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FORMULAS E CÁLCULOS ESTEQUIOMETRIA, Exercícios de Experimentação Química

ESTEQUIOMETRIA CÁLCULOS FORMULAS

Tipologia: Exercícios

2023

Compartilhado em 13/12/2023

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CAPTURA E ARMAZENAMENTO
DE DIÓXIDO DE CARBONO EM USINAS
DE CANA-DE-AÇÚCAR
Guilherme H. Papp
Guilherme Mohr
Pedro C. Mora
Paulo R. Nali
Sílvia Maria Stortini González Velázquez
Universidade Presbiteriana Mackenzie (UPM)
Resumo
Este capítulo apresenta a tecnologia que contribui para minimizar o aquecimento
global, a partir do setor sucroalcooleiro brasileiro, experiente na produção de açúcar,
etanol e bionergia nas usinas de cana-de-açúcar. Podem-se reduzir as emissões de CO2
com a captura e armazenamento do CO2 (CCS) proveniente do processo de fermentação
da cana-de-açúcar em etanol, sua compressão e armazenamento em um aquífero salino.
A partir do balanço energético do processo obtêm-se emissões tão baixas que podem
chegar a ser negativas. Entretanto, é premente o envolvimento da iniciativa privada e do
governo na formulação de políticas públicas para incentivar a viabilização da tecnologia.
Palavras-chave: CCS (Carbon Capture and Storage). Setor sucroalcooleiro. Etanol.
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87

CAPTURA E ARMAZENAMENTO

DE DIÓXIDO DE CARBONO EM USINAS

DE CANA-DE-AÇÚCAR

Guilherme H. Papp Guilherme Mohr Pedro C. Mora Paulo R. Nali Sílvia Maria Stortini González Velázquez Universidade Presbiteriana Mackenzie (UPM)

Resumo

Este capítulo apresenta a tecnologia que contribui para minimizar o aquecimento global, a partir do setor sucroalcooleiro brasileiro, experiente na produção de açúcar, etanol e bionergia nas usinas de cana-de-açúcar. Podem-se reduzir as emissões de CO 2 com a captura e armazenamento do CO 2 (CCS) proveniente do processo de fermentação da cana-de-açúcar em etanol, sua compressão e armazenamento em um aquífero salino. A partir do balanço energético do processo obtêm-se emissões tão baixas que podem chegar a ser negativas. Entretanto, é premente o envolvimento da iniciativa privada e do governo na formulação de políticas públicas para incentivar a viabilização da tecnologia.

Palavras-chave : CCS (Carbon Capture and Storage). Setor sucroalcooleiro. Etanol.

Guilherme H. Papp, Guilherme Mohr, Pedro C. Mora, Paulo R. Nali

1 INTRODUÇÃO

O etanol produzido a partir da cana-de-açúcar tem se mostrado como alternativa aos combustíveis fósseis na matriz energética, principalmente do setor automobilísti- co, pois se destaca por produzir uma energia mais limpa, contribuindo para o país se adequar aos novos padrões de emissões de gás carbônico (CO 2 ) (VIEIRA, 2008). Esse tema é relevante no contexto energético e ambiental brasileiro e mundial, pois o etanol brasileiro vem perdendo mercado devido às restrições quanto à sua ex- portação. Há perspectivas, caso seja associado a uma tecnologia que torne a sua produção ainda mais limpa e sustentável, agregando valor ao produto e contribuindo para a redução das emissões de gases de efeito estufa. No processo de produção do etanol, o CO 2 liberado na fermentação do açúcar em etanol é despejado na atmosfera, contribuindo para o agravamento das questões de mudanças climáticas. Só no Brasil, com uma produção de etanol que se aproxima de 30 bilhões de litros por ano, há o lançamento de cerca de 24 milhões de toneladas de CO 2 na atmosfera no mesmo período. A contribuição do etanol brasileiro comparada com a emissão de mais de 30 bilhões de toneladas de Gases de Efeito Estufa (GEE) em todo o mundo parece insignificante, representando apenas 0,1%. Porém, o propó- sito imediato de evitar essa emissão pode implicar em políticas inovadoras para as mudanças climáticas e uma nova fonte de promoção ao uso do etanol da cana-de- -açúcar como insumo energético (UNDP, 2011). Nesse contexto, este estudo trata da captura e armazenamento do CO 2 liberado na produção de etanol a partir da cana-de-açúcar, bem como dos benefícios da associação da tecnologia às plantas de produção existentes visando à valorização do etanol brasi- leiro no mercado internacional, devido à redução dos GEE. Para iniciá-lo, são apresentados alguns fatores que influenciam as políticas internas e externas do etanol, o processo de produção com as etapas discriminadas e uma estimativa da quantidade de CO 2 emitida por litro de etanol hidratado produzido. É apresentada também, e de maneira detalhada, a tecnologia Carbon Capture and Storage (CCS) que possui diferentes sistemas de captura, separação, transporte e arma- zenamento do CO 2. Há, nos Estados Unidos, uma planta piloto em funcionamento (ZERO, 2014), que é brevemente descrita neste estudo com o objetivo de reforçar a viabilidade de aplicação da tecnologia. O projeto brasileiro existente sobre o tema, intitulado Renewable CO 2 capture and storage from sugar fermentation industry in São Paulo state (RCCS), fortalece ainda mais as vantagens do CCS. Nesse projeto foram realizados diversos estudos ambientais,

