquer biomassa

celuloacutesica

Projeto BIOCOUP ndash consoacutercio europeu de 16 empresas desde

2006 ateacute 2011 meacutedio

Combustiacuteveis de Gaacutes de

Siacutentese - BTL

Qualquer biomassa

celuloacutesica

Demonstrado em larga

escala com foacutesseis

Projeto CHOREN para biomassa

anuncia planta comercial

alto

Futuro

Diesel de algas Microalgas cultivadas Escala de laboratoacuterio

em Universidades baixo

Hidrocarbonetos de

biomassa Carbohidratos

Escala de laboratoacuterio

em Universidades prospecccedilatildeo

Tabela 4 Esforccedilo tecnoloacutegico das rotas para produccedilatildeo de biocombustiacuteveis

da Petrobras (Adaptado de BARATELLI JR 2007)

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 28

A planta experimental eacute capaz de produzir cerca de 220 litros de etanol

por tonelada de bagaccedilo de cana-de-accediluacutecar Nesta etapa do projeto de pes-

quisa os pesquisadores trabalham na otimizaccedilatildeo deste processo de produ-

ccedilatildeo e tecircm como objetivo alcanccedilar a marca de 280 litros por tonelada de ba-

gaccedilo no mesmo equipamento Como resultado desta pesquisa a Petrobras

jaacute fez o depoacutesito de dois pedidos de patentes (BR 0605017-4 e BR 0505299-

8) junto ao INPI

A planta-piloto de bioetanol de lignocelulose coloca a Petrobras na posi-

ccedilatildeo de vanguarda em relaccedilatildeo aos biocombustiacuteveis de segunda geraccedilatildeo

aqueles produzidos a partir de resiacuteduos agroindustriais e que natildeo competem

com a produccedilatildeo agriacutecola voltada para alimentos A utilizaccedilatildeo de resiacuteduos

como o bagaccedilo de cana-de-accediluacutecar pode aumentar substancialmente a pro-

duccedilatildeo de etanol sem aumentar a aacuterea plantada elevando a produtividade do

processo jaacute existente pelo aproveitamento de seus resiacuteduos

Desta forma a produccedilatildeo de biocombustiacuteveis em futuro proacuteximo tam-

beacutem poderaacute ser complementar agrave produccedilatildeo de alimentos A Petrobras prevecirc

que em 2010 seraacute construiacuteda uma planta semi-industrial de bioetanol A Fi-

gura 6 apresenta uma ilustraccedilatildeo da rota tecnoloacutegica adotada pela petrobras

para produccedilatildeo do bioetanol lignoceluloacutesico

Figura 6 Rota Tecnoloacutegica adotada pela Petrobras para produccedilatildeo do bioe-

tanol lignoceluloacutesico (BARATELLI JR 2007)

Economia e Energia ndash eampe 29

O processo de fabricaccedilatildeo de etanol a partir de resiacuteduos vegetais eacute divi-

dido em quatro etapas Na primeira etapa haacute o preacute-tratamento do bagaccedilo de

cana sendo adotado o processo de hidroacutelise aacutecida branda onde no reator o

resiacuteduo eacute submetido agrave quebra da estrutura cristalina da fibra do bagaccedilo de

cana e a recuperaccedilatildeo de accediluacutecares mais faacuteceis de hidrolisar

Em seguida vem a etapa de deslignificaccedilatildeo do soacutelido rico em celulose

Eacute retirada a lignina complexo que daacute resistecircncia a fibra e protege a celulose

da accedilatildeo de microorganismos poreacutem apresenta grande inibiccedilatildeo ao processo

fermentativo

Na terceira fase o liacutequido proveniente do preacute-tratamento aacutecido rico em

accediluacutecares eacute fermentado pela levedura Pichia stipitis adaptada para ser utili-

zada nesta fermentaccedilatildeo

O soacutelido proveniente da etapa de deslignificaccedilatildeo rico em celulose tam-

beacutem eacute tratado ele passa por um processo de sacarificaccedilatildeo (transformaccedilatildeo

em accediluacutecares) por meio de enzimas e eacute fermentado pela levedura

Sacharomyces cerevisiae o mesmo fungo utilizado na fabricaccedilatildeo de patildees A

Petrobras ainda estuda as enzimas mais eficazes para este processo de

fabricaccedilatildeo testando enzimas disponiacuteveis no mercado e pesquisando novos

preparados enzimaacuteticos

Na etapa final ambos os liacutequidos provenientes das diferentes fermenta-

ccedilotildees satildeo destilados O produto desta destilaccedilatildeo eacute o etanol que possui as

mesmas caracteriacutesticas daquele fabricado a partir da cana em processo in-

dustrial

Cabe destacar que a accedilatildeo do governo brasileiro natildeo fica restrita a sua

participaccedilatildeo na Petrobras considerando a importacircncia que o tema energias

renovaacuteveis possui na poliacutetica nacional O governo do Brasil investe ainda

recursos em Pesquisa Desenvolvimento e Inovaccedilatildeo (PD amp I) conforme po-

de ser visto na Tabela 5

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 30

Conclusotildees

O tema energias renovaacuteveis estaacute presente na agenda nacional de todas

as naccedilotildees ao redor do globo como uma alternativa viaacutevel em substituiccedilatildeo agraves

fontes de energias foacutesseis como petroacuteleo e carvatildeo Especialistas acreditam

que o processamento da biomassa como fonte de energia combustiacuteveis e

produtos quiacutemicos possa se constituir em uma induacutestria-chave neste seacuteculo

criando assim um novo paradigma industrial Novas tecnologias baseadas

no uso de toda a planta e na integraccedilatildeo de processos tradicionais e novos

deveratildeo ser necessaacuterios

Tabela 5 Investimentos do governo brasileiro em PDampI no aproveitamento

de biomassas desde 2005 (PEREIRA JR 2008)

Instituiccedilatildeo Valor

(Milhotildees R$) Observaccedilotildees

Governo Federal

SIBRATEC 4500 Formaccedilatildeo de redes temaacuteticas para o de-senvolvimento de tecnologias inovadoras incluindo energia renovaacutevel

CNPqMCT 4180 Especiacutefico para biomassabioenergias

15780 Geral incluindo biomassa

FINEP 45000

Apoiar o desenvolvimento de produtos serviccedilos e processos inovadores em em-presas brasileiras atraveacutes de subvenccedilatildeo econocircmica incluindo biocombustiacuteveis

Fundaccedilotildees Estaduais

FAPESP 14800 Projetos especiacuteficos para biomassas e biocombustiacuteveis

FAPEMIG 1095 Biomassas agroenergia

TOTAL R$ 855 milhotildees

Economia e Energia ndash eampe 31

O Brasil encontra-se entre os paiacuteses-alvo para o desenvolvimento de

tais tecnologias devido a sua grande biodiversidade existente e aos conheci-

mentos adquiridos ao longo das uacuteltimas deacutecadas em especial devido a pro-

duccedilatildeo de etanol a partir da cana-de-accediluacutecar

Neste contexto de inovaccedilatildeo uma nova oportunidade de aproveitamento

de biomassa se vislumbra no paiacutes o uso da biomassa lignoceluloacutesica prove-

niente dos resiacuteduos agriacutecolas em especial da induacutestria da cana para produ-

ccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo dentro do contexto das biorrefinarias explorado

neste artigo

Foi observado que iniciativas governamentais estatildeo sendo tomadas de

modo a estabelecer um ambiente adequado para o desenvolvimento de no-

vos produtos e processos No entanto desafios de natureza tecnoloacutegica e

comercial precisam ser vencidos para fazer com que o Brasil mantenha sua

posiccedilatildeo de destaque no agronegoacutecio mundial e produza produtos de maior

valor agregado contribuindo assim para o desenvolvimento da bio-economia

e aproveitando esta janela de oportunidade de aumentar seu crescimento

econocircmico de modo sustentaacutevel

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Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 32

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Paulo Cetesb

Economia e Energia ndash eampe 33

Ensaio

Gripe americana e resfriado no Brasil

Nos fizeram acreditar que um resfriado americano representa certa-

mente uma gripe ou pneumonia por aqui ou seja as crises nos EUA tecircm

resultados imediatos e mais radicais aqui do que laacute Nessa eacutepoca de gripe

americana eacute uacutetil discutir a veracidade histoacuterica dessa afirmaccedilatildeo porque o

simples fato de se acreditar nela jaacute provoca efeitos negativos em nossa eco-

nomia

Celso Furtado ao contraacuterio da crenccedila corrente assinalava que as cri-

ses na economia americana foram sentidas aqui no curto prazo mas de

modo geral acabaram sendo beneacuteficas para a economia brasileira no meacutedio

prazo Ele mostrou em seu livro ldquoO Capitalismo Globalrdquo que a crise de 1929

e 1930 nos EUA produziam jaacute em 1932 um notaacutevel ressurgimento interno

baseado no mercado nacional

A tentativa de encontrar uma correlaccedilatildeo entre as taxas de crescimento

americanas e as brasileiras no periacuteodo 1930 a 2010 (Figura 1) natildeo conduz a

um resultado convincente A situaccedilatildeo natildeo muda introduzindo uma defasagem

de um ou dois anos da variaccedilatildeo do PIB no Brasil em relaccedilatildeo agrave americana

Figura 1 A correlaccedilatildeo entre crescimento no Brasil e nos EUA parece ser

pouco significativa no periacuteodo 1930 a 2010 Dados Ipeadatagovbr

Elaboraccedilatildeo proacutepria

y = 00744x + 47262Rsup2 = 00083

-10

-5

0

5

10

15

-15 -10 -5 0 5 10 15 20 25

Cre

scim

en

to d

o P

IB n

os

EUA

an

o

Crescimento do PIB no Brasil ano

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 34

Figura 2 Variaccedilatildeo do PIB dos EUA e Brasil valores anuais e meacutedia moacutevel

de trecircs anos em azul estatildeo assinalados os periacuteodos em que as economias

parecem estar na mesma fase (variaccedilotildees no mesmo sentido) e

em amarelo os periacuteodos em fase inversa (variaccedilotildees em sentido contraacuterio)

Elaboraccedilatildeo proacutepria

Eacute possiacutevel separar ao longo desses oitenta anos periacuteodos em que os

altos e baixos da taxa de crescimento econocircmico dos EUA e do Brasil estatildeo

na mesma fase do ciclo e outros em que o que aconteceu nos dois paiacuteses

tem sinal inverso Em uma anaacutelise preliminar (Figura 2) pode-se dizer que

os periacuteodos em que estiveram em fase inversa superam os que estiveram

na mesma fase

Pode-se verificar que no periacuteodo a que aludia Celso Furtado (crise de

trinta) as economias dos dois paiacuteses parecem em mesma fase Nota-se no

entanto que a retomada do crescimento no Brasil precedeu agrave americana

como dissera Celso Furtado que ademais se referia tambeacutem a mudanccedilas

qualitativas mais de desenvolvimento que de crescimento que vieram com

a maior atenccedilatildeo no Paiacutes ao consumo interno Em um segundo periacuteodo que

vai da Segunda Guerra Mundial ateacute 1970 as economias de Brasil e EUA

estiveram em fase inversa

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

1920

1930

1940

1950

1960

1970

1980

1990

2000

2010

Var

iaccedilatilde

o a

nu

al d

o P

IB

()

EUA

EUA 3

Brasil

Brasil 3

fase inversa fase inversaem fase em fase

Economia e Energia ndash eampe 35

Em uma terceira fase de 1987 a 1995 a teoria do resfriado americano

funcionou nas crises das mudanccedilas para as deacutecadas de oitenta e noventa

(repercussotildees simultacircneas e maiores em nossa economia) e na retomada

do meio da deacutecada de oitenta Cabe lembrar que os episoacutedios dessas crises

marcaram a alta de juros e falecircncia mexicana (1982) e crises de hiperinfla-

ccedilatildeo em paiacuteses como a Argentina que estavam muito mais proacuteximos de nos-

sa realidade

Nos uacuteltimos quinze anos estivemos em fase inversa com os EUA em

1998 eles estavam no auge da era Clinton e o Brasil passando por um fosso

em sua taxa de crescimento anual Depois comeccedilaram a experimentar que-

da no seu crescimento enquanto a economia brasileira tinha as taxas de

crescimento em elevaccedilatildeo

Na Figura 3 buscou-se a correlaccedilatildeo linear entre as variaccedilotildees do PIB

nos periacuteodos assinalados na Figura 2 e os resultados confirmam a avalia-

y = 03893x + 43207Rsup2 = 07113

-2

0

2

4

6

8

10

-20 -10 0 10 20

19301937 y = -0311x + 75908Rsup2 = 0314

0

2

4

6

8

10

12

-10 0 10 20

19381970

y = 18054x - 32349Rsup2 = 04684

-20

-10

00

10

20

30

40

50

60

00 10 20 30 40

19871995y = -0362x + 40064

Rsup2 = 02656

00

10

20

30

40

50

60

-20 00 20 40 60

19952010

Figura 3 Comportamento dos crescimentos dos PIB americano (na vertical)

e brasileiro (na horizontal) para os intervalos de tempo assinalados na figura

anterior

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 36

ccedilatildeo qualitativa Ou seja nos periacuteodos em fase existe uma correlaccedilatildeo positi-

va entre os crescimentos americano e brasileiro nos periacuteodos assinalados

com amarelo a relaccedilatildeo eacute negativa

A mudanccedila de intensidade e sentido da correlaccedilatildeo nos faz pensar que

a possiacutevel dependecircncia entre o crescimento brasileiro e o americano natildeo eacute

direta eacute muito mais complexa e para fazer sentido deve ser estudada por

periacuteodos histoacutericos O que se conclui eacute que a ldquoteoria do resfriadordquo natildeo expli-

ca o passado mesmo quando ainda eacuteramos muito mais dependentes dos

EUA

No final de 2008 configurou-se uma crise nos EUA que teve reflexo no

ano seguinte no Brasil que registrou uma queda no PIB de 06 O consu-

mo no entanto cresceu no ano 24 Em 2010 o ldquopibatildeordquo de 75 fez com

que no seu conjunto os anos de 2009 e 2010 possam ser considerados

como anos normais O consumo cresceu na meacutedia 45 mais que na meacute-

dia do periacuteodo Lula (40) Jaacute o PIB cresceu 33 um pouco abaixo da meacute-

dia tambeacutem de 40 ao ano do governo passado Os dados vecircm das Con-

tas Nacionais Trimestrais do IBGE A defasagem entre o crescimento da

produccedilatildeo e do consumo foi praticamente coberta com importaccedilotildees e menor

investimento Ou seja a queda do PIB em 2009 se deveu a nosso ver a

uma reduccedilatildeo exagerada da oferta pelo setor produtivo em virtude de uma

leitura equivocada do efeito da crise americana sobre a economia brasileira

O crescimento nos dois anos poacutes-crise nos EUA foi normal passou a

primeira ldquomarolardquo E agora Entraremos na mesma fase de ciclo dos EUA

Page 20: Economia e Energia · população ou na superfície mundial: foi o fato de serem os “vencedores” da 2ª Guerra Mundial. Num primeiro momento, somente os EUA possuíam ar-0 10.000

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 20

O preacute-tratamento que consiste em submeter o material lignoceluloacutesico

a uma seacuterie de operaccedilotildees visa promover a quebra das ligaccedilotildees que unem

as macroestruturas Tais operaccedilotildees satildeo responsaacuteveis pela adequaccedilatildeo da

mateacuteria-prima como por exemplo o bagaccedilo da cana-de-accediluacutecar agraves condi-

ccedilotildees de transformaccedilatildeo por parte dos micro-organismos Estas podem ser

classificadas como fiacutesicas fiacutesico-quiacutemicas quiacutemicas e bioloacutegicas conforme

o agente que atua na alteraccedilatildeo estrutural (SCHLITTLER 2006) A Figura 4

mostra um esquema simplificado para a separaccedilatildeo dos principais compo-

nentes dos materiais lignoceluloacutesicos

Figura 4 Separaccedilatildeo dos componentes lignoceluloacutesicos

(PEREIRA JR et al 2008)

Pereira Jr (2006) observa que a decisatildeo de usar um ou outro processo

de hidroacutelise depende tambeacutem do tipo de material lignoceluloacutesico empregado

Na hidroacutelise da hemicelulose (que ocorre em condiccedilotildees mais brandas do

que no caso da celulose) a estrateacutegia tem sido a utilizaccedilatildeo de aacutecido sulfuacuteri-

co diluiacutedo No caso da celulose como a hidroacutelise quiacutemica requer condiccedilotildees

de alta severidade (elevadas temperaturas grandes tempos de exposiccedilatildeo e

altas concentraccedilotildees de aacutecido) pela maior resistecircncia ao ataque hidroliacutetico o

uso da hidroacutelise enzimaacutetica seria mais indicado (pela ausecircncia de condiccedilotildees

severas) tal estrateacutegia tecnoloacutegica difere da concepccedilatildeo de processos anti-

gos em que se buscava a hidroacutelise quiacutemica conjunta da celulose e da hemi-

celulose pois satildeo polissacariacutedeos com diferentes suscetibilidades ao ataque

hidroliacutetico

Economia e Energia ndash eampe 21

A hidroacutelise total da celulose gera apenas glicose que pode ser converti-

da a uma seacuterie de substacircncias quiacutemicas e bioquiacutemicas conforme ilustrado

na Figura 2 com destaque para a sua conversatildeo bioloacutegica a etanol dito de

2ordf geraccedilatildeo por ser obtido a partir de materiais lignoceluloacutesicos

Esta nova plataforma tecnoloacutegica pode revolucionar segmentos industri-

ais como no caso do Brasil que gera uma grande quantidade de resiacuteduos

como o bagaccedilo da cana-de-accediluacutecar no entanto a utilizaccedilatildeo efetiva dos ma-

teriais lignoceluloacutesicos em processos microbioloacutegicos esbarra em dois obstaacute-

culos principais a estrutura cristalina da celulose altamente resistente agrave

hidrolise e a associaccedilatildeo lignina-celulose que forma uma barreira fisica que

impede o acesso enzimaacutetico ou microbioloacutegico ao substrato (CGEE 2010)

Adicionalmente a hidroacutelise acida da celulose apresenta o inconveniente de

requerer o emprego de elevadas temperatura e pressatildeo levando agrave destrui-

ccedilatildeo de parte dos carboidratos e agrave obtenccedilatildeo de produtos de degradaccedilatildeo toacutexi-

cos aos microrganismos A sacarificaccedilatildeo enzimaacutetica por sua vez requer o

emprego de preacute-tratamentos fiacutesicos (moagem aquecimento irradiaccedilatildeo) ou

quiacutemicos (acido sulfuacuterico acido fosfoacuterico aacutelcalis) para atingir rendimentos

viaacuteveis

Potencial Brasileiro para geraccedilatildeo de mateacuteria-prima lignoceluloacutesica

Tendo em vista a vasta biodiversidade encontrada em seu territoacuterio o

Brasil dispotildee de uma grande variedade de resiacuteduos agriacutecolas e agroindustri-

ais cujo bioprocessamento desperta um grande interesse econocircmico e soci-

al Dentre estes exemplos figuram os resiacuteduos derivados de atividades tais

como as induacutestrias de papel e celulose (sepilho maravalhas e cavacos des-

classificados de eucalipto e pinus) serrarias (serragem) usinas de accediluacutecar e

aacutelcool (bagaccedilo de cana-de-accediluacutecar) e de um modo geral unidades de produ-

ccedilatildeo agriacutecola geradoras de resiacuteduos de culturas como a palha de cereais de

milho de trigo sabugo de milho cascas de arroz e de aveia dentre outros

(RAMOS 2000)

No Brasil a quantidade de resiacuteduos lignoceluloacutesicos gerada anualmen-

te eacute de aproximadamente 350 milhotildees de toneladas (PEREIRA JR 2007)

Considerando que uma das principais fontes de materiais lignoceluloacutesicos eacute

o setor sucroalcoleiro e adotando o teor de celulose hemicelulose e lignina

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 22

no bagaccedilo como paracircmetro de comparaccedilatildeo[1]

chega-se a quantidade poten-

cial respectivamente de 1645 9625 e 7105 milhotildees de toneladas que po-

dem ser obtidas a partir de resiacuteduos lignoceluloacutesicos no Brasil

Metodologia

Este trabalho tem como objetivo apresentar as iniciativas tomadas no

mundo e especialmente no Brasil com relaccedilatildeo ao uso de mateacuterias-primas

no contexto de biorrefinaria de materiais lignoceluloacutesicos O enfoque seraacute

dado na plataforma sucroquiacutemica para a produccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo

tendo em vista a posiccedilatildeo de destaque neste segmento de mercado no agro-

negoacutecio nacional A metodologia adotada neste estudo exploratoacuterio foi base-

ada na literatura e em documentos obtidos a partir de uma pesquisa de in-

formaccedilotildees disponibilizadas na literatura Para atingir o objetivo a informaccedilatildeo

eacute apresentada de modo a fornecer um panorama dos esforccedilos mundiais e

brasileiro em pesquisa para o desenvolvimento de novas tecnologias relacio-

nadas agrave obtenccedilatildeo do etanol de segunda geraccedilatildeo

Resultados

No Mundo

Apesar de atualmente natildeo existir nenhuma planta comercial para pro-

duccedilatildeo de etanol a partir de materiais lignoceluloacutesico muitas plantas-piloto e

de demonstraccedilatildeo jaacute foram desenvolvidas e diversos projetos comerciais es-

tatildeo em desenvolvimento A Tabela 1 apresenta as empresas mundiais que

vecircm empregando tecnologias para produccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo e infor-

maccedilotildees complementares

A Tabela 1 revela que a maior parte das empresas encontradas explora

o conceito de biorrefinaria de acordo com a plataforma sucroquiacutemica A mai-

oria das plantas estaacute localizada nos EUA mas paiacuteses como Canadaacute Sueacute-

cia Finlacircndia Ruacutessia e Japatildeo tambeacutem satildeo sedes de algumas iniciativas

1 - Bagaccedilo de cana eacute composto de 47 de celulose 275 de hemicelulose e 203-263 de

lignina (AGUIAR 2010)

Economia e Energia ndash eampe 23

Tabela 1 Empresas que empregam tecnologias para a produccedilatildeo de etanol

de 2ordf geraccedilatildeo e caracteriacutesticas de processo (CGEE 2010)

Empresa Paiacutes de origem

Caracteriacutesticas de processo

Localiza-ccedilatildeo

Capacidade (m

3ano)

AE Biofuels EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Montana 567

Blue Fire Ethanol

EUA Japatildeo

Hidroacutelise com aacutecido concentrado

California Izumi

12110 Natildeo deter-

minado

Chempolis Ou

Finlacircndia Hidroacutelise com aacuteci-do diluiacutedo

Oulu Natildeo deter-

minado

Iogen Canadaacute Hidroacutelise enzimaacutetica

Ontario 4000

KL Energy EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Wyoming 5680

Lignol E-nergy

Canadaacute Preacute-tratamento Organosolv

Vancou-ver

2500

Mascoma EUA Natildeo determinado New York 1890

Poet EUA Natildeo determinado South Dakota

75

Sekab Sueacutecia Hidroacutelise enzimaacutetica

Natildeo de-terminado

Natildeo determinado

STI Finlacircndia Natildeo determinado

Lappeen-ranta Hamina Narpio

1000 1000 1000

St Peters-burgo State Forest-Technical Academy

Ruacutessia Hidroacutelise com aacuteci-do diluiacutedo

13 unida-des no paiacutes

Natildeo determinado

Sun Opra Canadaacute Hidroacutelise enzimaacutetica

China Natildeo

determinado

University of Florida

EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Florida 7570

Verenium EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Lousiana Japan

5300 4920

A Tabela 2 mostra os projetos aprovados pelo Departmento de Energia

dos EUA (US DOE) para a construccedilatildeo de pequenas biorrefinarias no paiacutes

ao final de 2008

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 24

Tabela 2 Projetos aprovados pelo US DOE para a construccedilatildeo de pequenas

biorrefinarias nos EUA (US DOE 2009 apud CGEE 2010)

Empresa Custo Total

106 US$

Participaccedilatildeo US DOE 106 US$

Capacidade anual de produccedilatildeo

Localizaccedilatildeo Mateacuterias-primas Tecnologia

Verenium 9135 760 1500000 Jennings LA

Bagaccedilo cereais desperdiacutecios agriacutecolas resiacute-duos de madeira

Rota bioquiacutemica

Flambeau LIc

840 300 6000000 Park Falls WI Resiacuteduos flores-tais

BTL

ICM 860 300 1500000 St Joseph MO

Gramiacuteneas sorgo forrageiro palha

Rota bioquiacutemica

Lignol Innovations

880 300 2500000 Commerce City CO

Biomassa da madeira resiacute-duos agriacutecolas

Rota bioquiacutemica Organosolv

Pacific Ethanol

730 2434 2700000 Boardman OR

Palha de trigo palha resiacuteduos de aacutelamo

Biogasolina (EtOH biogas combustiacuteveis soacutelidos)

New Page 836 300 5500000 Wisconsin WI Biomassa da madeira ndash resiacute-duos das usinas

BTL

Rse Pulp 900 300 2200000 Old Town Maine

Lascas de ma-deira

Rota bioquiacutemica

Econfin LIc 770 300 1300000 Washington Country KY

Espigas de milho

Rota bioquiacutemica (fermentaccedilatildeo em estado soacuteli-do)

Mascoma 1350 250 2000000 Monroe TN Gramiacuteneas e madeirs

Rota bioquiacutemica

Total 8080 3053 252 M galotildees =

954 M litros

Economia e Energia ndash eampe 25

A Tabela 2 aponta uma tendecircncia para a implementaccedilatildeo da plataforma

bioquiacutemica havendo ainda iniciativas de tecnologias termoquiacutemicas como

BTL (biomass-to-liquid)

Cabe destacar ainda que foi implementado o Programa de Biomassa do

Departamento de Energia para criar nos Estados Unidos uma nova induacutestria

ndash a induacutestria da biomassa ou bioinduacutestria ndash consolidada com a instalaccedilatildeo

de biorrefinarias capazes de transformar vaacuterios tipos de biomassa a preccedilos

competitivos em relaccedilatildeo agraves atuais fontes foacutesseis em combustiacuteveis produtos

quiacutemicos eletricidade e calor As biorrefinarias e o uso da biomassa celuloacutesi-

ca emergem como fundamentais para alcanccedilar as metas de produccedilatildeo

consumo de etanol em funccedilatildeo das limitaccedilotildees das fontes atualmente empre-

gadas (BASTOS 2007)

Neste contexto o paiacutes pretende investir US$ 385 milhotildees em seis bior-

refinarias de etanol celuloacutesico capazes de produzir 480 milhotildees de litros de

etanol celuloacutesico por ano como parte do plano do governo norte-americano

e tornar o etanol celuloacutesico competitivo em 2012 a fim de reduzir o consumo

de gasolina nos EUA nos proacuteximos 20 anos A Tabela 3 apresenta os seis

projetos selecionados pelo Departamento de Energia Americana (US DOE)

Tabela 3 Investimentos do DOE em projetos de produccedilatildeo de etanol

celuloacutesico nos EUA 2007-2010 (BARROS 2007)

Empresa Localizaccedilatildeo

da planta Mateacuteria-prima

Capacidade (milhotildees de litrosano)

Investimentos (milhotildees US$)

Abegoa Bioe-nergy Corp

Kansas Sabugo de milho

resiacuteduos de trigo etc 431 76

ALICO Inc Floacuterida Resiacuteduos de vegetais

diversos 526 33

BlueFire Ethanol Inc

Califoacuternia Resiacuteduos vegetais e

de madeira 719 40

Broin Companies of Sioux Falls

Iowa Resiacuteduos de milho 94 80

Iogen Biorefinery Partners

Idaho Resiacuteduos agriacutecolas 68 80

Range Fuels Geoacutergia Resiacuteduos de

madeira 151 76

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 26

No Brasil

Uma das empresas brasileiras que mais investem em PampD sobre bior-

refinarias em especial a partir de resiacuteduos da cana-de-accediluacutecar eacute a Petrobras

SA que eacute uma empresa estatal brasileira de economia mista que opera

em 27 paises no segmento de energia prioritariamente nas aacutereas de explo-

raccedilatildeo produccedilatildeo refino comercializaccedilatildeo e transporte de petroacuteleo e seus

derivados no Brasil e no exterior (PETROBRAS 2011)

Segundo Baratelli Junior (2007) a estrateacutegia competitiva da empresa eacute

expandir a participaccedilatildeo no mercado de biocombustiacuteveis liderando a produ-

ccedilatildeo nacional de biodiesel e ampliando a participaccedilatildeo no negoacutecio de etanol

A Tabela 4 apresenta as rotas para produccedilatildeo de biocombustiacuteveis e o estaacutegio

do esforccedilo tecnoloacutegico empreendido pela PetrobrasCENPES para o desen-

volvimento das tecnologias

A Tabela 4 aponta que os biocombustiacuteveis que demandam um esforccedilo

tecnoloacutegico elevado por parte da petrobras satildeo de segunda geraccedilatildeo o eta-

nol de celulose e os combustiacuteveis de piroacutelise e de gaacutes de siacutentese ndash BTL que

por sua vez utilizam como fonte de biomassa mateacuterias de origem celuloacutesica

ndash mateacuteria-prima para as biorrefinarias lignoceluloacutesicas

Com o projeto de desenvolvimento do bioetanol (etanol de lignocelulo-

se) ndash um biocombustiacutevel produzido a partir de resiacuteduos agroindustriais ndash a

Petrobras entra na produccedilatildeo dos chamados biocombustiacuteveis de segunda

geraccedilatildeo (PETROBRAS 2008)

Depois da etapa de testes em laboratoacuterio o projeto de produccedilatildeo de bio-

etanol passa para a fase de testes em escala piloto por meio de uma unida-

de experimental instalada no CENPES Desenvolvida em parceria com a

empresa brasileira Albrecht a planta piloto de etanol de lignocelulose locali-

zada no Centro de Pesquisas da Petrobras (CENPES) eacute uacutenica no Brasil

utilizando a tecnologia enzimaacutetica Para a produccedilatildeo de etanol a partir de re-

siacuteduos agroindustriais a planta utiliza um processo de quebra de moleacuteculas

com accedilatildeo de enzimas O projeto foi desenvolvido pela Petrobras em parceria

com a Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) e outras universida-

des brasileiras

Economia e Energia ndash eampe 27

Qualquer rejeito vegetal pode ser utilizado como fonte de biomassa na

planta experimental mas o sistema estaacute ajustado ao bagaccedilo de cana-de-

accediluacutecar por ser o resiacuteduo agroindustrial mais expressivo no paiacutes Outra ma-

teacuteria prima que seraacute utilizada nos testes eacute a torta de mamona resiacuteduo amilaacute-

ceo do processo de produccedilatildeo do biodiesel a partir de mamona

Combustiacutevel FonteBiomassa Estaacutegio da Tecnologia

Esforccedilo tecno-loacutegico da

Petrobras

Primeira geraccedilatildeo

Etanol de gratildeos e

cana-de-accediluacutecar

Cana de accediluacutecar trigo

milho beterraba Comercial meacutedio

Biodiesel Oacuteleos vegetais

e gorduras Comercial alto

Diesel verde

(hidrotratamento)

Oacuteleos vegetais gordu-

ras e petroacuteleo

Rumo a comercial no

Brasil e Europa alto

Butanol Milho sorgo trigo e

cana-de-accediluacutecar

Projeto BP and Dupont

para produzir monitoramento

Segunda geraccedilatildeo

Etanol celuloacutesico

Resiacuteduos agriacutecolas lascas de

madeira e grama

Projeto IOGEN anuncia

planta comercial alto

Combustiacuteveis da

Piroacutelise (bio-oacuteleo)

Qualquer biomassa

celuloacutesica

Projeto BIOCOUP ndash consoacutercio europeu de 16 empresas desde

2006 ateacute 2011 meacutedio

Combustiacuteveis de Gaacutes de

Siacutentese - BTL

Qualquer biomassa

celuloacutesica

Demonstrado em larga

escala com foacutesseis

Projeto CHOREN para biomassa

anuncia planta comercial

alto

Futuro

Diesel de algas Microalgas cultivadas Escala de laboratoacuterio

em Universidades baixo

Hidrocarbonetos de

biomassa Carbohidratos

Escala de laboratoacuterio

em Universidades prospecccedilatildeo

Tabela 4 Esforccedilo tecnoloacutegico das rotas para produccedilatildeo de biocombustiacuteveis

da Petrobras (Adaptado de BARATELLI JR 2007)

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 28

A planta experimental eacute capaz de produzir cerca de 220 litros de etanol

por tonelada de bagaccedilo de cana-de-accediluacutecar Nesta etapa do projeto de pes-

quisa os pesquisadores trabalham na otimizaccedilatildeo deste processo de produ-

ccedilatildeo e tecircm como objetivo alcanccedilar a marca de 280 litros por tonelada de ba-

gaccedilo no mesmo equipamento Como resultado desta pesquisa a Petrobras

jaacute fez o depoacutesito de dois pedidos de patentes (BR 0605017-4 e BR 0505299-

8) junto ao INPI

A planta-piloto de bioetanol de lignocelulose coloca a Petrobras na posi-

ccedilatildeo de vanguarda em relaccedilatildeo aos biocombustiacuteveis de segunda geraccedilatildeo

aqueles produzidos a partir de resiacuteduos agroindustriais e que natildeo competem

com a produccedilatildeo agriacutecola voltada para alimentos A utilizaccedilatildeo de resiacuteduos

como o bagaccedilo de cana-de-accediluacutecar pode aumentar substancialmente a pro-

duccedilatildeo de etanol sem aumentar a aacuterea plantada elevando a produtividade do

processo jaacute existente pelo aproveitamento de seus resiacuteduos

Desta forma a produccedilatildeo de biocombustiacuteveis em futuro proacuteximo tam-

beacutem poderaacute ser complementar agrave produccedilatildeo de alimentos A Petrobras prevecirc

que em 2010 seraacute construiacuteda uma planta semi-industrial de bioetanol A Fi-

gura 6 apresenta uma ilustraccedilatildeo da rota tecnoloacutegica adotada pela petrobras

para produccedilatildeo do bioetanol lignoceluloacutesico

Figura 6 Rota Tecnoloacutegica adotada pela Petrobras para produccedilatildeo do bioe-

tanol lignoceluloacutesico (BARATELLI JR 2007)

Economia e Energia ndash eampe 29

O processo de fabricaccedilatildeo de etanol a partir de resiacuteduos vegetais eacute divi-

dido em quatro etapas Na primeira etapa haacute o preacute-tratamento do bagaccedilo de

cana sendo adotado o processo de hidroacutelise aacutecida branda onde no reator o

resiacuteduo eacute submetido agrave quebra da estrutura cristalina da fibra do bagaccedilo de

cana e a recuperaccedilatildeo de accediluacutecares mais faacuteceis de hidrolisar

Em seguida vem a etapa de deslignificaccedilatildeo do soacutelido rico em celulose

Eacute retirada a lignina complexo que daacute resistecircncia a fibra e protege a celulose

da accedilatildeo de microorganismos poreacutem apresenta grande inibiccedilatildeo ao processo

fermentativo

Na terceira fase o liacutequido proveniente do preacute-tratamento aacutecido rico em

accediluacutecares eacute fermentado pela levedura Pichia stipitis adaptada para ser utili-

zada nesta fermentaccedilatildeo

O soacutelido proveniente da etapa de deslignificaccedilatildeo rico em celulose tam-

beacutem eacute tratado ele passa por um processo de sacarificaccedilatildeo (transformaccedilatildeo

em accediluacutecares) por meio de enzimas e eacute fermentado pela levedura

Sacharomyces cerevisiae o mesmo fungo utilizado na fabricaccedilatildeo de patildees A

Petrobras ainda estuda as enzimas mais eficazes para este processo de

fabricaccedilatildeo testando enzimas disponiacuteveis no mercado e pesquisando novos

preparados enzimaacuteticos

Na etapa final ambos os liacutequidos provenientes das diferentes fermenta-

ccedilotildees satildeo destilados O produto desta destilaccedilatildeo eacute o etanol que possui as

mesmas caracteriacutesticas daquele fabricado a partir da cana em processo in-

dustrial

Cabe destacar que a accedilatildeo do governo brasileiro natildeo fica restrita a sua

participaccedilatildeo na Petrobras considerando a importacircncia que o tema energias

renovaacuteveis possui na poliacutetica nacional O governo do Brasil investe ainda

recursos em Pesquisa Desenvolvimento e Inovaccedilatildeo (PD amp I) conforme po-

de ser visto na Tabela 5

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 30

Conclusotildees

O tema energias renovaacuteveis estaacute presente na agenda nacional de todas

as naccedilotildees ao redor do globo como uma alternativa viaacutevel em substituiccedilatildeo agraves

fontes de energias foacutesseis como petroacuteleo e carvatildeo Especialistas acreditam

que o processamento da biomassa como fonte de energia combustiacuteveis e

produtos quiacutemicos possa se constituir em uma induacutestria-chave neste seacuteculo

criando assim um novo paradigma industrial Novas tecnologias baseadas

no uso de toda a planta e na integraccedilatildeo de processos tradicionais e novos

deveratildeo ser necessaacuterios

Tabela 5 Investimentos do governo brasileiro em PDampI no aproveitamento

de biomassas desde 2005 (PEREIRA JR 2008)

