Projeções apontam que os empreendimentos em funcionamento não estão alcançando a performance desejada e grandes empresas envolvidas no setor já alteraram suas expectativas sobre a realidade do 2G
O etanol celulósico vem estimulando um campo de discussões no Brasil. As projeções recentes apontam que os empreendimentos em funcionamento não estão alcançando a performance desejada e grandes empresas envolvidas no setor já alteraram suas expectativas sobre a realidade do 2G.
O BNDES, principal parceiro econômico dessa empreitada no País, já se posicionou de maneira favorável à tecnologia diversas vezes e lideranças do banco dizem não acreditar que haja problemas graves que possam comprometer o desenvolvimento da atividade nacional. As usinas, por sua vez, continuam sem divulgar dados relativos à produção e batem na tecla do pré-tratamento, apontando a etapa como a principal causa de atrasos.
Mas para quem está envolvido com pesquisa de ponta e tem uma visão independente sobre o E2G a realidade é mais complexa. Desde 2010 o Laboratório Nacional de Ciência e Biotecnologia do Bioetanol (CTBE) vem estudando os meandros da produção do etanol de segunda geração e está em estados avançados do processo, ainda que em escala piloto.
As usinas nacionais dizem ter obtido bons resultados na hidrólise e fermentação, no entanto, os cientistas do CTBE ficaram curiosos em relação às afirmações. Se a primeira fase da produção – o pré-tratamento – não funciona bem, como as empresas podem garantir o restante do processo?
NovaCana conversou com os pesquisadores Sarita Cândida Rabelo, José Geraldo da Cruz Pradella e Carlos Eduardo Driemeier para buscar respostas às dúvidas sobre essa nova tecnologia.
A entrevista pode ser conferida na íntegra a seguir.
O etanol celulósico vem estimulando um campo de discussões no Brasil. As projeções recentes apontam que os empreendimentos em funcionamento não estão alcançando a performance desejada e grandes empresas envolvidas no setor já alteraram suas expectativas sobre a realidade do 2G.
O BNDES, principal parceiro econômico dessa empreitada no País, já se posicionou de maneira favorável à tecnologia por diversas vezes e lideranças do banco dizem não acreditar que haja problemas graves que possam comprometer o desenvolvimento da atividade nacional. As usinas, por sua vez, continuam sem divulgar dados relativos à produção e batem na tecla do pré-tratamento, apontando a etapa como a principal causa de atrasos.
Mas para quem está envolvido com pesquisa de ponta e tem uma visão independente sobre o E2G a realidade é mais complexa. Desde 2010 o Laboratório Nacional de Ciência e Biotecnologia do Bioetanol (CTBE) vem estudando os meandros da produção do etanol de segunda geração e hoje acredita estar em estados avançados do processo, ainda que em escala piloto.
As usinas nacionais dizem ter obtido bons resultados na hidrólise e fermentação, no entanto, os cientistas do CTBE ficaram curiosos em relação às afirmações. Se a primeira fase da produção – o pré-tratamento – não funciona bem, como as empresas podem garantir o restante do processo?
NovaCana conversou com os pesquisadores Sarita Cândida Rabelo, José Geraldo da Cruz Pradella e Carlos Eduardo Driemeier para buscar respostas às dúvidas sobre essa nova tecnologia. E para eles, ainda há muito o que resolver para que o biocombustível deixe de ser pano de fundo da indústria nacional.
“O que se apregoava é que esses problemas de alimentação da massa e tudo mais já estariam relativamente superados, razão pela qual muitas empresas passaram a operar em escala industrial.”
Usinas de 2G e membros do governo acreditam que mesmo atrasado, o panorama do etanol celulósico no Brasil está de acordo com o esperado, pois não é possível pular etapas. Além disso, dizem que o pré-tratamento tem sido um entrave na produção. Como vocês analisam essa situação?
Sarita Cândida Rabelo: As empresas dependem de tecnologias externas. Os fornecedores de equipamentos são, a maioria, do setor de celulose e papel. Não há desenvolvimento de equipamentos adaptados diretamente para a biomassa utilizada no Brasil. Apesar de processarem todo tipo de biomassa ao redor do mundo, esses equipamentos são fundamentados no setor de madeira, celulose e papel. É bastante complexa essa questão de adaptação.
José Geraldo da Cruz Pradella: Nós concordamos um pouco com essa visão. É difícil queimar etapas de uma tecnologia tão nova. Diria que é provável isso também acontecer nas plantas 2G mundo afora. O pré-tratamento é um gargalo bem marcado nessa tecnologia. Me causou surpresa a questão da engenharia mecânica do equipamento. O que se apregoava é que esses problemas de alimentação da massa e tudo mais já estariam relativamente superados, razão pela qual muitas empresas passaram a operar em escala industrial. Nós somos da área de processo. Para a gente, com uma máquina relativamente pronta, estuda-se as condições operacionais para otimizar o processo. É uma surpresa se estar ainda com problemas de engenharia, um problema anterior ao desenvolvimento do processo.