Guilherme H. Papp, Guilherme Mohr, Pedro C. Mora, Paulo R. Nali

preço do barril de petróleo e, então, houve uma crise de desabastecimento de etanol, gerando grande perda de credibilidade do Programa (VIEIRA, 2008). Os investimentos no setor deixaram de existir até meados dos anos 2000, quando o preço do barril de petróleo sofreu nova elevação. Dessa forma, justificou-se a procu- ra por viabilizar o abastecimento do etanol no país. Os veículos com tecnologia de motor bicombustível ( flex fuel - abastecidos tanto com gasolina como com etanol ou uma mistura deles) passaram, a partir de 2003, a ser disponibilizados. Houve um au- mento exponencial na participação das vendas por parte dos veículos flex , resultando em domínio absoluto desta categoria nos anos mais recentes (EPE, 2012), porém, isso não garante que o consumidor abasteça seu veículo com etanol hoje. Nos últimos anos o preço do etanol, nas bombas dos postos de combustível, tem aumentado de forma acentuada, comprometendo a competitividade do etanol diante da gasolina, que, por sua vez, manteve o preço com pequenos aumentos nos últimos anos. O preço do etanol subiu de uma média de R$ 1,40, em 2009, para R$ 2,02, em 2011, o que representa um aumento de 44,2%. Já a gasolina subiu no mesmo período de R$ 2,50 para R$ 2,75, ou seja, 10% (EPE, 2012). A demanda de etanol atingiu seu pico no ano 2009, com aproximadamente 18 bilhões de litros consumidos, período que coincide com o preço mais vantajoso do litro do combustível. Com o aumento do preço houve uma queda da demanda de etanol e o aumento mais acentuado da demanda de gasolina que vinha aumentando de maneira constante, porém menos significativa (EPE, 2012). Essa demanda crescen- te de gasolina obrigou a Petrobras a importá-la para abastecer o mercado interno. Em 2012, as importações de gasolina subiram 70% em relação ao ano anterior (FOLHA DE S. PAULO, 2013a), o que causa um prejuízo para a Petrobras, impactando dire- tamente a balança comercial, caso não haja um aumento de preço. Nesse contexto, se não houver investimentos para ampliar as capacidades de produção e armazenamento não haverá crescimento no setor, podendo gerar uma crise de abastecimento no país (FOLHA DE S. PAULO, 2013b). Outro fator a se considerar na definição do preço do etanol é a produção de açúcar e o cultivo de outros cereais que tiram espaço da cana-de-açúcar, como o milho e a soja (CONAB, 2012a). Houve uma queda de aproximadamente 11% na quantidade de cana destinada à produção de etanol nos últimos quatro anos, um avanço na mesma proporção para a cana destinada à produção de açúcar e uma leve queda na quantidade total disponível de cana-de-açúcar. Na safra de 2011/2012 houve uma queda visível em todos os pa- râmetros analisados, porém a estimativa realizada aponta uma recuperação na safra de 2012/2013 (CONAB, 2012b). Com o preço e a demanda internacional do açúcar em alta, fica evidente um dos motivos da elevação da sua produção no Brasil e também do preço do etanol. O produtor que optar pelo etanol em detrimento do açúcar deverá

Captura e armazenamento de dióxido de carbono em usinas de cana-de-açúcar

obter a mesma rentabilidade, caso contrário haverá um prejuízo econômico para o empresário.