Instituiccedilatildeo Valor

(Milhotildees R$) Observaccedilotildees

Governo Federal

SIBRATEC 4500 Formaccedilatildeo de redes temaacuteticas para o de-senvolvimento de tecnologias inovadoras incluindo energia renovaacutevel

CNPqMCT 4180 Especiacutefico para biomassabioenergias

15780 Geral incluindo biomassa

FINEP 45000

Apoiar o desenvolvimento de produtos serviccedilos e processos inovadores em em-presas brasileiras atraveacutes de subvenccedilatildeo econocircmica incluindo biocombustiacuteveis

Fundaccedilotildees Estaduais

FAPESP 14800 Projetos especiacuteficos para biomassas e biocombustiacuteveis

FAPEMIG 1095 Biomassas agroenergia

TOTAL R$ 855 milhotildees

Economia e Energia ndash eampe 31

O Brasil encontra-se entre os paiacuteses-alvo para o desenvolvimento de

tais tecnologias devido a sua grande biodiversidade existente e aos conheci-

mentos adquiridos ao longo das uacuteltimas deacutecadas em especial devido a pro-

duccedilatildeo de etanol a partir da cana-de-accediluacutecar

Neste contexto de inovaccedilatildeo uma nova oportunidade de aproveitamento

de biomassa se vislumbra no paiacutes o uso da biomassa lignoceluloacutesica prove-

niente dos resiacuteduos agriacutecolas em especial da induacutestria da cana para produ-

ccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo dentro do contexto das biorrefinarias explorado

neste artigo

Foi observado que iniciativas governamentais estatildeo sendo tomadas de

modo a estabelecer um ambiente adequado para o desenvolvimento de no-

vos produtos e processos No entanto desafios de natureza tecnoloacutegica e

comercial precisam ser vencidos para fazer com que o Brasil mantenha sua

posiccedilatildeo de destaque no agronegoacutecio mundial e produza produtos de maior

valor agregado contribuindo assim para o desenvolvimento da bio-economia

e aproveitando esta janela de oportunidade de aumentar seu crescimento

econocircmico de modo sustentaacutevel

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Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 32

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Paulo Cetesb

Economia e Energia ndash eampe 33

Ensaio

Gripe americana e resfriado no Brasil

Nos fizeram acreditar que um resfriado americano representa certa-

mente uma gripe ou pneumonia por aqui ou seja as crises nos EUA tecircm

resultados imediatos e mais radicais aqui do que laacute Nessa eacutepoca de gripe

americana eacute uacutetil discutir a veracidade histoacuterica dessa afirmaccedilatildeo porque o

simples fato de se acreditar nela jaacute provoca efeitos negativos em nossa eco-

nomia

Celso Furtado ao contraacuterio da crenccedila corrente assinalava que as cri-

ses na economia americana foram sentidas aqui no curto prazo mas de

modo geral acabaram sendo beneacuteficas para a economia brasileira no meacutedio

prazo Ele mostrou em seu livro ldquoO Capitalismo Globalrdquo que a crise de 1929

e 1930 nos EUA produziam jaacute em 1932 um notaacutevel ressurgimento interno

baseado no mercado nacional

A tentativa de encontrar uma correlaccedilatildeo entre as taxas de crescimento

americanas e as brasileiras no periacuteodo 1930 a 2010 (Figura 1) natildeo conduz a

um resultado convincente A situaccedilatildeo natildeo muda introduzindo uma defasagem

de um ou dois anos da variaccedilatildeo do PIB no Brasil em relaccedilatildeo agrave americana

Figura 1 A correlaccedilatildeo entre crescimento no Brasil e nos EUA parece ser

pouco significativa no periacuteodo 1930 a 2010 Dados Ipeadatagovbr

Elaboraccedilatildeo proacutepria

y = 00744x + 47262Rsup2 = 00083

-10

-5

0

5

10

15

-15 -10 -5 0 5 10 15 20 25

Cre

scim

en

to d

o P

IB n

os

EUA

an

o

Crescimento do PIB no Brasil ano

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 34

Figura 2 Variaccedilatildeo do PIB dos EUA e Brasil valores anuais e meacutedia moacutevel

de trecircs anos em azul estatildeo assinalados os periacuteodos em que as economias

parecem estar na mesma fase (variaccedilotildees no mesmo sentido) e

em amarelo os periacuteodos em fase inversa (variaccedilotildees em sentido contraacuterio)

Elaboraccedilatildeo proacutepria

Eacute possiacutevel separar ao longo desses oitenta anos periacuteodos em que os

altos e baixos da taxa de crescimento econocircmico dos EUA e do Brasil estatildeo

na mesma fase do ciclo e outros em que o que aconteceu nos dois paiacuteses

tem sinal inverso Em uma anaacutelise preliminar (Figura 2) pode-se dizer que

os periacuteodos em que estiveram em fase inversa superam os que estiveram

na mesma fase

Pode-se verificar que no periacuteodo a que aludia Celso Furtado (crise de

trinta) as economias dos dois paiacuteses parecem em mesma fase Nota-se no

entanto que a retomada do crescimento no Brasil precedeu agrave americana

como dissera Celso Furtado que ademais se referia tambeacutem a mudanccedilas

qualitativas mais de desenvolvimento que de crescimento que vieram com

a maior atenccedilatildeo no Paiacutes ao consumo interno Em um segundo periacuteodo que

vai da Segunda Guerra Mundial ateacute 1970 as economias de Brasil e EUA

estiveram em fase inversa

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

1920

1930

1940

1950

1960

1970

1980

1990

2000

2010

Var

iaccedilatilde

o a

nu

al d

o P

IB

()

EUA

EUA 3

Brasil

Brasil 3

fase inversa fase inversaem fase em fase

Economia e Energia ndash eampe 35

Em uma terceira fase de 1987 a 1995 a teoria do resfriado americano

funcionou nas crises das mudanccedilas para as deacutecadas de oitenta e noventa

(repercussotildees simultacircneas e maiores em nossa economia) e na retomada

do meio da deacutecada de oitenta Cabe lembrar que os episoacutedios dessas crises

marcaram a alta de juros e falecircncia mexicana (1982) e crises de hiperinfla-

ccedilatildeo em paiacuteses como a Argentina que estavam muito mais proacuteximos de nos-

sa realidade

Nos uacuteltimos quinze anos estivemos em fase inversa com os EUA em

1998 eles estavam no auge da era Clinton e o Brasil passando por um fosso

em sua taxa de crescimento anual Depois comeccedilaram a experimentar que-

da no seu crescimento enquanto a economia brasileira tinha as taxas de

crescimento em elevaccedilatildeo

Na Figura 3 buscou-se a correlaccedilatildeo linear entre as variaccedilotildees do PIB

nos periacuteodos assinalados na Figura 2 e os resultados confirmam a avalia-

y = 03893x + 43207Rsup2 = 07113

-2

0

2

4

6

8

10

-20 -10 0 10 20

19301937 y = -0311x + 75908Rsup2 = 0314

0

2

4

6

8

10

12

-10 0 10 20

19381970

y = 18054x - 32349Rsup2 = 04684

-20

-10

00

10

20

30

40

50

60

00 10 20 30 40

19871995y = -0362x + 40064

Rsup2 = 02656

00

10

20

30

40

50

60

-20 00 20 40 60

19952010

Figura 3 Comportamento dos crescimentos dos PIB americano (na vertical)

e brasileiro (na horizontal) para os intervalos de tempo assinalados na figura

anterior

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 36

ccedilatildeo qualitativa Ou seja nos periacuteodos em fase existe uma correlaccedilatildeo positi-

va entre os crescimentos americano e brasileiro nos periacuteodos assinalados

com amarelo a relaccedilatildeo eacute negativa

A mudanccedila de intensidade e sentido da correlaccedilatildeo nos faz pensar que

a possiacutevel dependecircncia entre o crescimento brasileiro e o americano natildeo eacute

direta eacute muito mais complexa e para fazer sentido deve ser estudada por

periacuteodos histoacutericos O que se conclui eacute que a ldquoteoria do resfriadordquo natildeo expli-

ca o passado mesmo quando ainda eacuteramos muito mais dependentes dos

EUA

No final de 2008 configurou-se uma crise nos EUA que teve reflexo no

ano seguinte no Brasil que registrou uma queda no PIB de 06 O consu-

mo no entanto cresceu no ano 24 Em 2010 o ldquopibatildeordquo de 75 fez com

que no seu conjunto os anos de 2009 e 2010 possam ser considerados

como anos normais O consumo cresceu na meacutedia 45 mais que na meacute-

dia do periacuteodo Lula (40) Jaacute o PIB cresceu 33 um pouco abaixo da meacute-

dia tambeacutem de 40 ao ano do governo passado Os dados vecircm das Con-

tas Nacionais Trimestrais do IBGE A defasagem entre o crescimento da

produccedilatildeo e do consumo foi praticamente coberta com importaccedilotildees e menor

investimento Ou seja a queda do PIB em 2009 se deveu a nosso ver a

uma reduccedilatildeo exagerada da oferta pelo setor produtivo em virtude de uma

leitura equivocada do efeito da crise americana sobre a economia brasileira

O crescimento nos dois anos poacutes-crise nos EUA foi normal passou a

primeira ldquomarolardquo E agora Entraremos na mesma fase de ciclo dos EUA

Page 21: Economia e Energia · população ou na superfície mundial: foi o fato de serem os “vencedores” da 2ª Guerra Mundial. Num primeiro momento, somente os EUA possuíam ar-0 10.000

Economia e Energia ndash eampe 21

A hidroacutelise total da celulose gera apenas glicose que pode ser converti-

da a uma seacuterie de substacircncias quiacutemicas e bioquiacutemicas conforme ilustrado

na Figura 2 com destaque para a sua conversatildeo bioloacutegica a etanol dito de

2ordf geraccedilatildeo por ser obtido a partir de materiais lignoceluloacutesicos

Esta nova plataforma tecnoloacutegica pode revolucionar segmentos industri-

ais como no caso do Brasil que gera uma grande quantidade de resiacuteduos

como o bagaccedilo da cana-de-accediluacutecar no entanto a utilizaccedilatildeo efetiva dos ma-

teriais lignoceluloacutesicos em processos microbioloacutegicos esbarra em dois obstaacute-

culos principais a estrutura cristalina da celulose altamente resistente agrave

hidrolise e a associaccedilatildeo lignina-celulose que forma uma barreira fisica que

impede o acesso enzimaacutetico ou microbioloacutegico ao substrato (CGEE 2010)

Adicionalmente a hidroacutelise acida da celulose apresenta o inconveniente de

requerer o emprego de elevadas temperatura e pressatildeo levando agrave destrui-

ccedilatildeo de parte dos carboidratos e agrave obtenccedilatildeo de produtos de degradaccedilatildeo toacutexi-

cos aos microrganismos A sacarificaccedilatildeo enzimaacutetica por sua vez requer o

emprego de preacute-tratamentos fiacutesicos (moagem aquecimento irradiaccedilatildeo) ou

quiacutemicos (acido sulfuacuterico acido fosfoacuterico aacutelcalis) para atingir rendimentos

viaacuteveis

Potencial Brasileiro para geraccedilatildeo de mateacuteria-prima lignoceluloacutesica

Tendo em vista a vasta biodiversidade encontrada em seu territoacuterio o

Brasil dispotildee de uma grande variedade de resiacuteduos agriacutecolas e agroindustri-

ais cujo bioprocessamento desperta um grande interesse econocircmico e soci-

al Dentre estes exemplos figuram os resiacuteduos derivados de atividades tais

como as induacutestrias de papel e celulose (sepilho maravalhas e cavacos des-

classificados de eucalipto e pinus) serrarias (serragem) usinas de accediluacutecar e

aacutelcool (bagaccedilo de cana-de-accediluacutecar) e de um modo geral unidades de produ-

ccedilatildeo agriacutecola geradoras de resiacuteduos de culturas como a palha de cereais de

milho de trigo sabugo de milho cascas de arroz e de aveia dentre outros

(RAMOS 2000)

No Brasil a quantidade de resiacuteduos lignoceluloacutesicos gerada anualmen-

te eacute de aproximadamente 350 milhotildees de toneladas (PEREIRA JR 2007)

Considerando que uma das principais fontes de materiais lignoceluloacutesicos eacute

o setor sucroalcoleiro e adotando o teor de celulose hemicelulose e lignina

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 22

no bagaccedilo como paracircmetro de comparaccedilatildeo[1]

chega-se a quantidade poten-

cial respectivamente de 1645 9625 e 7105 milhotildees de toneladas que po-

dem ser obtidas a partir de resiacuteduos lignoceluloacutesicos no Brasil

Metodologia

Este trabalho tem como objetivo apresentar as iniciativas tomadas no

mundo e especialmente no Brasil com relaccedilatildeo ao uso de mateacuterias-primas

no contexto de biorrefinaria de materiais lignoceluloacutesicos O enfoque seraacute

dado na plataforma sucroquiacutemica para a produccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo

tendo em vista a posiccedilatildeo de destaque neste segmento de mercado no agro-

negoacutecio nacional A metodologia adotada neste estudo exploratoacuterio foi base-

ada na literatura e em documentos obtidos a partir de uma pesquisa de in-

formaccedilotildees disponibilizadas na literatura Para atingir o objetivo a informaccedilatildeo

eacute apresentada de modo a fornecer um panorama dos esforccedilos mundiais e

brasileiro em pesquisa para o desenvolvimento de novas tecnologias relacio-

nadas agrave obtenccedilatildeo do etanol de segunda geraccedilatildeo

Resultados

No Mundo

Apesar de atualmente natildeo existir nenhuma planta comercial para pro-

duccedilatildeo de etanol a partir de materiais lignoceluloacutesico muitas plantas-piloto e

de demonstraccedilatildeo jaacute foram desenvolvidas e diversos projetos comerciais es-

tatildeo em desenvolvimento A Tabela 1 apresenta as empresas mundiais que

vecircm empregando tecnologias para produccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo e infor-

maccedilotildees complementares

A Tabela 1 revela que a maior parte das empresas encontradas explora

o conceito de biorrefinaria de acordo com a plataforma sucroquiacutemica A mai-

oria das plantas estaacute localizada nos EUA mas paiacuteses como Canadaacute Sueacute-

cia Finlacircndia Ruacutessia e Japatildeo tambeacutem satildeo sedes de algumas iniciativas

1 - Bagaccedilo de cana eacute composto de 47 de celulose 275 de hemicelulose e 203-263 de

lignina (AGUIAR 2010)

Economia e Energia ndash eampe 23

Tabela 1 Empresas que empregam tecnologias para a produccedilatildeo de etanol

de 2ordf geraccedilatildeo e caracteriacutesticas de processo (CGEE 2010)

Empresa Paiacutes de origem

Caracteriacutesticas de processo

Localiza-ccedilatildeo

Capacidade (m

3ano)

AE Biofuels EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Montana 567

Blue Fire Ethanol

EUA Japatildeo

Hidroacutelise com aacutecido concentrado

California Izumi

12110 Natildeo deter-

minado

Chempolis Ou

Finlacircndia Hidroacutelise com aacuteci-do diluiacutedo

Oulu Natildeo deter-

minado

Iogen Canadaacute Hidroacutelise enzimaacutetica

Ontario 4000

KL Energy EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Wyoming 5680

Lignol E-nergy

Canadaacute Preacute-tratamento Organosolv

Vancou-ver

2500

Mascoma EUA Natildeo determinado New York 1890

Poet EUA Natildeo determinado South Dakota

75

Sekab Sueacutecia Hidroacutelise enzimaacutetica

Natildeo de-terminado

Natildeo determinado

STI Finlacircndia Natildeo determinado

Lappeen-ranta Hamina Narpio

1000 1000 1000

St Peters-burgo State Forest-Technical Academy

Ruacutessia Hidroacutelise com aacuteci-do diluiacutedo

13 unida-des no paiacutes

Natildeo determinado

Sun Opra Canadaacute Hidroacutelise enzimaacutetica

China Natildeo

determinado

University of Florida

EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Florida 7570

Verenium EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Lousiana Japan

5300 4920

A Tabela 2 mostra os projetos aprovados pelo Departmento de Energia

dos EUA (US DOE) para a construccedilatildeo de pequenas biorrefinarias no paiacutes

ao final de 2008

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 24

Tabela 2 Projetos aprovados pelo US DOE para a construccedilatildeo de pequenas

biorrefinarias nos EUA (US DOE 2009 apud CGEE 2010)

Empresa Custo Total

106 US$

Participaccedilatildeo US DOE 106 US$

Capacidade anual de produccedilatildeo

Localizaccedilatildeo Mateacuterias-primas Tecnologia

Verenium 9135 760 1500000 Jennings LA

Bagaccedilo cereais desperdiacutecios agriacutecolas resiacute-duos de madeira

Rota bioquiacutemica

Flambeau LIc

840 300 6000000 Park Falls WI Resiacuteduos flores-tais

BTL

ICM 860 300 1500000 St Joseph MO

Gramiacuteneas sorgo forrageiro palha

Rota bioquiacutemica

Lignol Innovations

880 300 2500000 Commerce City CO

Biomassa da madeira resiacute-duos agriacutecolas

Rota bioquiacutemica Organosolv

Pacific Ethanol

730 2434 2700000 Boardman OR

Palha de trigo palha resiacuteduos de aacutelamo

Biogasolina (EtOH biogas combustiacuteveis soacutelidos)

New Page 836 300 5500000 Wisconsin WI Biomassa da madeira ndash resiacute-duos das usinas

BTL

Rse Pulp 900 300 2200000 Old Town Maine

Lascas de ma-deira

Rota bioquiacutemica

Econfin LIc 770 300 1300000 Washington Country KY

Espigas de milho

Rota bioquiacutemica (fermentaccedilatildeo em estado soacuteli-do)

Mascoma 1350 250 2000000 Monroe TN Gramiacuteneas e madeirs

Rota bioquiacutemica

Total 8080 3053 252 M galotildees =

954 M litros

Economia e Energia ndash eampe 25

A Tabela 2 aponta uma tendecircncia para a implementaccedilatildeo da plataforma

bioquiacutemica havendo ainda iniciativas de tecnologias termoquiacutemicas como

BTL (biomass-to-liquid)

Cabe destacar ainda que foi implementado o Programa de Biomassa do

Departamento de Energia para criar nos Estados Unidos uma nova induacutestria

ndash a induacutestria da biomassa ou bioinduacutestria ndash consolidada com a instalaccedilatildeo

de biorrefinarias capazes de transformar vaacuterios tipos de biomassa a preccedilos

competitivos em relaccedilatildeo agraves atuais fontes foacutesseis em combustiacuteveis produtos

quiacutemicos eletricidade e calor As biorrefinarias e o uso da biomassa celuloacutesi-

ca emergem como fundamentais para alcanccedilar as metas de produccedilatildeo

consumo de etanol em funccedilatildeo das limitaccedilotildees das fontes atualmente empre-

gadas (BASTOS 2007)

Neste contexto o paiacutes pretende investir US$ 385 milhotildees em seis bior-

refinarias de etanol celuloacutesico capazes de produzir 480 milhotildees de litros de

etanol celuloacutesico por ano como parte do plano do governo norte-americano

e tornar o etanol celuloacutesico competitivo em 2012 a fim de reduzir o consumo

de gasolina nos EUA nos proacuteximos 20 anos A Tabela 3 apresenta os seis

projetos selecionados pelo Departamento de Energia Americana (US DOE)

Tabela 3 Investimentos do DOE em projetos de produccedilatildeo de etanol

celuloacutesico nos EUA 2007-2010 (BARROS 2007)

Empresa Localizaccedilatildeo

da planta Mateacuteria-prima

Capacidade (milhotildees de litrosano)

Investimentos (milhotildees US$)

Abegoa Bioe-nergy Corp

Kansas Sabugo de milho

resiacuteduos de trigo etc 431 76

ALICO Inc Floacuterida Resiacuteduos de vegetais

diversos 526 33

BlueFire Ethanol Inc

Califoacuternia Resiacuteduos vegetais e

de madeira 719 40

Broin Companies of Sioux Falls

Iowa Resiacuteduos de milho 94 80

Iogen Biorefinery Partners

Idaho Resiacuteduos agriacutecolas 68 80

Range Fuels Geoacutergia Resiacuteduos de

madeira 151 76

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 26

No Brasil

Uma das empresas brasileiras que mais investem em PampD sobre bior-

refinarias em especial a partir de resiacuteduos da cana-de-accediluacutecar eacute a Petrobras

SA que eacute uma empresa estatal brasileira de economia mista que opera

em 27 paises no segmento de energia prioritariamente nas aacutereas de explo-

raccedilatildeo produccedilatildeo refino comercializaccedilatildeo e transporte de petroacuteleo e seus

derivados no Brasil e no exterior (PETROBRAS 2011)

Segundo Baratelli Junior (2007) a estrateacutegia competitiva da empresa eacute

expandir a participaccedilatildeo no mercado de biocombustiacuteveis liderando a produ-

ccedilatildeo nacional de biodiesel e ampliando a participaccedilatildeo no negoacutecio de etanol

A Tabela 4 apresenta as rotas para produccedilatildeo de biocombustiacuteveis e o estaacutegio

do esforccedilo tecnoloacutegico empreendido pela PetrobrasCENPES para o desen-

volvimento das tecnologias

A Tabela 4 aponta que os biocombustiacuteveis que demandam um esforccedilo

tecnoloacutegico elevado por parte da petrobras satildeo de segunda geraccedilatildeo o eta-

nol de celulose e os combustiacuteveis de piroacutelise e de gaacutes de siacutentese ndash BTL que

por sua vez utilizam como fonte de biomassa mateacuterias de origem celuloacutesica

ndash mateacuteria-prima para as biorrefinarias lignoceluloacutesicas

Com o projeto de desenvolvimento do bioetanol (etanol de lignocelulo-

se) ndash um biocombustiacutevel produzido a partir de resiacuteduos agroindustriais ndash a

Petrobras entra na produccedilatildeo dos chamados biocombustiacuteveis de segunda

geraccedilatildeo (PETROBRAS 2008)

Depois da etapa de testes em laboratoacuterio o projeto de produccedilatildeo de bio-

etanol passa para a fase de testes em escala piloto por meio de uma unida-

de experimental instalada no CENPES Desenvolvida em parceria com a

empresa brasileira Albrecht a planta piloto de etanol de lignocelulose locali-

zada no Centro de Pesquisas da Petrobras (CENPES) eacute uacutenica no Brasil

utilizando a tecnologia enzimaacutetica Para a produccedilatildeo de etanol a partir de re-

siacuteduos agroindustriais a planta utiliza um processo de quebra de moleacuteculas

com accedilatildeo de enzimas O projeto foi desenvolvido pela Petrobras em parceria

com a Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) e outras universida-

des brasileiras

Economia e Energia ndash eampe 27

Qualquer rejeito vegetal pode ser utilizado como fonte de biomassa na

planta experimental mas o sistema estaacute ajustado ao bagaccedilo de cana-de-

accediluacutecar por ser o resiacuteduo agroindustrial mais expressivo no paiacutes Outra ma-

teacuteria prima que seraacute utilizada nos testes eacute a torta de mamona resiacuteduo amilaacute-

ceo do processo de produccedilatildeo do biodiesel a partir de mamona

Combustiacutevel FonteBiomassa Estaacutegio da Tecnologia

Esforccedilo tecno-loacutegico da

Petrobras

Primeira geraccedilatildeo

Etanol de gratildeos e

cana-de-accediluacutecar

Cana de accediluacutecar trigo

milho beterraba Comercial meacutedio

Biodiesel Oacuteleos vegetais

e gorduras Comercial alto

Diesel verde

(hidrotratamento)

Oacuteleos vegetais gordu-

ras e petroacuteleo

Rumo a comercial no

Brasil e Europa alto

Butanol Milho sorgo trigo e

cana-de-accediluacutecar

Projeto BP and Dupont

para produzir monitoramento

Segunda geraccedilatildeo

Etanol celuloacutesico

Resiacuteduos agriacutecolas lascas de

madeira e grama

Projeto IOGEN anuncia

planta comercial alto

Combustiacuteveis da

Piroacutelise (bio-oacuteleo)

Qualquer biomassa

celuloacutesica

Projeto BIOCOUP ndash consoacutercio europeu de 16 empresas desde

2006 ateacute 2011 meacutedio

Combustiacuteveis de Gaacutes de

Siacutentese - BTL

Qualquer biomassa

celuloacutesica

Demonstrado em larga

escala com foacutesseis

Projeto CHOREN para biomassa

anuncia planta comercial

alto

Futuro

Diesel de algas Microalgas cultivadas Escala de laboratoacuterio

em Universidades baixo

Hidrocarbonetos de

biomassa Carbohidratos

Escala de laboratoacuterio

em Universidades prospecccedilatildeo

Tabela 4 Esforccedilo tecnoloacutegico das rotas para produccedilatildeo de biocombustiacuteveis

da Petrobras (Adaptado de BARATELLI JR 2007)

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 28

A planta experimental eacute capaz de produzir cerca de 220 litros de etanol

por tonelada de bagaccedilo de cana-de-accediluacutecar Nesta etapa do projeto de pes-

quisa os pesquisadores trabalham na otimizaccedilatildeo deste processo de produ-

ccedilatildeo e tecircm como objetivo alcanccedilar a marca de 280 litros por tonelada de ba-

gaccedilo no mesmo equipamento Como resultado desta pesquisa a Petrobras

jaacute fez o depoacutesito de dois pedidos de patentes (BR 0605017-4 e BR 0505299-

8) junto ao INPI

A planta-piloto de bioetanol de lignocelulose coloca a Petrobras na posi-

ccedilatildeo de vanguarda em relaccedilatildeo aos biocombustiacuteveis de segunda geraccedilatildeo

aqueles produzidos a partir de resiacuteduos agroindustriais e que natildeo competem

com a produccedilatildeo agriacutecola voltada para alimentos A utilizaccedilatildeo de resiacuteduos

como o bagaccedilo de cana-de-accediluacutecar pode aumentar substancialmente a pro-

duccedilatildeo de etanol sem aumentar a aacuterea plantada elevando a produtividade do

processo jaacute existente pelo aproveitamento de seus resiacuteduos

Desta forma a produccedilatildeo de biocombustiacuteveis em futuro proacuteximo tam-

beacutem poderaacute ser complementar agrave produccedilatildeo de alimentos A Petrobras prevecirc

que em 2010 seraacute construiacuteda uma planta semi-industrial de bioetanol A Fi-

gura 6 apresenta uma ilustraccedilatildeo da rota tecnoloacutegica adotada pela petrobras

para produccedilatildeo do bioetanol lignoceluloacutesico

Figura 6 Rota Tecnoloacutegica adotada pela Petrobras para produccedilatildeo do bioe-

tanol lignoceluloacutesico (BARATELLI JR 2007)

Economia e Energia ndash eampe 29

O processo de fabricaccedilatildeo de etanol a partir de resiacuteduos vegetais eacute divi-

dido em quatro etapas Na primeira etapa haacute o preacute-tratamento do bagaccedilo de

cana sendo adotado o processo de hidroacutelise aacutecida branda onde no reator o

resiacuteduo eacute submetido agrave quebra da estrutura cristalina da fibra do bagaccedilo de

cana e a recuperaccedilatildeo de accediluacutecares mais faacuteceis de hidrolisar

Em seguida vem a etapa de deslignificaccedilatildeo do soacutelido rico em celulose

Eacute retirada a lignina complexo que daacute resistecircncia a fibra e protege a celulose

da accedilatildeo de microorganismos poreacutem apresenta grande inibiccedilatildeo ao processo

fermentativo

Na terceira fase o liacutequido proveniente do preacute-tratamento aacutecido rico em

accediluacutecares eacute fermentado pela levedura Pichia stipitis adaptada para ser utili-

zada nesta fermentaccedilatildeo

O soacutelido proveniente da etapa de deslignificaccedilatildeo rico em celulose tam-

beacutem eacute tratado ele passa por um processo de sacarificaccedilatildeo (transformaccedilatildeo

em accediluacutecares) por meio de enzimas e eacute fermentado pela levedura

Sacharomyces cerevisiae o mesmo fungo utilizado na fabricaccedilatildeo de patildees A

Petrobras ainda estuda as enzimas mais eficazes para este processo de

fabricaccedilatildeo testando enzimas disponiacuteveis no mercado e pesquisando novos

preparados enzimaacuteticos

Na etapa final ambos os liacutequidos provenientes das diferentes fermenta-

ccedilotildees satildeo destilados O produto desta destilaccedilatildeo eacute o etanol que possui as

mesmas caracteriacutesticas daquele fabricado a partir da cana em processo in-

dustrial

Cabe destacar que a accedilatildeo do governo brasileiro natildeo fica restrita a sua

participaccedilatildeo na Petrobras considerando a importacircncia que o tema energias

renovaacuteveis possui na poliacutetica nacional O governo do Brasil investe ainda

recursos em Pesquisa Desenvolvimento e Inovaccedilatildeo (PD amp I) conforme po-

de ser visto na Tabela 5

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 30

Conclusotildees

O tema energias renovaacuteveis estaacute presente na agenda nacional de todas

as naccedilotildees ao redor do globo como uma alternativa viaacutevel em substituiccedilatildeo agraves

fontes de energias foacutesseis como petroacuteleo e carvatildeo Especialistas acreditam

que o processamento da biomassa como fonte de energia combustiacuteveis e

produtos quiacutemicos possa se constituir em uma induacutestria-chave neste seacuteculo

criando assim um novo paradigma industrial Novas tecnologias baseadas

no uso de toda a planta e na integraccedilatildeo de processos tradicionais e novos

deveratildeo ser necessaacuterios

Tabela 5 Investimentos do governo brasileiro em PDampI no aproveitamento

de biomassas desde 2005 (PEREIRA JR 2008)

Instituiccedilatildeo Valor

(Milhotildees R$) Observaccedilotildees

Governo Federal

SIBRATEC 4500 Formaccedilatildeo de redes temaacuteticas para o de-senvolvimento de tecnologias inovadoras incluindo energia renovaacutevel

CNPqMCT 4180 Especiacutefico para biomassabioenergias

15780 Geral incluindo biomassa

FINEP 45000

Apoiar o desenvolvimento de produtos serviccedilos e processos inovadores em em-presas brasileiras atraveacutes de subvenccedilatildeo econocircmica incluindo biocombustiacuteveis

Fundaccedilotildees Estaduais

FAPESP 14800 Projetos especiacuteficos para biomassas e biocombustiacuteveis

FAPEMIG 1095 Biomassas agroenergia

TOTAL R$ 855 milhotildees

Economia e Energia ndash eampe 31

O Brasil encontra-se entre os paiacuteses-alvo para o desenvolvimento de

tais tecnologias devido a sua grande biodiversidade existente e aos conheci-

mentos adquiridos ao longo das uacuteltimas deacutecadas em especial devido a pro-

duccedilatildeo de etanol a partir da cana-de-accediluacutecar

Neste contexto de inovaccedilatildeo uma nova oportunidade de aproveitamento

de biomassa se vislumbra no paiacutes o uso da biomassa lignoceluloacutesica prove-

niente dos resiacuteduos agriacutecolas em especial da induacutestria da cana para produ-

ccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo dentro do contexto das biorrefinarias explorado

neste artigo

Foi observado que iniciativas governamentais estatildeo sendo tomadas de

modo a estabelecer um ambiente adequado para o desenvolvimento de no-

vos produtos e processos No entanto desafios de natureza tecnoloacutegica e

comercial precisam ser vencidos para fazer com que o Brasil mantenha sua

posiccedilatildeo de destaque no agronegoacutecio mundial e produza produtos de maior

valor agregado contribuindo assim para o desenvolvimento da bio-economia

e aproveitando esta janela de oportunidade de aumentar seu crescimento

econocircmico de modo sustentaacutevel

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Paulo Cetesb

Economia e Energia ndash eampe 33

Ensaio

Gripe americana e resfriado no Brasil

Nos fizeram acreditar que um resfriado americano representa certa-

mente uma gripe ou pneumonia por aqui ou seja as crises nos EUA tecircm

resultados imediatos e mais radicais aqui do que laacute Nessa eacutepoca de gripe

americana eacute uacutetil discutir a veracidade histoacuterica dessa afirmaccedilatildeo porque o

simples fato de se acreditar nela jaacute provoca efeitos negativos em nossa eco-

nomia

Celso Furtado ao contraacuterio da crenccedila corrente assinalava que as cri-

ses na economia americana foram sentidas aqui no curto prazo mas de

modo geral acabaram sendo beneacuteficas para a economia brasileira no meacutedio

prazo Ele mostrou em seu livro ldquoO Capitalismo Globalrdquo que a crise de 1929

e 1930 nos EUA produziam jaacute em 1932 um notaacutevel ressurgimento interno

baseado no mercado nacional

A tentativa de encontrar uma correlaccedilatildeo entre as taxas de crescimento

americanas e as brasileiras no periacuteodo 1930 a 2010 (Figura 1) natildeo conduz a

um resultado convincente A situaccedilatildeo natildeo muda introduzindo uma defasagem

de um ou dois anos da variaccedilatildeo do PIB no Brasil em relaccedilatildeo agrave americana

Figura 1 A correlaccedilatildeo entre crescimento no Brasil e nos EUA parece ser

pouco significativa no periacuteodo 1930 a 2010 Dados Ipeadatagovbr

Elaboraccedilatildeo proacutepria

y = 00744x + 47262Rsup2 = 00083

-10

-5

0

5

10

15

-15 -10 -5 0 5 10 15 20 25

Cre

scim

en

to d

o P

IB n

os

EUA

an

o

Crescimento do PIB no Brasil ano

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 34

Figura 2 Variaccedilatildeo do PIB dos EUA e Brasil valores anuais e meacutedia moacutevel

de trecircs anos em azul estatildeo assinalados os periacuteodos em que as economias

parecem estar na mesma fase (variaccedilotildees no mesmo sentido) e

em amarelo os periacuteodos em fase inversa (variaccedilotildees em sentido contraacuterio)

Elaboraccedilatildeo proacutepria

Eacute possiacutevel separar ao longo desses oitenta anos periacuteodos em que os

altos e baixos da taxa de crescimento econocircmico dos EUA e do Brasil estatildeo

na mesma fase do ciclo e outros em que o que aconteceu nos dois paiacuteses

tem sinal inverso Em uma anaacutelise preliminar (Figura 2) pode-se dizer que

os periacuteodos em que estiveram em fase inversa superam os que estiveram

na mesma fase

Pode-se verificar que no periacuteodo a que aludia Celso Furtado (crise de

trinta) as economias dos dois paiacuteses parecem em mesma fase Nota-se no

entanto que a retomada do crescimento no Brasil precedeu agrave americana

como dissera Celso Furtado que ademais se referia tambeacutem a mudanccedilas

qualitativas mais de desenvolvimento que de crescimento que vieram com

a maior atenccedilatildeo no Paiacutes ao consumo interno Em um segundo periacuteodo que

vai da Segunda Guerra Mundial ateacute 1970 as economias de Brasil e EUA

estiveram em fase inversa

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

1920

1930

1940

1950

1960

1970

1980

1990

2000

2010

Var

iaccedilatilde

o a

nu

al d

o P

IB

()

