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Etanol celulósico deve ser economicamente viável em 2020

CTBE estima custo, evolução tecnológica e prazo para viabilidade econômica do biocombustível.
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Um estudo inédito produzido pelo Laboratório Nacional de Ciência e Tecnologia do Bioetanol (CTBE), a pedido do Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico e Social  (BNDES), responde algumas questões fundamentais a quem trabalha na área de etanol, seja cientista, empresário ou formulador de políticas públicas. Dentre elas, qual é a evolução do custo de produção do etanol celulósico, obtido a partir do bagaço e da palha, e quando essa tecnologia se tornará economicamente viável no Brasil.

Simulações computacionais realizadas na Biorrefinaria Virtual de Cana-de-açúcar (BVC) do CTBE estimam que o etanol celulósico, também conhecido como segunda geração (2G), será viável nas usinas brasileiras no médio-prazo, a partir de 2020. De acordo com os cálculos da BVC, o custo de produção atual do etanol 2G gira em torno de R$ 1,50 por litro, enquanto o custo do etanol de primeira geração (1G) fica em torno de R$ 1,15. No médio prazo, o valor para a segunda geração será drasticamente reduzido para R$ 0,75, podendo chegar, em mais alguns anos, a R$ 0,52 em determinados cenários tecnológicos e econômicos. A este custo, o etanol 2G permanecerá competitivo mesmo se o preço internacional do barril de petróleo atingir o mínimo de U$ 44.

Tais valores foram obtidos a partir de dados propostos pelo CTBE, após levantamento inicial junto a 22 empresas e especialistas do setor de etanol. As informações adquiridas englobam temas como características e qualidade das matérias-primas empregadas, produtividade no campo, nível de mecanização agrícola, rendimentos industriais, produtividade das diferentes operações nas usinas, insumos empregados, integração da primeira com a segunda geração, período de operação na safra e na entressafra, matéria-prima empregada na entressafra, entre outros.

Cenários tecnológicos estudados

As simulações computacionais atuaram sobre 14 cenários distintos ao longo de três períodos: de 2015 a 2020 (curto prazo), 2021 a 2025 (médio prazo) e 2026 a 2030 (longo prazo). “Todas as empresas consultadas nesse estudo possuem uma proposta de tecnologia para o curto prazo e objetivos estabelecidos para o longo prazo. Tais dados embasaram nossas estimativas”, explica o líder da BVC no CTBE, Antonio Bonomi.

Foi avaliado um cenário representativo da média atual do setor, principalmente na Região Centro-sul do Brasil, contempla uma planta 1G anexa com capacidade de processamento de dois milhões de toneladas de cana durante a safra, com tecnologia básica e sem integração energética. Os demais cenários são baseados no processamento de, pelo menos, quatro milhões de toneladas de cana, com tecnologia moderna eabrangem a produção de etanol de primeira geração exclusivamente, primeira geração integrada à segunda e segunda geração em indústria independente. Duas rotas tecnológicas foram consideradas. Em uma há a produção de etanol 2G com fermentação separada de açúcares de cinco carbonos (xilose). Na outra ocorre a cofermentação dos açúcares de cinco e seis carbonos (glicose).

Resultados na área agrícola e industrial

Na parte agrícola, um dos grandes diferenciais para a redução do custo futuro do etanol celulósico é a introdução da cana-energia. Tal variedade de cana possui teor maior de fibras e menor de açúcares, comparado à cana convencional. “Ela é mais produtiva. A produtividade média atual de cana convencional colhida é de 80 toneladas anuais por hectare, enquanto a cana-energia pode chegar a 250 toneladas anuais no longo prazo”, informa Bonomi,. Prevê-se que com os avanços tecnológicos esperados, será possível colher a cana-energia na entressafra da convencional já no médio prazo. Soma-se a isso o fato de que a cana-energia possibilita o dobro de cortes sem renovação do canavial e possui um sistema radicular (de raízes) mais robusto que a cana convencional, o que a torna mais resistente aos danos causados às soqueiras durante a colheita mecânica.

Comparação cana energia cana normal

Comparação entre cana energia e cana normal. Crédito: GranBio.

Na área industrial, A BVC prevê melhoria em todos os parâmetros do processo, como rendimento e condições operacionais das etapas de pré-tratamento e hidrólise, custo e consumo de enzimas etc. “A produção comercial do etanol 2G é apenas o início da curva de aprendizado do processo. Soma-se a isso a redução no investimento de implantação de novas unidades industriais e os equipamentos que melhorarão suas eficiências”, atesta Tassia Junqueira, coordenadora deste estudo no CTBE.

Estimativas de produção de etanol 2G e 1G2G e incertezas

As estimativas da BVC mostram que, no curto prazo, a produção de etanol celulósico ficará em torno de 90 milhões de litros anuais por planta industrial padrão. Esse número é condizente com a capacidade instalada da primeira usina de 2G inaugurada no Brasil, em 2014, que é 80 milhões de litros. Entretanto, as melhorias implementadas nos cenários em que há integração da primeira com a segunda geração podem elevar a produção total de etanol para cerca de 1 bilhão de litros anuais por usina.

No que diz respeito à produtividade de etanol celulósico, é possível observar três patamares de produção: em torno de 240 litros por tonelada de material lignocelulósico seco para o curto prazo; 300 litros para o médio; e próximo a 350 para o longo prazo. Esses valores refletem avanços tecnológicos, como o aumento de rendimento nas etapas de conversão e maior recuperação dos produtos nas etapas de separação sólido-líquido.

É sensato acreditar que um estudo com tamanho nível de complexidade possua incertezas decorrentes das premissas empregadas. Segundo Bonomi, uma das maiores delas é o preço futuro da eletricidade. Uma elevação brusca e inesperada nesse componente pode levar os usineiros a direcionar grande parcela da biomassa disponível nas usinas para a produção de energia elétrica. Com isso, deve haver uma diminuição no volume de etanol 2G produzido devido a menor disponibilidade de biomassa para o processo, assim como um custo mais elevado para essa matéria-prima.

Entretanto, as principais incertezas ligadas às atividades agrícolas e industriais foram incorporadas aos cálculos da BVC, que entrega alguns dos seus resultados com as devidas margens de erro estabelecidas. Mesmo com a inserção dessas sensibilidades, o custo do etanol celulósico no médio prazo se mantém próximo da primeira geração e, no longo prazo, é inferior.

Políticas públicas que estimulam o consumo de etanol 2G

Ao final do trabalho publicado na edição de abril deste ano da Revista BNDES Setorial, o Banco ressalta a importância do Brasil investir em políticas públicas de estímulo ao consumo de etanol 2G. Essas se somariam às iniciativas de sucesso de BNDES, Finep e Fapesp, entre outros órgãos de incentivo à P&D no País.

O trabalho também aponta a opinião do BNDES de que o CTBE, no âmbito da BVC e de sua Planta Piloto de Desenvolvimento de Processos, seria a instituição capaz de monitorar a evolução tecnológica do etanol celulósico e, sempre que possível, identificar uma relação de causalidade com os instrumentos de política implementados. “A geração dessa referência periódica de custos, independente e qualificada, contribuirá positivamente para o desenvolvimento dessa indústria no Brasil, seja influenciando estratégias empresariais, seja subsidiando e avaliando a agenda de política pública”, afirmam os autores do trabalho.