2.2 Dados do setor

A cana-de-açúcar é uma planta rústica muito resistente às mudanças de clima, que pode ser produzida em diversos ambientes. O grau de concentração de sacarose de- pende de baixas temperaturas ou estresse hídrico, quando a planta atinge a maturidade. Esses fatores provocam o repouso e a planta passa a acumular sacarose em seu caldo, ou seja, produzir sacarose em abundância é um fator que depende mais da natureza do que da ação humana. E é esse fator biológico que explica a grande concentração de cana-de-açúcar nas regiões Nordeste e Centro-Sul (CONAB, 2012a). Segundo CNI (2013), no Brasil existem 441 unidades fabris que produzem açúcar e etanol. Dessas, 153 produzem exclusivamente etanol, 20 produzem açúcar, e as ou- tras 268 são mistas, ou seja, fabricam tanto açúcar quanto etanol. Na região Centro-Sul estão instaladas 354 usinas, com capacidade estimada para processar 620 milhões de toneladas de cana. O estado que concentra maior número de usinas é o de São Paulo, com 190 unidades (CNI, 2013). O Gráfico 1 apresenta a parcela de produção de cada estado.

Espírito Santo Goiás Mato Grosso Mato Grosso do Sul Minas Gerais Paraná Rio de Janeiro Rio Grande do Sul Santa Catarina São Paulo Acre Alagoas

Gráfico 1 Produção de etanol na safra de 2011/2012. Fonte: Adaptado de Unica (2013).

Captura e armazenamento de dióxido de carbono em usinas de cana-de-açúcar

de destilação, obtêm-se duas frações: a flegma (mistura impura de água e etanol) e a vinhaça (AGEITEC, 2013). Por fim, a flegma passa por uma retificação para concentração do destilado até 97% (etanol hidratado). Para obter o etanol anidro é necessária mais uma etapa de desidratação, realizada com ciclohexano ou peneira molecular (AGEITEC, 2013).

2.3.2 Estimativa das emissões de CO 2 na fermentação

A partir das reações químicas 1 e 2 (hidrólise e fermentação) pode-se estimar a quantidade de dióxido de carbono liberado na produção de etanol, tomando-se como base os valores práticos de Açúcar Total Recuperável (ATR) obtidos na produção bra- sileira de 1 litro de etanol hidratado para cada 1,6913 kg de açúcar (CONAB, 2012a). Realizando-se o cálculo estequiométrico da reação química 1 têm-se 342 g de sa- carose (ATR) reagindo com 18 g de água, resultando em 180 g de glicose e 180 g de frutose (monossacarídeos). Portanto, proporcionalmente, 1,69 kg de ATR resulta em 1,78 kg de glicose e frutose, que são os reagentes da equação química 2 (fermentação). Novamente pelo cálculo estequiométrico, 360 g de monossacarídeos resultam em 184 g de etanol e 176 g de dióxido de carbono. Logo, a quantidade de 1,78 kg de reagen- te, necessário para produzir 1 litro de etanol, resulta em 870 g de CO 2 emitidas. Considerando os 25 bilhões de litros de etanol produzidos na safra 2010/ somente pela região Centro-Sul (CNI, 2013), pode-se estimar que foram emitidas, aproximadamente, 22 milhões de toneladas de CO 2 no processo de fermentação alco- ólica. Mesmo com vantagem em relação à gasolina e ao diesel, as emissões de CO 2 na produção de etanol são significativas e, caso sejam introduzidas tecnologias que redu- zam a quantidade de CO 2 lançada na atmosfera, a produção de etanol pode se tornar ainda mais vantajosa na questão ambiental.