EUA

EUA 3

Brasil

Brasil 3

fase inversa fase inversaem fase em fase

Economia e Energia ndash eampe 35

Em uma terceira fase de 1987 a 1995 a teoria do resfriado americano

funcionou nas crises das mudanccedilas para as deacutecadas de oitenta e noventa

(repercussotildees simultacircneas e maiores em nossa economia) e na retomada

do meio da deacutecada de oitenta Cabe lembrar que os episoacutedios dessas crises

marcaram a alta de juros e falecircncia mexicana (1982) e crises de hiperinfla-

ccedilatildeo em paiacuteses como a Argentina que estavam muito mais proacuteximos de nos-

sa realidade

Nos uacuteltimos quinze anos estivemos em fase inversa com os EUA em

1998 eles estavam no auge da era Clinton e o Brasil passando por um fosso

em sua taxa de crescimento anual Depois comeccedilaram a experimentar que-

da no seu crescimento enquanto a economia brasileira tinha as taxas de

crescimento em elevaccedilatildeo

Na Figura 3 buscou-se a correlaccedilatildeo linear entre as variaccedilotildees do PIB

nos periacuteodos assinalados na Figura 2 e os resultados confirmam a avalia-

y = 03893x + 43207Rsup2 = 07113

-2

0

2

4

6

8

10

-20 -10 0 10 20

19301937 y = -0311x + 75908Rsup2 = 0314

0

2

4

6

8

10

12

-10 0 10 20

19381970

y = 18054x - 32349Rsup2 = 04684

-20

-10

00

10

20

30

40

50

60

00 10 20 30 40

19871995y = -0362x + 40064

Rsup2 = 02656

00

10

20

30

40

50

60

-20 00 20 40 60

19952010

Figura 3 Comportamento dos crescimentos dos PIB americano (na vertical)

e brasileiro (na horizontal) para os intervalos de tempo assinalados na figura

anterior

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 36

ccedilatildeo qualitativa Ou seja nos periacuteodos em fase existe uma correlaccedilatildeo positi-

va entre os crescimentos americano e brasileiro nos periacuteodos assinalados

com amarelo a relaccedilatildeo eacute negativa

A mudanccedila de intensidade e sentido da correlaccedilatildeo nos faz pensar que

a possiacutevel dependecircncia entre o crescimento brasileiro e o americano natildeo eacute

direta eacute muito mais complexa e para fazer sentido deve ser estudada por

periacuteodos histoacutericos O que se conclui eacute que a ldquoteoria do resfriadordquo natildeo expli-

ca o passado mesmo quando ainda eacuteramos muito mais dependentes dos

EUA

No final de 2008 configurou-se uma crise nos EUA que teve reflexo no

ano seguinte no Brasil que registrou uma queda no PIB de 06 O consu-

mo no entanto cresceu no ano 24 Em 2010 o ldquopibatildeordquo de 75 fez com

que no seu conjunto os anos de 2009 e 2010 possam ser considerados

como anos normais O consumo cresceu na meacutedia 45 mais que na meacute-

dia do periacuteodo Lula (40) Jaacute o PIB cresceu 33 um pouco abaixo da meacute-

dia tambeacutem de 40 ao ano do governo passado Os dados vecircm das Con-

tas Nacionais Trimestrais do IBGE A defasagem entre o crescimento da

produccedilatildeo e do consumo foi praticamente coberta com importaccedilotildees e menor

investimento Ou seja a queda do PIB em 2009 se deveu a nosso ver a

uma reduccedilatildeo exagerada da oferta pelo setor produtivo em virtude de uma

leitura equivocada do efeito da crise americana sobre a economia brasileira

O crescimento nos dois anos poacutes-crise nos EUA foi normal passou a

primeira ldquomarolardquo E agora Entraremos na mesma fase de ciclo dos EUA

Page 22: Economia e Energia · população ou na superfície mundial: foi o fato de serem os “vencedores” da 2ª Guerra Mundial. Num primeiro momento, somente os EUA possuíam ar-0 10.000

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 22

no bagaccedilo como paracircmetro de comparaccedilatildeo[1]

chega-se a quantidade poten-

cial respectivamente de 1645 9625 e 7105 milhotildees de toneladas que po-

dem ser obtidas a partir de resiacuteduos lignoceluloacutesicos no Brasil

Metodologia

Este trabalho tem como objetivo apresentar as iniciativas tomadas no

mundo e especialmente no Brasil com relaccedilatildeo ao uso de mateacuterias-primas

no contexto de biorrefinaria de materiais lignoceluloacutesicos O enfoque seraacute

dado na plataforma sucroquiacutemica para a produccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo

tendo em vista a posiccedilatildeo de destaque neste segmento de mercado no agro-

negoacutecio nacional A metodologia adotada neste estudo exploratoacuterio foi base-

ada na literatura e em documentos obtidos a partir de uma pesquisa de in-

formaccedilotildees disponibilizadas na literatura Para atingir o objetivo a informaccedilatildeo

eacute apresentada de modo a fornecer um panorama dos esforccedilos mundiais e

brasileiro em pesquisa para o desenvolvimento de novas tecnologias relacio-

nadas agrave obtenccedilatildeo do etanol de segunda geraccedilatildeo

Resultados

No Mundo

Apesar de atualmente natildeo existir nenhuma planta comercial para pro-

duccedilatildeo de etanol a partir de materiais lignoceluloacutesico muitas plantas-piloto e

de demonstraccedilatildeo jaacute foram desenvolvidas e diversos projetos comerciais es-

tatildeo em desenvolvimento A Tabela 1 apresenta as empresas mundiais que

vecircm empregando tecnologias para produccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo e infor-

maccedilotildees complementares

A Tabela 1 revela que a maior parte das empresas encontradas explora

o conceito de biorrefinaria de acordo com a plataforma sucroquiacutemica A mai-

oria das plantas estaacute localizada nos EUA mas paiacuteses como Canadaacute Sueacute-

cia Finlacircndia Ruacutessia e Japatildeo tambeacutem satildeo sedes de algumas iniciativas

1 - Bagaccedilo de cana eacute composto de 47 de celulose 275 de hemicelulose e 203-263 de

lignina (AGUIAR 2010)

Economia e Energia ndash eampe 23

Tabela 1 Empresas que empregam tecnologias para a produccedilatildeo de etanol

de 2ordf geraccedilatildeo e caracteriacutesticas de processo (CGEE 2010)

Empresa Paiacutes de origem

Caracteriacutesticas de processo

Localiza-ccedilatildeo

Capacidade (m

3ano)

AE Biofuels EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Montana 567

Blue Fire Ethanol

EUA Japatildeo

Hidroacutelise com aacutecido concentrado

California Izumi

12110 Natildeo deter-

minado

Chempolis Ou

Finlacircndia Hidroacutelise com aacuteci-do diluiacutedo

Oulu Natildeo deter-

minado

Iogen Canadaacute Hidroacutelise enzimaacutetica

Ontario 4000

KL Energy EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Wyoming 5680

Lignol E-nergy

Canadaacute Preacute-tratamento Organosolv

Vancou-ver

2500

Mascoma EUA Natildeo determinado New York 1890

Poet EUA Natildeo determinado South Dakota

75

Sekab Sueacutecia Hidroacutelise enzimaacutetica

Natildeo de-terminado

Natildeo determinado

STI Finlacircndia Natildeo determinado

Lappeen-ranta Hamina Narpio

1000 1000 1000

St Peters-burgo State Forest-Technical Academy

Ruacutessia Hidroacutelise com aacuteci-do diluiacutedo

13 unida-des no paiacutes

Natildeo determinado

Sun Opra Canadaacute Hidroacutelise enzimaacutetica

China Natildeo

determinado

University of Florida

EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Florida 7570

Verenium EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Lousiana Japan

5300 4920

A Tabela 2 mostra os projetos aprovados pelo Departmento de Energia

dos EUA (US DOE) para a construccedilatildeo de pequenas biorrefinarias no paiacutes

ao final de 2008

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 24

Tabela 2 Projetos aprovados pelo US DOE para a construccedilatildeo de pequenas

biorrefinarias nos EUA (US DOE 2009 apud CGEE 2010)

Empresa Custo Total

106 US$

Participaccedilatildeo US DOE 106 US$

Capacidade anual de produccedilatildeo

Localizaccedilatildeo Mateacuterias-primas Tecnologia

Verenium 9135 760 1500000 Jennings LA

Bagaccedilo cereais desperdiacutecios agriacutecolas resiacute-duos de madeira

Rota bioquiacutemica

Flambeau LIc

840 300 6000000 Park Falls WI Resiacuteduos flores-tais

BTL

ICM 860 300 1500000 St Joseph MO

Gramiacuteneas sorgo forrageiro palha

Rota bioquiacutemica

Lignol Innovations

880 300 2500000 Commerce City CO

Biomassa da madeira resiacute-duos agriacutecolas

Rota bioquiacutemica Organosolv

Pacific Ethanol

730 2434 2700000 Boardman OR

Palha de trigo palha resiacuteduos de aacutelamo

Biogasolina (EtOH biogas combustiacuteveis soacutelidos)

New Page 836 300 5500000 Wisconsin WI Biomassa da madeira ndash resiacute-duos das usinas

BTL

Rse Pulp 900 300 2200000 Old Town Maine

Lascas de ma-deira

Rota bioquiacutemica

Econfin LIc 770 300 1300000 Washington Country KY

Espigas de milho

Rota bioquiacutemica (fermentaccedilatildeo em estado soacuteli-do)

Mascoma 1350 250 2000000 Monroe TN Gramiacuteneas e madeirs

Rota bioquiacutemica

Total 8080 3053 252 M galotildees =

954 M litros

Economia e Energia ndash eampe 25

A Tabela 2 aponta uma tendecircncia para a implementaccedilatildeo da plataforma

bioquiacutemica havendo ainda iniciativas de tecnologias termoquiacutemicas como

BTL (biomass-to-liquid)

Cabe destacar ainda que foi implementado o Programa de Biomassa do

Departamento de Energia para criar nos Estados Unidos uma nova induacutestria

ndash a induacutestria da biomassa ou bioinduacutestria ndash consolidada com a instalaccedilatildeo

de biorrefinarias capazes de transformar vaacuterios tipos de biomassa a preccedilos

competitivos em relaccedilatildeo agraves atuais fontes foacutesseis em combustiacuteveis produtos

quiacutemicos eletricidade e calor As biorrefinarias e o uso da biomassa celuloacutesi-

ca emergem como fundamentais para alcanccedilar as metas de produccedilatildeo

consumo de etanol em funccedilatildeo das limitaccedilotildees das fontes atualmente empre-

gadas (BASTOS 2007)

Neste contexto o paiacutes pretende investir US$ 385 milhotildees em seis bior-

refinarias de etanol celuloacutesico capazes de produzir 480 milhotildees de litros de

etanol celuloacutesico por ano como parte do plano do governo norte-americano

e tornar o etanol celuloacutesico competitivo em 2012 a fim de reduzir o consumo

de gasolina nos EUA nos proacuteximos 20 anos A Tabela 3 apresenta os seis

projetos selecionados pelo Departamento de Energia Americana (US DOE)

Tabela 3 Investimentos do DOE em projetos de produccedilatildeo de etanol

celuloacutesico nos EUA 2007-2010 (BARROS 2007)

Empresa Localizaccedilatildeo

da planta Mateacuteria-prima

Capacidade (milhotildees de litrosano)

Investimentos (milhotildees US$)

Abegoa Bioe-nergy Corp

Kansas Sabugo de milho

resiacuteduos de trigo etc 431 76

ALICO Inc Floacuterida Resiacuteduos de vegetais

diversos 526 33

BlueFire Ethanol Inc

Califoacuternia Resiacuteduos vegetais e

de madeira 719 40

Broin Companies of Sioux Falls

Iowa Resiacuteduos de milho 94 80

Iogen Biorefinery Partners

Idaho Resiacuteduos agriacutecolas 68 80

Range Fuels Geoacutergia Resiacuteduos de

madeira 151 76

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 26

No Brasil

Uma das empresas brasileiras que mais investem em PampD sobre bior-

refinarias em especial a partir de resiacuteduos da cana-de-accediluacutecar eacute a Petrobras

SA que eacute uma empresa estatal brasileira de economia mista que opera

em 27 paises no segmento de energia prioritariamente nas aacutereas de explo-

raccedilatildeo produccedilatildeo refino comercializaccedilatildeo e transporte de petroacuteleo e seus

derivados no Brasil e no exterior (PETROBRAS 2011)

Segundo Baratelli Junior (2007) a estrateacutegia competitiva da empresa eacute

expandir a participaccedilatildeo no mercado de biocombustiacuteveis liderando a produ-

ccedilatildeo nacional de biodiesel e ampliando a participaccedilatildeo no negoacutecio de etanol

A Tabela 4 apresenta as rotas para produccedilatildeo de biocombustiacuteveis e o estaacutegio

do esforccedilo tecnoloacutegico empreendido pela PetrobrasCENPES para o desen-

volvimento das tecnologias

A Tabela 4 aponta que os biocombustiacuteveis que demandam um esforccedilo

tecnoloacutegico elevado por parte da petrobras satildeo de segunda geraccedilatildeo o eta-

nol de celulose e os combustiacuteveis de piroacutelise e de gaacutes de siacutentese ndash BTL que

por sua vez utilizam como fonte de biomassa mateacuterias de origem celuloacutesica

ndash mateacuteria-prima para as biorrefinarias lignoceluloacutesicas

Com o projeto de desenvolvimento do bioetanol (etanol de lignocelulo-

se) ndash um biocombustiacutevel produzido a partir de resiacuteduos agroindustriais ndash a

Petrobras entra na produccedilatildeo dos chamados biocombustiacuteveis de segunda

geraccedilatildeo (PETROBRAS 2008)

Depois da etapa de testes em laboratoacuterio o projeto de produccedilatildeo de bio-

etanol passa para a fase de testes em escala piloto por meio de uma unida-

de experimental instalada no CENPES Desenvolvida em parceria com a

empresa brasileira Albrecht a planta piloto de etanol de lignocelulose locali-

zada no Centro de Pesquisas da Petrobras (CENPES) eacute uacutenica no Brasil

utilizando a tecnologia enzimaacutetica Para a produccedilatildeo de etanol a partir de re-

siacuteduos agroindustriais a planta utiliza um processo de quebra de moleacuteculas

com accedilatildeo de enzimas O projeto foi desenvolvido pela Petrobras em parceria

com a Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) e outras universida-

des brasileiras

Economia e Energia ndash eampe 27

Qualquer rejeito vegetal pode ser utilizado como fonte de biomassa na

planta experimental mas o sistema estaacute ajustado ao bagaccedilo de cana-de-

accediluacutecar por ser o resiacuteduo agroindustrial mais expressivo no paiacutes Outra ma-

teacuteria prima que seraacute utilizada nos testes eacute a torta de mamona resiacuteduo amilaacute-

ceo do processo de produccedilatildeo do biodiesel a partir de mamona

Combustiacutevel FonteBiomassa Estaacutegio da Tecnologia

Esforccedilo tecno-loacutegico da

Petrobras

Primeira geraccedilatildeo

Etanol de gratildeos e

cana-de-accediluacutecar

Cana de accediluacutecar trigo

milho beterraba Comercial meacutedio

Biodiesel Oacuteleos vegetais

e gorduras Comercial alto

Diesel verde

(hidrotratamento)

Oacuteleos vegetais gordu-

ras e petroacuteleo

Rumo a comercial no

Brasil e Europa alto

Butanol Milho sorgo trigo e

cana-de-accediluacutecar

Projeto BP and Dupont

para produzir monitoramento

Segunda geraccedilatildeo

Etanol celuloacutesico

Resiacuteduos agriacutecolas lascas de

madeira e grama

Projeto IOGEN anuncia

planta comercial alto

Combustiacuteveis da

Piroacutelise (bio-oacuteleo)

Qualquer biomassa

celuloacutesica

Projeto BIOCOUP ndash consoacutercio europeu de 16 empresas desde

2006 ateacute 2011 meacutedio

Combustiacuteveis de Gaacutes de

Siacutentese - BTL

Qualquer biomassa

celuloacutesica

Demonstrado em larga

escala com foacutesseis

Projeto CHOREN para biomassa

anuncia planta comercial

alto

Futuro

Diesel de algas Microalgas cultivadas Escala de laboratoacuterio

em Universidades baixo

Hidrocarbonetos de

biomassa Carbohidratos

Escala de laboratoacuterio

em Universidades prospecccedilatildeo

Tabela 4 Esforccedilo tecnoloacutegico das rotas para produccedilatildeo de biocombustiacuteveis

da Petrobras (Adaptado de BARATELLI JR 2007)

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 28

A planta experimental eacute capaz de produzir cerca de 220 litros de etanol

por tonelada de bagaccedilo de cana-de-accediluacutecar Nesta etapa do projeto de pes-

quisa os pesquisadores trabalham na otimizaccedilatildeo deste processo de produ-

ccedilatildeo e tecircm como objetivo alcanccedilar a marca de 280 litros por tonelada de ba-

gaccedilo no mesmo equipamento Como resultado desta pesquisa a Petrobras

jaacute fez o depoacutesito de dois pedidos de patentes (BR 0605017-4 e BR 0505299-

8) junto ao INPI

A planta-piloto de bioetanol de lignocelulose coloca a Petrobras na posi-

ccedilatildeo de vanguarda em relaccedilatildeo aos biocombustiacuteveis de segunda geraccedilatildeo

aqueles produzidos a partir de resiacuteduos agroindustriais e que natildeo competem

com a produccedilatildeo agriacutecola voltada para alimentos A utilizaccedilatildeo de resiacuteduos

como o bagaccedilo de cana-de-accediluacutecar pode aumentar substancialmente a pro-

duccedilatildeo de etanol sem aumentar a aacuterea plantada elevando a produtividade do

processo jaacute existente pelo aproveitamento de seus resiacuteduos

Desta forma a produccedilatildeo de biocombustiacuteveis em futuro proacuteximo tam-

beacutem poderaacute ser complementar agrave produccedilatildeo de alimentos A Petrobras prevecirc

que em 2010 seraacute construiacuteda uma planta semi-industrial de bioetanol A Fi-

gura 6 apresenta uma ilustraccedilatildeo da rota tecnoloacutegica adotada pela petrobras

para produccedilatildeo do bioetanol lignoceluloacutesico

Figura 6 Rota Tecnoloacutegica adotada pela Petrobras para produccedilatildeo do bioe-

tanol lignoceluloacutesico (BARATELLI JR 2007)

Economia e Energia ndash eampe 29

O processo de fabricaccedilatildeo de etanol a partir de resiacuteduos vegetais eacute divi-

dido em quatro etapas Na primeira etapa haacute o preacute-tratamento do bagaccedilo de

cana sendo adotado o processo de hidroacutelise aacutecida branda onde no reator o

resiacuteduo eacute submetido agrave quebra da estrutura cristalina da fibra do bagaccedilo de

cana e a recuperaccedilatildeo de accediluacutecares mais faacuteceis de hidrolisar

Em seguida vem a etapa de deslignificaccedilatildeo do soacutelido rico em celulose

Eacute retirada a lignina complexo que daacute resistecircncia a fibra e protege a celulose

da accedilatildeo de microorganismos poreacutem apresenta grande inibiccedilatildeo ao processo

fermentativo

Na terceira fase o liacutequido proveniente do preacute-tratamento aacutecido rico em

accediluacutecares eacute fermentado pela levedura Pichia stipitis adaptada para ser utili-

zada nesta fermentaccedilatildeo

O soacutelido proveniente da etapa de deslignificaccedilatildeo rico em celulose tam-

beacutem eacute tratado ele passa por um processo de sacarificaccedilatildeo (transformaccedilatildeo

em accediluacutecares) por meio de enzimas e eacute fermentado pela levedura

Sacharomyces cerevisiae o mesmo fungo utilizado na fabricaccedilatildeo de patildees A

Petrobras ainda estuda as enzimas mais eficazes para este processo de

fabricaccedilatildeo testando enzimas disponiacuteveis no mercado e pesquisando novos

preparados enzimaacuteticos

Na etapa final ambos os liacutequidos provenientes das diferentes fermenta-

ccedilotildees satildeo destilados O produto desta destilaccedilatildeo eacute o etanol que possui as

mesmas caracteriacutesticas daquele fabricado a partir da cana em processo in-

dustrial

Cabe destacar que a accedilatildeo do governo brasileiro natildeo fica restrita a sua

participaccedilatildeo na Petrobras considerando a importacircncia que o tema energias

renovaacuteveis possui na poliacutetica nacional O governo do Brasil investe ainda

recursos em Pesquisa Desenvolvimento e Inovaccedilatildeo (PD amp I) conforme po-

de ser visto na Tabela 5

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 30

Conclusotildees

O tema energias renovaacuteveis estaacute presente na agenda nacional de todas

as naccedilotildees ao redor do globo como uma alternativa viaacutevel em substituiccedilatildeo agraves

fontes de energias foacutesseis como petroacuteleo e carvatildeo Especialistas acreditam

que o processamento da biomassa como fonte de energia combustiacuteveis e

produtos quiacutemicos possa se constituir em uma induacutestria-chave neste seacuteculo

criando assim um novo paradigma industrial Novas tecnologias baseadas

no uso de toda a planta e na integraccedilatildeo de processos tradicionais e novos

deveratildeo ser necessaacuterios

Tabela 5 Investimentos do governo brasileiro em PDampI no aproveitamento

de biomassas desde 2005 (PEREIRA JR 2008)

Instituiccedilatildeo Valor

(Milhotildees R$) Observaccedilotildees

Governo Federal

SIBRATEC 4500 Formaccedilatildeo de redes temaacuteticas para o de-senvolvimento de tecnologias inovadoras incluindo energia renovaacutevel

CNPqMCT 4180 Especiacutefico para biomassabioenergias

15780 Geral incluindo biomassa

FINEP 45000

Apoiar o desenvolvimento de produtos serviccedilos e processos inovadores em em-presas brasileiras atraveacutes de subvenccedilatildeo econocircmica incluindo biocombustiacuteveis

Fundaccedilotildees Estaduais

FAPESP 14800 Projetos especiacuteficos para biomassas e biocombustiacuteveis

FAPEMIG 1095 Biomassas agroenergia

TOTAL R$ 855 milhotildees

Economia e Energia ndash eampe 31

O Brasil encontra-se entre os paiacuteses-alvo para o desenvolvimento de

tais tecnologias devido a sua grande biodiversidade existente e aos conheci-

mentos adquiridos ao longo das uacuteltimas deacutecadas em especial devido a pro-

duccedilatildeo de etanol a partir da cana-de-accediluacutecar

Neste contexto de inovaccedilatildeo uma nova oportunidade de aproveitamento

de biomassa se vislumbra no paiacutes o uso da biomassa lignoceluloacutesica prove-

niente dos resiacuteduos agriacutecolas em especial da induacutestria da cana para produ-

ccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo dentro do contexto das biorrefinarias explorado

neste artigo

Foi observado que iniciativas governamentais estatildeo sendo tomadas de

modo a estabelecer um ambiente adequado para o desenvolvimento de no-

vos produtos e processos No entanto desafios de natureza tecnoloacutegica e

comercial precisam ser vencidos para fazer com que o Brasil mantenha sua

posiccedilatildeo de destaque no agronegoacutecio mundial e produza produtos de maior

valor agregado contribuindo assim para o desenvolvimento da bio-economia

e aproveitando esta janela de oportunidade de aumentar seu crescimento

econocircmico de modo sustentaacutevel

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Paulo Cetesb

Economia e Energia ndash eampe 33

Ensaio

Gripe americana e resfriado no Brasil

Nos fizeram acreditar que um resfriado americano representa certa-

mente uma gripe ou pneumonia por aqui ou seja as crises nos EUA tecircm

resultados imediatos e mais radicais aqui do que laacute Nessa eacutepoca de gripe

americana eacute uacutetil discutir a veracidade histoacuterica dessa afirmaccedilatildeo porque o

simples fato de se acreditar nela jaacute provoca efeitos negativos em nossa eco-

nomia

Celso Furtado ao contraacuterio da crenccedila corrente assinalava que as cri-

ses na economia americana foram sentidas aqui no curto prazo mas de

modo geral acabaram sendo beneacuteficas para a economia brasileira no meacutedio

prazo Ele mostrou em seu livro ldquoO Capitalismo Globalrdquo que a crise de 1929

e 1930 nos EUA produziam jaacute em 1932 um notaacutevel ressurgimento interno

baseado no mercado nacional

A tentativa de encontrar uma correlaccedilatildeo entre as taxas de crescimento

americanas e as brasileiras no periacuteodo 1930 a 2010 (Figura 1) natildeo conduz a

um resultado convincente A situaccedilatildeo natildeo muda introduzindo uma defasagem

de um ou dois anos da variaccedilatildeo do PIB no Brasil em relaccedilatildeo agrave americana

Figura 1 A correlaccedilatildeo entre crescimento no Brasil e nos EUA parece ser

pouco significativa no periacuteodo 1930 a 2010 Dados Ipeadatagovbr

Elaboraccedilatildeo proacutepria

y = 00744x + 47262Rsup2 = 00083

-10

-5

0

5

10

15

-15 -10 -5 0 5 10 15 20 25

Cre

scim

en

to d

o P

IB n

os

EUA

an

o

Crescimento do PIB no Brasil ano

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 34

Figura 2 Variaccedilatildeo do PIB dos EUA e Brasil valores anuais e meacutedia moacutevel

de trecircs anos em azul estatildeo assinalados os periacuteodos em que as economias

parecem estar na mesma fase (variaccedilotildees no mesmo sentido) e

em amarelo os periacuteodos em fase inversa (variaccedilotildees em sentido contraacuterio)

Elaboraccedilatildeo proacutepria

Eacute possiacutevel separar ao longo desses oitenta anos periacuteodos em que os

altos e baixos da taxa de crescimento econocircmico dos EUA e do Brasil estatildeo

na mesma fase do ciclo e outros em que o que aconteceu nos dois paiacuteses

tem sinal inverso Em uma anaacutelise preliminar (Figura 2) pode-se dizer que

os periacuteodos em que estiveram em fase inversa superam os que estiveram

na mesma fase

Pode-se verificar que no periacuteodo a que aludia Celso Furtado (crise de

trinta) as economias dos dois paiacuteses parecem em mesma fase Nota-se no

entanto que a retomada do crescimento no Brasil precedeu agrave americana

como dissera Celso Furtado que ademais se referia tambeacutem a mudanccedilas

qualitativas mais de desenvolvimento que de crescimento que vieram com

a maior atenccedilatildeo no Paiacutes ao consumo interno Em um segundo periacuteodo que

vai da Segunda Guerra Mundial ateacute 1970 as economias de Brasil e EUA

estiveram em fase inversa

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

1920

1930

1940

1950

1960

1970

1980

1990

2000

2010

Var

iaccedilatilde

o a

nu

al d

o P

IB

()

EUA

EUA 3

Brasil

Brasil 3

fase inversa fase inversaem fase em fase

Economia e Energia ndash eampe 35

Em uma terceira fase de 1987 a 1995 a teoria do resfriado americano

funcionou nas crises das mudanccedilas para as deacutecadas de oitenta e noventa

(repercussotildees simultacircneas e maiores em nossa economia) e na retomada

do meio da deacutecada de oitenta Cabe lembrar que os episoacutedios dessas crises

marcaram a alta de juros e falecircncia mexicana (1982) e crises de hiperinfla-

ccedilatildeo em paiacuteses como a Argentina que estavam muito mais proacuteximos de nos-

sa realidade

Nos uacuteltimos quinze anos estivemos em fase inversa com os EUA em

1998 eles estavam no auge da era Clinton e o Brasil passando por um fosso

em sua taxa de crescimento anual Depois comeccedilaram a experimentar que-

da no seu crescimento enquanto a economia brasileira tinha as taxas de

crescimento em elevaccedilatildeo

Na Figura 3 buscou-se a correlaccedilatildeo linear entre as variaccedilotildees do PIB

nos periacuteodos assinalados na Figura 2 e os resultados confirmam a avalia-

y = 03893x + 43207Rsup2 = 07113

-2

0

2

4

6

8

10

-20 -10 0 10 20

19301937 y = -0311x + 75908Rsup2 = 0314

0

2

4

6

8

10

12

-10 0 10 20

19381970

y = 18054x - 32349Rsup2 = 04684

-20

-10

00

10

20

30

40

50

60

00 10 20 30 40

19871995y = -0362x + 40064

Rsup2 = 02656

00

10

20

30

40

50

60

-20 00 20 40 60

19952010

Figura 3 Comportamento dos crescimentos dos PIB americano (na vertical)

e brasileiro (na horizontal) para os intervalos de tempo assinalados na figura

anterior

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 36

ccedilatildeo qualitativa Ou seja nos periacuteodos em fase existe uma correlaccedilatildeo positi-

va entre os crescimentos americano e brasileiro nos periacuteodos assinalados

com amarelo a relaccedilatildeo eacute negativa

A mudanccedila de intensidade e sentido da correlaccedilatildeo nos faz pensar que

a possiacutevel dependecircncia entre o crescimento brasileiro e o americano natildeo eacute

direta eacute muito mais complexa e para fazer sentido deve ser estudada por

periacuteodos histoacutericos O que se conclui eacute que a ldquoteoria do resfriadordquo natildeo expli-

ca o passado mesmo quando ainda eacuteramos muito mais dependentes dos

EUA

No final de 2008 configurou-se uma crise nos EUA que teve reflexo no

ano seguinte no Brasil que registrou uma queda no PIB de 06 O consu-

mo no entanto cresceu no ano 24 Em 2010 o ldquopibatildeordquo de 75 fez com

que no seu conjunto os anos de 2009 e 2010 possam ser considerados

como anos normais O consumo cresceu na meacutedia 45 mais que na meacute-

dia do periacuteodo Lula (40) Jaacute o PIB cresceu 33 um pouco abaixo da meacute-

dia tambeacutem de 40 ao ano do governo passado Os dados vecircm das Con-

tas Nacionais Trimestrais do IBGE A defasagem entre o crescimento da

produccedilatildeo e do consumo foi praticamente coberta com importaccedilotildees e menor

investimento Ou seja a queda do PIB em 2009 se deveu a nosso ver a

uma reduccedilatildeo exagerada da oferta pelo setor produtivo em virtude de uma

leitura equivocada do efeito da crise americana sobre a economia brasileira

O crescimento nos dois anos poacutes-crise nos EUA foi normal passou a

primeira ldquomarolardquo E agora Entraremos na mesma fase de ciclo dos EUA

Page 23: Economia e Energia · população ou na superfície mundial: foi o fato de serem os “vencedores” da 2ª Guerra Mundial. Num primeiro momento, somente os EUA possuíam ar-0 10.000

Economia e Energia ndash eampe 23

Tabela 1 Empresas que empregam tecnologias para a produccedilatildeo de etanol

de 2ordf geraccedilatildeo e caracteriacutesticas de processo (CGEE 2010)

Empresa Paiacutes de origem

Caracteriacutesticas de processo

Localiza-ccedilatildeo

Capacidade (m

3ano)

AE Biofuels EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Montana 567

Blue Fire Ethanol

EUA Japatildeo

Hidroacutelise com aacutecido concentrado

California Izumi

12110 Natildeo deter-

minado

Chempolis Ou

Finlacircndia Hidroacutelise com aacuteci-do diluiacutedo

Oulu Natildeo deter-

minado

Iogen Canadaacute Hidroacutelise enzimaacutetica

Ontario 4000

KL Energy EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Wyoming 5680

Lignol E-nergy

Canadaacute Preacute-tratamento Organosolv

Vancou-ver

2500

Mascoma EUA Natildeo determinado New York 1890

Poet EUA Natildeo determinado South Dakota

75

Sekab Sueacutecia Hidroacutelise enzimaacutetica

Natildeo de-terminado

Natildeo determinado

STI Finlacircndia Natildeo determinado

Lappeen-ranta Hamina Narpio

1000 1000 1000

St Peters-burgo State Forest-Technical Academy

Ruacutessia Hidroacutelise com aacuteci-do diluiacutedo

13 unida-des no paiacutes

Natildeo determinado

Sun Opra Canadaacute Hidroacutelise enzimaacutetica

China Natildeo

determinado

University of Florida

EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Florida 7570

Verenium EUA Hidroacutelise enzimaacutetica

Lousiana Japan

5300 4920

A Tabela 2 mostra os projetos aprovados pelo Departmento de Energia

dos EUA (US DOE) para a construccedilatildeo de pequenas biorrefinarias no paiacutes

ao final de 2008

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 24

Tabela 2 Projetos aprovados pelo US DOE para a construccedilatildeo de pequenas

biorrefinarias nos EUA (US DOE 2009 apud CGEE 2010)

Empresa Custo Total

106 US$

Participaccedilatildeo US DOE 106 US$

Capacidade anual de produccedilatildeo

Localizaccedilatildeo Mateacuterias-primas Tecnologia

Verenium 9135 760 1500000 Jennings LA

Bagaccedilo cereais desperdiacutecios agriacutecolas resiacute-duos de madeira

Rota bioquiacutemica

Flambeau LIc

840 300 6000000 Park Falls WI Resiacuteduos flores-tais

BTL

ICM 860 300 1500000 St Joseph MO

Gramiacuteneas sorgo forrageiro palha

Rota bioquiacutemica

Lignol Innovations

880 300 2500000 Commerce City CO

Biomassa da madeira resiacute-duos agriacutecolas

Rota bioquiacutemica Organosolv

Pacific Ethanol

730 2434 2700000 Boardman OR

Palha de trigo palha resiacuteduos de aacutelamo

Biogasolina (EtOH biogas combustiacuteveis soacutelidos)

New Page 836 300 5500000 Wisconsin WI Biomassa da madeira ndash resiacute-duos das usinas

BTL

Rse Pulp 900 300 2200000 Old Town Maine

Lascas de ma-deira

Rota bioquiacutemica

Econfin LIc 770 300 1300000 Washington Country KY

Espigas de milho

Rota bioquiacutemica (fermentaccedilatildeo em estado soacuteli-do)

Mascoma 1350 250 2000000 Monroe TN Gramiacuteneas e madeirs

Rota bioquiacutemica

Total 8080 3053 252 M galotildees =

954 M litros

Economia e Energia ndash eampe 25

A Tabela 2 aponta uma tendecircncia para a implementaccedilatildeo da plataforma

bioquiacutemica havendo ainda iniciativas de tecnologias termoquiacutemicas como

BTL (biomass-to-liquid)

Cabe destacar ainda que foi implementado o Programa de Biomassa do

Departamento de Energia para criar nos Estados Unidos uma nova induacutestria

ndash a induacutestria da biomassa ou bioinduacutestria ndash consolidada com a instalaccedilatildeo

de biorrefinarias capazes de transformar vaacuterios tipos de biomassa a preccedilos

competitivos em relaccedilatildeo agraves atuais fontes foacutesseis em combustiacuteveis produtos

quiacutemicos eletricidade e calor As biorrefinarias e o uso da biomassa celuloacutesi-

ca emergem como fundamentais para alcanccedilar as metas de produccedilatildeo

consumo de etanol em funccedilatildeo das limitaccedilotildees das fontes atualmente empre-

gadas (BASTOS 2007)

Neste contexto o paiacutes pretende investir US$ 385 milhotildees em seis bior-

refinarias de etanol celuloacutesico capazes de produzir 480 milhotildees de litros de

etanol celuloacutesico por ano como parte do plano do governo norte-americano

e tornar o etanol celuloacutesico competitivo em 2012 a fim de reduzir o consumo

de gasolina nos EUA nos proacuteximos 20 anos A Tabela 3 apresenta os seis

projetos selecionados pelo Departamento de Energia Americana (US DOE)

Tabela 3 Investimentos do DOE em projetos de produccedilatildeo de etanol

celuloacutesico nos EUA 2007-2010 (BARROS 2007)

Empresa Localizaccedilatildeo

da planta Mateacuteria-prima

Capacidade (milhotildees de litrosano)

Investimentos (milhotildees US$)

Abegoa Bioe-nergy Corp

Kansas Sabugo de milho

resiacuteduos de trigo etc 431 76

ALICO Inc Floacuterida Resiacuteduos de vegetais

diversos 526 33

BlueFire Ethanol Inc

Califoacuternia Resiacuteduos vegetais e

de madeira 719 40

Broin Companies of Sioux Falls

Iowa Resiacuteduos de milho 94 80

Iogen Biorefinery Partners

Idaho Resiacuteduos agriacutecolas 68 80

Range Fuels Geoacutergia Resiacuteduos de

madeira 151 76

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 26

No Brasil

Uma das empresas brasileiras que mais investem em PampD sobre bior-

refinarias em especial a partir de resiacuteduos da cana-de-accediluacutecar eacute a Petrobras

SA que eacute uma empresa estatal brasileira de economia mista que opera

em 27 paises no segmento de energia prioritariamente nas aacutereas de explo-

raccedilatildeo produccedilatildeo refino comercializaccedilatildeo e transporte de petroacuteleo e seus

derivados no Brasil e no exterior (PETROBRAS 2011)

Segundo Baratelli Junior (2007) a estrateacutegia competitiva da empresa eacute

expandir a participaccedilatildeo no mercado de biocombustiacuteveis liderando a produ-

ccedilatildeo nacional de biodiesel e ampliando a participaccedilatildeo no negoacutecio de etanol

