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Cana: Variedades

Alteração genética radical na cana-de-açúcar pode abrir novo mercado no futuro

Pesquisadores modificaram geneticamente a cana-de-açúcar para produzir óleo (lipídio) e possibilitaram a fabricação de biodiesel. A nova planta continua gerando açúcar, permitindo em paralelo a produção de etanol.


novaCana.com - 07 jun 2016 - 11:51 - Última atualização em: 07 jun 2016 - 14:23

A cana-de-açúcar já se provou como a melhor matéria-prima disponível para produção de etanol. Porém, com um material genético tão rico e complexo, ainda há muito potencial a ser destravado. E as possibilidades vão além da cana-energia.

Agora, o setor sucroenergético pode conferir um uso inédito capaz de transformar a cana em um dos ativos biológicos mais importantes do globo. A novidade que causa surpresa, desconfiança e curiosidade acaba de sair dos laboratórios do Departamento de Energia dos EUA, conhecido por pesquisas disruptivas em energia limpa.

Cientistas da Agência de Projetos Avançados de Pesquisa - Energia (ARPA-E, na sigla em inglês) modificaram a cana-de-açúcar para produzir óleo vegetal. O resultado, divulgado em um artigo na publicação científica especializada Biofpr, mostrou que a cana-óleo, como vem sendo chamada, pode gerar biodiesel mais barato que o advindo da soja e ser até mais competitivo que o óleo diesel tradicional, subproduto do petróleo.

O trabalho teve como foco principal fazer uma análise técnica e econômica do pontecial da nova planta. Para isso, os pesquisadores compararam o processo de produção, os gastos em cada etapa para produzir biodiesel de soja e biodiesel da cana-óleo e o retorno financeiro esperado (veja tabelas abaixo).

O trunfo veio quando os pesquisadores decidiram aplicar estratégias de engenharia metabólica para concentrar triglicerídeos na cana, no lugar de açúcares. Em testes, os cientistas conseguiram acumular 5% e 10% de lipídios em relação ao peso da cana. A meta é chegar aos 20%, cenário em que todo o açúcar da cana é substituído pelos triglicerídeos.

A conclusão do estudo é que óleo diesel renovável vindo da cana apresentará custos de produção entre US$ 0,59 e US$ 0,89 por litro, enquanto o feito de soja custa, em média, US$ 1,08 por litro para ser produzido, e o convencional – a partir do petróleo – fica entre US$ 0,82 e US$ 0,98.

Os pesquisadores explicaram que a capacidade para incrementar a produção de biodiesel a base de soja é bastante limitada, porque a quantidade de óleo produzida por hectare é pequena. Para se ter uma ideia, um hectare de soja pode gerar cerca de 500 litros do biocombustível, enquanto a mesma área plantada de cana-óleo pode alcançar até 6,7 mil litros – quantidade mais de 13 vezes superior. E ainda existe a possibilidade de produzir etanol e energia elétrica com a mesma cana, na mesma usina.

De acordo com o documento, três pontos foram cruciais para a escolha da cana para o processo: a alta produtividade da cana-de-açúcar, tanto em termos de conversão da luz solar em energia quanto em tonelagem; a menor demanda por solos férteis, fertilizantes e tolerância a períodos de seca e, por fim, a biomassa que pode ser aproveitada para gerar energia para as plantas industriais.

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O processo

Uma vantagem é poder utilizar toda a infraestrutura já existente para processar cana-de-açúcar. A diferença se dá a partir da preparação do vegetal, momento em que os óleos e os açúcares são separados e encaminhados, cada um, para sua respectiva finalidade. Os óleos seguem para o processo de transesterificação, em que se adiciona metanol para separar a glicerina do óleo e obter biodiesel. Enquanto isso, o açúcar resultante da separação é transformado em etanol.

Enquanto isso, o açúcar resultante da separação é transformado em etanol. Embora a co-produção de açúcar seja considerada relevante para uma usina e possível dentro do contexto, os pesquisadores focaram seus resultados na área de energia (etanol e biodiesel), de modo que as soluções apresentadas não trazem os impactos para a produção de adoçante.