3 CAPTURA E ARMAZENAMENTO DO

DIÓXIDO DE CARBONO

O Brasil possui grande vantagem ambiental em relação aos outros países, pois sua matriz energética é a mais renovável do mundo industrializado, com 45,3% de fontes renováveis (BRASIL, 2013). O Carbon Capture and Storage (CCS) é uma nova solução, capturando o CO 2 exatamente onde está sendo gerado, de diversas fontes, normalmente fósseis, como

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usinas termoelétricas, refinarias, indústrias de ferro e aço, fábricas de cimento, indús- tria petroquímica e processadoras de petróleo e gás natural, principais emissoras mundiais de CO 2 (IPCC, 2005). Há outros processos que geram fluxos de CO 2 para a atmosfera e que não estão baseados na combustão. Um deles é a emissão de CO 2 gerado durante o processo de fermentação do açúcar em etanol (IPCC, 2011). Depois de capturado, o CO 2 é separado de outros gases e enviado, através de li- nhas de tubulação ( pipelines ) ou outro tipo de transporte, ao local de armazenamento onde será armazenado longe da atmosfera, por um longo período de tempo (BRAU- NE et al., 2012). Essa tecnologia é apresentada a seguir, com foco em um projeto brasileiro que tem como objetivo a captura e o armazenamento do CO 2 produzido durante a fase fermentação do mosto da cana-de-açúcar. O sistema de captura do gás fluente é um processo dominado pela indústria e utilizado no projeto devido ao fato de o CO 2 proveniente da fermentação ter 99% de pureza. Na fabricação do etanol, o mosto é fermentado nas dornas de fermentação apresentando o dióxido de carbono como um dos produtos da reação. Nessa etapa o gás que sai do processo é lavado, pois, caso contrário, arrastaria para a atmosfera certa quantidade de etanol evaporado, mantendo assim um ciclo de fabricação mais eficien- te e o CO 2 produzido não necessitará de purificação, saindo praticamente puro, economizando outras etapas. Não há, portanto, a necessidade de equipamentos como os que são utilizados nos sistemas de captura do CO 2 de outros processos. Normalmente, a separação do CO 2 é a etapa mais onerosa do processo, porém o CO 2 extraído será mais puro dispensando outro tipo de separação deixando-o com um valor mais competitivo perante os outros sistemas (GEF, 2009), pois a corrente de gás emitida pela planta será basicamente de CO 2 podendo ser enviada diretamente para o seu armazenamento. No mundo todo o sistema de transporte mais viável economicamente e muito difun- dido nas mais diversas formas de utilização, seja com hidrocarbonetos, seja com gases e distribuição de água, é o realizado por meio de tubulações ( pipelines ) (IPCC, 2005). O CO 2 pode ser transportado nas suas fases: gasoso, líquido e sólido. O primeiro ocupa um volume muito grande para ser transportado e o terceiro irá necessitar de muita energia para ser obtido. Sendo assim, o mais viável é o estado líquido, além de que, a experiência é muito maior no mercado (IPCC, 2005). O armazenamento do CO 2 pode ser feito em aquíferos salinos, que são camadas de rochas porosas e salmoura, que podem abrigar uma quantidade muito grande de CO 2 e estão isolados de lençóis de água doce, que poderiam ter uso humano. É realizada a injeção do CO 2 nesses reservatórios em sua fase líquida ou supercrí- tica, que é aquela atingida quando a substância é aquecida e pressurizada acima do seu ponto crítico e passará a ter características de gás e de líquido, por exemplo, se difun- dindo como um gás e se dissolvendo como um líquido (GRUPO DE PESQUISA EM

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O balanço de emissões, apresentado anteriormente, associado a esse projeto de captura e armazenamento nas plantas de produção de etanol resultará na emissão ne- gativa de CO 2 , o que na prática significa que o sistema funcionará como sequestrante de CO 2 da atmosfera. Dessa forma, fica reforçada a viabilidade técnica da aplicação da tecnologia do CCS no setor sucroalcooleiro. O projeto se baseia no potencial promissor da tecnologia em estudo, devido ao fato de ser uma possibilidade inédita de não somente reduzir as emissões, mas também reduzir a concentração de CO 2 na atmosfera (emissão negativa). Outro fato que refor- ça a capacidade dessa tecnologia é o projeto em andamento nos Estados Unidos, em Illinois (GLOBAL CCS INSTITUTE, 2013b).