A Tabela 4 apresenta as rotas para produccedilatildeo de biocombustiacuteveis e o estaacutegio

do esforccedilo tecnoloacutegico empreendido pela PetrobrasCENPES para o desen-

volvimento das tecnologias

A Tabela 4 aponta que os biocombustiacuteveis que demandam um esforccedilo

tecnoloacutegico elevado por parte da petrobras satildeo de segunda geraccedilatildeo o eta-

nol de celulose e os combustiacuteveis de piroacutelise e de gaacutes de siacutentese ndash BTL que

por sua vez utilizam como fonte de biomassa mateacuterias de origem celuloacutesica

ndash mateacuteria-prima para as biorrefinarias lignoceluloacutesicas

Com o projeto de desenvolvimento do bioetanol (etanol de lignocelulo-

se) ndash um biocombustiacutevel produzido a partir de resiacuteduos agroindustriais ndash a

Petrobras entra na produccedilatildeo dos chamados biocombustiacuteveis de segunda

geraccedilatildeo (PETROBRAS 2008)

Depois da etapa de testes em laboratoacuterio o projeto de produccedilatildeo de bio-

etanol passa para a fase de testes em escala piloto por meio de uma unida-

de experimental instalada no CENPES Desenvolvida em parceria com a

empresa brasileira Albrecht a planta piloto de etanol de lignocelulose locali-

zada no Centro de Pesquisas da Petrobras (CENPES) eacute uacutenica no Brasil

utilizando a tecnologia enzimaacutetica Para a produccedilatildeo de etanol a partir de re-

siacuteduos agroindustriais a planta utiliza um processo de quebra de moleacuteculas

com accedilatildeo de enzimas O projeto foi desenvolvido pela Petrobras em parceria

com a Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) e outras universida-

des brasileiras

Economia e Energia ndash eampe 27

Qualquer rejeito vegetal pode ser utilizado como fonte de biomassa na

planta experimental mas o sistema estaacute ajustado ao bagaccedilo de cana-de-

accediluacutecar por ser o resiacuteduo agroindustrial mais expressivo no paiacutes Outra ma-

teacuteria prima que seraacute utilizada nos testes eacute a torta de mamona resiacuteduo amilaacute-

ceo do processo de produccedilatildeo do biodiesel a partir de mamona

Combustiacutevel FonteBiomassa Estaacutegio da Tecnologia

Esforccedilo tecno-loacutegico da

Petrobras

Primeira geraccedilatildeo

Etanol de gratildeos e

cana-de-accediluacutecar

Cana de accediluacutecar trigo

milho beterraba Comercial meacutedio

Biodiesel Oacuteleos vegetais

e gorduras Comercial alto

Diesel verde

(hidrotratamento)

Oacuteleos vegetais gordu-

ras e petroacuteleo

Rumo a comercial no

Brasil e Europa alto

Butanol Milho sorgo trigo e

cana-de-accediluacutecar

Projeto BP and Dupont

para produzir monitoramento

Segunda geraccedilatildeo

Etanol celuloacutesico

Resiacuteduos agriacutecolas lascas de

madeira e grama

Projeto IOGEN anuncia

planta comercial alto

Combustiacuteveis da

Piroacutelise (bio-oacuteleo)

Qualquer biomassa

celuloacutesica

Projeto BIOCOUP ndash consoacutercio europeu de 16 empresas desde

2006 ateacute 2011 meacutedio

Combustiacuteveis de Gaacutes de

Siacutentese - BTL

Qualquer biomassa

celuloacutesica

Demonstrado em larga

escala com foacutesseis

Projeto CHOREN para biomassa

anuncia planta comercial

alto

Futuro

Diesel de algas Microalgas cultivadas Escala de laboratoacuterio

em Universidades baixo

Hidrocarbonetos de

biomassa Carbohidratos

Escala de laboratoacuterio

em Universidades prospecccedilatildeo

Tabela 4 Esforccedilo tecnoloacutegico das rotas para produccedilatildeo de biocombustiacuteveis

da Petrobras (Adaptado de BARATELLI JR 2007)

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 28

A planta experimental eacute capaz de produzir cerca de 220 litros de etanol

por tonelada de bagaccedilo de cana-de-accediluacutecar Nesta etapa do projeto de pes-

quisa os pesquisadores trabalham na otimizaccedilatildeo deste processo de produ-

ccedilatildeo e tecircm como objetivo alcanccedilar a marca de 280 litros por tonelada de ba-

gaccedilo no mesmo equipamento Como resultado desta pesquisa a Petrobras

jaacute fez o depoacutesito de dois pedidos de patentes (BR 0605017-4 e BR 0505299-

8) junto ao INPI

A planta-piloto de bioetanol de lignocelulose coloca a Petrobras na posi-

ccedilatildeo de vanguarda em relaccedilatildeo aos biocombustiacuteveis de segunda geraccedilatildeo

aqueles produzidos a partir de resiacuteduos agroindustriais e que natildeo competem

com a produccedilatildeo agriacutecola voltada para alimentos A utilizaccedilatildeo de resiacuteduos

como o bagaccedilo de cana-de-accediluacutecar pode aumentar substancialmente a pro-

duccedilatildeo de etanol sem aumentar a aacuterea plantada elevando a produtividade do

processo jaacute existente pelo aproveitamento de seus resiacuteduos

Desta forma a produccedilatildeo de biocombustiacuteveis em futuro proacuteximo tam-

beacutem poderaacute ser complementar agrave produccedilatildeo de alimentos A Petrobras prevecirc

que em 2010 seraacute construiacuteda uma planta semi-industrial de bioetanol A Fi-

gura 6 apresenta uma ilustraccedilatildeo da rota tecnoloacutegica adotada pela petrobras

para produccedilatildeo do bioetanol lignoceluloacutesico

Figura 6 Rota Tecnoloacutegica adotada pela Petrobras para produccedilatildeo do bioe-

tanol lignoceluloacutesico (BARATELLI JR 2007)

Economia e Energia ndash eampe 29

O processo de fabricaccedilatildeo de etanol a partir de resiacuteduos vegetais eacute divi-

dido em quatro etapas Na primeira etapa haacute o preacute-tratamento do bagaccedilo de

cana sendo adotado o processo de hidroacutelise aacutecida branda onde no reator o

resiacuteduo eacute submetido agrave quebra da estrutura cristalina da fibra do bagaccedilo de

cana e a recuperaccedilatildeo de accediluacutecares mais faacuteceis de hidrolisar

Em seguida vem a etapa de deslignificaccedilatildeo do soacutelido rico em celulose

Eacute retirada a lignina complexo que daacute resistecircncia a fibra e protege a celulose

da accedilatildeo de microorganismos poreacutem apresenta grande inibiccedilatildeo ao processo

fermentativo

Na terceira fase o liacutequido proveniente do preacute-tratamento aacutecido rico em

accediluacutecares eacute fermentado pela levedura Pichia stipitis adaptada para ser utili-

zada nesta fermentaccedilatildeo

O soacutelido proveniente da etapa de deslignificaccedilatildeo rico em celulose tam-

beacutem eacute tratado ele passa por um processo de sacarificaccedilatildeo (transformaccedilatildeo

em accediluacutecares) por meio de enzimas e eacute fermentado pela levedura

Sacharomyces cerevisiae o mesmo fungo utilizado na fabricaccedilatildeo de patildees A

Petrobras ainda estuda as enzimas mais eficazes para este processo de

fabricaccedilatildeo testando enzimas disponiacuteveis no mercado e pesquisando novos

preparados enzimaacuteticos

Na etapa final ambos os liacutequidos provenientes das diferentes fermenta-

ccedilotildees satildeo destilados O produto desta destilaccedilatildeo eacute o etanol que possui as

mesmas caracteriacutesticas daquele fabricado a partir da cana em processo in-

dustrial

Cabe destacar que a accedilatildeo do governo brasileiro natildeo fica restrita a sua

participaccedilatildeo na Petrobras considerando a importacircncia que o tema energias

renovaacuteveis possui na poliacutetica nacional O governo do Brasil investe ainda

recursos em Pesquisa Desenvolvimento e Inovaccedilatildeo (PD amp I) conforme po-

de ser visto na Tabela 5

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 30

Conclusotildees

O tema energias renovaacuteveis estaacute presente na agenda nacional de todas

as naccedilotildees ao redor do globo como uma alternativa viaacutevel em substituiccedilatildeo agraves

fontes de energias foacutesseis como petroacuteleo e carvatildeo Especialistas acreditam

que o processamento da biomassa como fonte de energia combustiacuteveis e

produtos quiacutemicos possa se constituir em uma induacutestria-chave neste seacuteculo

criando assim um novo paradigma industrial Novas tecnologias baseadas

no uso de toda a planta e na integraccedilatildeo de processos tradicionais e novos

deveratildeo ser necessaacuterios

Tabela 5 Investimentos do governo brasileiro em PDampI no aproveitamento

de biomassas desde 2005 (PEREIRA JR 2008)

Instituiccedilatildeo Valor

(Milhotildees R$) Observaccedilotildees

Governo Federal

SIBRATEC 4500 Formaccedilatildeo de redes temaacuteticas para o de-senvolvimento de tecnologias inovadoras incluindo energia renovaacutevel

CNPqMCT 4180 Especiacutefico para biomassabioenergias

15780 Geral incluindo biomassa

FINEP 45000

Apoiar o desenvolvimento de produtos serviccedilos e processos inovadores em em-presas brasileiras atraveacutes de subvenccedilatildeo econocircmica incluindo biocombustiacuteveis

Fundaccedilotildees Estaduais

FAPESP 14800 Projetos especiacuteficos para biomassas e biocombustiacuteveis

FAPEMIG 1095 Biomassas agroenergia

TOTAL R$ 855 milhotildees

Economia e Energia ndash eampe 31

O Brasil encontra-se entre os paiacuteses-alvo para o desenvolvimento de

tais tecnologias devido a sua grande biodiversidade existente e aos conheci-

mentos adquiridos ao longo das uacuteltimas deacutecadas em especial devido a pro-

duccedilatildeo de etanol a partir da cana-de-accediluacutecar

Neste contexto de inovaccedilatildeo uma nova oportunidade de aproveitamento

de biomassa se vislumbra no paiacutes o uso da biomassa lignoceluloacutesica prove-

niente dos resiacuteduos agriacutecolas em especial da induacutestria da cana para produ-

ccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo dentro do contexto das biorrefinarias explorado

neste artigo

Foi observado que iniciativas governamentais estatildeo sendo tomadas de

modo a estabelecer um ambiente adequado para o desenvolvimento de no-

vos produtos e processos No entanto desafios de natureza tecnoloacutegica e

comercial precisam ser vencidos para fazer com que o Brasil mantenha sua

posiccedilatildeo de destaque no agronegoacutecio mundial e produza produtos de maior

valor agregado contribuindo assim para o desenvolvimento da bio-economia

e aproveitando esta janela de oportunidade de aumentar seu crescimento

econocircmico de modo sustentaacutevel

Referecircncias

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Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 32

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InSeminaacuterio nacional sobre reusoreciclagem de resiacuteduos soacutelidos industriais Satildeo

Paulo Cetesb

Economia e Energia ndash eampe 33

Ensaio

Gripe americana e resfriado no Brasil

Nos fizeram acreditar que um resfriado americano representa certa-

mente uma gripe ou pneumonia por aqui ou seja as crises nos EUA tecircm

resultados imediatos e mais radicais aqui do que laacute Nessa eacutepoca de gripe

americana eacute uacutetil discutir a veracidade histoacuterica dessa afirmaccedilatildeo porque o

simples fato de se acreditar nela jaacute provoca efeitos negativos em nossa eco-

nomia

Celso Furtado ao contraacuterio da crenccedila corrente assinalava que as cri-

ses na economia americana foram sentidas aqui no curto prazo mas de

modo geral acabaram sendo beneacuteficas para a economia brasileira no meacutedio

prazo Ele mostrou em seu livro ldquoO Capitalismo Globalrdquo que a crise de 1929

e 1930 nos EUA produziam jaacute em 1932 um notaacutevel ressurgimento interno

baseado no mercado nacional

A tentativa de encontrar uma correlaccedilatildeo entre as taxas de crescimento

americanas e as brasileiras no periacuteodo 1930 a 2010 (Figura 1) natildeo conduz a

um resultado convincente A situaccedilatildeo natildeo muda introduzindo uma defasagem

de um ou dois anos da variaccedilatildeo do PIB no Brasil em relaccedilatildeo agrave americana

Figura 1 A correlaccedilatildeo entre crescimento no Brasil e nos EUA parece ser

pouco significativa no periacuteodo 1930 a 2010 Dados Ipeadatagovbr

Elaboraccedilatildeo proacutepria

y = 00744x + 47262Rsup2 = 00083

-10

-5

0

5

10

15

-15 -10 -5 0 5 10 15 20 25

Cre

scim

en

to d

o P

IB n

os

EUA

an

o

Crescimento do PIB no Brasil ano

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 34

Figura 2 Variaccedilatildeo do PIB dos EUA e Brasil valores anuais e meacutedia moacutevel

de trecircs anos em azul estatildeo assinalados os periacuteodos em que as economias

parecem estar na mesma fase (variaccedilotildees no mesmo sentido) e

em amarelo os periacuteodos em fase inversa (variaccedilotildees em sentido contraacuterio)

Elaboraccedilatildeo proacutepria

Eacute possiacutevel separar ao longo desses oitenta anos periacuteodos em que os

altos e baixos da taxa de crescimento econocircmico dos EUA e do Brasil estatildeo

na mesma fase do ciclo e outros em que o que aconteceu nos dois paiacuteses

tem sinal inverso Em uma anaacutelise preliminar (Figura 2) pode-se dizer que

os periacuteodos em que estiveram em fase inversa superam os que estiveram

na mesma fase

Pode-se verificar que no periacuteodo a que aludia Celso Furtado (crise de

trinta) as economias dos dois paiacuteses parecem em mesma fase Nota-se no

entanto que a retomada do crescimento no Brasil precedeu agrave americana

como dissera Celso Furtado que ademais se referia tambeacutem a mudanccedilas

qualitativas mais de desenvolvimento que de crescimento que vieram com

a maior atenccedilatildeo no Paiacutes ao consumo interno Em um segundo periacuteodo que

vai da Segunda Guerra Mundial ateacute 1970 as economias de Brasil e EUA

estiveram em fase inversa

-15

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EUA

EUA 3

Brasil

Brasil 3

fase inversa fase inversaem fase em fase

Economia e Energia ndash eampe 35

Em uma terceira fase de 1987 a 1995 a teoria do resfriado americano

funcionou nas crises das mudanccedilas para as deacutecadas de oitenta e noventa

(repercussotildees simultacircneas e maiores em nossa economia) e na retomada

do meio da deacutecada de oitenta Cabe lembrar que os episoacutedios dessas crises

marcaram a alta de juros e falecircncia mexicana (1982) e crises de hiperinfla-

ccedilatildeo em paiacuteses como a Argentina que estavam muito mais proacuteximos de nos-

sa realidade

Nos uacuteltimos quinze anos estivemos em fase inversa com os EUA em

1998 eles estavam no auge da era Clinton e o Brasil passando por um fosso

em sua taxa de crescimento anual Depois comeccedilaram a experimentar que-

da no seu crescimento enquanto a economia brasileira tinha as taxas de

crescimento em elevaccedilatildeo

Na Figura 3 buscou-se a correlaccedilatildeo linear entre as variaccedilotildees do PIB

nos periacuteodos assinalados na Figura 2 e os resultados confirmam a avalia-

y = 03893x + 43207Rsup2 = 07113

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19301937 y = -0311x + 75908Rsup2 = 0314

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y = 18054x - 32349Rsup2 = 04684

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19871995y = -0362x + 40064

Rsup2 = 02656

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-20 00 20 40 60

19952010

Figura 3 Comportamento dos crescimentos dos PIB americano (na vertical)

e brasileiro (na horizontal) para os intervalos de tempo assinalados na figura

anterior

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 36

ccedilatildeo qualitativa Ou seja nos periacuteodos em fase existe uma correlaccedilatildeo positi-

va entre os crescimentos americano e brasileiro nos periacuteodos assinalados

com amarelo a relaccedilatildeo eacute negativa

A mudanccedila de intensidade e sentido da correlaccedilatildeo nos faz pensar que

a possiacutevel dependecircncia entre o crescimento brasileiro e o americano natildeo eacute

direta eacute muito mais complexa e para fazer sentido deve ser estudada por

periacuteodos histoacutericos O que se conclui eacute que a ldquoteoria do resfriadordquo natildeo expli-

ca o passado mesmo quando ainda eacuteramos muito mais dependentes dos

EUA

No final de 2008 configurou-se uma crise nos EUA que teve reflexo no

ano seguinte no Brasil que registrou uma queda no PIB de 06 O consu-

mo no entanto cresceu no ano 24 Em 2010 o ldquopibatildeordquo de 75 fez com

que no seu conjunto os anos de 2009 e 2010 possam ser considerados

como anos normais O consumo cresceu na meacutedia 45 mais que na meacute-

dia do periacuteodo Lula (40) Jaacute o PIB cresceu 33 um pouco abaixo da meacute-

dia tambeacutem de 40 ao ano do governo passado Os dados vecircm das Con-

tas Nacionais Trimestrais do IBGE A defasagem entre o crescimento da

produccedilatildeo e do consumo foi praticamente coberta com importaccedilotildees e menor

investimento Ou seja a queda do PIB em 2009 se deveu a nosso ver a

uma reduccedilatildeo exagerada da oferta pelo setor produtivo em virtude de uma

leitura equivocada do efeito da crise americana sobre a economia brasileira

O crescimento nos dois anos poacutes-crise nos EUA foi normal passou a

primeira ldquomarolardquo E agora Entraremos na mesma fase de ciclo dos EUA

Page 24: Economia e Energia · população ou na superfície mundial: foi o fato de serem os “vencedores” da 2ª Guerra Mundial. Num primeiro momento, somente os EUA possuíam ar-0 10.000

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 24

Tabela 2 Projetos aprovados pelo US DOE para a construccedilatildeo de pequenas

biorrefinarias nos EUA (US DOE 2009 apud CGEE 2010)

Empresa Custo Total

106 US$

Participaccedilatildeo US DOE 106 US$

Capacidade anual de produccedilatildeo

Localizaccedilatildeo Mateacuterias-primas Tecnologia

Verenium 9135 760 1500000 Jennings LA

Bagaccedilo cereais desperdiacutecios agriacutecolas resiacute-duos de madeira

Rota bioquiacutemica

Flambeau LIc

840 300 6000000 Park Falls WI Resiacuteduos flores-tais

BTL

ICM 860 300 1500000 St Joseph MO

Gramiacuteneas sorgo forrageiro palha

Rota bioquiacutemica

Lignol Innovations

880 300 2500000 Commerce City CO

Biomassa da madeira resiacute-duos agriacutecolas

Rota bioquiacutemica Organosolv

Pacific Ethanol

730 2434 2700000 Boardman OR

Palha de trigo palha resiacuteduos de aacutelamo

Biogasolina (EtOH biogas combustiacuteveis soacutelidos)

New Page 836 300 5500000 Wisconsin WI Biomassa da madeira ndash resiacute-duos das usinas

BTL

Rse Pulp 900 300 2200000 Old Town Maine

Lascas de ma-deira

Rota bioquiacutemica

Econfin LIc 770 300 1300000 Washington Country KY

Espigas de milho

Rota bioquiacutemica (fermentaccedilatildeo em estado soacuteli-do)

Mascoma 1350 250 2000000 Monroe TN Gramiacuteneas e madeirs

Rota bioquiacutemica

Total 8080 3053 252 M galotildees =

954 M litros

Economia e Energia ndash eampe 25

A Tabela 2 aponta uma tendecircncia para a implementaccedilatildeo da plataforma

bioquiacutemica havendo ainda iniciativas de tecnologias termoquiacutemicas como

BTL (biomass-to-liquid)

Cabe destacar ainda que foi implementado o Programa de Biomassa do

Departamento de Energia para criar nos Estados Unidos uma nova induacutestria

ndash a induacutestria da biomassa ou bioinduacutestria ndash consolidada com a instalaccedilatildeo

de biorrefinarias capazes de transformar vaacuterios tipos de biomassa a preccedilos

competitivos em relaccedilatildeo agraves atuais fontes foacutesseis em combustiacuteveis produtos

quiacutemicos eletricidade e calor As biorrefinarias e o uso da biomassa celuloacutesi-

ca emergem como fundamentais para alcanccedilar as metas de produccedilatildeo

consumo de etanol em funccedilatildeo das limitaccedilotildees das fontes atualmente empre-

gadas (BASTOS 2007)

Neste contexto o paiacutes pretende investir US$ 385 milhotildees em seis bior-

refinarias de etanol celuloacutesico capazes de produzir 480 milhotildees de litros de

etanol celuloacutesico por ano como parte do plano do governo norte-americano

e tornar o etanol celuloacutesico competitivo em 2012 a fim de reduzir o consumo

de gasolina nos EUA nos proacuteximos 20 anos A Tabela 3 apresenta os seis

projetos selecionados pelo Departamento de Energia Americana (US DOE)

Tabela 3 Investimentos do DOE em projetos de produccedilatildeo de etanol

celuloacutesico nos EUA 2007-2010 (BARROS 2007)

Empresa Localizaccedilatildeo

da planta Mateacuteria-prima

Capacidade (milhotildees de litrosano)

Investimentos (milhotildees US$)

Abegoa Bioe-nergy Corp

Kansas Sabugo de milho

resiacuteduos de trigo etc 431 76

ALICO Inc Floacuterida Resiacuteduos de vegetais

diversos 526 33

BlueFire Ethanol Inc

Califoacuternia Resiacuteduos vegetais e

de madeira 719 40

Broin Companies of Sioux Falls

Iowa Resiacuteduos de milho 94 80

Iogen Biorefinery Partners

Idaho Resiacuteduos agriacutecolas 68 80

Range Fuels Geoacutergia Resiacuteduos de

madeira 151 76

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 26

No Brasil

Uma das empresas brasileiras que mais investem em PampD sobre bior-

refinarias em especial a partir de resiacuteduos da cana-de-accediluacutecar eacute a Petrobras

SA que eacute uma empresa estatal brasileira de economia mista que opera

em 27 paises no segmento de energia prioritariamente nas aacutereas de explo-

raccedilatildeo produccedilatildeo refino comercializaccedilatildeo e transporte de petroacuteleo e seus

derivados no Brasil e no exterior (PETROBRAS 2011)

Segundo Baratelli Junior (2007) a estrateacutegia competitiva da empresa eacute

expandir a participaccedilatildeo no mercado de biocombustiacuteveis liderando a produ-

ccedilatildeo nacional de biodiesel e ampliando a participaccedilatildeo no negoacutecio de etanol

A Tabela 4 apresenta as rotas para produccedilatildeo de biocombustiacuteveis e o estaacutegio

do esforccedilo tecnoloacutegico empreendido pela PetrobrasCENPES para o desen-

volvimento das tecnologias

A Tabela 4 aponta que os biocombustiacuteveis que demandam um esforccedilo

tecnoloacutegico elevado por parte da petrobras satildeo de segunda geraccedilatildeo o eta-

nol de celulose e os combustiacuteveis de piroacutelise e de gaacutes de siacutentese ndash BTL que

por sua vez utilizam como fonte de biomassa mateacuterias de origem celuloacutesica

ndash mateacuteria-prima para as biorrefinarias lignoceluloacutesicas

Com o projeto de desenvolvimento do bioetanol (etanol de lignocelulo-

se) ndash um biocombustiacutevel produzido a partir de resiacuteduos agroindustriais ndash a

Petrobras entra na produccedilatildeo dos chamados biocombustiacuteveis de segunda

geraccedilatildeo (PETROBRAS 2008)

Depois da etapa de testes em laboratoacuterio o projeto de produccedilatildeo de bio-

etanol passa para a fase de testes em escala piloto por meio de uma unida-

de experimental instalada no CENPES Desenvolvida em parceria com a

empresa brasileira Albrecht a planta piloto de etanol de lignocelulose locali-

zada no Centro de Pesquisas da Petrobras (CENPES) eacute uacutenica no Brasil

utilizando a tecnologia enzimaacutetica Para a produccedilatildeo de etanol a partir de re-

siacuteduos agroindustriais a planta utiliza um processo de quebra de moleacuteculas

com accedilatildeo de enzimas O projeto foi desenvolvido pela Petrobras em parceria

com a Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) e outras universida-

des brasileiras

Economia e Energia ndash eampe 27

Qualquer rejeito vegetal pode ser utilizado como fonte de biomassa na

planta experimental mas o sistema estaacute ajustado ao bagaccedilo de cana-de-

accediluacutecar por ser o resiacuteduo agroindustrial mais expressivo no paiacutes Outra ma-

teacuteria prima que seraacute utilizada nos testes eacute a torta de mamona resiacuteduo amilaacute-

ceo do processo de produccedilatildeo do biodiesel a partir de mamona

Combustiacutevel FonteBiomassa Estaacutegio da Tecnologia

Esforccedilo tecno-loacutegico da

Petrobras

Primeira geraccedilatildeo

Etanol de gratildeos e

cana-de-accediluacutecar

Cana de accediluacutecar trigo

milho beterraba Comercial meacutedio

Biodiesel Oacuteleos vegetais

e gorduras Comercial alto

Diesel verde

(hidrotratamento)

Oacuteleos vegetais gordu-

ras e petroacuteleo

Rumo a comercial no

Brasil e Europa alto

Butanol Milho sorgo trigo e

cana-de-accediluacutecar

Projeto BP and Dupont

para produzir monitoramento

Segunda geraccedilatildeo

Etanol celuloacutesico

Resiacuteduos agriacutecolas lascas de

madeira e grama

Projeto IOGEN anuncia

planta comercial alto

Combustiacuteveis da

Piroacutelise (bio-oacuteleo)

Qualquer biomassa

celuloacutesica

Projeto BIOCOUP ndash consoacutercio europeu de 16 empresas desde

2006 ateacute 2011 meacutedio

Combustiacuteveis de Gaacutes de

Siacutentese - BTL

Qualquer biomassa

celuloacutesica

Demonstrado em larga

escala com foacutesseis

Projeto CHOREN para biomassa

anuncia planta comercial

alto

Futuro

Diesel de algas Microalgas cultivadas Escala de laboratoacuterio

em Universidades baixo

Hidrocarbonetos de

biomassa Carbohidratos

Escala de laboratoacuterio

em Universidades prospecccedilatildeo

Tabela 4 Esforccedilo tecnoloacutegico das rotas para produccedilatildeo de biocombustiacuteveis

da Petrobras (Adaptado de BARATELLI JR 2007)

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 28

A planta experimental eacute capaz de produzir cerca de 220 litros de etanol

por tonelada de bagaccedilo de cana-de-accediluacutecar Nesta etapa do projeto de pes-

quisa os pesquisadores trabalham na otimizaccedilatildeo deste processo de produ-

ccedilatildeo e tecircm como objetivo alcanccedilar a marca de 280 litros por tonelada de ba-

gaccedilo no mesmo equipamento Como resultado desta pesquisa a Petrobras

jaacute fez o depoacutesito de dois pedidos de patentes (BR 0605017-4 e BR 0505299-

8) junto ao INPI

A planta-piloto de bioetanol de lignocelulose coloca a Petrobras na posi-

ccedilatildeo de vanguarda em relaccedilatildeo aos biocombustiacuteveis de segunda geraccedilatildeo

aqueles produzidos a partir de resiacuteduos agroindustriais e que natildeo competem

com a produccedilatildeo agriacutecola voltada para alimentos A utilizaccedilatildeo de resiacuteduos

como o bagaccedilo de cana-de-accediluacutecar pode aumentar substancialmente a pro-

duccedilatildeo de etanol sem aumentar a aacuterea plantada elevando a produtividade do

processo jaacute existente pelo aproveitamento de seus resiacuteduos

Desta forma a produccedilatildeo de biocombustiacuteveis em futuro proacuteximo tam-

beacutem poderaacute ser complementar agrave produccedilatildeo de alimentos A Petrobras prevecirc

que em 2010 seraacute construiacuteda uma planta semi-industrial de bioetanol A Fi-

gura 6 apresenta uma ilustraccedilatildeo da rota tecnoloacutegica adotada pela petrobras

para produccedilatildeo do bioetanol lignoceluloacutesico

Figura 6 Rota Tecnoloacutegica adotada pela Petrobras para produccedilatildeo do bioe-

tanol lignoceluloacutesico (BARATELLI JR 2007)

Economia e Energia ndash eampe 29

O processo de fabricaccedilatildeo de etanol a partir de resiacuteduos vegetais eacute divi-

dido em quatro etapas Na primeira etapa haacute o preacute-tratamento do bagaccedilo de

cana sendo adotado o processo de hidroacutelise aacutecida branda onde no reator o

resiacuteduo eacute submetido agrave quebra da estrutura cristalina da fibra do bagaccedilo de

cana e a recuperaccedilatildeo de accediluacutecares mais faacuteceis de hidrolisar

Em seguida vem a etapa de deslignificaccedilatildeo do soacutelido rico em celulose

Eacute retirada a lignina complexo que daacute resistecircncia a fibra e protege a celulose

da accedilatildeo de microorganismos poreacutem apresenta grande inibiccedilatildeo ao processo

fermentativo

Na terceira fase o liacutequido proveniente do preacute-tratamento aacutecido rico em

accediluacutecares eacute fermentado pela levedura Pichia stipitis adaptada para ser utili-

zada nesta fermentaccedilatildeo

O soacutelido proveniente da etapa de deslignificaccedilatildeo rico em celulose tam-

beacutem eacute tratado ele passa por um processo de sacarificaccedilatildeo (transformaccedilatildeo

em accediluacutecares) por meio de enzimas e eacute fermentado pela levedura

Sacharomyces cerevisiae o mesmo fungo utilizado na fabricaccedilatildeo de patildees A

Petrobras ainda estuda as enzimas mais eficazes para este processo de

fabricaccedilatildeo testando enzimas disponiacuteveis no mercado e pesquisando novos

preparados enzimaacuteticos

Na etapa final ambos os liacutequidos provenientes das diferentes fermenta-

ccedilotildees satildeo destilados O produto desta destilaccedilatildeo eacute o etanol que possui as

mesmas caracteriacutesticas daquele fabricado a partir da cana em processo in-

dustrial

Cabe destacar que a accedilatildeo do governo brasileiro natildeo fica restrita a sua

participaccedilatildeo na Petrobras considerando a importacircncia que o tema energias

renovaacuteveis possui na poliacutetica nacional O governo do Brasil investe ainda

recursos em Pesquisa Desenvolvimento e Inovaccedilatildeo (PD amp I) conforme po-

de ser visto na Tabela 5

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 30

Conclusotildees

O tema energias renovaacuteveis estaacute presente na agenda nacional de todas

as naccedilotildees ao redor do globo como uma alternativa viaacutevel em substituiccedilatildeo agraves

fontes de energias foacutesseis como petroacuteleo e carvatildeo Especialistas acreditam

que o processamento da biomassa como fonte de energia combustiacuteveis e

produtos quiacutemicos possa se constituir em uma induacutestria-chave neste seacuteculo

criando assim um novo paradigma industrial Novas tecnologias baseadas

no uso de toda a planta e na integraccedilatildeo de processos tradicionais e novos

deveratildeo ser necessaacuterios

Tabela 5 Investimentos do governo brasileiro em PDampI no aproveitamento

de biomassas desde 2005 (PEREIRA JR 2008)

Instituiccedilatildeo Valor

(Milhotildees R$) Observaccedilotildees

Governo Federal

SIBRATEC 4500 Formaccedilatildeo de redes temaacuteticas para o de-senvolvimento de tecnologias inovadoras incluindo energia renovaacutevel

CNPqMCT 4180 Especiacutefico para biomassabioenergias

15780 Geral incluindo biomassa

FINEP 45000

Apoiar o desenvolvimento de produtos serviccedilos e processos inovadores em em-presas brasileiras atraveacutes de subvenccedilatildeo econocircmica incluindo biocombustiacuteveis

Fundaccedilotildees Estaduais

FAPESP 14800 Projetos especiacuteficos para biomassas e biocombustiacuteveis

FAPEMIG 1095 Biomassas agroenergia

TOTAL R$ 855 milhotildees

Economia e Energia ndash eampe 31

O Brasil encontra-se entre os paiacuteses-alvo para o desenvolvimento de

tais tecnologias devido a sua grande biodiversidade existente e aos conheci-

mentos adquiridos ao longo das uacuteltimas deacutecadas em especial devido a pro-

duccedilatildeo de etanol a partir da cana-de-accediluacutecar

Neste contexto de inovaccedilatildeo uma nova oportunidade de aproveitamento

de biomassa se vislumbra no paiacutes o uso da biomassa lignoceluloacutesica prove-

niente dos resiacuteduos agriacutecolas em especial da induacutestria da cana para produ-

ccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo dentro do contexto das biorrefinarias explorado

neste artigo

Foi observado que iniciativas governamentais estatildeo sendo tomadas de

modo a estabelecer um ambiente adequado para o desenvolvimento de no-

vos produtos e processos No entanto desafios de natureza tecnoloacutegica e

comercial precisam ser vencidos para fazer com que o Brasil mantenha sua

posiccedilatildeo de destaque no agronegoacutecio mundial e produza produtos de maior

valor agregado contribuindo assim para o desenvolvimento da bio-economia

e aproveitando esta janela de oportunidade de aumentar seu crescimento

econocircmico de modo sustentaacutevel

Referecircncias

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Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 32

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InSeminaacuterio nacional sobre reusoreciclagem de resiacuteduos soacutelidos industriais Satildeo

Paulo Cetesb

Economia e Energia ndash eampe 33

Ensaio

Gripe americana e resfriado no Brasil

Nos fizeram acreditar que um resfriado americano representa certa-

mente uma gripe ou pneumonia por aqui ou seja as crises nos EUA tecircm

resultados imediatos e mais radicais aqui do que laacute Nessa eacutepoca de gripe

americana eacute uacutetil discutir a veracidade histoacuterica dessa afirmaccedilatildeo porque o

simples fato de se acreditar nela jaacute provoca efeitos negativos em nossa eco-

nomia

Celso Furtado ao contraacuterio da crenccedila corrente assinalava que as cri-

ses na economia americana foram sentidas aqui no curto prazo mas de

modo geral acabaram sendo beneacuteficas para a economia brasileira no meacutedio

prazo Ele mostrou em seu livro ldquoO Capitalismo Globalrdquo que a crise de 1929

e 1930 nos EUA produziam jaacute em 1932 um notaacutevel ressurgimento interno

baseado no mercado nacional

A tentativa de encontrar uma correlaccedilatildeo entre as taxas de crescimento

americanas e as brasileiras no periacuteodo 1930 a 2010 (Figura 1) natildeo conduz a

um resultado convincente A situaccedilatildeo natildeo muda introduzindo uma defasagem

de um ou dois anos da variaccedilatildeo do PIB no Brasil em relaccedilatildeo agrave americana

Figura 1 A correlaccedilatildeo entre crescimento no Brasil e nos EUA parece ser

pouco significativa no periacuteodo 1930 a 2010 Dados Ipeadatagovbr

Elaboraccedilatildeo proacutepria

y = 00744x + 47262Rsup2 = 00083

-10

-5

0

5

10

15

-15 -10 -5 0 5 10 15 20 25

Cre

scim

en

to d

o P

IB n

os

EUA

an

o

Crescimento do PIB no Brasil ano

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 34

Figura 2 Variaccedilatildeo do PIB dos EUA e Brasil valores anuais e meacutedia moacutevel

de trecircs anos em azul estatildeo assinalados os periacuteodos em que as economias

parecem estar na mesma fase (variaccedilotildees no mesmo sentido) e

em amarelo os periacuteodos em fase inversa (variaccedilotildees em sentido contraacuterio)