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O estudo considerou uma usina capaz de produzir 96 milhões de litros de biodiesel por ano e comparou os custos de implantação de uma usina a base de soja e uma a base de cana, considerando as diferentes porcentagens de concentração de lipídios obtidas.

Os custos de implantação são superiores aos de uma usina convencional de biodiesel devido a maior quantidade de matéria-prima que precisa ser processada, no entanto, as taxas de retorno com cana superam a soja a partir dos 5% de lipídios. Caso se alcance os 20% de óleo na cana, apesar de não haver produção de etanol – pois todo o açúcar da planta seria substituído – a taxa de retorno é 60% superior à produção com soja.

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Isso ocorre, principalmente, por dois motivos: os menores custos de produção do biodiesel da cana e a possibilidade de gerar três produtos com a mesma matéria-prima (biodiesel, eletricidade e, em alguns casos, etanol). Além disso, quantidades maiores de lipídios favorecem a cogeração, sendo que a cana com 20% de óleo – ou seja, sem açúcares e, por consequência, sem produção de etanol – apresenta resultados significativamente acima da média nesse quesito, não somente pela maior concentração dos lipídios, mas também por excluir a fermentação e evaporação do etanol do processo.

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A produção de combustível por hectare é outro aspecto que surpreende. No estudo foram considerados rendimentos de 2,8 toneladas por hectare para soja e 110 toneladas por hectare para cana. Para se ter uma ideia da vantagem competitiva do ativo sobre a soja, com apenas 2% de lipídios a cana-óleo já supera os cerca de 500 litros por hectare que a soja consegue produzir. No cenário máximo projetado pelos cientistas – o de 20% – o rendimento chega a 6,7 mil litros por hectare.

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No estudo eles consideraram a moagem de 1,6 milhões de toneladas de cana para abastecer a usina. Se essa cana fosse a cana-de açúcar tradicional eles produziriam 141 milhões de litros de etanol, com custo de 48 centavos de dólar por litro, e nenhum de biodiesel. Se fosse a cana com 10% de lipídios a produção de etanol cairia para 70 milhões de litros e a de biodiesel seria de 48 milhões de litros. O custo do etanol nesse caso seria de 40 centavos de dólar por litro e do biodiesel de 76 centavos de dólar.

Por fim, a cana-óleo com 20% de lipídios produziria 96 milhões de litros de biodiesel e nada de etanol.

Para os pesquisadores a taxa de retorno do investimento (TRI) de uma usina de etanol é de 13,5%. Se fosse uma usina de etanol e biodiesel usando a cana-óleo com 10% de lipídios a TRI seria de 17,5%. Caso a cana-óleo tivesse 20% de lipídios, a usina traria 24% de retorno do investimento anualmente.

Incertezas

Por ainda não estar disponível comercialmente e testes em larga escala terem sido realizados apenas com variedades concentrando 5% e 10% de lipídios (com resultados ainda não divulgados), a novidade ainda é baseada apenas em estimativas.

O estudo detalha inúmeras variáveis que podem afetar diretamente o custo de produção e o preço final, como preço da cana, taxa de extração lipídica, dias de operação da fábrica, capacidade de moagem, preço de venda da eletricidade e preço de venda glicerina. Com base nesses dados foram estabelecidas margens para os preços mínimos e máximos para o biodiesel de cana e soja. Mesmo incerto, o biodiesel de cana apresenta patamares muito melhores que de soja e, em alguns casos, ainda mais baratos que o diesel comum.

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Os pesquisadores acreditam que a nova cultura deve evoluir e ocupar seu espaço no mercado de biocombustíveis. O estudo termina com a afirmação de que “o modelo tecno-econômico mostra que a cana-óleo pode ser uma alternativa promissora para a produção de etanol e biodiesel” e citam que com 760 mil hectares plantados seria possível suprir a demanda de biodiesel americana, que chega a 5,1 bilhões de litros.

Apesar da empolgação dos cientistas, é importante destacar que a cana-óleo foi obtida em escala laboratorial. No entanto, no norte da Flórida os testes de campo já começaram com o objetivo de alcançar produção em larga escala da cana-óleo.

O estudo completo pode ser acessado aqui.

Jorge Mariano – novaCana.com


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