4.1 Local de aplicação

O Estado de São Paulo tem grande potencial para aplicação dessa tecnologia, pois é nele que se encontra a grande produção de etanol (51%). É nesse Estado também que se tem planejado a instalação de novas usinas produtoras de etanol. Além disso, possui grandes aquíferos, que podem ser explorados para tal atividade. O maior e mais importante deles é o Aquífero Guarani, cuja grande parte está no Estado de São Paulo, como é possível observar na Figura 1, porém, esse é um ponto importante já que o Estado possui uma Lei n. 6.134 de 6 de fevereiro de 1998, que trata da preservação de armazenamentos subterrâneos de água (UNDP, 2011).

50º0’W 45º30’W N S

W E 21º0’W

45º30’W25º30’W

0 70 140 km 25º30’W 50º0’W

21º0’W

SÃO JOSÉ DO RIO PRETO RIBEIRÃO PRETO PRESIDENTE PRUDENTE BAURU

LEGENDA Cidade Aquífero Guarani (área aflorante)

Aquífero Guarani (área confinada)

BOTUCATU

Figura 1 Delimitação do Aquífero Guarani

Fonte: Perrota et al. (2005).

Captura e armazenamento de dióxido de carbono em usinas de cana-de-açúcar

Segundo UNDP (2011), existem reservatórios salinos que têm baixa permeabili- dade, entretanto é possível rearranjar o material subterrâneo por meio da pressão utilizada na injeção do CO 2. O reservatório salino é selado por si só, porém é necessá- ria a presença de uma rocha selante para evitar a fuga do CO 2. Para a implantação do projeto, o local mais adequado é entre as cidades de Bauru e Presidente Prudente, pois apresentam condições mais apropriadas para tal.

4.2 Riscos do Projeto

Os riscos inerentes ao processo CCS podem ser divididos em: riscos operacionais, riscos ambientais, riscos financeiros e riscos organizacionais, que são detalhados a seguir.

4.2.1 Riscos operacionais

Como riscos operacionais podem ser citados a identificação de uma ou mais empresas capazes de fazer a perfuração do solo, encontrar sondas disponíveis para auxiliar no processo de perfuração e localização do aquífero salino. Esses riscos são considerados baixos, pois perfurações até 1.500 m e o uso de sondas são comuns em atividades para abastecimento de água e, no Estado de São Paulo, mais especifica- mente a Oeste, encontra-se água em praticamente todo o subsolo. O maior risco dessa categoria é relacionado à permeabilidade adequada das rochas e à existência de rocha selante para evitar que o CO 2 injetado no aquífero vaze para a atmosfera, comprometendo o projeto. Para mitigar esse risco, torna-se necessária a exploração de alguns poços (GEF, 2009).

4.2.2 Riscos ambientais

A aquisição da licença ambiental pode ser considerada um risco grave, visto que sem ela nada poderá ser feito. Tal licença poderá ser para uma atividade de Pesquisa e Desenvolvimento (P&D) caso haja restrições para uma licença industrial. Para ame- nizar esse risco, é possível, junto aos órgãos responsáveis (como a Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental - Cetesb), criar um plano de treinamento para conhecimento do projeto e o benefício ambiental que ele trará. Há ainda o problema de o CO 2 puro ser despejado em água potável, o que não prejudica a qualidade da água porque existem garrafas de água mineral com gás (CO 2 ) para consumo humano e a quantidade de CO 2 a ser enterrada, prevista no projeto, é extremamente baixa quando comparada à enorme quantidade de água no aquífero. No caso de vazamento para a atmosfera, como dito anteriormente, não haveria tanto

Captura e armazenamento de dióxido de carbono em usinas de cana-de-açúcar

Pressão (bar) 100.000,

1000,

100,

10,

1,

0, –100 –90 –80 –70 –60 –50 –40 –30– Temperatura (ºC)

CO2 Vapor

CO2 Gás

CO2 Líquido

–10 0 10 20 30 40 50

Gráfico 2 Pressão x Temperatura do CO 2. Fonte: Adaptado de IPCC (2005).

Conforme se pode observar no Gráfico 2, na condição de baixa pressão e tempe- ratura ambiente, o CO 2 é retirado na fase gasosa e para trabalhar na fase líquida é necessário reduzir a temperatura e aumentar a pressão. No projeto em questão foram definidos os processos necessários para a captura e armazenamento que compõem a planta a ser instalada, cujos componentes são apresentados na Figura 2.