Elaboraccedilatildeo proacutepria

Eacute possiacutevel separar ao longo desses oitenta anos periacuteodos em que os

altos e baixos da taxa de crescimento econocircmico dos EUA e do Brasil estatildeo

na mesma fase do ciclo e outros em que o que aconteceu nos dois paiacuteses

tem sinal inverso Em uma anaacutelise preliminar (Figura 2) pode-se dizer que

os periacuteodos em que estiveram em fase inversa superam os que estiveram

na mesma fase

Pode-se verificar que no periacuteodo a que aludia Celso Furtado (crise de

trinta) as economias dos dois paiacuteses parecem em mesma fase Nota-se no

entanto que a retomada do crescimento no Brasil precedeu agrave americana

como dissera Celso Furtado que ademais se referia tambeacutem a mudanccedilas

qualitativas mais de desenvolvimento que de crescimento que vieram com

a maior atenccedilatildeo no Paiacutes ao consumo interno Em um segundo periacuteodo que

vai da Segunda Guerra Mundial ateacute 1970 as economias de Brasil e EUA

estiveram em fase inversa

-15

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1920

1930

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1970

1980

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2000

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Var

iaccedilatilde

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EUA

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Brasil

Brasil 3

fase inversa fase inversaem fase em fase

Economia e Energia ndash eampe 35

Em uma terceira fase de 1987 a 1995 a teoria do resfriado americano

funcionou nas crises das mudanccedilas para as deacutecadas de oitenta e noventa

(repercussotildees simultacircneas e maiores em nossa economia) e na retomada

do meio da deacutecada de oitenta Cabe lembrar que os episoacutedios dessas crises

marcaram a alta de juros e falecircncia mexicana (1982) e crises de hiperinfla-

ccedilatildeo em paiacuteses como a Argentina que estavam muito mais proacuteximos de nos-

sa realidade

Nos uacuteltimos quinze anos estivemos em fase inversa com os EUA em

1998 eles estavam no auge da era Clinton e o Brasil passando por um fosso

em sua taxa de crescimento anual Depois comeccedilaram a experimentar que-

da no seu crescimento enquanto a economia brasileira tinha as taxas de

crescimento em elevaccedilatildeo

Na Figura 3 buscou-se a correlaccedilatildeo linear entre as variaccedilotildees do PIB

nos periacuteodos assinalados na Figura 2 e os resultados confirmam a avalia-

y = 03893x + 43207Rsup2 = 07113

-2

0

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19301937 y = -0311x + 75908Rsup2 = 0314

0

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19381970

y = 18054x - 32349Rsup2 = 04684

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19871995y = -0362x + 40064

Rsup2 = 02656

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20

30

40

50

60

-20 00 20 40 60

19952010

Figura 3 Comportamento dos crescimentos dos PIB americano (na vertical)

e brasileiro (na horizontal) para os intervalos de tempo assinalados na figura

anterior

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 36

ccedilatildeo qualitativa Ou seja nos periacuteodos em fase existe uma correlaccedilatildeo positi-

va entre os crescimentos americano e brasileiro nos periacuteodos assinalados

com amarelo a relaccedilatildeo eacute negativa

A mudanccedila de intensidade e sentido da correlaccedilatildeo nos faz pensar que

a possiacutevel dependecircncia entre o crescimento brasileiro e o americano natildeo eacute

direta eacute muito mais complexa e para fazer sentido deve ser estudada por

periacuteodos histoacutericos O que se conclui eacute que a ldquoteoria do resfriadordquo natildeo expli-

ca o passado mesmo quando ainda eacuteramos muito mais dependentes dos

EUA

No final de 2008 configurou-se uma crise nos EUA que teve reflexo no

ano seguinte no Brasil que registrou uma queda no PIB de 06 O consu-

mo no entanto cresceu no ano 24 Em 2010 o ldquopibatildeordquo de 75 fez com

que no seu conjunto os anos de 2009 e 2010 possam ser considerados

como anos normais O consumo cresceu na meacutedia 45 mais que na meacute-

dia do periacuteodo Lula (40) Jaacute o PIB cresceu 33 um pouco abaixo da meacute-

dia tambeacutem de 40 ao ano do governo passado Os dados vecircm das Con-

tas Nacionais Trimestrais do IBGE A defasagem entre o crescimento da

produccedilatildeo e do consumo foi praticamente coberta com importaccedilotildees e menor

investimento Ou seja a queda do PIB em 2009 se deveu a nosso ver a

uma reduccedilatildeo exagerada da oferta pelo setor produtivo em virtude de uma

leitura equivocada do efeito da crise americana sobre a economia brasileira

O crescimento nos dois anos poacutes-crise nos EUA foi normal passou a

primeira ldquomarolardquo E agora Entraremos na mesma fase de ciclo dos EUA

Page 25: Economia e Energia · população ou na superfície mundial: foi o fato de serem os “vencedores” da 2ª Guerra Mundial. Num primeiro momento, somente os EUA possuíam ar-0 10.000

Economia e Energia ndash eampe 25

A Tabela 2 aponta uma tendecircncia para a implementaccedilatildeo da plataforma

bioquiacutemica havendo ainda iniciativas de tecnologias termoquiacutemicas como

BTL (biomass-to-liquid)

Cabe destacar ainda que foi implementado o Programa de Biomassa do

Departamento de Energia para criar nos Estados Unidos uma nova induacutestria

ndash a induacutestria da biomassa ou bioinduacutestria ndash consolidada com a instalaccedilatildeo

de biorrefinarias capazes de transformar vaacuterios tipos de biomassa a preccedilos

competitivos em relaccedilatildeo agraves atuais fontes foacutesseis em combustiacuteveis produtos

quiacutemicos eletricidade e calor As biorrefinarias e o uso da biomassa celuloacutesi-

ca emergem como fundamentais para alcanccedilar as metas de produccedilatildeo

consumo de etanol em funccedilatildeo das limitaccedilotildees das fontes atualmente empre-

gadas (BASTOS 2007)

Neste contexto o paiacutes pretende investir US$ 385 milhotildees em seis bior-

refinarias de etanol celuloacutesico capazes de produzir 480 milhotildees de litros de

etanol celuloacutesico por ano como parte do plano do governo norte-americano

e tornar o etanol celuloacutesico competitivo em 2012 a fim de reduzir o consumo

de gasolina nos EUA nos proacuteximos 20 anos A Tabela 3 apresenta os seis

projetos selecionados pelo Departamento de Energia Americana (US DOE)

Tabela 3 Investimentos do DOE em projetos de produccedilatildeo de etanol

celuloacutesico nos EUA 2007-2010 (BARROS 2007)

Empresa Localizaccedilatildeo

da planta Mateacuteria-prima

Capacidade (milhotildees de litrosano)

Investimentos (milhotildees US$)

Abegoa Bioe-nergy Corp

Kansas Sabugo de milho

resiacuteduos de trigo etc 431 76

ALICO Inc Floacuterida Resiacuteduos de vegetais

diversos 526 33

BlueFire Ethanol Inc

Califoacuternia Resiacuteduos vegetais e

de madeira 719 40

Broin Companies of Sioux Falls

Iowa Resiacuteduos de milho 94 80

Iogen Biorefinery Partners

Idaho Resiacuteduos agriacutecolas 68 80

Range Fuels Geoacutergia Resiacuteduos de

madeira 151 76

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 26

No Brasil

Uma das empresas brasileiras que mais investem em PampD sobre bior-

refinarias em especial a partir de resiacuteduos da cana-de-accediluacutecar eacute a Petrobras

SA que eacute uma empresa estatal brasileira de economia mista que opera

em 27 paises no segmento de energia prioritariamente nas aacutereas de explo-

raccedilatildeo produccedilatildeo refino comercializaccedilatildeo e transporte de petroacuteleo e seus

derivados no Brasil e no exterior (PETROBRAS 2011)

Segundo Baratelli Junior (2007) a estrateacutegia competitiva da empresa eacute

expandir a participaccedilatildeo no mercado de biocombustiacuteveis liderando a produ-

ccedilatildeo nacional de biodiesel e ampliando a participaccedilatildeo no negoacutecio de etanol

A Tabela 4 apresenta as rotas para produccedilatildeo de biocombustiacuteveis e o estaacutegio

do esforccedilo tecnoloacutegico empreendido pela PetrobrasCENPES para o desen-

volvimento das tecnologias

A Tabela 4 aponta que os biocombustiacuteveis que demandam um esforccedilo

tecnoloacutegico elevado por parte da petrobras satildeo de segunda geraccedilatildeo o eta-

nol de celulose e os combustiacuteveis de piroacutelise e de gaacutes de siacutentese ndash BTL que

por sua vez utilizam como fonte de biomassa mateacuterias de origem celuloacutesica

ndash mateacuteria-prima para as biorrefinarias lignoceluloacutesicas

Com o projeto de desenvolvimento do bioetanol (etanol de lignocelulo-

se) ndash um biocombustiacutevel produzido a partir de resiacuteduos agroindustriais ndash a

Petrobras entra na produccedilatildeo dos chamados biocombustiacuteveis de segunda

geraccedilatildeo (PETROBRAS 2008)

Depois da etapa de testes em laboratoacuterio o projeto de produccedilatildeo de bio-

etanol passa para a fase de testes em escala piloto por meio de uma unida-

de experimental instalada no CENPES Desenvolvida em parceria com a

empresa brasileira Albrecht a planta piloto de etanol de lignocelulose locali-

zada no Centro de Pesquisas da Petrobras (CENPES) eacute uacutenica no Brasil

utilizando a tecnologia enzimaacutetica Para a produccedilatildeo de etanol a partir de re-

siacuteduos agroindustriais a planta utiliza um processo de quebra de moleacuteculas

com accedilatildeo de enzimas O projeto foi desenvolvido pela Petrobras em parceria

com a Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) e outras universida-

des brasileiras

Economia e Energia ndash eampe 27

Qualquer rejeito vegetal pode ser utilizado como fonte de biomassa na

planta experimental mas o sistema estaacute ajustado ao bagaccedilo de cana-de-

accediluacutecar por ser o resiacuteduo agroindustrial mais expressivo no paiacutes Outra ma-

teacuteria prima que seraacute utilizada nos testes eacute a torta de mamona resiacuteduo amilaacute-

ceo do processo de produccedilatildeo do biodiesel a partir de mamona

Combustiacutevel FonteBiomassa Estaacutegio da Tecnologia

Esforccedilo tecno-loacutegico da

Petrobras

Primeira geraccedilatildeo

Etanol de gratildeos e

cana-de-accediluacutecar

Cana de accediluacutecar trigo

milho beterraba Comercial meacutedio

Biodiesel Oacuteleos vegetais

e gorduras Comercial alto

Diesel verde

(hidrotratamento)

Oacuteleos vegetais gordu-

ras e petroacuteleo

Rumo a comercial no

Brasil e Europa alto

Butanol Milho sorgo trigo e

cana-de-accediluacutecar

Projeto BP and Dupont

para produzir monitoramento

Segunda geraccedilatildeo

Etanol celuloacutesico

Resiacuteduos agriacutecolas lascas de

madeira e grama

Projeto IOGEN anuncia

planta comercial alto

Combustiacuteveis da

Piroacutelise (bio-oacuteleo)

Qualquer biomassa

celuloacutesica

Projeto BIOCOUP ndash consoacutercio europeu de 16 empresas desde

2006 ateacute 2011 meacutedio

Combustiacuteveis de Gaacutes de

Siacutentese - BTL

Qualquer biomassa

celuloacutesica

Demonstrado em larga

escala com foacutesseis

Projeto CHOREN para biomassa

anuncia planta comercial

alto

Futuro

Diesel de algas Microalgas cultivadas Escala de laboratoacuterio

em Universidades baixo

Hidrocarbonetos de

biomassa Carbohidratos

Escala de laboratoacuterio

em Universidades prospecccedilatildeo

Tabela 4 Esforccedilo tecnoloacutegico das rotas para produccedilatildeo de biocombustiacuteveis

da Petrobras (Adaptado de BARATELLI JR 2007)

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 28

A planta experimental eacute capaz de produzir cerca de 220 litros de etanol

por tonelada de bagaccedilo de cana-de-accediluacutecar Nesta etapa do projeto de pes-

quisa os pesquisadores trabalham na otimizaccedilatildeo deste processo de produ-

ccedilatildeo e tecircm como objetivo alcanccedilar a marca de 280 litros por tonelada de ba-

gaccedilo no mesmo equipamento Como resultado desta pesquisa a Petrobras

jaacute fez o depoacutesito de dois pedidos de patentes (BR 0605017-4 e BR 0505299-

8) junto ao INPI

A planta-piloto de bioetanol de lignocelulose coloca a Petrobras na posi-

ccedilatildeo de vanguarda em relaccedilatildeo aos biocombustiacuteveis de segunda geraccedilatildeo

aqueles produzidos a partir de resiacuteduos agroindustriais e que natildeo competem

com a produccedilatildeo agriacutecola voltada para alimentos A utilizaccedilatildeo de resiacuteduos

como o bagaccedilo de cana-de-accediluacutecar pode aumentar substancialmente a pro-

duccedilatildeo de etanol sem aumentar a aacuterea plantada elevando a produtividade do

processo jaacute existente pelo aproveitamento de seus resiacuteduos

Desta forma a produccedilatildeo de biocombustiacuteveis em futuro proacuteximo tam-

beacutem poderaacute ser complementar agrave produccedilatildeo de alimentos A Petrobras prevecirc

que em 2010 seraacute construiacuteda uma planta semi-industrial de bioetanol A Fi-

gura 6 apresenta uma ilustraccedilatildeo da rota tecnoloacutegica adotada pela petrobras

para produccedilatildeo do bioetanol lignoceluloacutesico

Figura 6 Rota Tecnoloacutegica adotada pela Petrobras para produccedilatildeo do bioe-

tanol lignoceluloacutesico (BARATELLI JR 2007)

Economia e Energia ndash eampe 29

O processo de fabricaccedilatildeo de etanol a partir de resiacuteduos vegetais eacute divi-

dido em quatro etapas Na primeira etapa haacute o preacute-tratamento do bagaccedilo de

cana sendo adotado o processo de hidroacutelise aacutecida branda onde no reator o

resiacuteduo eacute submetido agrave quebra da estrutura cristalina da fibra do bagaccedilo de

cana e a recuperaccedilatildeo de accediluacutecares mais faacuteceis de hidrolisar

Em seguida vem a etapa de deslignificaccedilatildeo do soacutelido rico em celulose

Eacute retirada a lignina complexo que daacute resistecircncia a fibra e protege a celulose

da accedilatildeo de microorganismos poreacutem apresenta grande inibiccedilatildeo ao processo

fermentativo

Na terceira fase o liacutequido proveniente do preacute-tratamento aacutecido rico em

accediluacutecares eacute fermentado pela levedura Pichia stipitis adaptada para ser utili-

zada nesta fermentaccedilatildeo

O soacutelido proveniente da etapa de deslignificaccedilatildeo rico em celulose tam-

beacutem eacute tratado ele passa por um processo de sacarificaccedilatildeo (transformaccedilatildeo

em accediluacutecares) por meio de enzimas e eacute fermentado pela levedura

Sacharomyces cerevisiae o mesmo fungo utilizado na fabricaccedilatildeo de patildees A

Petrobras ainda estuda as enzimas mais eficazes para este processo de

fabricaccedilatildeo testando enzimas disponiacuteveis no mercado e pesquisando novos

preparados enzimaacuteticos

Na etapa final ambos os liacutequidos provenientes das diferentes fermenta-

ccedilotildees satildeo destilados O produto desta destilaccedilatildeo eacute o etanol que possui as

mesmas caracteriacutesticas daquele fabricado a partir da cana em processo in-

dustrial

Cabe destacar que a accedilatildeo do governo brasileiro natildeo fica restrita a sua

participaccedilatildeo na Petrobras considerando a importacircncia que o tema energias

renovaacuteveis possui na poliacutetica nacional O governo do Brasil investe ainda

recursos em Pesquisa Desenvolvimento e Inovaccedilatildeo (PD amp I) conforme po-

de ser visto na Tabela 5

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 30

Conclusotildees

O tema energias renovaacuteveis estaacute presente na agenda nacional de todas

as naccedilotildees ao redor do globo como uma alternativa viaacutevel em substituiccedilatildeo agraves

fontes de energias foacutesseis como petroacuteleo e carvatildeo Especialistas acreditam

que o processamento da biomassa como fonte de energia combustiacuteveis e

produtos quiacutemicos possa se constituir em uma induacutestria-chave neste seacuteculo

criando assim um novo paradigma industrial Novas tecnologias baseadas

no uso de toda a planta e na integraccedilatildeo de processos tradicionais e novos

deveratildeo ser necessaacuterios

Tabela 5 Investimentos do governo brasileiro em PDampI no aproveitamento

de biomassas desde 2005 (PEREIRA JR 2008)

Instituiccedilatildeo Valor

(Milhotildees R$) Observaccedilotildees

Governo Federal

SIBRATEC 4500 Formaccedilatildeo de redes temaacuteticas para o de-senvolvimento de tecnologias inovadoras incluindo energia renovaacutevel

CNPqMCT 4180 Especiacutefico para biomassabioenergias

15780 Geral incluindo biomassa

FINEP 45000

Apoiar o desenvolvimento de produtos serviccedilos e processos inovadores em em-presas brasileiras atraveacutes de subvenccedilatildeo econocircmica incluindo biocombustiacuteveis

Fundaccedilotildees Estaduais

FAPESP 14800 Projetos especiacuteficos para biomassas e biocombustiacuteveis

FAPEMIG 1095 Biomassas agroenergia

TOTAL R$ 855 milhotildees

Economia e Energia ndash eampe 31

O Brasil encontra-se entre os paiacuteses-alvo para o desenvolvimento de

tais tecnologias devido a sua grande biodiversidade existente e aos conheci-

mentos adquiridos ao longo das uacuteltimas deacutecadas em especial devido a pro-

duccedilatildeo de etanol a partir da cana-de-accediluacutecar

Neste contexto de inovaccedilatildeo uma nova oportunidade de aproveitamento

de biomassa se vislumbra no paiacutes o uso da biomassa lignoceluloacutesica prove-

niente dos resiacuteduos agriacutecolas em especial da induacutestria da cana para produ-

ccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo dentro do contexto das biorrefinarias explorado

neste artigo

Foi observado que iniciativas governamentais estatildeo sendo tomadas de

modo a estabelecer um ambiente adequado para o desenvolvimento de no-

vos produtos e processos No entanto desafios de natureza tecnoloacutegica e

comercial precisam ser vencidos para fazer com que o Brasil mantenha sua

posiccedilatildeo de destaque no agronegoacutecio mundial e produza produtos de maior

valor agregado contribuindo assim para o desenvolvimento da bio-economia

e aproveitando esta janela de oportunidade de aumentar seu crescimento

econocircmico de modo sustentaacutevel

Referecircncias

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technology and Food Sciences Group

Baratelli Jr F (2007) Biocombustiacuteveis ndash Iniciativas e desenvolvimento tecnoloacutegico

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Janeiro n 25 p 5-38

BNDES amp CGEE (2008) Bioetanol de cana-de-accediluacutecar energia para o desenvolvimen-

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produtividade e sustentabilidade Satildeo Paulo Blucher

CGEE (2010) Quiacutemica Verde no Brasil 2010-2030 Brasiacutelia DF Centro de Gestatildeo e

Estudos Estrateacutegicos

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 32

Cortez LAB (2010) Bioetanol de cana-de-accediluacutecar PampD para produtividade e sus-

tentabilidade Satildeo Paulo Blucher

Coutinho PLA Bomtempo JV (2010) Uso de roadmaps tecnoloacutegicos para favore-

cer o ambiente de inovaccedilao uma proposta em mateacuterias primas renovaacuteveis In SIM-

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Status Challenges and a Future Direction Energy amp Fuels 20 1727-1737

Kamm B Gruber PR Kamm M (2006) Biorefineries ndash Industrial Processes and

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Pereira JR N (2006) Biotecnologia de materiais lignoceluloacutesicos para a produccedilatildeo

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Ramos LP (2000) Aproveitamento integral de resiacuteduos agriacutecolas e agroindustriais

InSeminaacuterio nacional sobre reusoreciclagem de resiacuteduos soacutelidos industriais Satildeo

Paulo Cetesb

Economia e Energia ndash eampe 33

Ensaio

Gripe americana e resfriado no Brasil

Nos fizeram acreditar que um resfriado americano representa certa-

mente uma gripe ou pneumonia por aqui ou seja as crises nos EUA tecircm

resultados imediatos e mais radicais aqui do que laacute Nessa eacutepoca de gripe

americana eacute uacutetil discutir a veracidade histoacuterica dessa afirmaccedilatildeo porque o

simples fato de se acreditar nela jaacute provoca efeitos negativos em nossa eco-

nomia

Celso Furtado ao contraacuterio da crenccedila corrente assinalava que as cri-

ses na economia americana foram sentidas aqui no curto prazo mas de

modo geral acabaram sendo beneacuteficas para a economia brasileira no meacutedio

prazo Ele mostrou em seu livro ldquoO Capitalismo Globalrdquo que a crise de 1929

e 1930 nos EUA produziam jaacute em 1932 um notaacutevel ressurgimento interno

baseado no mercado nacional

A tentativa de encontrar uma correlaccedilatildeo entre as taxas de crescimento

americanas e as brasileiras no periacuteodo 1930 a 2010 (Figura 1) natildeo conduz a

um resultado convincente A situaccedilatildeo natildeo muda introduzindo uma defasagem

de um ou dois anos da variaccedilatildeo do PIB no Brasil em relaccedilatildeo agrave americana

Figura 1 A correlaccedilatildeo entre crescimento no Brasil e nos EUA parece ser

pouco significativa no periacuteodo 1930 a 2010 Dados Ipeadatagovbr

Elaboraccedilatildeo proacutepria

y = 00744x + 47262Rsup2 = 00083

-10

-5

0

5

10

15

-15 -10 -5 0 5 10 15 20 25

Cre

scim

en

to d

o P

IB n

os

EUA

an

o

Crescimento do PIB no Brasil ano

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 34

Figura 2 Variaccedilatildeo do PIB dos EUA e Brasil valores anuais e meacutedia moacutevel

de trecircs anos em azul estatildeo assinalados os periacuteodos em que as economias

parecem estar na mesma fase (variaccedilotildees no mesmo sentido) e

em amarelo os periacuteodos em fase inversa (variaccedilotildees em sentido contraacuterio)

Elaboraccedilatildeo proacutepria

Eacute possiacutevel separar ao longo desses oitenta anos periacuteodos em que os

altos e baixos da taxa de crescimento econocircmico dos EUA e do Brasil estatildeo

na mesma fase do ciclo e outros em que o que aconteceu nos dois paiacuteses

tem sinal inverso Em uma anaacutelise preliminar (Figura 2) pode-se dizer que

os periacuteodos em que estiveram em fase inversa superam os que estiveram

na mesma fase

Pode-se verificar que no periacuteodo a que aludia Celso Furtado (crise de

trinta) as economias dos dois paiacuteses parecem em mesma fase Nota-se no

entanto que a retomada do crescimento no Brasil precedeu agrave americana

como dissera Celso Furtado que ademais se referia tambeacutem a mudanccedilas

qualitativas mais de desenvolvimento que de crescimento que vieram com

a maior atenccedilatildeo no Paiacutes ao consumo interno Em um segundo periacuteodo que

vai da Segunda Guerra Mundial ateacute 1970 as economias de Brasil e EUA

estiveram em fase inversa

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

1920

1930

1940

1950

1960

1970

1980

1990

2000

2010

Var

iaccedilatilde

o a

nu

al d

o P

IB

()

EUA

EUA 3

Brasil

Brasil 3

fase inversa fase inversaem fase em fase

Economia e Energia ndash eampe 35

Em uma terceira fase de 1987 a 1995 a teoria do resfriado americano

funcionou nas crises das mudanccedilas para as deacutecadas de oitenta e noventa

(repercussotildees simultacircneas e maiores em nossa economia) e na retomada

do meio da deacutecada de oitenta Cabe lembrar que os episoacutedios dessas crises

marcaram a alta de juros e falecircncia mexicana (1982) e crises de hiperinfla-

ccedilatildeo em paiacuteses como a Argentina que estavam muito mais proacuteximos de nos-

sa realidade

Nos uacuteltimos quinze anos estivemos em fase inversa com os EUA em

1998 eles estavam no auge da era Clinton e o Brasil passando por um fosso

em sua taxa de crescimento anual Depois comeccedilaram a experimentar que-

da no seu crescimento enquanto a economia brasileira tinha as taxas de

crescimento em elevaccedilatildeo

Na Figura 3 buscou-se a correlaccedilatildeo linear entre as variaccedilotildees do PIB

nos periacuteodos assinalados na Figura 2 e os resultados confirmam a avalia-

y = 03893x + 43207Rsup2 = 07113

-2

0

2

4

6

8

10

-20 -10 0 10 20

19301937 y = -0311x + 75908Rsup2 = 0314

0

2

4

6

8

10

12

-10 0 10 20

19381970

y = 18054x - 32349Rsup2 = 04684

-20

-10

00

10

20

30

40

50

60

00 10 20 30 40

19871995y = -0362x + 40064

Rsup2 = 02656

00

10

20

30

40

50

60

-20 00 20 40 60

19952010

Figura 3 Comportamento dos crescimentos dos PIB americano (na vertical)

e brasileiro (na horizontal) para os intervalos de tempo assinalados na figura

anterior

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ccedilatildeo qualitativa Ou seja nos periacuteodos em fase existe uma correlaccedilatildeo positi-

va entre os crescimentos americano e brasileiro nos periacuteodos assinalados

com amarelo a relaccedilatildeo eacute negativa

A mudanccedila de intensidade e sentido da correlaccedilatildeo nos faz pensar que

a possiacutevel dependecircncia entre o crescimento brasileiro e o americano natildeo eacute

direta eacute muito mais complexa e para fazer sentido deve ser estudada por

periacuteodos histoacutericos O que se conclui eacute que a ldquoteoria do resfriadordquo natildeo expli-

ca o passado mesmo quando ainda eacuteramos muito mais dependentes dos

EUA

No final de 2008 configurou-se uma crise nos EUA que teve reflexo no

ano seguinte no Brasil que registrou uma queda no PIB de 06 O consu-

mo no entanto cresceu no ano 24 Em 2010 o ldquopibatildeordquo de 75 fez com

que no seu conjunto os anos de 2009 e 2010 possam ser considerados

como anos normais O consumo cresceu na meacutedia 45 mais que na meacute-

dia do periacuteodo Lula (40) Jaacute o PIB cresceu 33 um pouco abaixo da meacute-

dia tambeacutem de 40 ao ano do governo passado Os dados vecircm das Con-

tas Nacionais Trimestrais do IBGE A defasagem entre o crescimento da

produccedilatildeo e do consumo foi praticamente coberta com importaccedilotildees e menor

investimento Ou seja a queda do PIB em 2009 se deveu a nosso ver a

uma reduccedilatildeo exagerada da oferta pelo setor produtivo em virtude de uma

leitura equivocada do efeito da crise americana sobre a economia brasileira

O crescimento nos dois anos poacutes-crise nos EUA foi normal passou a

primeira ldquomarolardquo E agora Entraremos na mesma fase de ciclo dos EUA

Page 26: Economia e Energia · população ou na superfície mundial: foi o fato de serem os “vencedores” da 2ª Guerra Mundial. Num primeiro momento, somente os EUA possuíam ar-0 10.000

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No Brasil

Uma das empresas brasileiras que mais investem em PampD sobre bior-

refinarias em especial a partir de resiacuteduos da cana-de-accediluacutecar eacute a Petrobras

SA que eacute uma empresa estatal brasileira de economia mista que opera

em 27 paises no segmento de energia prioritariamente nas aacutereas de explo-

raccedilatildeo produccedilatildeo refino comercializaccedilatildeo e transporte de petroacuteleo e seus

derivados no Brasil e no exterior (PETROBRAS 2011)

Segundo Baratelli Junior (2007) a estrateacutegia competitiva da empresa eacute

expandir a participaccedilatildeo no mercado de biocombustiacuteveis liderando a produ-

ccedilatildeo nacional de biodiesel e ampliando a participaccedilatildeo no negoacutecio de etanol

A Tabela 4 apresenta as rotas para produccedilatildeo de biocombustiacuteveis e o estaacutegio

do esforccedilo tecnoloacutegico empreendido pela PetrobrasCENPES para o desen-

volvimento das tecnologias

A Tabela 4 aponta que os biocombustiacuteveis que demandam um esforccedilo

tecnoloacutegico elevado por parte da petrobras satildeo de segunda geraccedilatildeo o eta-

nol de celulose e os combustiacuteveis de piroacutelise e de gaacutes de siacutentese ndash BTL que

por sua vez utilizam como fonte de biomassa mateacuterias de origem celuloacutesica

ndash mateacuteria-prima para as biorrefinarias lignoceluloacutesicas

Com o projeto de desenvolvimento do bioetanol (etanol de lignocelulo-

se) ndash um biocombustiacutevel produzido a partir de resiacuteduos agroindustriais ndash a

Petrobras entra na produccedilatildeo dos chamados biocombustiacuteveis de segunda

geraccedilatildeo (PETROBRAS 2008)

Depois da etapa de testes em laboratoacuterio o projeto de produccedilatildeo de bio-

etanol passa para a fase de testes em escala piloto por meio de uma unida-

de experimental instalada no CENPES Desenvolvida em parceria com a

empresa brasileira Albrecht a planta piloto de etanol de lignocelulose locali-

zada no Centro de Pesquisas da Petrobras (CENPES) eacute uacutenica no Brasil

utilizando a tecnologia enzimaacutetica Para a produccedilatildeo de etanol a partir de re-

siacuteduos agroindustriais a planta utiliza um processo de quebra de moleacuteculas

com accedilatildeo de enzimas O projeto foi desenvolvido pela Petrobras em parceria

com a Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) e outras universida-

des brasileiras

Economia e Energia ndash eampe 27

Qualquer rejeito vegetal pode ser utilizado como fonte de biomassa na

planta experimental mas o sistema estaacute ajustado ao bagaccedilo de cana-de-

accediluacutecar por ser o resiacuteduo agroindustrial mais expressivo no paiacutes Outra ma-

teacuteria prima que seraacute utilizada nos testes eacute a torta de mamona resiacuteduo amilaacute-

ceo do processo de produccedilatildeo do biodiesel a partir de mamona

Combustiacutevel FonteBiomassa Estaacutegio da Tecnologia

Esforccedilo tecno-loacutegico da

Petrobras

Primeira geraccedilatildeo

Etanol de gratildeos e

cana-de-accediluacutecar

Cana de accediluacutecar trigo

milho beterraba Comercial meacutedio

Biodiesel Oacuteleos vegetais

e gorduras Comercial alto

Diesel verde

(hidrotratamento)

Oacuteleos vegetais gordu-

ras e petroacuteleo

Rumo a comercial no

Brasil e Europa alto

Butanol Milho sorgo trigo e

cana-de-accediluacutecar

Projeto BP and Dupont

para produzir monitoramento

Segunda geraccedilatildeo

Etanol celuloacutesico

Resiacuteduos agriacutecolas lascas de

madeira e grama

Projeto IOGEN anuncia

planta comercial alto

Combustiacuteveis da

Piroacutelise (bio-oacuteleo)

Qualquer biomassa

celuloacutesica

Projeto BIOCOUP ndash consoacutercio europeu de 16 empresas desde

2006 ateacute 2011 meacutedio

Combustiacuteveis de Gaacutes de

Siacutentese - BTL

Qualquer biomassa

celuloacutesica

Demonstrado em larga

escala com foacutesseis

Projeto CHOREN para biomassa

anuncia planta comercial

alto

Futuro

Diesel de algas Microalgas cultivadas Escala de laboratoacuterio

em Universidades baixo

Hidrocarbonetos de

biomassa Carbohidratos

Escala de laboratoacuterio

em Universidades prospecccedilatildeo

Tabela 4 Esforccedilo tecnoloacutegico das rotas para produccedilatildeo de biocombustiacuteveis

da Petrobras (Adaptado de BARATELLI JR 2007)

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 28

A planta experimental eacute capaz de produzir cerca de 220 litros de etanol

por tonelada de bagaccedilo de cana-de-accediluacutecar Nesta etapa do projeto de pes-

quisa os pesquisadores trabalham na otimizaccedilatildeo deste processo de produ-

ccedilatildeo e tecircm como objetivo alcanccedilar a marca de 280 litros por tonelada de ba-

gaccedilo no mesmo equipamento Como resultado desta pesquisa a Petrobras

jaacute fez o depoacutesito de dois pedidos de patentes (BR 0605017-4 e BR 0505299-

8) junto ao INPI

A planta-piloto de bioetanol de lignocelulose coloca a Petrobras na posi-

ccedilatildeo de vanguarda em relaccedilatildeo aos biocombustiacuteveis de segunda geraccedilatildeo

aqueles produzidos a partir de resiacuteduos agroindustriais e que natildeo competem

com a produccedilatildeo agriacutecola voltada para alimentos A utilizaccedilatildeo de resiacuteduos

como o bagaccedilo de cana-de-accediluacutecar pode aumentar substancialmente a pro-

duccedilatildeo de etanol sem aumentar a aacuterea plantada elevando a produtividade do

processo jaacute existente pelo aproveitamento de seus resiacuteduos

Desta forma a produccedilatildeo de biocombustiacuteveis em futuro proacuteximo tam-

beacutem poderaacute ser complementar agrave produccedilatildeo de alimentos A Petrobras prevecirc

que em 2010 seraacute construiacuteda uma planta semi-industrial de bioetanol A Fi-

gura 6 apresenta uma ilustraccedilatildeo da rota tecnoloacutegica adotada pela petrobras

para produccedilatildeo do bioetanol lignoceluloacutesico

Figura 6 Rota Tecnoloacutegica adotada pela Petrobras para produccedilatildeo do bioe-

tanol lignoceluloacutesico (BARATELLI JR 2007)

Economia e Energia ndash eampe 29

O processo de fabricaccedilatildeo de etanol a partir de resiacuteduos vegetais eacute divi-

dido em quatro etapas Na primeira etapa haacute o preacute-tratamento do bagaccedilo de

cana sendo adotado o processo de hidroacutelise aacutecida branda onde no reator o

resiacuteduo eacute submetido agrave quebra da estrutura cristalina da fibra do bagaccedilo de

cana e a recuperaccedilatildeo de accediluacutecares mais faacuteceis de hidrolisar

Em seguida vem a etapa de deslignificaccedilatildeo do soacutelido rico em celulose

Eacute retirada a lignina complexo que daacute resistecircncia a fibra e protege a celulose

da accedilatildeo de microorganismos poreacutem apresenta grande inibiccedilatildeo ao processo

fermentativo

Na terceira fase o liacutequido proveniente do preacute-tratamento aacutecido rico em

accediluacutecares eacute fermentado pela levedura Pichia stipitis adaptada para ser utili-

zada nesta fermentaccedilatildeo

O soacutelido proveniente da etapa de deslignificaccedilatildeo rico em celulose tam-

beacutem eacute tratado ele passa por um processo de sacarificaccedilatildeo (transformaccedilatildeo

em accediluacutecares) por meio de enzimas e eacute fermentado pela levedura

Sacharomyces cerevisiae o mesmo fungo utilizado na fabricaccedilatildeo de patildees A

Petrobras ainda estuda as enzimas mais eficazes para este processo de

fabricaccedilatildeo testando enzimas disponiacuteveis no mercado e pesquisando novos

preparados enzimaacuteticos

Na etapa final ambos os liacutequidos provenientes das diferentes fermenta-

ccedilotildees satildeo destilados O produto desta destilaccedilatildeo eacute o etanol que possui as

mesmas caracteriacutesticas daquele fabricado a partir da cana em processo in-

dustrial

Cabe destacar que a accedilatildeo do governo brasileiro natildeo fica restrita a sua

participaccedilatildeo na Petrobras considerando a importacircncia que o tema energias

renovaacuteveis possui na poliacutetica nacional O governo do Brasil investe ainda

recursos em Pesquisa Desenvolvimento e Inovaccedilatildeo (PD amp I) conforme po-

de ser visto na Tabela 5

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 30

Conclusotildees

O tema energias renovaacuteveis estaacute presente na agenda nacional de todas

as naccedilotildees ao redor do globo como uma alternativa viaacutevel em substituiccedilatildeo agraves

fontes de energias foacutesseis como petroacuteleo e carvatildeo Especialistas acreditam

que o processamento da biomassa como fonte de energia combustiacuteveis e

produtos quiacutemicos possa se constituir em uma induacutestria-chave neste seacuteculo

criando assim um novo paradigma industrial Novas tecnologias baseadas

no uso de toda a planta e na integraccedilatildeo de processos tradicionais e novos

deveratildeo ser necessaacuterios

Tabela 5 Investimentos do governo brasileiro em PDampI no aproveitamento

de biomassas desde 2005 (PEREIRA JR 2008)

Instituiccedilatildeo Valor

(Milhotildees R$) Observaccedilotildees

Governo Federal

SIBRATEC 4500 Formaccedilatildeo de redes temaacuteticas para o de-senvolvimento de tecnologias inovadoras incluindo energia renovaacutevel

CNPqMCT 4180 Especiacutefico para biomassabioenergias

15780 Geral incluindo biomassa

FINEP 45000

Apoiar o desenvolvimento de produtos serviccedilos e processos inovadores em em-presas brasileiras atraveacutes de subvenccedilatildeo econocircmica incluindo biocombustiacuteveis

Fundaccedilotildees Estaduais

FAPESP 14800 Projetos especiacuteficos para biomassas e biocombustiacuteveis

FAPEMIG 1095 Biomassas agroenergia

TOTAL R$ 855 milhotildees

Economia e Energia ndash eampe 31

O Brasil encontra-se entre os paiacuteses-alvo para o desenvolvimento de

tais tecnologias devido a sua grande biodiversidade existente e aos conheci-

mentos adquiridos ao longo das uacuteltimas deacutecadas em especial devido a pro-

duccedilatildeo de etanol a partir da cana-de-accediluacutecar

Neste contexto de inovaccedilatildeo uma nova oportunidade de aproveitamento

de biomassa se vislumbra no paiacutes o uso da biomassa lignoceluloacutesica prove-

niente dos resiacuteduos agriacutecolas em especial da induacutestria da cana para produ-

ccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo dentro do contexto das biorrefinarias explorado

neste artigo

Foi observado que iniciativas governamentais estatildeo sendo tomadas de

modo a estabelecer um ambiente adequado para o desenvolvimento de no-

vos produtos e processos No entanto desafios de natureza tecnoloacutegica e

comercial precisam ser vencidos para fazer com que o Brasil mantenha sua

posiccedilatildeo de destaque no agronegoacutecio mundial e produza produtos de maior

valor agregado contribuindo assim para o desenvolvimento da bio-economia

e aproveitando esta janela de oportunidade de aumentar seu crescimento

econocircmico de modo sustentaacutevel

Referecircncias

Annevelink B Ree R V (2007) Status Report Biorefinery 2007 Wageningen Agro-

technology and Food Sciences Group

Baratelli Jr F (2007) Biocombustiacuteveis ndash Iniciativas e desenvolvimento tecnoloacutegico

na Petrobras In Conferecircncia Nacional de Bioenergia 27092007

Bastos VD (2007) Etanol Alcooquiacutemica e Biorrefinarias BNDES Setorial Rio de

Janeiro n 25 p 5-38

BNDES amp CGEE (2008) Bioetanol de cana-de-accediluacutecar energia para o desenvolvimen-

to sustentaacutevel Rio de Janeiro BNDES

Buckeridge MS Santos WD Souza AP (2010) As rotas para o etanol celuloacutesico

no Brasil In Cortez LAB (coordenador) Bioetanol de cana-de-accediluacutecar PampD para

produtividade e sustentabilidade Satildeo Paulo Blucher

CGEE (2010) Quiacutemica Verde no Brasil 2010-2030 Brasiacutelia DF Centro de Gestatildeo e

Estudos Estrateacutegicos

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 32

Cortez LAB (2010) Bioetanol de cana-de-accediluacutecar PampD para produtividade e sus-

tentabilidade Satildeo Paulo Blucher

Coutinho PLA Bomtempo JV (2010) Uso de roadmaps tecnoloacutegicos para favore-

cer o ambiente de inovaccedilao uma proposta em mateacuterias primas renovaacuteveis In SIM-

POI 2010

Fernando S Adhikari S Chandrapal C Murali N (2006) Biorefineries Current

Status Challenges and a Future Direction Energy amp Fuels 20 1727-1737

Kamm B Gruber PR Kamm M (2006) Biorefineries ndash Industrial Processes and

Products Wiley-VCH ISBN 3-527-31027-4 Weinheim Germany

Pereira JR N (2006) Biotecnologia de materiais lignoceluloacutesicos para a produccedilatildeo

quiacutemica EQUFRJ Precircmio Abiquim de Tecnologia 2006

Pereira JR N Couto M A P G Santa Anna L M M (2008) Biomass of Lignocelu-

losic Composition for fuel ethanol production within the context of biorefinery Rio

de Janeiro Escola de QuiacutemicaUFRJ 2008

Petrobras (2011) Energia e Tecnologia httpwwwpetrobrascombr [Acessed

February 07 2011]

Ramos LP (2000) Aproveitamento integral de resiacuteduos agriacutecolas e agroindustriais

InSeminaacuterio nacional sobre reusoreciclagem de resiacuteduos soacutelidos industriais Satildeo

Paulo Cetesb

Economia e Energia ndash eampe 33

Ensaio

Gripe americana e resfriado no Brasil

Nos fizeram acreditar que um resfriado americano representa certa-

mente uma gripe ou pneumonia por aqui ou seja as crises nos EUA tecircm

resultados imediatos e mais radicais aqui do que laacute Nessa eacutepoca de gripe

americana eacute uacutetil discutir a veracidade histoacuterica dessa afirmaccedilatildeo porque o

simples fato de se acreditar nela jaacute provoca efeitos negativos em nossa eco-

nomia

Celso Furtado ao contraacuterio da crenccedila corrente assinalava que as cri-

ses na economia americana foram sentidas aqui no curto prazo mas de

modo geral acabaram sendo beneacuteficas para a economia brasileira no meacutedio

prazo Ele mostrou em seu livro ldquoO Capitalismo Globalrdquo que a crise de 1929

e 1930 nos EUA produziam jaacute em 1932 um notaacutevel ressurgimento interno

baseado no mercado nacional

A tentativa de encontrar uma correlaccedilatildeo entre as taxas de crescimento

americanas e as brasileiras no periacuteodo 1930 a 2010 (Figura 1) natildeo conduz a

um resultado convincente A situaccedilatildeo natildeo muda introduzindo uma defasagem

de um ou dois anos da variaccedilatildeo do PIB no Brasil em relaccedilatildeo agrave americana

Figura 1 A correlaccedilatildeo entre crescimento no Brasil e nos EUA parece ser

pouco significativa no periacuteodo 1930 a 2010 Dados Ipeadatagovbr

Elaboraccedilatildeo proacutepria

y = 00744x + 47262Rsup2 = 00083

-10

-5

0

5

10

15

-15 -10 -5 0 5 10 15 20 25

Cre

scim

en

to d

o P

IB n

os

EUA

an

o

Crescimento do PIB no Brasil ano

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 34

Figura 2 Variaccedilatildeo do PIB dos EUA e Brasil valores anuais e meacutedia moacutevel

de trecircs anos em azul estatildeo assinalados os periacuteodos em que as economias

parecem estar na mesma fase (variaccedilotildees no mesmo sentido) e

em amarelo os periacuteodos em fase inversa (variaccedilotildees em sentido contraacuterio)

Elaboraccedilatildeo proacutepria

Eacute possiacutevel separar ao longo desses oitenta anos periacuteodos em que os

altos e baixos da taxa de crescimento econocircmico dos EUA e do Brasil estatildeo

na mesma fase do ciclo e outros em que o que aconteceu nos dois paiacuteses

tem sinal inverso Em uma anaacutelise preliminar (Figura 2) pode-se dizer que

os periacuteodos em que estiveram em fase inversa superam os que estiveram

na mesma fase

Pode-se verificar que no periacuteodo a que aludia Celso Furtado (crise de

trinta) as economias dos dois paiacuteses parecem em mesma fase Nota-se no

entanto que a retomada do crescimento no Brasil precedeu agrave americana

como dissera Celso Furtado que ademais se referia tambeacutem a mudanccedilas

qualitativas mais de desenvolvimento que de crescimento que vieram com

a maior atenccedilatildeo no Paiacutes ao consumo interno Em um segundo periacuteodo que

vai da Segunda Guerra Mundial ateacute 1970 as economias de Brasil e EUA

estiveram em fase inversa

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

1920

1930

1940

1950

1960

1970

1980

1990

2000

2010

Var

iaccedilatilde

o a

nu

al d

o P

IB

()

EUA

EUA 3

Brasil

Brasil 3

fase inversa fase inversaem fase em fase

Economia e Energia ndash eampe 35

Em uma terceira fase de 1987 a 1995 a teoria do resfriado americano

funcionou nas crises das mudanccedilas para as deacutecadas de oitenta e noventa

(repercussotildees simultacircneas e maiores em nossa economia) e na retomada

do meio da deacutecada de oitenta Cabe lembrar que os episoacutedios dessas crises

marcaram a alta de juros e falecircncia mexicana (1982) e crises de hiperinfla-

ccedilatildeo em paiacuteses como a Argentina que estavam muito mais proacuteximos de nos-

sa realidade

Nos uacuteltimos quinze anos estivemos em fase inversa com os EUA em

1998 eles estavam no auge da era Clinton e o Brasil passando por um fosso

em sua taxa de crescimento anual Depois comeccedilaram a experimentar que-

da no seu crescimento enquanto a economia brasileira tinha as taxas de

crescimento em elevaccedilatildeo

Na Figura 3 buscou-se a correlaccedilatildeo linear entre as variaccedilotildees do PIB

nos periacuteodos assinalados na Figura 2 e os resultados confirmam a avalia-

y = 03893x + 43207Rsup2 = 07113

-2

0

2

4

6

8

10

-20 -10 0 10 20

19301937 y = -0311x + 75908Rsup2 = 0314

0

2

4

6

8

10

12

-10 0 10 20

19381970

y = 18054x - 32349Rsup2 = 04684

-20

-10

00

10

20

30

40

50

60

00 10 20 30 40

19871995y = -0362x + 40064

Rsup2 = 02656

00

10

20

30

40

50

60

-20 00 20 40 60

19952010

Figura 3 Comportamento dos crescimentos dos PIB americano (na vertical)

e brasileiro (na horizontal) para os intervalos de tempo assinalados na figura

anterior

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 36

ccedilatildeo qualitativa Ou seja nos periacuteodos em fase existe uma correlaccedilatildeo positi-

va entre os crescimentos americano e brasileiro nos periacuteodos assinalados

com amarelo a relaccedilatildeo eacute negativa

A mudanccedila de intensidade e sentido da correlaccedilatildeo nos faz pensar que

a possiacutevel dependecircncia entre o crescimento brasileiro e o americano natildeo eacute

direta eacute muito mais complexa e para fazer sentido deve ser estudada por

periacuteodos histoacutericos O que se conclui eacute que a ldquoteoria do resfriadordquo natildeo expli-

ca o passado mesmo quando ainda eacuteramos muito mais dependentes dos

EUA

No final de 2008 configurou-se uma crise nos EUA que teve reflexo no

ano seguinte no Brasil que registrou uma queda no PIB de 06 O consu-

mo no entanto cresceu no ano 24 Em 2010 o ldquopibatildeordquo de 75 fez com

que no seu conjunto os anos de 2009 e 2010 possam ser considerados

como anos normais O consumo cresceu na meacutedia 45 mais que na meacute-

dia do periacuteodo Lula (40) Jaacute o PIB cresceu 33 um pouco abaixo da meacute-

dia tambeacutem de 40 ao ano do governo passado Os dados vecircm das Con-

tas Nacionais Trimestrais do IBGE A defasagem entre o crescimento da

produccedilatildeo e do consumo foi praticamente coberta com importaccedilotildees e menor

investimento Ou seja a queda do PIB em 2009 se deveu a nosso ver a

uma reduccedilatildeo exagerada da oferta pelo setor produtivo em virtude de uma

leitura equivocada do efeito da crise americana sobre a economia brasileira

O crescimento nos dois anos poacutes-crise nos EUA foi normal passou a

primeira ldquomarolardquo E agora Entraremos na mesma fase de ciclo dos EUA

Page 27: Economia e Energia · população ou na superfície mundial: foi o fato de serem os “vencedores” da 2ª Guerra Mundial. Num primeiro momento, somente os EUA possuíam ar-0 10.000

Economia e Energia ndash eampe 27

Qualquer rejeito vegetal pode ser utilizado como fonte de biomassa na

planta experimental mas o sistema estaacute ajustado ao bagaccedilo de cana-de-

accediluacutecar por ser o resiacuteduo agroindustrial mais expressivo no paiacutes Outra ma-

teacuteria prima que seraacute utilizada nos testes eacute a torta de mamona resiacuteduo amilaacute-

ceo do processo de produccedilatildeo do biodiesel a partir de mamona

Combustiacutevel FonteBiomassa Estaacutegio da Tecnologia

Esforccedilo tecno-loacutegico da

Petrobras

Primeira geraccedilatildeo

Etanol de gratildeos e

cana-de-accediluacutecar

Cana de accediluacutecar trigo

milho beterraba Comercial meacutedio

Biodiesel Oacuteleos vegetais

e gorduras Comercial alto

Diesel verde

(hidrotratamento)

Oacuteleos vegetais gordu-

ras e petroacuteleo

Rumo a comercial no

Brasil e Europa alto

Butanol Milho sorgo trigo e

cana-de-accediluacutecar

Projeto BP and Dupont

para produzir monitoramento

Segunda geraccedilatildeo

Etanol celuloacutesico

Resiacuteduos agriacutecolas lascas de

madeira e grama

Projeto IOGEN anuncia

planta comercial alto

Combustiacuteveis da

Piroacutelise (bio-oacuteleo)

Qualquer biomassa

celuloacutesica

Projeto BIOCOUP ndash consoacutercio europeu de 16 empresas desde

2006 ateacute 2011 meacutedio

Combustiacuteveis de Gaacutes de

Siacutentese - BTL

Qualquer biomassa

celuloacutesica

Demonstrado em larga

escala com foacutesseis

Projeto CHOREN para biomassa

anuncia planta comercial

alto

Futuro

Diesel de algas Microalgas cultivadas Escala de laboratoacuterio

em Universidades baixo

Hidrocarbonetos de

biomassa Carbohidratos

Escala de laboratoacuterio

em Universidades prospecccedilatildeo

Tabela 4 Esforccedilo tecnoloacutegico das rotas para produccedilatildeo de biocombustiacuteveis

da Petrobras (Adaptado de BARATELLI JR 2007)

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 28

A planta experimental eacute capaz de produzir cerca de 220 litros de etanol

por tonelada de bagaccedilo de cana-de-accediluacutecar Nesta etapa do projeto de pes-

quisa os pesquisadores trabalham na otimizaccedilatildeo deste processo de produ-

ccedilatildeo e tecircm como objetivo alcanccedilar a marca de 280 litros por tonelada de ba-

gaccedilo no mesmo equipamento Como resultado desta pesquisa a Petrobras

jaacute fez o depoacutesito de dois pedidos de patentes (BR 0605017-4 e BR 0505299-

8) junto ao INPI

A planta-piloto de bioetanol de lignocelulose coloca a Petrobras na posi-

ccedilatildeo de vanguarda em relaccedilatildeo aos biocombustiacuteveis de segunda geraccedilatildeo

aqueles produzidos a partir de resiacuteduos agroindustriais e que natildeo competem

com a produccedilatildeo agriacutecola voltada para alimentos A utilizaccedilatildeo de resiacuteduos

como o bagaccedilo de cana-de-accediluacutecar pode aumentar substancialmente a pro-

duccedilatildeo de etanol sem aumentar a aacuterea plantada elevando a produtividade do

processo jaacute existente pelo aproveitamento de seus resiacuteduos

Desta forma a produccedilatildeo de biocombustiacuteveis em futuro proacuteximo tam-

beacutem poderaacute ser complementar agrave produccedilatildeo de alimentos A Petrobras prevecirc

que em 2010 seraacute construiacuteda uma planta semi-industrial de bioetanol A Fi-

gura 6 apresenta uma ilustraccedilatildeo da rota tecnoloacutegica adotada pela petrobras

para produccedilatildeo do bioetanol lignoceluloacutesico

Figura 6 Rota Tecnoloacutegica adotada pela Petrobras para produccedilatildeo do bioe-

tanol lignoceluloacutesico (BARATELLI JR 2007)

Economia e Energia ndash eampe 29

O processo de fabricaccedilatildeo de etanol a partir de resiacuteduos vegetais eacute divi-

dido em quatro etapas Na primeira etapa haacute o preacute-tratamento do bagaccedilo de

cana sendo adotado o processo de hidroacutelise aacutecida branda onde no reator o

resiacuteduo eacute submetido agrave quebra da estrutura cristalina da fibra do bagaccedilo de

cana e a recuperaccedilatildeo de accediluacutecares mais faacuteceis de hidrolisar

Em seguida vem a etapa de deslignificaccedilatildeo do soacutelido rico em celulose

Eacute retirada a lignina complexo que daacute resistecircncia a fibra e protege a celulose

da accedilatildeo de microorganismos poreacutem apresenta grande inibiccedilatildeo ao processo

fermentativo

Na terceira fase o liacutequido proveniente do preacute-tratamento aacutecido rico em

accediluacutecares eacute fermentado pela levedura Pichia stipitis adaptada para ser utili-

zada nesta fermentaccedilatildeo

O soacutelido proveniente da etapa de deslignificaccedilatildeo rico em celulose tam-

beacutem eacute tratado ele passa por um processo de sacarificaccedilatildeo (transformaccedilatildeo

em accediluacutecares) por meio de enzimas e eacute fermentado pela levedura

Sacharomyces cerevisiae o mesmo fungo utilizado na fabricaccedilatildeo de patildees A

Petrobras ainda estuda as enzimas mais eficazes para este processo de

fabricaccedilatildeo testando enzimas disponiacuteveis no mercado e pesquisando novos

preparados enzimaacuteticos

Na etapa final ambos os liacutequidos provenientes das diferentes fermenta-

ccedilotildees satildeo destilados O produto desta destilaccedilatildeo eacute o etanol que possui as

mesmas caracteriacutesticas daquele fabricado a partir da cana em processo in-

dustrial

Cabe destacar que a accedilatildeo do governo brasileiro natildeo fica restrita a sua

participaccedilatildeo na Petrobras considerando a importacircncia que o tema energias

renovaacuteveis possui na poliacutetica nacional O governo do Brasil investe ainda

recursos em Pesquisa Desenvolvimento e Inovaccedilatildeo (PD amp I) conforme po-

de ser visto na Tabela 5

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 30

Conclusotildees

O tema energias renovaacuteveis estaacute presente na agenda nacional de todas

as naccedilotildees ao redor do globo como uma alternativa viaacutevel em substituiccedilatildeo agraves

fontes de energias foacutesseis como petroacuteleo e carvatildeo Especialistas acreditam

que o processamento da biomassa como fonte de energia combustiacuteveis e

produtos quiacutemicos possa se constituir em uma induacutestria-chave neste seacuteculo

criando assim um novo paradigma industrial Novas tecnologias baseadas

no uso de toda a planta e na integraccedilatildeo de processos tradicionais e novos

deveratildeo ser necessaacuterios

Tabela 5 Investimentos do governo brasileiro em PDampI no aproveitamento

de biomassas desde 2005 (PEREIRA JR 2008)

Instituiccedilatildeo Valor

(Milhotildees R$) Observaccedilotildees

Governo Federal

SIBRATEC 4500 Formaccedilatildeo de redes temaacuteticas para o de-senvolvimento de tecnologias inovadoras incluindo energia renovaacutevel

CNPqMCT 4180 Especiacutefico para biomassabioenergias

15780 Geral incluindo biomassa

FINEP 45000

Apoiar o desenvolvimento de produtos serviccedilos e processos inovadores em em-presas brasileiras atraveacutes de subvenccedilatildeo econocircmica incluindo biocombustiacuteveis

Fundaccedilotildees Estaduais

FAPESP 14800 Projetos especiacuteficos para biomassas e biocombustiacuteveis

FAPEMIG 1095 Biomassas agroenergia

TOTAL R$ 855 milhotildees

Economia e Energia ndash eampe 31

O Brasil encontra-se entre os paiacuteses-alvo para o desenvolvimento de

tais tecnologias devido a sua grande biodiversidade existente e aos conheci-

mentos adquiridos ao longo das uacuteltimas deacutecadas em especial devido a pro-

duccedilatildeo de etanol a partir da cana-de-accediluacutecar

Neste contexto de inovaccedilatildeo uma nova oportunidade de aproveitamento

de biomassa se vislumbra no paiacutes o uso da biomassa lignoceluloacutesica prove-

niente dos resiacuteduos agriacutecolas em especial da induacutestria da cana para produ-

ccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo dentro do contexto das biorrefinarias explorado

neste artigo

Foi observado que iniciativas governamentais estatildeo sendo tomadas de

modo a estabelecer um ambiente adequado para o desenvolvimento de no-

vos produtos e processos No entanto desafios de natureza tecnoloacutegica e

comercial precisam ser vencidos para fazer com que o Brasil mantenha sua

posiccedilatildeo de destaque no agronegoacutecio mundial e produza produtos de maior

valor agregado contribuindo assim para o desenvolvimento da bio-economia

e aproveitando esta janela de oportunidade de aumentar seu crescimento

econocircmico de modo sustentaacutevel

Referecircncias

Annevelink B Ree R V (2007) Status Report Biorefinery 2007 Wageningen Agro-

technology and Food Sciences Group

Baratelli Jr F (2007) Biocombustiacuteveis ndash Iniciativas e desenvolvimento tecnoloacutegico

na Petrobras In Conferecircncia Nacional de Bioenergia 27092007

Bastos VD (2007) Etanol Alcooquiacutemica e Biorrefinarias BNDES Setorial Rio de

Janeiro n 25 p 5-38

BNDES amp CGEE (2008) Bioetanol de cana-de-accediluacutecar energia para o desenvolvimen-

to sustentaacutevel Rio de Janeiro BNDES

Buckeridge MS Santos WD Souza AP (2010) As rotas para o etanol celuloacutesico

no Brasil In Cortez LAB (coordenador) Bioetanol de cana-de-accediluacutecar PampD para

produtividade e sustentabilidade Satildeo Paulo Blucher

CGEE (2010) Quiacutemica Verde no Brasil 2010-2030 Brasiacutelia DF Centro de Gestatildeo e

Estudos Estrateacutegicos

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 32

Cortez LAB (2010) Bioetanol de cana-de-accediluacutecar PampD para produtividade e sus-

tentabilidade Satildeo Paulo Blucher

Coutinho PLA Bomtempo JV (2010) Uso de roadmaps tecnoloacutegicos para favore-

cer o ambiente de inovaccedilao uma proposta em mateacuterias primas renovaacuteveis In SIM-

POI 2010

Fernando S Adhikari S Chandrapal C Murali N (2006) Biorefineries Current

Status Challenges and a Future Direction Energy amp Fuels 20 1727-1737

Kamm B Gruber PR Kamm M (2006) Biorefineries ndash Industrial Processes and

Products Wiley-VCH ISBN 3-527-31027-4 Weinheim Germany

Pereira JR N (2006) Biotecnologia de materiais lignoceluloacutesicos para a produccedilatildeo

quiacutemica EQUFRJ Precircmio Abiquim de Tecnologia 2006

Pereira JR N Couto M A P G Santa Anna L M M (2008) Biomass of Lignocelu-

losic Composition for fuel ethanol production within the context of biorefinery Rio

de Janeiro Escola de QuiacutemicaUFRJ 2008

Petrobras (2011) Energia e Tecnologia httpwwwpetrobrascombr [Acessed

February 07 2011]

Ramos LP (2000) Aproveitamento integral de resiacuteduos agriacutecolas e agroindustriais

InSeminaacuterio nacional sobre reusoreciclagem de resiacuteduos soacutelidos industriais Satildeo

Paulo Cetesb

Economia e Energia ndash eampe 33

Ensaio

Gripe americana e resfriado no Brasil

Nos fizeram acreditar que um resfriado americano representa certa-

mente uma gripe ou pneumonia por aqui ou seja as crises nos EUA tecircm

resultados imediatos e mais radicais aqui do que laacute Nessa eacutepoca de gripe

americana eacute uacutetil discutir a veracidade histoacuterica dessa afirmaccedilatildeo porque o

simples fato de se acreditar nela jaacute provoca efeitos negativos em nossa eco-

nomia

Celso Furtado ao contraacuterio da crenccedila corrente assinalava que as cri-

ses na economia americana foram sentidas aqui no curto prazo mas de

modo geral acabaram sendo beneacuteficas para a economia brasileira no meacutedio

prazo Ele mostrou em seu livro ldquoO Capitalismo Globalrdquo que a crise de 1929

e 1930 nos EUA produziam jaacute em 1932 um notaacutevel ressurgimento interno

baseado no mercado nacional

A tentativa de encontrar uma correlaccedilatildeo entre as taxas de crescimento

americanas e as brasileiras no periacuteodo 1930 a 2010 (Figura 1) natildeo conduz a

um resultado convincente A situaccedilatildeo natildeo muda introduzindo uma defasagem

de um ou dois anos da variaccedilatildeo do PIB no Brasil em relaccedilatildeo agrave americana

Figura 1 A correlaccedilatildeo entre crescimento no Brasil e nos EUA parece ser

pouco significativa no periacuteodo 1930 a 2010 Dados Ipeadatagovbr

Elaboraccedilatildeo proacutepria

y = 00744x + 47262Rsup2 = 00083

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Cre

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os

EUA

an

o

Crescimento do PIB no Brasil ano

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 34

Figura 2 Variaccedilatildeo do PIB dos EUA e Brasil valores anuais e meacutedia moacutevel

de trecircs anos em azul estatildeo assinalados os periacuteodos em que as economias

parecem estar na mesma fase (variaccedilotildees no mesmo sentido) e

em amarelo os periacuteodos em fase inversa (variaccedilotildees em sentido contraacuterio)

Elaboraccedilatildeo proacutepria

Eacute possiacutevel separar ao longo desses oitenta anos periacuteodos em que os

altos e baixos da taxa de crescimento econocircmico dos EUA e do Brasil estatildeo

na mesma fase do ciclo e outros em que o que aconteceu nos dois paiacuteses

tem sinal inverso Em uma anaacutelise preliminar (Figura 2) pode-se dizer que

os periacuteodos em que estiveram em fase inversa superam os que estiveram

na mesma fase

Pode-se verificar que no periacuteodo a que aludia Celso Furtado (crise de

trinta) as economias dos dois paiacuteses parecem em mesma fase Nota-se no

entanto que a retomada do crescimento no Brasil precedeu agrave americana

como dissera Celso Furtado que ademais se referia tambeacutem a mudanccedilas

qualitativas mais de desenvolvimento que de crescimento que vieram com

a maior atenccedilatildeo no Paiacutes ao consumo interno Em um segundo periacuteodo que

vai da Segunda Guerra Mundial ateacute 1970 as economias de Brasil e EUA

estiveram em fase inversa

-15

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EUA

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Brasil

Brasil 3

fase inversa fase inversaem fase em fase

Economia e Energia ndash eampe 35

Em uma terceira fase de 1987 a 1995 a teoria do resfriado americano

funcionou nas crises das mudanccedilas para as deacutecadas de oitenta e noventa

(repercussotildees simultacircneas e maiores em nossa economia) e na retomada

do meio da deacutecada de oitenta Cabe lembrar que os episoacutedios dessas crises

marcaram a alta de juros e falecircncia mexicana (1982) e crises de hiperinfla-

ccedilatildeo em paiacuteses como a Argentina que estavam muito mais proacuteximos de nos-

sa realidade

Nos uacuteltimos quinze anos estivemos em fase inversa com os EUA em

1998 eles estavam no auge da era Clinton e o Brasil passando por um fosso

em sua taxa de crescimento anual Depois comeccedilaram a experimentar que-

da no seu crescimento enquanto a economia brasileira tinha as taxas de

crescimento em elevaccedilatildeo

Na Figura 3 buscou-se a correlaccedilatildeo linear entre as variaccedilotildees do PIB

nos periacuteodos assinalados na Figura 2 e os resultados confirmam a avalia-

y = 03893x + 43207Rsup2 = 07113

-2

0

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4

6

8

10

-20 -10 0 10 20

19301937 y = -0311x + 75908Rsup2 = 0314

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19381970

y = 18054x - 32349Rsup2 = 04684

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00 10 20 30 40

19871995y = -0362x + 40064

Rsup2 = 02656

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19952010

Figura 3 Comportamento dos crescimentos dos PIB americano (na vertical)

e brasileiro (na horizontal) para os intervalos de tempo assinalados na figura

anterior

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 36

ccedilatildeo qualitativa Ou seja nos periacuteodos em fase existe uma correlaccedilatildeo positi-

va entre os crescimentos americano e brasileiro nos periacuteodos assinalados

com amarelo a relaccedilatildeo eacute negativa

A mudanccedila de intensidade e sentido da correlaccedilatildeo nos faz pensar que

a possiacutevel dependecircncia entre o crescimento brasileiro e o americano natildeo eacute

direta eacute muito mais complexa e para fazer sentido deve ser estudada por

periacuteodos histoacutericos O que se conclui eacute que a ldquoteoria do resfriadordquo natildeo expli-

ca o passado mesmo quando ainda eacuteramos muito mais dependentes dos

EUA

No final de 2008 configurou-se uma crise nos EUA que teve reflexo no

ano seguinte no Brasil que registrou uma queda no PIB de 06 O consu-

mo no entanto cresceu no ano 24 Em 2010 o ldquopibatildeordquo de 75 fez com

que no seu conjunto os anos de 2009 e 2010 possam ser considerados

como anos normais O consumo cresceu na meacutedia 45 mais que na meacute-

dia do periacuteodo Lula (40) Jaacute o PIB cresceu 33 um pouco abaixo da meacute-

dia tambeacutem de 40 ao ano do governo passado Os dados vecircm das Con-

tas Nacionais Trimestrais do IBGE A defasagem entre o crescimento da

produccedilatildeo e do consumo foi praticamente coberta com importaccedilotildees e menor

investimento Ou seja a queda do PIB em 2009 se deveu a nosso ver a

uma reduccedilatildeo exagerada da oferta pelo setor produtivo em virtude de uma

leitura equivocada do efeito da crise americana sobre a economia brasileira

O crescimento nos dois anos poacutes-crise nos EUA foi normal passou a

primeira ldquomarolardquo E agora Entraremos na mesma fase de ciclo dos EUA

Page 28: Economia e Energia · população ou na superfície mundial: foi o fato de serem os “vencedores” da 2ª Guerra Mundial. Num primeiro momento, somente os EUA possuíam ar-0 10.000

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 28

A planta experimental eacute capaz de produzir cerca de 220 litros de etanol

por tonelada de bagaccedilo de cana-de-accediluacutecar Nesta etapa do projeto de pes-

quisa os pesquisadores trabalham na otimizaccedilatildeo deste processo de produ-

ccedilatildeo e tecircm como objetivo alcanccedilar a marca de 280 litros por tonelada de ba-

gaccedilo no mesmo equipamento Como resultado desta pesquisa a Petrobras

jaacute fez o depoacutesito de dois pedidos de patentes (BR 0605017-4 e BR 0505299-

8) junto ao INPI

A planta-piloto de bioetanol de lignocelulose coloca a Petrobras na posi-

ccedilatildeo de vanguarda em relaccedilatildeo aos biocombustiacuteveis de segunda geraccedilatildeo

aqueles produzidos a partir de resiacuteduos agroindustriais e que natildeo competem

com a produccedilatildeo agriacutecola voltada para alimentos A utilizaccedilatildeo de resiacuteduos

como o bagaccedilo de cana-de-accediluacutecar pode aumentar substancialmente a pro-

duccedilatildeo de etanol sem aumentar a aacuterea plantada elevando a produtividade do

processo jaacute existente pelo aproveitamento de seus resiacuteduos

Desta forma a produccedilatildeo de biocombustiacuteveis em futuro proacuteximo tam-

beacutem poderaacute ser complementar agrave produccedilatildeo de alimentos A Petrobras prevecirc

que em 2010 seraacute construiacuteda uma planta semi-industrial de bioetanol A Fi-

gura 6 apresenta uma ilustraccedilatildeo da rota tecnoloacutegica adotada pela petrobras

para produccedilatildeo do bioetanol lignoceluloacutesico

Figura 6 Rota Tecnoloacutegica adotada pela Petrobras para produccedilatildeo do bioe-

tanol lignoceluloacutesico (BARATELLI JR 2007)

Economia e Energia ndash eampe 29

O processo de fabricaccedilatildeo de etanol a partir de resiacuteduos vegetais eacute divi-

dido em quatro etapas Na primeira etapa haacute o preacute-tratamento do bagaccedilo de

cana sendo adotado o processo de hidroacutelise aacutecida branda onde no reator o

resiacuteduo eacute submetido agrave quebra da estrutura cristalina da fibra do bagaccedilo de

cana e a recuperaccedilatildeo de accediluacutecares mais faacuteceis de hidrolisar

Em seguida vem a etapa de deslignificaccedilatildeo do soacutelido rico em celulose

Eacute retirada a lignina complexo que daacute resistecircncia a fibra e protege a celulose

da accedilatildeo de microorganismos poreacutem apresenta grande inibiccedilatildeo ao processo

fermentativo

Na terceira fase o liacutequido proveniente do preacute-tratamento aacutecido rico em

accediluacutecares eacute fermentado pela levedura Pichia stipitis adaptada para ser utili-

zada nesta fermentaccedilatildeo

O soacutelido proveniente da etapa de deslignificaccedilatildeo rico em celulose tam-

beacutem eacute tratado ele passa por um processo de sacarificaccedilatildeo (transformaccedilatildeo

em accediluacutecares) por meio de enzimas e eacute fermentado pela levedura

Sacharomyces cerevisiae o mesmo fungo utilizado na fabricaccedilatildeo de patildees A

Petrobras ainda estuda as enzimas mais eficazes para este processo de

fabricaccedilatildeo testando enzimas disponiacuteveis no mercado e pesquisando novos

preparados enzimaacuteticos

Na etapa final ambos os liacutequidos provenientes das diferentes fermenta-

ccedilotildees satildeo destilados O produto desta destilaccedilatildeo eacute o etanol que possui as

mesmas caracteriacutesticas daquele fabricado a partir da cana em processo in-

dustrial

Cabe destacar que a accedilatildeo do governo brasileiro natildeo fica restrita a sua

participaccedilatildeo na Petrobras considerando a importacircncia que o tema energias

renovaacuteveis possui na poliacutetica nacional O governo do Brasil investe ainda

recursos em Pesquisa Desenvolvimento e Inovaccedilatildeo (PD amp I) conforme po-

de ser visto na Tabela 5

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 30

Conclusotildees

O tema energias renovaacuteveis estaacute presente na agenda nacional de todas

as naccedilotildees ao redor do globo como uma alternativa viaacutevel em substituiccedilatildeo agraves

fontes de energias foacutesseis como petroacuteleo e carvatildeo Especialistas acreditam

que o processamento da biomassa como fonte de energia combustiacuteveis e

produtos quiacutemicos possa se constituir em uma induacutestria-chave neste seacuteculo

criando assim um novo paradigma industrial Novas tecnologias baseadas

no uso de toda a planta e na integraccedilatildeo de processos tradicionais e novos

deveratildeo ser necessaacuterios

Tabela 5 Investimentos do governo brasileiro em PDampI no aproveitamento

de biomassas desde 2005 (PEREIRA JR 2008)

Instituiccedilatildeo Valor

(Milhotildees R$) Observaccedilotildees

Governo Federal

SIBRATEC 4500 Formaccedilatildeo de redes temaacuteticas para o de-senvolvimento de tecnologias inovadoras incluindo energia renovaacutevel

CNPqMCT 4180 Especiacutefico para biomassabioenergias

15780 Geral incluindo biomassa

FINEP 45000

Apoiar o desenvolvimento de produtos serviccedilos e processos inovadores em em-presas brasileiras atraveacutes de subvenccedilatildeo econocircmica incluindo biocombustiacuteveis

Fundaccedilotildees Estaduais

FAPESP 14800 Projetos especiacuteficos para biomassas e biocombustiacuteveis

FAPEMIG 1095 Biomassas agroenergia

TOTAL R$ 855 milhotildees

Economia e Energia ndash eampe 31

O Brasil encontra-se entre os paiacuteses-alvo para o desenvolvimento de

tais tecnologias devido a sua grande biodiversidade existente e aos conheci-

mentos adquiridos ao longo das uacuteltimas deacutecadas em especial devido a pro-

duccedilatildeo de etanol a partir da cana-de-accediluacutecar

Neste contexto de inovaccedilatildeo uma nova oportunidade de aproveitamento

de biomassa se vislumbra no paiacutes o uso da biomassa lignoceluloacutesica prove-

niente dos resiacuteduos agriacutecolas em especial da induacutestria da cana para produ-

ccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo dentro do contexto das biorrefinarias explorado

neste artigo

Foi observado que iniciativas governamentais estatildeo sendo tomadas de

modo a estabelecer um ambiente adequado para o desenvolvimento de no-

vos produtos e processos No entanto desafios de natureza tecnoloacutegica e

comercial precisam ser vencidos para fazer com que o Brasil mantenha sua

posiccedilatildeo de destaque no agronegoacutecio mundial e produza produtos de maior

valor agregado contribuindo assim para o desenvolvimento da bio-economia

e aproveitando esta janela de oportunidade de aumentar seu crescimento

econocircmico de modo sustentaacutevel

Referecircncias

Annevelink B Ree R V (2007) Status Report Biorefinery 2007 Wageningen Agro-

technology and Food Sciences Group

Baratelli Jr F (2007) Biocombustiacuteveis ndash Iniciativas e desenvolvimento tecnoloacutegico

na Petrobras In Conferecircncia Nacional de Bioenergia 27092007

Bastos VD (2007) Etanol Alcooquiacutemica e Biorrefinarias BNDES Setorial Rio de

Janeiro n 25 p 5-38

BNDES amp CGEE (2008) Bioetanol de cana-de-accediluacutecar energia para o desenvolvimen-

to sustentaacutevel Rio de Janeiro BNDES

Buckeridge MS Santos WD Souza AP (2010) As rotas para o etanol celuloacutesico

no Brasil In Cortez LAB (coordenador) Bioetanol de cana-de-accediluacutecar PampD para

produtividade e sustentabilidade Satildeo Paulo Blucher

CGEE (2010) Quiacutemica Verde no Brasil 2010-2030 Brasiacutelia DF Centro de Gestatildeo e