Guilherme H. Papp, Guilherme Mohr, Pedro C. Mora, Paulo R. Nali

Entradade CO

CO

Recirculação

Entradade água Glicose

Resfriadorde entrada

Drenagem

de água

Lavador de gases Gases

Etanol

Tanque defermentação

Compressor

Filtro coalescente

Resfriador posteriorP/ atmisfera Condensador de CO2Sub-arrefecedor

Chiler

Drenagem

de água Secadores Regeneração dosecador ou respiro

Armazenamentode CO

Dreno do filtroPVC LCV

Separadorinstantâneo

A^

B

Figura 2

Planta de captura e armazenamento de CO

. 2

Fonte: Adaptado de UNDP (2011).

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consumo de etanol proveniente de uma usina que utilize o CCS, maior será a remoção CO 2 na atmosfera, compensando emissões de outras fontes.

5.1 Emissões negativas de CO 2

A emissão do dióxido de carbono durante a produção do etanol brasileiro, consi- derando o ciclo de vida completo (uso direto e indireto do solo), é de 50 gCO 2 /MJ. Já a emissão na produção do etanol, considerando a produção de bioeletricidade a partir da biomassa da cana-de-açúcar em uma usina moderna (caldeira de 50 bar e 520 °C) e acreditando que essa energia substitua a energia oriunda do gás natural, é de 9 gCO 2 /MJ (EPA, 2010). A partir da reação de fermentação, pode-se avaliar a quantidade de CO 2 emitido e que pode ser armazenada.

C 6 H 12 O 6 →^ 2 H 3 C-CH 2 -OH + 2 CO 2 (glicose) (etanol) (dióxido de carbono) 180 g 92 g 88 g

Reação química 2 Fermentação

Portanto, cada 180 g de glicose geram 92 g de etanol e 88 g de dióxido de carbono. O etanol possui um poder calorífico inferior de 28,225 MJ/kg de combustível (BIO- ETANOL, 2008). Proporcionalmente, a cada 92 g de etanol produzem-se 2,597 MJ. Sendo assim, para produzir essas 92 g de etanol foram emitidas, segundo EPA (2010), as seguintes quantidades.

Sem bioeletricidade: 50 gCO 2 /MJ x 2,597 MJ 129,835 gCO 2

Com bioeletricidade: 9 gCO 2 /MJ x 2,597 MJ 23,370 gCO 2

Como o CCS captura todo o dióxido de carbono liberado na produção do etanol, ou seja, armazena as 88 g de CO 2 emitidos na produção de 92 g de etanol, a emissão líquida de CO 2 é apresentada a seguir.

Sem bioeletricidade: 129,835 gCO 2 – 88 gCO 2 41,835 gCO 2

Com bioeletricidade: 23,370 gCO2 – 88 gCO 2

  • 64,630 gCO 2

Portanto, caso haja produção de etanol e bioeletricidade na usina, o que é o caso da grande maioria das usinas brasileiras, o resultado líquido das emissões de CO 2 com

Captura e armazenamento de dióxido de carbono em usinas de cana-de-açúcar

a utilização do CCS é de -64,63 gCO 2 , desconsiderando a quantidade de CO 2 emiti- da para a geração da energia utilizada no processo. Esse resultado possibilita a produção de uma quantidade de etanol sem sequestro de carbono, com saldo de CO 2 nulo. Para determinar essa quantidade de etanol a ser produzida, pode-se basear no fato de que são liberados 88 g de CO 2 para produzir 92 g de etanol. Proporcionalmente, pode-se produzir 67,568 g de etanol liberando 64,63 g CO 2. Assim, uma usina que utilize a tecnologia CCS permite que a cada 92 g de etanol produzido, outra usina que não utilize essa tecnologia possa produzir 67,568 g de etanol com emissão nula, gerando um total de 0,159 kg de etanol sem emitir dióxido de carbono.