Estudos Estrateacutegicos

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 32

Cortez LAB (2010) Bioetanol de cana-de-accediluacutecar PampD para produtividade e sus-

tentabilidade Satildeo Paulo Blucher

Coutinho PLA Bomtempo JV (2010) Uso de roadmaps tecnoloacutegicos para favore-

cer o ambiente de inovaccedilao uma proposta em mateacuterias primas renovaacuteveis In SIM-

POI 2010

Fernando S Adhikari S Chandrapal C Murali N (2006) Biorefineries Current

Status Challenges and a Future Direction Energy amp Fuels 20 1727-1737

Kamm B Gruber PR Kamm M (2006) Biorefineries ndash Industrial Processes and

Products Wiley-VCH ISBN 3-527-31027-4 Weinheim Germany

Pereira JR N (2006) Biotecnologia de materiais lignoceluloacutesicos para a produccedilatildeo

quiacutemica EQUFRJ Precircmio Abiquim de Tecnologia 2006

Pereira JR N Couto M A P G Santa Anna L M M (2008) Biomass of Lignocelu-

losic Composition for fuel ethanol production within the context of biorefinery Rio

de Janeiro Escola de QuiacutemicaUFRJ 2008

Petrobras (2011) Energia e Tecnologia httpwwwpetrobrascombr [Acessed

February 07 2011]

Ramos LP (2000) Aproveitamento integral de resiacuteduos agriacutecolas e agroindustriais

InSeminaacuterio nacional sobre reusoreciclagem de resiacuteduos soacutelidos industriais Satildeo

Paulo Cetesb

Economia e Energia ndash eampe 33

Ensaio

Gripe americana e resfriado no Brasil

Nos fizeram acreditar que um resfriado americano representa certa-

mente uma gripe ou pneumonia por aqui ou seja as crises nos EUA tecircm

resultados imediatos e mais radicais aqui do que laacute Nessa eacutepoca de gripe

americana eacute uacutetil discutir a veracidade histoacuterica dessa afirmaccedilatildeo porque o

simples fato de se acreditar nela jaacute provoca efeitos negativos em nossa eco-

nomia

Celso Furtado ao contraacuterio da crenccedila corrente assinalava que as cri-

ses na economia americana foram sentidas aqui no curto prazo mas de

modo geral acabaram sendo beneacuteficas para a economia brasileira no meacutedio

prazo Ele mostrou em seu livro ldquoO Capitalismo Globalrdquo que a crise de 1929

e 1930 nos EUA produziam jaacute em 1932 um notaacutevel ressurgimento interno

baseado no mercado nacional

A tentativa de encontrar uma correlaccedilatildeo entre as taxas de crescimento

americanas e as brasileiras no periacuteodo 1930 a 2010 (Figura 1) natildeo conduz a

um resultado convincente A situaccedilatildeo natildeo muda introduzindo uma defasagem

de um ou dois anos da variaccedilatildeo do PIB no Brasil em relaccedilatildeo agrave americana

Figura 1 A correlaccedilatildeo entre crescimento no Brasil e nos EUA parece ser

pouco significativa no periacuteodo 1930 a 2010 Dados Ipeadatagovbr

Elaboraccedilatildeo proacutepria

y = 00744x + 47262Rsup2 = 00083

-10

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-15 -10 -5 0 5 10 15 20 25

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os

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an

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Crescimento do PIB no Brasil ano

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 34

Figura 2 Variaccedilatildeo do PIB dos EUA e Brasil valores anuais e meacutedia moacutevel

de trecircs anos em azul estatildeo assinalados os periacuteodos em que as economias

parecem estar na mesma fase (variaccedilotildees no mesmo sentido) e

em amarelo os periacuteodos em fase inversa (variaccedilotildees em sentido contraacuterio)

Elaboraccedilatildeo proacutepria

Eacute possiacutevel separar ao longo desses oitenta anos periacuteodos em que os

altos e baixos da taxa de crescimento econocircmico dos EUA e do Brasil estatildeo

na mesma fase do ciclo e outros em que o que aconteceu nos dois paiacuteses

tem sinal inverso Em uma anaacutelise preliminar (Figura 2) pode-se dizer que

os periacuteodos em que estiveram em fase inversa superam os que estiveram

na mesma fase

Pode-se verificar que no periacuteodo a que aludia Celso Furtado (crise de

trinta) as economias dos dois paiacuteses parecem em mesma fase Nota-se no

entanto que a retomada do crescimento no Brasil precedeu agrave americana

como dissera Celso Furtado que ademais se referia tambeacutem a mudanccedilas

qualitativas mais de desenvolvimento que de crescimento que vieram com

a maior atenccedilatildeo no Paiacutes ao consumo interno Em um segundo periacuteodo que

vai da Segunda Guerra Mundial ateacute 1970 as economias de Brasil e EUA

estiveram em fase inversa

-15

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fase inversa fase inversaem fase em fase

Economia e Energia ndash eampe 35

Em uma terceira fase de 1987 a 1995 a teoria do resfriado americano

funcionou nas crises das mudanccedilas para as deacutecadas de oitenta e noventa

(repercussotildees simultacircneas e maiores em nossa economia) e na retomada

do meio da deacutecada de oitenta Cabe lembrar que os episoacutedios dessas crises

marcaram a alta de juros e falecircncia mexicana (1982) e crises de hiperinfla-

ccedilatildeo em paiacuteses como a Argentina que estavam muito mais proacuteximos de nos-

sa realidade

Nos uacuteltimos quinze anos estivemos em fase inversa com os EUA em

1998 eles estavam no auge da era Clinton e o Brasil passando por um fosso

em sua taxa de crescimento anual Depois comeccedilaram a experimentar que-

da no seu crescimento enquanto a economia brasileira tinha as taxas de

crescimento em elevaccedilatildeo

Na Figura 3 buscou-se a correlaccedilatildeo linear entre as variaccedilotildees do PIB

nos periacuteodos assinalados na Figura 2 e os resultados confirmam a avalia-

y = 03893x + 43207Rsup2 = 07113

-2

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19301937 y = -0311x + 75908Rsup2 = 0314

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19381970

y = 18054x - 32349Rsup2 = 04684

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19871995y = -0362x + 40064

Rsup2 = 02656

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19952010

Figura 3 Comportamento dos crescimentos dos PIB americano (na vertical)

e brasileiro (na horizontal) para os intervalos de tempo assinalados na figura

anterior

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 36

ccedilatildeo qualitativa Ou seja nos periacuteodos em fase existe uma correlaccedilatildeo positi-

va entre os crescimentos americano e brasileiro nos periacuteodos assinalados

com amarelo a relaccedilatildeo eacute negativa

A mudanccedila de intensidade e sentido da correlaccedilatildeo nos faz pensar que

a possiacutevel dependecircncia entre o crescimento brasileiro e o americano natildeo eacute

direta eacute muito mais complexa e para fazer sentido deve ser estudada por

periacuteodos histoacutericos O que se conclui eacute que a ldquoteoria do resfriadordquo natildeo expli-

ca o passado mesmo quando ainda eacuteramos muito mais dependentes dos

EUA

No final de 2008 configurou-se uma crise nos EUA que teve reflexo no

ano seguinte no Brasil que registrou uma queda no PIB de 06 O consu-

mo no entanto cresceu no ano 24 Em 2010 o ldquopibatildeordquo de 75 fez com

que no seu conjunto os anos de 2009 e 2010 possam ser considerados

como anos normais O consumo cresceu na meacutedia 45 mais que na meacute-

dia do periacuteodo Lula (40) Jaacute o PIB cresceu 33 um pouco abaixo da meacute-

dia tambeacutem de 40 ao ano do governo passado Os dados vecircm das Con-

tas Nacionais Trimestrais do IBGE A defasagem entre o crescimento da

produccedilatildeo e do consumo foi praticamente coberta com importaccedilotildees e menor

investimento Ou seja a queda do PIB em 2009 se deveu a nosso ver a

uma reduccedilatildeo exagerada da oferta pelo setor produtivo em virtude de uma

leitura equivocada do efeito da crise americana sobre a economia brasileira

O crescimento nos dois anos poacutes-crise nos EUA foi normal passou a

primeira ldquomarolardquo E agora Entraremos na mesma fase de ciclo dos EUA

Page 29: Economia e Energia · população ou na superfície mundial: foi o fato de serem os “vencedores” da 2ª Guerra Mundial. Num primeiro momento, somente os EUA possuíam ar-0 10.000

Economia e Energia ndash eampe 29

O processo de fabricaccedilatildeo de etanol a partir de resiacuteduos vegetais eacute divi-

dido em quatro etapas Na primeira etapa haacute o preacute-tratamento do bagaccedilo de

cana sendo adotado o processo de hidroacutelise aacutecida branda onde no reator o

resiacuteduo eacute submetido agrave quebra da estrutura cristalina da fibra do bagaccedilo de

cana e a recuperaccedilatildeo de accediluacutecares mais faacuteceis de hidrolisar

Em seguida vem a etapa de deslignificaccedilatildeo do soacutelido rico em celulose

Eacute retirada a lignina complexo que daacute resistecircncia a fibra e protege a celulose

da accedilatildeo de microorganismos poreacutem apresenta grande inibiccedilatildeo ao processo

fermentativo

Na terceira fase o liacutequido proveniente do preacute-tratamento aacutecido rico em

accediluacutecares eacute fermentado pela levedura Pichia stipitis adaptada para ser utili-

zada nesta fermentaccedilatildeo

O soacutelido proveniente da etapa de deslignificaccedilatildeo rico em celulose tam-

beacutem eacute tratado ele passa por um processo de sacarificaccedilatildeo (transformaccedilatildeo

em accediluacutecares) por meio de enzimas e eacute fermentado pela levedura

Sacharomyces cerevisiae o mesmo fungo utilizado na fabricaccedilatildeo de patildees A

Petrobras ainda estuda as enzimas mais eficazes para este processo de

fabricaccedilatildeo testando enzimas disponiacuteveis no mercado e pesquisando novos

preparados enzimaacuteticos

Na etapa final ambos os liacutequidos provenientes das diferentes fermenta-

ccedilotildees satildeo destilados O produto desta destilaccedilatildeo eacute o etanol que possui as

mesmas caracteriacutesticas daquele fabricado a partir da cana em processo in-

dustrial

Cabe destacar que a accedilatildeo do governo brasileiro natildeo fica restrita a sua

participaccedilatildeo na Petrobras considerando a importacircncia que o tema energias

renovaacuteveis possui na poliacutetica nacional O governo do Brasil investe ainda

recursos em Pesquisa Desenvolvimento e Inovaccedilatildeo (PD amp I) conforme po-

de ser visto na Tabela 5

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 30

Conclusotildees

O tema energias renovaacuteveis estaacute presente na agenda nacional de todas

as naccedilotildees ao redor do globo como uma alternativa viaacutevel em substituiccedilatildeo agraves

fontes de energias foacutesseis como petroacuteleo e carvatildeo Especialistas acreditam

que o processamento da biomassa como fonte de energia combustiacuteveis e

produtos quiacutemicos possa se constituir em uma induacutestria-chave neste seacuteculo

criando assim um novo paradigma industrial Novas tecnologias baseadas

no uso de toda a planta e na integraccedilatildeo de processos tradicionais e novos

deveratildeo ser necessaacuterios

Tabela 5 Investimentos do governo brasileiro em PDampI no aproveitamento

de biomassas desde 2005 (PEREIRA JR 2008)

Instituiccedilatildeo Valor

(Milhotildees R$) Observaccedilotildees

Governo Federal

SIBRATEC 4500 Formaccedilatildeo de redes temaacuteticas para o de-senvolvimento de tecnologias inovadoras incluindo energia renovaacutevel

CNPqMCT 4180 Especiacutefico para biomassabioenergias

15780 Geral incluindo biomassa

FINEP 45000

Apoiar o desenvolvimento de produtos serviccedilos e processos inovadores em em-presas brasileiras atraveacutes de subvenccedilatildeo econocircmica incluindo biocombustiacuteveis

Fundaccedilotildees Estaduais

FAPESP 14800 Projetos especiacuteficos para biomassas e biocombustiacuteveis

FAPEMIG 1095 Biomassas agroenergia

TOTAL R$ 855 milhotildees

Economia e Energia ndash eampe 31

O Brasil encontra-se entre os paiacuteses-alvo para o desenvolvimento de

tais tecnologias devido a sua grande biodiversidade existente e aos conheci-

mentos adquiridos ao longo das uacuteltimas deacutecadas em especial devido a pro-

duccedilatildeo de etanol a partir da cana-de-accediluacutecar

Neste contexto de inovaccedilatildeo uma nova oportunidade de aproveitamento

de biomassa se vislumbra no paiacutes o uso da biomassa lignoceluloacutesica prove-

niente dos resiacuteduos agriacutecolas em especial da induacutestria da cana para produ-

ccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo dentro do contexto das biorrefinarias explorado

neste artigo

Foi observado que iniciativas governamentais estatildeo sendo tomadas de

modo a estabelecer um ambiente adequado para o desenvolvimento de no-

vos produtos e processos No entanto desafios de natureza tecnoloacutegica e

comercial precisam ser vencidos para fazer com que o Brasil mantenha sua

posiccedilatildeo de destaque no agronegoacutecio mundial e produza produtos de maior

valor agregado contribuindo assim para o desenvolvimento da bio-economia

e aproveitando esta janela de oportunidade de aumentar seu crescimento

econocircmico de modo sustentaacutevel

Referecircncias

Annevelink B Ree R V (2007) Status Report Biorefinery 2007 Wageningen Agro-

technology and Food Sciences Group

Baratelli Jr F (2007) Biocombustiacuteveis ndash Iniciativas e desenvolvimento tecnoloacutegico

na Petrobras In Conferecircncia Nacional de Bioenergia 27092007

Bastos VD (2007) Etanol Alcooquiacutemica e Biorrefinarias BNDES Setorial Rio de

Janeiro n 25 p 5-38

BNDES amp CGEE (2008) Bioetanol de cana-de-accediluacutecar energia para o desenvolvimen-

to sustentaacutevel Rio de Janeiro BNDES

Buckeridge MS Santos WD Souza AP (2010) As rotas para o etanol celuloacutesico

no Brasil In Cortez LAB (coordenador) Bioetanol de cana-de-accediluacutecar PampD para

produtividade e sustentabilidade Satildeo Paulo Blucher

CGEE (2010) Quiacutemica Verde no Brasil 2010-2030 Brasiacutelia DF Centro de Gestatildeo e

Estudos Estrateacutegicos

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 32

Cortez LAB (2010) Bioetanol de cana-de-accediluacutecar PampD para produtividade e sus-

tentabilidade Satildeo Paulo Blucher

Coutinho PLA Bomtempo JV (2010) Uso de roadmaps tecnoloacutegicos para favore-

cer o ambiente de inovaccedilao uma proposta em mateacuterias primas renovaacuteveis In SIM-

POI 2010

Fernando S Adhikari S Chandrapal C Murali N (2006) Biorefineries Current

Status Challenges and a Future Direction Energy amp Fuels 20 1727-1737

Kamm B Gruber PR Kamm M (2006) Biorefineries ndash Industrial Processes and

Products Wiley-VCH ISBN 3-527-31027-4 Weinheim Germany

Pereira JR N (2006) Biotecnologia de materiais lignoceluloacutesicos para a produccedilatildeo

quiacutemica EQUFRJ Precircmio Abiquim de Tecnologia 2006

Pereira JR N Couto M A P G Santa Anna L M M (2008) Biomass of Lignocelu-

losic Composition for fuel ethanol production within the context of biorefinery Rio

de Janeiro Escola de QuiacutemicaUFRJ 2008

Petrobras (2011) Energia e Tecnologia httpwwwpetrobrascombr [Acessed

February 07 2011]

Ramos LP (2000) Aproveitamento integral de resiacuteduos agriacutecolas e agroindustriais

InSeminaacuterio nacional sobre reusoreciclagem de resiacuteduos soacutelidos industriais Satildeo

Paulo Cetesb

Economia e Energia ndash eampe 33

Ensaio

Gripe americana e resfriado no Brasil

Nos fizeram acreditar que um resfriado americano representa certa-

mente uma gripe ou pneumonia por aqui ou seja as crises nos EUA tecircm

resultados imediatos e mais radicais aqui do que laacute Nessa eacutepoca de gripe

americana eacute uacutetil discutir a veracidade histoacuterica dessa afirmaccedilatildeo porque o

simples fato de se acreditar nela jaacute provoca efeitos negativos em nossa eco-

nomia

Celso Furtado ao contraacuterio da crenccedila corrente assinalava que as cri-

ses na economia americana foram sentidas aqui no curto prazo mas de

modo geral acabaram sendo beneacuteficas para a economia brasileira no meacutedio

prazo Ele mostrou em seu livro ldquoO Capitalismo Globalrdquo que a crise de 1929

e 1930 nos EUA produziam jaacute em 1932 um notaacutevel ressurgimento interno

baseado no mercado nacional

A tentativa de encontrar uma correlaccedilatildeo entre as taxas de crescimento

americanas e as brasileiras no periacuteodo 1930 a 2010 (Figura 1) natildeo conduz a

um resultado convincente A situaccedilatildeo natildeo muda introduzindo uma defasagem

de um ou dois anos da variaccedilatildeo do PIB no Brasil em relaccedilatildeo agrave americana

Figura 1 A correlaccedilatildeo entre crescimento no Brasil e nos EUA parece ser

pouco significativa no periacuteodo 1930 a 2010 Dados Ipeadatagovbr

Elaboraccedilatildeo proacutepria

y = 00744x + 47262Rsup2 = 00083

-10

-5

0

5

10

15

-15 -10 -5 0 5 10 15 20 25

Cre

scim

en

to d

o P

IB n

os

EUA

an

o

Crescimento do PIB no Brasil ano

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 34

Figura 2 Variaccedilatildeo do PIB dos EUA e Brasil valores anuais e meacutedia moacutevel

de trecircs anos em azul estatildeo assinalados os periacuteodos em que as economias

parecem estar na mesma fase (variaccedilotildees no mesmo sentido) e

em amarelo os periacuteodos em fase inversa (variaccedilotildees em sentido contraacuterio)

Elaboraccedilatildeo proacutepria

Eacute possiacutevel separar ao longo desses oitenta anos periacuteodos em que os

altos e baixos da taxa de crescimento econocircmico dos EUA e do Brasil estatildeo

na mesma fase do ciclo e outros em que o que aconteceu nos dois paiacuteses

tem sinal inverso Em uma anaacutelise preliminar (Figura 2) pode-se dizer que

os periacuteodos em que estiveram em fase inversa superam os que estiveram

na mesma fase

Pode-se verificar que no periacuteodo a que aludia Celso Furtado (crise de

trinta) as economias dos dois paiacuteses parecem em mesma fase Nota-se no

entanto que a retomada do crescimento no Brasil precedeu agrave americana

como dissera Celso Furtado que ademais se referia tambeacutem a mudanccedilas

qualitativas mais de desenvolvimento que de crescimento que vieram com

a maior atenccedilatildeo no Paiacutes ao consumo interno Em um segundo periacuteodo que

vai da Segunda Guerra Mundial ateacute 1970 as economias de Brasil e EUA

estiveram em fase inversa

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

1920

1930

1940

1950

1960

1970

1980

1990

2000

2010

Var

iaccedilatilde

o a

nu

al d

o P

IB

()

EUA

EUA 3

Brasil

Brasil 3

fase inversa fase inversaem fase em fase

Economia e Energia ndash eampe 35

Em uma terceira fase de 1987 a 1995 a teoria do resfriado americano

funcionou nas crises das mudanccedilas para as deacutecadas de oitenta e noventa

(repercussotildees simultacircneas e maiores em nossa economia) e na retomada

do meio da deacutecada de oitenta Cabe lembrar que os episoacutedios dessas crises

marcaram a alta de juros e falecircncia mexicana (1982) e crises de hiperinfla-

ccedilatildeo em paiacuteses como a Argentina que estavam muito mais proacuteximos de nos-

sa realidade

Nos uacuteltimos quinze anos estivemos em fase inversa com os EUA em

1998 eles estavam no auge da era Clinton e o Brasil passando por um fosso

em sua taxa de crescimento anual Depois comeccedilaram a experimentar que-

da no seu crescimento enquanto a economia brasileira tinha as taxas de

crescimento em elevaccedilatildeo

Na Figura 3 buscou-se a correlaccedilatildeo linear entre as variaccedilotildees do PIB

nos periacuteodos assinalados na Figura 2 e os resultados confirmam a avalia-

y = 03893x + 43207Rsup2 = 07113

-2

0

2

4

6

8

10

-20 -10 0 10 20

19301937 y = -0311x + 75908Rsup2 = 0314

0

2

4

6

8

10

12

-10 0 10 20

19381970

y = 18054x - 32349Rsup2 = 04684

-20

-10

00

10

20

30

40

50

60

00 10 20 30 40

19871995y = -0362x + 40064

Rsup2 = 02656

00

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20

30

40

50

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-20 00 20 40 60

19952010

Figura 3 Comportamento dos crescimentos dos PIB americano (na vertical)

e brasileiro (na horizontal) para os intervalos de tempo assinalados na figura

anterior

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 36

ccedilatildeo qualitativa Ou seja nos periacuteodos em fase existe uma correlaccedilatildeo positi-

va entre os crescimentos americano e brasileiro nos periacuteodos assinalados

com amarelo a relaccedilatildeo eacute negativa

A mudanccedila de intensidade e sentido da correlaccedilatildeo nos faz pensar que

a possiacutevel dependecircncia entre o crescimento brasileiro e o americano natildeo eacute

direta eacute muito mais complexa e para fazer sentido deve ser estudada por

periacuteodos histoacutericos O que se conclui eacute que a ldquoteoria do resfriadordquo natildeo expli-

ca o passado mesmo quando ainda eacuteramos muito mais dependentes dos

EUA

No final de 2008 configurou-se uma crise nos EUA que teve reflexo no

ano seguinte no Brasil que registrou uma queda no PIB de 06 O consu-

mo no entanto cresceu no ano 24 Em 2010 o ldquopibatildeordquo de 75 fez com

que no seu conjunto os anos de 2009 e 2010 possam ser considerados

como anos normais O consumo cresceu na meacutedia 45 mais que na meacute-

dia do periacuteodo Lula (40) Jaacute o PIB cresceu 33 um pouco abaixo da meacute-

dia tambeacutem de 40 ao ano do governo passado Os dados vecircm das Con-

tas Nacionais Trimestrais do IBGE A defasagem entre o crescimento da

produccedilatildeo e do consumo foi praticamente coberta com importaccedilotildees e menor

investimento Ou seja a queda do PIB em 2009 se deveu a nosso ver a

uma reduccedilatildeo exagerada da oferta pelo setor produtivo em virtude de uma

leitura equivocada do efeito da crise americana sobre a economia brasileira

O crescimento nos dois anos poacutes-crise nos EUA foi normal passou a

primeira ldquomarolardquo E agora Entraremos na mesma fase de ciclo dos EUA

Page 30: Economia e Energia · população ou na superfície mundial: foi o fato de serem os “vencedores” da 2ª Guerra Mundial. Num primeiro momento, somente os EUA possuíam ar-0 10.000

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 30

Conclusotildees

O tema energias renovaacuteveis estaacute presente na agenda nacional de todas

as naccedilotildees ao redor do globo como uma alternativa viaacutevel em substituiccedilatildeo agraves

fontes de energias foacutesseis como petroacuteleo e carvatildeo Especialistas acreditam

que o processamento da biomassa como fonte de energia combustiacuteveis e

produtos quiacutemicos possa se constituir em uma induacutestria-chave neste seacuteculo

criando assim um novo paradigma industrial Novas tecnologias baseadas

no uso de toda a planta e na integraccedilatildeo de processos tradicionais e novos

deveratildeo ser necessaacuterios

Tabela 5 Investimentos do governo brasileiro em PDampI no aproveitamento

de biomassas desde 2005 (PEREIRA JR 2008)

Instituiccedilatildeo Valor

(Milhotildees R$) Observaccedilotildees

Governo Federal

SIBRATEC 4500 Formaccedilatildeo de redes temaacuteticas para o de-senvolvimento de tecnologias inovadoras incluindo energia renovaacutevel

CNPqMCT 4180 Especiacutefico para biomassabioenergias

15780 Geral incluindo biomassa

FINEP 45000

Apoiar o desenvolvimento de produtos serviccedilos e processos inovadores em em-presas brasileiras atraveacutes de subvenccedilatildeo econocircmica incluindo biocombustiacuteveis

Fundaccedilotildees Estaduais

FAPESP 14800 Projetos especiacuteficos para biomassas e biocombustiacuteveis

FAPEMIG 1095 Biomassas agroenergia

TOTAL R$ 855 milhotildees

Economia e Energia ndash eampe 31

O Brasil encontra-se entre os paiacuteses-alvo para o desenvolvimento de

tais tecnologias devido a sua grande biodiversidade existente e aos conheci-

mentos adquiridos ao longo das uacuteltimas deacutecadas em especial devido a pro-

duccedilatildeo de etanol a partir da cana-de-accediluacutecar

Neste contexto de inovaccedilatildeo uma nova oportunidade de aproveitamento

de biomassa se vislumbra no paiacutes o uso da biomassa lignoceluloacutesica prove-

niente dos resiacuteduos agriacutecolas em especial da induacutestria da cana para produ-

ccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo dentro do contexto das biorrefinarias explorado

neste artigo

Foi observado que iniciativas governamentais estatildeo sendo tomadas de

modo a estabelecer um ambiente adequado para o desenvolvimento de no-

vos produtos e processos No entanto desafios de natureza tecnoloacutegica e

comercial precisam ser vencidos para fazer com que o Brasil mantenha sua

posiccedilatildeo de destaque no agronegoacutecio mundial e produza produtos de maior

valor agregado contribuindo assim para o desenvolvimento da bio-economia

e aproveitando esta janela de oportunidade de aumentar seu crescimento

econocircmico de modo sustentaacutevel

Referecircncias

Annevelink B Ree R V (2007) Status Report Biorefinery 2007 Wageningen Agro-

technology and Food Sciences Group

Baratelli Jr F (2007) Biocombustiacuteveis ndash Iniciativas e desenvolvimento tecnoloacutegico

na Petrobras In Conferecircncia Nacional de Bioenergia 27092007

Bastos VD (2007) Etanol Alcooquiacutemica e Biorrefinarias BNDES Setorial Rio de

Janeiro n 25 p 5-38

BNDES amp CGEE (2008) Bioetanol de cana-de-accediluacutecar energia para o desenvolvimen-

to sustentaacutevel Rio de Janeiro BNDES

Buckeridge MS Santos WD Souza AP (2010) As rotas para o etanol celuloacutesico

no Brasil In Cortez LAB (coordenador) Bioetanol de cana-de-accediluacutecar PampD para

produtividade e sustentabilidade Satildeo Paulo Blucher

CGEE (2010) Quiacutemica Verde no Brasil 2010-2030 Brasiacutelia DF Centro de Gestatildeo e

Estudos Estrateacutegicos

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 32

Cortez LAB (2010) Bioetanol de cana-de-accediluacutecar PampD para produtividade e sus-

tentabilidade Satildeo Paulo Blucher

Coutinho PLA Bomtempo JV (2010) Uso de roadmaps tecnoloacutegicos para favore-

cer o ambiente de inovaccedilao uma proposta em mateacuterias primas renovaacuteveis In SIM-

POI 2010

Fernando S Adhikari S Chandrapal C Murali N (2006) Biorefineries Current

Status Challenges and a Future Direction Energy amp Fuels 20 1727-1737

Kamm B Gruber PR Kamm M (2006) Biorefineries ndash Industrial Processes and

Products Wiley-VCH ISBN 3-527-31027-4 Weinheim Germany

Pereira JR N (2006) Biotecnologia de materiais lignoceluloacutesicos para a produccedilatildeo

quiacutemica EQUFRJ Precircmio Abiquim de Tecnologia 2006

Pereira JR N Couto M A P G Santa Anna L M M (2008) Biomass of Lignocelu-

losic Composition for fuel ethanol production within the context of biorefinery Rio

de Janeiro Escola de QuiacutemicaUFRJ 2008

Petrobras (2011) Energia e Tecnologia httpwwwpetrobrascombr [Acessed

February 07 2011]

Ramos LP (2000) Aproveitamento integral de resiacuteduos agriacutecolas e agroindustriais

InSeminaacuterio nacional sobre reusoreciclagem de resiacuteduos soacutelidos industriais Satildeo

Paulo Cetesb

Economia e Energia ndash eampe 33

Ensaio

Gripe americana e resfriado no Brasil

Nos fizeram acreditar que um resfriado americano representa certa-

mente uma gripe ou pneumonia por aqui ou seja as crises nos EUA tecircm

resultados imediatos e mais radicais aqui do que laacute Nessa eacutepoca de gripe

americana eacute uacutetil discutir a veracidade histoacuterica dessa afirmaccedilatildeo porque o

simples fato de se acreditar nela jaacute provoca efeitos negativos em nossa eco-

nomia

Celso Furtado ao contraacuterio da crenccedila corrente assinalava que as cri-

ses na economia americana foram sentidas aqui no curto prazo mas de

modo geral acabaram sendo beneacuteficas para a economia brasileira no meacutedio

prazo Ele mostrou em seu livro ldquoO Capitalismo Globalrdquo que a crise de 1929

e 1930 nos EUA produziam jaacute em 1932 um notaacutevel ressurgimento interno

baseado no mercado nacional

A tentativa de encontrar uma correlaccedilatildeo entre as taxas de crescimento

americanas e as brasileiras no periacuteodo 1930 a 2010 (Figura 1) natildeo conduz a

um resultado convincente A situaccedilatildeo natildeo muda introduzindo uma defasagem

de um ou dois anos da variaccedilatildeo do PIB no Brasil em relaccedilatildeo agrave americana

Figura 1 A correlaccedilatildeo entre crescimento no Brasil e nos EUA parece ser

pouco significativa no periacuteodo 1930 a 2010 Dados Ipeadatagovbr

Elaboraccedilatildeo proacutepria

y = 00744x + 47262Rsup2 = 00083

-10

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5

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-15 -10 -5 0 5 10 15 20 25

Cre

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en

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os

EUA

an

o

Crescimento do PIB no Brasil ano

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 34

Figura 2 Variaccedilatildeo do PIB dos EUA e Brasil valores anuais e meacutedia moacutevel

de trecircs anos em azul estatildeo assinalados os periacuteodos em que as economias

parecem estar na mesma fase (variaccedilotildees no mesmo sentido) e

em amarelo os periacuteodos em fase inversa (variaccedilotildees em sentido contraacuterio)

Elaboraccedilatildeo proacutepria

Eacute possiacutevel separar ao longo desses oitenta anos periacuteodos em que os

altos e baixos da taxa de crescimento econocircmico dos EUA e do Brasil estatildeo

na mesma fase do ciclo e outros em que o que aconteceu nos dois paiacuteses

tem sinal inverso Em uma anaacutelise preliminar (Figura 2) pode-se dizer que

os periacuteodos em que estiveram em fase inversa superam os que estiveram

na mesma fase

Pode-se verificar que no periacuteodo a que aludia Celso Furtado (crise de

trinta) as economias dos dois paiacuteses parecem em mesma fase Nota-se no

entanto que a retomada do crescimento no Brasil precedeu agrave americana

como dissera Celso Furtado que ademais se referia tambeacutem a mudanccedilas

qualitativas mais de desenvolvimento que de crescimento que vieram com

a maior atenccedilatildeo no Paiacutes ao consumo interno Em um segundo periacuteodo que

vai da Segunda Guerra Mundial ateacute 1970 as economias de Brasil e EUA

estiveram em fase inversa

-15

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5

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15

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25

1920

1930

1940

1950

1960

1970

1980

1990

2000

2010

Var

iaccedilatilde

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nu

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()

EUA

EUA 3

Brasil

Brasil 3

fase inversa fase inversaem fase em fase

Economia e Energia ndash eampe 35

Em uma terceira fase de 1987 a 1995 a teoria do resfriado americano

funcionou nas crises das mudanccedilas para as deacutecadas de oitenta e noventa

(repercussotildees simultacircneas e maiores em nossa economia) e na retomada

do meio da deacutecada de oitenta Cabe lembrar que os episoacutedios dessas crises

marcaram a alta de juros e falecircncia mexicana (1982) e crises de hiperinfla-

ccedilatildeo em paiacuteses como a Argentina que estavam muito mais proacuteximos de nos-

sa realidade

Nos uacuteltimos quinze anos estivemos em fase inversa com os EUA em

1998 eles estavam no auge da era Clinton e o Brasil passando por um fosso

em sua taxa de crescimento anual Depois comeccedilaram a experimentar que-

da no seu crescimento enquanto a economia brasileira tinha as taxas de

crescimento em elevaccedilatildeo

Na Figura 3 buscou-se a correlaccedilatildeo linear entre as variaccedilotildees do PIB

nos periacuteodos assinalados na Figura 2 e os resultados confirmam a avalia-

y = 03893x + 43207Rsup2 = 07113

-2

0

2

4

6

8

10

-20 -10 0 10 20

19301937 y = -0311x + 75908Rsup2 = 0314

0

2

4

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8

10

12

-10 0 10 20

19381970

y = 18054x - 32349Rsup2 = 04684

-20

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30

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50

60

00 10 20 30 40

19871995y = -0362x + 40064

Rsup2 = 02656

00

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50

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-20 00 20 40 60

19952010

Figura 3 Comportamento dos crescimentos dos PIB americano (na vertical)

e brasileiro (na horizontal) para os intervalos de tempo assinalados na figura

anterior

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 36

ccedilatildeo qualitativa Ou seja nos periacuteodos em fase existe uma correlaccedilatildeo positi-

va entre os crescimentos americano e brasileiro nos periacuteodos assinalados

com amarelo a relaccedilatildeo eacute negativa

A mudanccedila de intensidade e sentido da correlaccedilatildeo nos faz pensar que

a possiacutevel dependecircncia entre o crescimento brasileiro e o americano natildeo eacute

direta eacute muito mais complexa e para fazer sentido deve ser estudada por

periacuteodos histoacutericos O que se conclui eacute que a ldquoteoria do resfriadordquo natildeo expli-

ca o passado mesmo quando ainda eacuteramos muito mais dependentes dos

EUA

No final de 2008 configurou-se uma crise nos EUA que teve reflexo no

ano seguinte no Brasil que registrou uma queda no PIB de 06 O consu-

mo no entanto cresceu no ano 24 Em 2010 o ldquopibatildeordquo de 75 fez com

que no seu conjunto os anos de 2009 e 2010 possam ser considerados

como anos normais O consumo cresceu na meacutedia 45 mais que na meacute-

dia do periacuteodo Lula (40) Jaacute o PIB cresceu 33 um pouco abaixo da meacute-

dia tambeacutem de 40 ao ano do governo passado Os dados vecircm das Con-

tas Nacionais Trimestrais do IBGE A defasagem entre o crescimento da

produccedilatildeo e do consumo foi praticamente coberta com importaccedilotildees e menor

investimento Ou seja a queda do PIB em 2009 se deveu a nosso ver a

uma reduccedilatildeo exagerada da oferta pelo setor produtivo em virtude de uma

leitura equivocada do efeito da crise americana sobre a economia brasileira

O crescimento nos dois anos poacutes-crise nos EUA foi normal passou a

primeira ldquomarolardquo E agora Entraremos na mesma fase de ciclo dos EUA

Page 31: Economia e Energia · população ou na superfície mundial: foi o fato de serem os “vencedores” da 2ª Guerra Mundial. Num primeiro momento, somente os EUA possuíam ar-0 10.000