5.1.1 Benefícios da emissão negativa

Existem algumas legislações internacionais qualificando o etanol e, cada vez mais, estão surgindo novas regras e/ou metas para o consumo de combustíveis que reduzam a emissão dos Gases de Efeito Estufa (GEE). De acordo com a Renewable Fuel Standard (RFS2), lei reeditada em 2010, que comanda a produção e utilização de combustíveis renováveis nos Estados Unidos, um biocombustível avançado deve reduzir em 50% as emissões dos GEE em relação à gasolina (DIRETO DA USINA, 2012). O etanol produzido a partir da cana-de-açúcar é um biocombustível classificado como avançado. Por outro lado, o etanol produzido a partir do milho ainda não é considerado avançado devido às suas emissões de GEE. As metas norte-americanas seguem as determinações da Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (EPA) e buscam o consumo mínimo de 136 bilhões de litros de combustíveis renová- veis em 2022. Desse total, 79 bilhões de litros devem ser considerados como combustível avançado (DIRETO DA USINA, 2012). Essa meta a ser cumprida pelos Estados Unidos pode ser uma grande oportunida- de para o Brasil. Considerando que o etanol proveniente do milho emite, aproximadamente, 79 gCO 2 /MJ e que a gasolina emite, aproximadamente, 92 gCO 2 / MJ, pode-se misturar o etanol brasileiro ao etanol americano com o objetivo de atin- gir a meta estipulada pela agência americana (EPA, 2010).

Captura e armazenamento de dióxido de carbono em usinas de cana-de-açúcar

0%

Etanol de grãos EUA

Etanol de beterraba Europa

Etanol de cana-de-açúcar Brasil

–20% –40% –60% –80% –100%

Gráfico 4 Emissões evitadas substituindo a gasolina por etanol. Fonte: Revista Opiniões (2007).

Outra vantagem do etanol brasileiro, conforme se pode observar no Gráfico 5, é a maior produtividade do etanol proveniente da cana-de-açúcar. São cerca de 6.800 li- tros de etanol produzidos por hectare, valor muito superior se comparado, por exemplo, ao etanol produzido a partir do trigo na União Europeia que fornece, apro- ximadamente, 2.500 litros por hectare.

Matéria-prima

Cana Brasil

Beterraba EU

Cana Índia

Mandioca Tailândia

Milho EUA

Trigo EU

Livros por hectar

7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0

Gráfico 5 Produtividade. Fonte: Revista Opiniões (2007).

No Gráfico 6, compara-se o custo de produção do etanol de diversas matérias- -primas, e conclui-se que o etanol brasileiro possui o menor custo de produção.

Guilherme H. Papp, Guilherme Mohr, Pedro C. Mora, Paulo R. Nali

Etanol – Cistos de produção – 2005

0 5 10 15 20 25 US$ cents/litro

30 35 40 45 50

Gasolina (Porto de NY)

Gasolina (FOB Rotterdam)

Etanol Brasil (cana) Etanol Tailândia (mandioca) Etanol Estados Unidos (milho) Etanol UE (trigo) Etanol UE (beterraba)

Gráfico 6 Custo de produção de diversas matérias-primas.

Fonte: Cenbio (2008).

A partir dos dados apresentados é possível concluir que o etanol do Brasil possui muitas vantagens em relação ao etanol americano, e a larga experiência do Brasil na produção do etanol é uma das grandes responsáveis por essa eficiência.

5.3 Benefícios do CCS aplicado a uma planta de etanol

Uma das grandes desvantagens do CCS é o custo para separar, transportar e ar- mazenar o dióxido de carbono. IPCC (2005) estima que, com a tecnologia disponível, é possível capturar entre 85% e 90% de CO 2 processado em uma central de captura, porém, para isso, a usina acabaria gastando até 40% a mais de energia se comparada a uma usina que não possui essa tecnologia (REVISTA BRASILEIRA DE BIOENERGIA, 2011). Entre esses processos, separar o CO 2 dos demais gases que seriam lançados para a atmosfera é o mais custoso. Os custos de transporte e armazenagem são cerca de 10 vezes menores que os custos de captura do dióxido de carbono (IPCC, 2005). A grande vantagem do CCS associada a uma planta de etanol é que nas dornas de fermentação o gás obtido no processo é praticamente dióxido de carbono puro. As- sim, pode-se dizer que o processo é composto essencialmente pelo transporte e armazenamento de CO 2 , tornando seu custo muito mais interessante (GEF, 2009).