Economia e Energia ndash eampe 31

O Brasil encontra-se entre os paiacuteses-alvo para o desenvolvimento de

tais tecnologias devido a sua grande biodiversidade existente e aos conheci-

mentos adquiridos ao longo das uacuteltimas deacutecadas em especial devido a pro-

duccedilatildeo de etanol a partir da cana-de-accediluacutecar

Neste contexto de inovaccedilatildeo uma nova oportunidade de aproveitamento

de biomassa se vislumbra no paiacutes o uso da biomassa lignoceluloacutesica prove-

niente dos resiacuteduos agriacutecolas em especial da induacutestria da cana para produ-

ccedilatildeo de etanol de 2ordf geraccedilatildeo dentro do contexto das biorrefinarias explorado

neste artigo

Foi observado que iniciativas governamentais estatildeo sendo tomadas de

modo a estabelecer um ambiente adequado para o desenvolvimento de no-

vos produtos e processos No entanto desafios de natureza tecnoloacutegica e

comercial precisam ser vencidos para fazer com que o Brasil mantenha sua

posiccedilatildeo de destaque no agronegoacutecio mundial e produza produtos de maior

valor agregado contribuindo assim para o desenvolvimento da bio-economia

e aproveitando esta janela de oportunidade de aumentar seu crescimento

econocircmico de modo sustentaacutevel

Referecircncias

Annevelink B Ree R V (2007) Status Report Biorefinery 2007 Wageningen Agro-

technology and Food Sciences Group

Baratelli Jr F (2007) Biocombustiacuteveis ndash Iniciativas e desenvolvimento tecnoloacutegico

na Petrobras In Conferecircncia Nacional de Bioenergia 27092007

Bastos VD (2007) Etanol Alcooquiacutemica e Biorrefinarias BNDES Setorial Rio de

Janeiro n 25 p 5-38

BNDES amp CGEE (2008) Bioetanol de cana-de-accediluacutecar energia para o desenvolvimen-

to sustentaacutevel Rio de Janeiro BNDES

Buckeridge MS Santos WD Souza AP (2010) As rotas para o etanol celuloacutesico

no Brasil In Cortez LAB (coordenador) Bioetanol de cana-de-accediluacutecar PampD para

produtividade e sustentabilidade Satildeo Paulo Blucher

CGEE (2010) Quiacutemica Verde no Brasil 2010-2030 Brasiacutelia DF Centro de Gestatildeo e

Estudos Estrateacutegicos

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 32

Cortez LAB (2010) Bioetanol de cana-de-accediluacutecar PampD para produtividade e sus-

tentabilidade Satildeo Paulo Blucher

Coutinho PLA Bomtempo JV (2010) Uso de roadmaps tecnoloacutegicos para favore-

cer o ambiente de inovaccedilao uma proposta em mateacuterias primas renovaacuteveis In SIM-

POI 2010

Fernando S Adhikari S Chandrapal C Murali N (2006) Biorefineries Current

Status Challenges and a Future Direction Energy amp Fuels 20 1727-1737

Kamm B Gruber PR Kamm M (2006) Biorefineries ndash Industrial Processes and

Products Wiley-VCH ISBN 3-527-31027-4 Weinheim Germany

Pereira JR N (2006) Biotecnologia de materiais lignoceluloacutesicos para a produccedilatildeo

quiacutemica EQUFRJ Precircmio Abiquim de Tecnologia 2006

Pereira JR N Couto M A P G Santa Anna L M M (2008) Biomass of Lignocelu-

losic Composition for fuel ethanol production within the context of biorefinery Rio

de Janeiro Escola de QuiacutemicaUFRJ 2008

Petrobras (2011) Energia e Tecnologia httpwwwpetrobrascombr [Acessed

February 07 2011]

Ramos LP (2000) Aproveitamento integral de resiacuteduos agriacutecolas e agroindustriais

InSeminaacuterio nacional sobre reusoreciclagem de resiacuteduos soacutelidos industriais Satildeo

Paulo Cetesb

Economia e Energia ndash eampe 33

Ensaio

Gripe americana e resfriado no Brasil

Nos fizeram acreditar que um resfriado americano representa certa-

mente uma gripe ou pneumonia por aqui ou seja as crises nos EUA tecircm

resultados imediatos e mais radicais aqui do que laacute Nessa eacutepoca de gripe

americana eacute uacutetil discutir a veracidade histoacuterica dessa afirmaccedilatildeo porque o

simples fato de se acreditar nela jaacute provoca efeitos negativos em nossa eco-

nomia

Celso Furtado ao contraacuterio da crenccedila corrente assinalava que as cri-

ses na economia americana foram sentidas aqui no curto prazo mas de

modo geral acabaram sendo beneacuteficas para a economia brasileira no meacutedio

prazo Ele mostrou em seu livro ldquoO Capitalismo Globalrdquo que a crise de 1929

e 1930 nos EUA produziam jaacute em 1932 um notaacutevel ressurgimento interno

baseado no mercado nacional

A tentativa de encontrar uma correlaccedilatildeo entre as taxas de crescimento

americanas e as brasileiras no periacuteodo 1930 a 2010 (Figura 1) natildeo conduz a

um resultado convincente A situaccedilatildeo natildeo muda introduzindo uma defasagem

de um ou dois anos da variaccedilatildeo do PIB no Brasil em relaccedilatildeo agrave americana

Figura 1 A correlaccedilatildeo entre crescimento no Brasil e nos EUA parece ser

pouco significativa no periacuteodo 1930 a 2010 Dados Ipeadatagovbr

Elaboraccedilatildeo proacutepria

y = 00744x + 47262Rsup2 = 00083

-10

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-15 -10 -5 0 5 10 15 20 25

Cre

scim

en

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os

EUA

an

o

Crescimento do PIB no Brasil ano

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 34

Figura 2 Variaccedilatildeo do PIB dos EUA e Brasil valores anuais e meacutedia moacutevel

de trecircs anos em azul estatildeo assinalados os periacuteodos em que as economias

parecem estar na mesma fase (variaccedilotildees no mesmo sentido) e

em amarelo os periacuteodos em fase inversa (variaccedilotildees em sentido contraacuterio)

Elaboraccedilatildeo proacutepria

Eacute possiacutevel separar ao longo desses oitenta anos periacuteodos em que os

altos e baixos da taxa de crescimento econocircmico dos EUA e do Brasil estatildeo

na mesma fase do ciclo e outros em que o que aconteceu nos dois paiacuteses

tem sinal inverso Em uma anaacutelise preliminar (Figura 2) pode-se dizer que

os periacuteodos em que estiveram em fase inversa superam os que estiveram

na mesma fase

Pode-se verificar que no periacuteodo a que aludia Celso Furtado (crise de

trinta) as economias dos dois paiacuteses parecem em mesma fase Nota-se no

entanto que a retomada do crescimento no Brasil precedeu agrave americana

como dissera Celso Furtado que ademais se referia tambeacutem a mudanccedilas

qualitativas mais de desenvolvimento que de crescimento que vieram com

a maior atenccedilatildeo no Paiacutes ao consumo interno Em um segundo periacuteodo que

vai da Segunda Guerra Mundial ateacute 1970 as economias de Brasil e EUA

estiveram em fase inversa

-15

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1920

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EUA

EUA 3

Brasil

Brasil 3

fase inversa fase inversaem fase em fase

Economia e Energia ndash eampe 35

Em uma terceira fase de 1987 a 1995 a teoria do resfriado americano

funcionou nas crises das mudanccedilas para as deacutecadas de oitenta e noventa

(repercussotildees simultacircneas e maiores em nossa economia) e na retomada

do meio da deacutecada de oitenta Cabe lembrar que os episoacutedios dessas crises

marcaram a alta de juros e falecircncia mexicana (1982) e crises de hiperinfla-

ccedilatildeo em paiacuteses como a Argentina que estavam muito mais proacuteximos de nos-

sa realidade

Nos uacuteltimos quinze anos estivemos em fase inversa com os EUA em

1998 eles estavam no auge da era Clinton e o Brasil passando por um fosso

em sua taxa de crescimento anual Depois comeccedilaram a experimentar que-

da no seu crescimento enquanto a economia brasileira tinha as taxas de

crescimento em elevaccedilatildeo

Na Figura 3 buscou-se a correlaccedilatildeo linear entre as variaccedilotildees do PIB

nos periacuteodos assinalados na Figura 2 e os resultados confirmam a avalia-

y = 03893x + 43207Rsup2 = 07113

-2

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2

4

6

8

10

-20 -10 0 10 20

19301937 y = -0311x + 75908Rsup2 = 0314

0

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-10 0 10 20

19381970

y = 18054x - 32349Rsup2 = 04684

-20

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00 10 20 30 40

19871995y = -0362x + 40064

Rsup2 = 02656

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-20 00 20 40 60

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Figura 3 Comportamento dos crescimentos dos PIB americano (na vertical)

e brasileiro (na horizontal) para os intervalos de tempo assinalados na figura

anterior

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 36

ccedilatildeo qualitativa Ou seja nos periacuteodos em fase existe uma correlaccedilatildeo positi-

va entre os crescimentos americano e brasileiro nos periacuteodos assinalados

com amarelo a relaccedilatildeo eacute negativa

A mudanccedila de intensidade e sentido da correlaccedilatildeo nos faz pensar que

a possiacutevel dependecircncia entre o crescimento brasileiro e o americano natildeo eacute

direta eacute muito mais complexa e para fazer sentido deve ser estudada por

periacuteodos histoacutericos O que se conclui eacute que a ldquoteoria do resfriadordquo natildeo expli-

ca o passado mesmo quando ainda eacuteramos muito mais dependentes dos

EUA

No final de 2008 configurou-se uma crise nos EUA que teve reflexo no

ano seguinte no Brasil que registrou uma queda no PIB de 06 O consu-

mo no entanto cresceu no ano 24 Em 2010 o ldquopibatildeordquo de 75 fez com

que no seu conjunto os anos de 2009 e 2010 possam ser considerados

como anos normais O consumo cresceu na meacutedia 45 mais que na meacute-

dia do periacuteodo Lula (40) Jaacute o PIB cresceu 33 um pouco abaixo da meacute-

dia tambeacutem de 40 ao ano do governo passado Os dados vecircm das Con-

tas Nacionais Trimestrais do IBGE A defasagem entre o crescimento da

produccedilatildeo e do consumo foi praticamente coberta com importaccedilotildees e menor

investimento Ou seja a queda do PIB em 2009 se deveu a nosso ver a

uma reduccedilatildeo exagerada da oferta pelo setor produtivo em virtude de uma

leitura equivocada do efeito da crise americana sobre a economia brasileira

O crescimento nos dois anos poacutes-crise nos EUA foi normal passou a

primeira ldquomarolardquo E agora Entraremos na mesma fase de ciclo dos EUA

Page 32: Economia e Energia · população ou na superfície mundial: foi o fato de serem os “vencedores” da 2ª Guerra Mundial. Num primeiro momento, somente os EUA possuíam ar-0 10.000

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 32

Cortez LAB (2010) Bioetanol de cana-de-accediluacutecar PampD para produtividade e sus-

tentabilidade Satildeo Paulo Blucher

Coutinho PLA Bomtempo JV (2010) Uso de roadmaps tecnoloacutegicos para favore-

cer o ambiente de inovaccedilao uma proposta em mateacuterias primas renovaacuteveis In SIM-

POI 2010

Fernando S Adhikari S Chandrapal C Murali N (2006) Biorefineries Current

Status Challenges and a Future Direction Energy amp Fuels 20 1727-1737

Kamm B Gruber PR Kamm M (2006) Biorefineries ndash Industrial Processes and

Products Wiley-VCH ISBN 3-527-31027-4 Weinheim Germany

Pereira JR N (2006) Biotecnologia de materiais lignoceluloacutesicos para a produccedilatildeo

quiacutemica EQUFRJ Precircmio Abiquim de Tecnologia 2006

Pereira JR N Couto M A P G Santa Anna L M M (2008) Biomass of Lignocelu-

losic Composition for fuel ethanol production within the context of biorefinery Rio

de Janeiro Escola de QuiacutemicaUFRJ 2008

Petrobras (2011) Energia e Tecnologia httpwwwpetrobrascombr [Acessed

February 07 2011]

Ramos LP (2000) Aproveitamento integral de resiacuteduos agriacutecolas e agroindustriais

InSeminaacuterio nacional sobre reusoreciclagem de resiacuteduos soacutelidos industriais Satildeo

Paulo Cetesb

Economia e Energia ndash eampe 33

Ensaio

Gripe americana e resfriado no Brasil

Nos fizeram acreditar que um resfriado americano representa certa-

mente uma gripe ou pneumonia por aqui ou seja as crises nos EUA tecircm

resultados imediatos e mais radicais aqui do que laacute Nessa eacutepoca de gripe

americana eacute uacutetil discutir a veracidade histoacuterica dessa afirmaccedilatildeo porque o

simples fato de se acreditar nela jaacute provoca efeitos negativos em nossa eco-

nomia

Celso Furtado ao contraacuterio da crenccedila corrente assinalava que as cri-

ses na economia americana foram sentidas aqui no curto prazo mas de

modo geral acabaram sendo beneacuteficas para a economia brasileira no meacutedio

prazo Ele mostrou em seu livro ldquoO Capitalismo Globalrdquo que a crise de 1929

e 1930 nos EUA produziam jaacute em 1932 um notaacutevel ressurgimento interno

baseado no mercado nacional

A tentativa de encontrar uma correlaccedilatildeo entre as taxas de crescimento

americanas e as brasileiras no periacuteodo 1930 a 2010 (Figura 1) natildeo conduz a

um resultado convincente A situaccedilatildeo natildeo muda introduzindo uma defasagem

de um ou dois anos da variaccedilatildeo do PIB no Brasil em relaccedilatildeo agrave americana

Figura 1 A correlaccedilatildeo entre crescimento no Brasil e nos EUA parece ser

pouco significativa no periacuteodo 1930 a 2010 Dados Ipeadatagovbr

Elaboraccedilatildeo proacutepria

y = 00744x + 47262Rsup2 = 00083

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Crescimento do PIB no Brasil ano

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 34

Figura 2 Variaccedilatildeo do PIB dos EUA e Brasil valores anuais e meacutedia moacutevel

de trecircs anos em azul estatildeo assinalados os periacuteodos em que as economias

parecem estar na mesma fase (variaccedilotildees no mesmo sentido) e

em amarelo os periacuteodos em fase inversa (variaccedilotildees em sentido contraacuterio)

Elaboraccedilatildeo proacutepria

Eacute possiacutevel separar ao longo desses oitenta anos periacuteodos em que os

altos e baixos da taxa de crescimento econocircmico dos EUA e do Brasil estatildeo

na mesma fase do ciclo e outros em que o que aconteceu nos dois paiacuteses

tem sinal inverso Em uma anaacutelise preliminar (Figura 2) pode-se dizer que

os periacuteodos em que estiveram em fase inversa superam os que estiveram

na mesma fase

Pode-se verificar que no periacuteodo a que aludia Celso Furtado (crise de

trinta) as economias dos dois paiacuteses parecem em mesma fase Nota-se no

entanto que a retomada do crescimento no Brasil precedeu agrave americana

como dissera Celso Furtado que ademais se referia tambeacutem a mudanccedilas

qualitativas mais de desenvolvimento que de crescimento que vieram com

a maior atenccedilatildeo no Paiacutes ao consumo interno Em um segundo periacuteodo que

vai da Segunda Guerra Mundial ateacute 1970 as economias de Brasil e EUA

estiveram em fase inversa

-15

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fase inversa fase inversaem fase em fase

Economia e Energia ndash eampe 35

Em uma terceira fase de 1987 a 1995 a teoria do resfriado americano

funcionou nas crises das mudanccedilas para as deacutecadas de oitenta e noventa

(repercussotildees simultacircneas e maiores em nossa economia) e na retomada

do meio da deacutecada de oitenta Cabe lembrar que os episoacutedios dessas crises

marcaram a alta de juros e falecircncia mexicana (1982) e crises de hiperinfla-

ccedilatildeo em paiacuteses como a Argentina que estavam muito mais proacuteximos de nos-

sa realidade

Nos uacuteltimos quinze anos estivemos em fase inversa com os EUA em

1998 eles estavam no auge da era Clinton e o Brasil passando por um fosso

em sua taxa de crescimento anual Depois comeccedilaram a experimentar que-

da no seu crescimento enquanto a economia brasileira tinha as taxas de

crescimento em elevaccedilatildeo

Na Figura 3 buscou-se a correlaccedilatildeo linear entre as variaccedilotildees do PIB

nos periacuteodos assinalados na Figura 2 e os resultados confirmam a avalia-

y = 03893x + 43207Rsup2 = 07113

-2

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-20 -10 0 10 20

19301937 y = -0311x + 75908Rsup2 = 0314

0

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-10 0 10 20

19381970

y = 18054x - 32349Rsup2 = 04684

-20

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00 10 20 30 40

19871995y = -0362x + 40064

Rsup2 = 02656

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Figura 3 Comportamento dos crescimentos dos PIB americano (na vertical)

e brasileiro (na horizontal) para os intervalos de tempo assinalados na figura

anterior

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ccedilatildeo qualitativa Ou seja nos periacuteodos em fase existe uma correlaccedilatildeo positi-

va entre os crescimentos americano e brasileiro nos periacuteodos assinalados

com amarelo a relaccedilatildeo eacute negativa

A mudanccedila de intensidade e sentido da correlaccedilatildeo nos faz pensar que

a possiacutevel dependecircncia entre o crescimento brasileiro e o americano natildeo eacute

direta eacute muito mais complexa e para fazer sentido deve ser estudada por

periacuteodos histoacutericos O que se conclui eacute que a ldquoteoria do resfriadordquo natildeo expli-

ca o passado mesmo quando ainda eacuteramos muito mais dependentes dos

EUA

No final de 2008 configurou-se uma crise nos EUA que teve reflexo no

ano seguinte no Brasil que registrou uma queda no PIB de 06 O consu-

mo no entanto cresceu no ano 24 Em 2010 o ldquopibatildeordquo de 75 fez com

que no seu conjunto os anos de 2009 e 2010 possam ser considerados

como anos normais O consumo cresceu na meacutedia 45 mais que na meacute-

dia do periacuteodo Lula (40) Jaacute o PIB cresceu 33 um pouco abaixo da meacute-

dia tambeacutem de 40 ao ano do governo passado Os dados vecircm das Con-

tas Nacionais Trimestrais do IBGE A defasagem entre o crescimento da

produccedilatildeo e do consumo foi praticamente coberta com importaccedilotildees e menor

investimento Ou seja a queda do PIB em 2009 se deveu a nosso ver a

uma reduccedilatildeo exagerada da oferta pelo setor produtivo em virtude de uma

leitura equivocada do efeito da crise americana sobre a economia brasileira

O crescimento nos dois anos poacutes-crise nos EUA foi normal passou a

primeira ldquomarolardquo E agora Entraremos na mesma fase de ciclo dos EUA

Page 33: Economia e Energia · população ou na superfície mundial: foi o fato de serem os “vencedores” da 2ª Guerra Mundial. Num primeiro momento, somente os EUA possuíam ar-0 10.000

Economia e Energia ndash eampe 33

Ensaio

Gripe americana e resfriado no Brasil

Nos fizeram acreditar que um resfriado americano representa certa-

mente uma gripe ou pneumonia por aqui ou seja as crises nos EUA tecircm

resultados imediatos e mais radicais aqui do que laacute Nessa eacutepoca de gripe

americana eacute uacutetil discutir a veracidade histoacuterica dessa afirmaccedilatildeo porque o

simples fato de se acreditar nela jaacute provoca efeitos negativos em nossa eco-

nomia

Celso Furtado ao contraacuterio da crenccedila corrente assinalava que as cri-

ses na economia americana foram sentidas aqui no curto prazo mas de

modo geral acabaram sendo beneacuteficas para a economia brasileira no meacutedio

prazo Ele mostrou em seu livro ldquoO Capitalismo Globalrdquo que a crise de 1929

e 1930 nos EUA produziam jaacute em 1932 um notaacutevel ressurgimento interno

baseado no mercado nacional

A tentativa de encontrar uma correlaccedilatildeo entre as taxas de crescimento

americanas e as brasileiras no periacuteodo 1930 a 2010 (Figura 1) natildeo conduz a

um resultado convincente A situaccedilatildeo natildeo muda introduzindo uma defasagem

de um ou dois anos da variaccedilatildeo do PIB no Brasil em relaccedilatildeo agrave americana

Figura 1 A correlaccedilatildeo entre crescimento no Brasil e nos EUA parece ser

pouco significativa no periacuteodo 1930 a 2010 Dados Ipeadatagovbr

Elaboraccedilatildeo proacutepria

y = 00744x + 47262Rsup2 = 00083

-10

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-15 -10 -5 0 5 10 15 20 25

Cre

scim

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os

EUA

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Crescimento do PIB no Brasil ano

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 34

Figura 2 Variaccedilatildeo do PIB dos EUA e Brasil valores anuais e meacutedia moacutevel

de trecircs anos em azul estatildeo assinalados os periacuteodos em que as economias

parecem estar na mesma fase (variaccedilotildees no mesmo sentido) e

em amarelo os periacuteodos em fase inversa (variaccedilotildees em sentido contraacuterio)

Elaboraccedilatildeo proacutepria

Eacute possiacutevel separar ao longo desses oitenta anos periacuteodos em que os

altos e baixos da taxa de crescimento econocircmico dos EUA e do Brasil estatildeo

na mesma fase do ciclo e outros em que o que aconteceu nos dois paiacuteses

tem sinal inverso Em uma anaacutelise preliminar (Figura 2) pode-se dizer que

os periacuteodos em que estiveram em fase inversa superam os que estiveram

na mesma fase

Pode-se verificar que no periacuteodo a que aludia Celso Furtado (crise de

trinta) as economias dos dois paiacuteses parecem em mesma fase Nota-se no

entanto que a retomada do crescimento no Brasil precedeu agrave americana

como dissera Celso Furtado que ademais se referia tambeacutem a mudanccedilas

qualitativas mais de desenvolvimento que de crescimento que vieram com

a maior atenccedilatildeo no Paiacutes ao consumo interno Em um segundo periacuteodo que

vai da Segunda Guerra Mundial ateacute 1970 as economias de Brasil e EUA

estiveram em fase inversa

-15

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fase inversa fase inversaem fase em fase

Economia e Energia ndash eampe 35

Em uma terceira fase de 1987 a 1995 a teoria do resfriado americano

funcionou nas crises das mudanccedilas para as deacutecadas de oitenta e noventa

(repercussotildees simultacircneas e maiores em nossa economia) e na retomada

do meio da deacutecada de oitenta Cabe lembrar que os episoacutedios dessas crises

marcaram a alta de juros e falecircncia mexicana (1982) e crises de hiperinfla-

ccedilatildeo em paiacuteses como a Argentina que estavam muito mais proacuteximos de nos-

sa realidade

Nos uacuteltimos quinze anos estivemos em fase inversa com os EUA em

1998 eles estavam no auge da era Clinton e o Brasil passando por um fosso

em sua taxa de crescimento anual Depois comeccedilaram a experimentar que-

da no seu crescimento enquanto a economia brasileira tinha as taxas de

crescimento em elevaccedilatildeo

Na Figura 3 buscou-se a correlaccedilatildeo linear entre as variaccedilotildees do PIB

nos periacuteodos assinalados na Figura 2 e os resultados confirmam a avalia-

y = 03893x + 43207Rsup2 = 07113

-2

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19301937 y = -0311x + 75908Rsup2 = 0314

0

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19381970

y = 18054x - 32349Rsup2 = 04684

-20

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00 10 20 30 40

19871995y = -0362x + 40064

Rsup2 = 02656

00

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-20 00 20 40 60

19952010

Figura 3 Comportamento dos crescimentos dos PIB americano (na vertical)

e brasileiro (na horizontal) para os intervalos de tempo assinalados na figura

anterior

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 36

ccedilatildeo qualitativa Ou seja nos periacuteodos em fase existe uma correlaccedilatildeo positi-

va entre os crescimentos americano e brasileiro nos periacuteodos assinalados

com amarelo a relaccedilatildeo eacute negativa

A mudanccedila de intensidade e sentido da correlaccedilatildeo nos faz pensar que

a possiacutevel dependecircncia entre o crescimento brasileiro e o americano natildeo eacute

direta eacute muito mais complexa e para fazer sentido deve ser estudada por

periacuteodos histoacutericos O que se conclui eacute que a ldquoteoria do resfriadordquo natildeo expli-

ca o passado mesmo quando ainda eacuteramos muito mais dependentes dos

EUA

No final de 2008 configurou-se uma crise nos EUA que teve reflexo no

ano seguinte no Brasil que registrou uma queda no PIB de 06 O consu-

mo no entanto cresceu no ano 24 Em 2010 o ldquopibatildeordquo de 75 fez com

que no seu conjunto os anos de 2009 e 2010 possam ser considerados

como anos normais O consumo cresceu na meacutedia 45 mais que na meacute-

dia do periacuteodo Lula (40) Jaacute o PIB cresceu 33 um pouco abaixo da meacute-

dia tambeacutem de 40 ao ano do governo passado Os dados vecircm das Con-

tas Nacionais Trimestrais do IBGE A defasagem entre o crescimento da

produccedilatildeo e do consumo foi praticamente coberta com importaccedilotildees e menor

investimento Ou seja a queda do PIB em 2009 se deveu a nosso ver a

uma reduccedilatildeo exagerada da oferta pelo setor produtivo em virtude de uma

leitura equivocada do efeito da crise americana sobre a economia brasileira

O crescimento nos dois anos poacutes-crise nos EUA foi normal passou a

primeira ldquomarolardquo E agora Entraremos na mesma fase de ciclo dos EUA

Page 34: Economia e Energia · população ou na superfície mundial: foi o fato de serem os “vencedores” da 2ª Guerra Mundial. Num primeiro momento, somente os EUA possuíam ar-0 10.000

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 34

Figura 2 Variaccedilatildeo do PIB dos EUA e Brasil valores anuais e meacutedia moacutevel

de trecircs anos em azul estatildeo assinalados os periacuteodos em que as economias

parecem estar na mesma fase (variaccedilotildees no mesmo sentido) e

em amarelo os periacuteodos em fase inversa (variaccedilotildees em sentido contraacuterio)

Elaboraccedilatildeo proacutepria

Eacute possiacutevel separar ao longo desses oitenta anos periacuteodos em que os

altos e baixos da taxa de crescimento econocircmico dos EUA e do Brasil estatildeo

na mesma fase do ciclo e outros em que o que aconteceu nos dois paiacuteses

tem sinal inverso Em uma anaacutelise preliminar (Figura 2) pode-se dizer que

os periacuteodos em que estiveram em fase inversa superam os que estiveram

na mesma fase

Pode-se verificar que no periacuteodo a que aludia Celso Furtado (crise de

trinta) as economias dos dois paiacuteses parecem em mesma fase Nota-se no

entanto que a retomada do crescimento no Brasil precedeu agrave americana

como dissera Celso Furtado que ademais se referia tambeacutem a mudanccedilas

qualitativas mais de desenvolvimento que de crescimento que vieram com

a maior atenccedilatildeo no Paiacutes ao consumo interno Em um segundo periacuteodo que

vai da Segunda Guerra Mundial ateacute 1970 as economias de Brasil e EUA

estiveram em fase inversa

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

1920

1930

1940

1950

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1980

1990

2000

2010

Var

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()

EUA

EUA 3

Brasil

Brasil 3

fase inversa fase inversaem fase em fase

Economia e Energia ndash eampe 35

Em uma terceira fase de 1987 a 1995 a teoria do resfriado americano

funcionou nas crises das mudanccedilas para as deacutecadas de oitenta e noventa

(repercussotildees simultacircneas e maiores em nossa economia) e na retomada

do meio da deacutecada de oitenta Cabe lembrar que os episoacutedios dessas crises

marcaram a alta de juros e falecircncia mexicana (1982) e crises de hiperinfla-

ccedilatildeo em paiacuteses como a Argentina que estavam muito mais proacuteximos de nos-

sa realidade

Nos uacuteltimos quinze anos estivemos em fase inversa com os EUA em

1998 eles estavam no auge da era Clinton e o Brasil passando por um fosso

em sua taxa de crescimento anual Depois comeccedilaram a experimentar que-

da no seu crescimento enquanto a economia brasileira tinha as taxas de

crescimento em elevaccedilatildeo

Na Figura 3 buscou-se a correlaccedilatildeo linear entre as variaccedilotildees do PIB

nos periacuteodos assinalados na Figura 2 e os resultados confirmam a avalia-

y = 03893x + 43207Rsup2 = 07113

-2

0

2

4

6

8

10

-20 -10 0 10 20

19301937 y = -0311x + 75908Rsup2 = 0314

0

2

4

6

8

10

12

-10 0 10 20

19381970

y = 18054x - 32349Rsup2 = 04684

-20

-10

00

10

20

30

40

50

60

00 10 20 30 40

19871995y = -0362x + 40064

Rsup2 = 02656

00

10

20

30

40

50

60

-20 00 20 40 60

19952010

Figura 3 Comportamento dos crescimentos dos PIB americano (na vertical)

e brasileiro (na horizontal) para os intervalos de tempo assinalados na figura

anterior

Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 36

ccedilatildeo qualitativa Ou seja nos periacuteodos em fase existe uma correlaccedilatildeo positi-

va entre os crescimentos americano e brasileiro nos periacuteodos assinalados

com amarelo a relaccedilatildeo eacute negativa

A mudanccedila de intensidade e sentido da correlaccedilatildeo nos faz pensar que

a possiacutevel dependecircncia entre o crescimento brasileiro e o americano natildeo eacute

direta eacute muito mais complexa e para fazer sentido deve ser estudada por

periacuteodos histoacutericos O que se conclui eacute que a ldquoteoria do resfriadordquo natildeo expli-

ca o passado mesmo quando ainda eacuteramos muito mais dependentes dos

EUA

No final de 2008 configurou-se uma crise nos EUA que teve reflexo no

ano seguinte no Brasil que registrou uma queda no PIB de 06 O consu-

mo no entanto cresceu no ano 24 Em 2010 o ldquopibatildeordquo de 75 fez com

que no seu conjunto os anos de 2009 e 2010 possam ser considerados

como anos normais O consumo cresceu na meacutedia 45 mais que na meacute-

dia do periacuteodo Lula (40) Jaacute o PIB cresceu 33 um pouco abaixo da meacute-

dia tambeacutem de 40 ao ano do governo passado Os dados vecircm das Con-

tas Nacionais Trimestrais do IBGE A defasagem entre o crescimento da

produccedilatildeo e do consumo foi praticamente coberta com importaccedilotildees e menor

investimento Ou seja a queda do PIB em 2009 se deveu a nosso ver a

uma reduccedilatildeo exagerada da oferta pelo setor produtivo em virtude de uma

leitura equivocada do efeito da crise americana sobre a economia brasileira

O crescimento nos dois anos poacutes-crise nos EUA foi normal passou a

primeira ldquomarolardquo E agora Entraremos na mesma fase de ciclo dos EUA

Page 35: Economia e Energia · população ou na superfície mundial: foi o fato de serem os “vencedores” da 2ª Guerra Mundial. Num primeiro momento, somente os EUA possuíam ar-0 10.000

Economia e Energia ndash eampe 35

Em uma terceira fase de 1987 a 1995 a teoria do resfriado americano

funcionou nas crises das mudanccedilas para as deacutecadas de oitenta e noventa

(repercussotildees simultacircneas e maiores em nossa economia) e na retomada

do meio da deacutecada de oitenta Cabe lembrar que os episoacutedios dessas crises

marcaram a alta de juros e falecircncia mexicana (1982) e crises de hiperinfla-

ccedilatildeo em paiacuteses como a Argentina que estavam muito mais proacuteximos de nos-

sa realidade

Nos uacuteltimos quinze anos estivemos em fase inversa com os EUA em

1998 eles estavam no auge da era Clinton e o Brasil passando por um fosso

em sua taxa de crescimento anual Depois comeccedilaram a experimentar que-

da no seu crescimento enquanto a economia brasileira tinha as taxas de

crescimento em elevaccedilatildeo

Na Figura 3 buscou-se a correlaccedilatildeo linear entre as variaccedilotildees do PIB

nos periacuteodos assinalados na Figura 2 e os resultados confirmam a avalia-

y = 03893x + 43207Rsup2 = 07113

-2

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19301937 y = -0311x + 75908Rsup2 = 0314

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y = 18054x - 32349Rsup2 = 04684

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19871995y = -0362x + 40064

Rsup2 = 02656

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Figura 3 Comportamento dos crescimentos dos PIB americano (na vertical)

e brasileiro (na horizontal) para os intervalos de tempo assinalados na figura

anterior

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ccedilatildeo qualitativa Ou seja nos periacuteodos em fase existe uma correlaccedilatildeo positi-

va entre os crescimentos americano e brasileiro nos periacuteodos assinalados

com amarelo a relaccedilatildeo eacute negativa

A mudanccedila de intensidade e sentido da correlaccedilatildeo nos faz pensar que

a possiacutevel dependecircncia entre o crescimento brasileiro e o americano natildeo eacute

direta eacute muito mais complexa e para fazer sentido deve ser estudada por

periacuteodos histoacutericos O que se conclui eacute que a ldquoteoria do resfriadordquo natildeo expli-

ca o passado mesmo quando ainda eacuteramos muito mais dependentes dos

EUA

No final de 2008 configurou-se uma crise nos EUA que teve reflexo no

ano seguinte no Brasil que registrou uma queda no PIB de 06 O consu-

mo no entanto cresceu no ano 24 Em 2010 o ldquopibatildeordquo de 75 fez com

que no seu conjunto os anos de 2009 e 2010 possam ser considerados

como anos normais O consumo cresceu na meacutedia 45 mais que na meacute-

dia do periacuteodo Lula (40) Jaacute o PIB cresceu 33 um pouco abaixo da meacute-

dia tambeacutem de 40 ao ano do governo passado Os dados vecircm das Con-

tas Nacionais Trimestrais do IBGE A defasagem entre o crescimento da

produccedilatildeo e do consumo foi praticamente coberta com importaccedilotildees e menor

investimento Ou seja a queda do PIB em 2009 se deveu a nosso ver a

uma reduccedilatildeo exagerada da oferta pelo setor produtivo em virtude de uma

leitura equivocada do efeito da crise americana sobre a economia brasileira

O crescimento nos dois anos poacutes-crise nos EUA foi normal passou a

primeira ldquomarolardquo E agora Entraremos na mesma fase de ciclo dos EUA

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Ndeg- 82 JulhoSetembro 2011 36

ccedilatildeo qualitativa Ou seja nos periacuteodos em fase existe uma correlaccedilatildeo positi-

va entre os crescimentos americano e brasileiro nos periacuteodos assinalados

com amarelo a relaccedilatildeo eacute negativa

A mudanccedila de intensidade e sentido da correlaccedilatildeo nos faz pensar que

a possiacutevel dependecircncia entre o crescimento brasileiro e o americano natildeo eacute

direta eacute muito mais complexa e para fazer sentido deve ser estudada por

periacuteodos histoacutericos O que se conclui eacute que a ldquoteoria do resfriadordquo natildeo expli-

ca o passado mesmo quando ainda eacuteramos muito mais dependentes dos

EUA

No final de 2008 configurou-se uma crise nos EUA que teve reflexo no

ano seguinte no Brasil que registrou uma queda no PIB de 06 O consu-

mo no entanto cresceu no ano 24 Em 2010 o ldquopibatildeordquo de 75 fez com

que no seu conjunto os anos de 2009 e 2010 possam ser considerados

como anos normais O consumo cresceu na meacutedia 45 mais que na meacute-

dia do periacuteodo Lula (40) Jaacute o PIB cresceu 33 um pouco abaixo da meacute-

dia tambeacutem de 40 ao ano do governo passado Os dados vecircm das Con-

tas Nacionais Trimestrais do IBGE A defasagem entre o crescimento da

produccedilatildeo e do consumo foi praticamente coberta com importaccedilotildees e menor

investimento Ou seja a queda do PIB em 2009 se deveu a nosso ver a

uma reduccedilatildeo exagerada da oferta pelo setor produtivo em virtude de uma

leitura equivocada do efeito da crise americana sobre a economia brasileira

O crescimento nos dois anos poacutes-crise nos EUA foi normal passou a

primeira ldquomarolardquo E agora Entraremos na mesma fase de ciclo dos EUA

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