É uma surpresa se estar ainda com problemas de engenharia, um problema anterior ao desenvolvimento do processo.
E o CTBE tem feito algum trabalho para mudar essa situação?
Pradella: Estamos olhando esse problema e tentando contribuir com a questão da engenharia mecânica. Mas não somos especialistas nessa parte. Temos um processo piloto que consegue fazer um bom pré-tratamento da biomassa. Conhecemos pressão, temperatura, tempo de retenção, uso ou não de catalisador ácido para maximizar o rendimento de extração das pentoses. Fazemos isso muito bem feito. A expectativa é que com esse resultado os fabricantes de equipamentos pudessem fornecer máquinas que operassem em escala industrial. É preciso lembrar essas tecnologias foram compradas e aqui a gente está desenvolvendo a tecnologia com uma conversa bastante próxima aos fabricantes de equipamentos. A esperança é conseguir sobrepujar esse gargalo.
Carlos Eduardo Driemeier: Quero só fazer alguns destaques. O primeiro ponto: as empresas produzem álcool de segunda geração. A questão é a eficiência do processo. Em escala piloto há condições de operação muito distintas das de uma planta industrial. Trabalha-se com volumes muito menores e acompanhamento mais cuidadoso. Um problema da planta industrial é completamente diferente em laboratório. Outro ponto é que para o álcool ser produzido ao fim do processo, todas as etapas têm de dar certo. Com o gargalo no pré-tratamento, as quantidades de biomassa que saem são menores do que se esperava. A questão é: se o pré-tratamento estivesse produzindo todo o material esperado, só assim as próximas etapas seriam testadas a todo o vapor, correto? É preciso ter isso em foco antes de colocar toda a responsabilidade no pré-tratamento e dizer que o resto foi bem-sucedido. A hidrólise e a fermentação receberam uma tarefa menor porque o gargalo bateu antes. Acho que isso é importante ter em perspectiva.
Recentemente mencionei a possibilidade de reduzir o preço da enzima para US$ 0,05 por litro de etanol e a pessoa se assustou, achou o número muito bom. Ou seja, estão com um valor maior.
É estranho que as empresas ainda estejam batalhando com isso, que é a primeira etapa do processo, certo?
Pradella: É verdade. Mas concordo com o Carlos. As outras etapas têm de ser testadas na sua plenitude para ver como estão respondendo à demanda. Sabemos que os rendimentos de hidrólise estão muito aquém do que se imaginava. Esperava-se retirar até 80% do potencial de glicose da biomassa pré-tratada. Temos visto 50%, 60% de hidrólise para os pré-tratamentos convencionais. Outro gargalo é o custo da enzima, que eleva muito o custo total. Recentemente mencionei a possibilidade de reduzir o preço da enzima para US$ 0,05 por litro de etanol e a pessoa se assustou, achou o número muito bom. Ou seja, estão com um valor maior.
O fato da biomassa ter dois tipos de açúcares, glicose e xilose, também é complicado. A glicose é fácil de fermentar, a xilose não. Os tempos de fermentação da xilose são 5 a 10 vezes maiores que a fermentação de 1G. Isso impõe um peso muito grande no processo do ponto de vista do investimento de capital. E são organismos geneticamente modificados. Então, a dorna de fermentação não é uma dorna qualquer, tem de ter todos os cuidados de isolamento, retenção de clone dentro do volume de reação e tudo mais. Falamos isso porque trabalhamos com empresas, então, esses gargalos são reais, eles existem mesmo.
Driemeier: O rendimento de hidrólise e a atuação das enzimas sobre a biomassa são questões bem sofisticadas. Boa parte do problema vem da dificuldade de digerir o substrato lignocelulósico. Essa característica se chama recalcitrância. A natureza faz a biomassa naturalmente recalcitrante para resistir a degradação e é preciso entrar no nível molecular para entender os fenômenos que estão acontecendo. Isso tem avançado com pesquisas feitas em outros lugares do mundo e aqui no CTBE também. Em paralelo com essa implantação em plantas comerciais, ainda há uma evolução da compreensão do que realmente está acontecendo ao longo do processo. E nesse particular da conversão enzimática, de pouco em pouco se compreendem as características da biomassa que conferem essa recalcitrância e dificuldade de conversão.
Então, a função do pré-tratamento é diminuir a recalcitrância?
Driemeier: Isso. Mas o pré-tratamento usa processos químico/mecânicos. A biomassa sofre alteração tanto do ponto de vista químico como estrutural, em todas as escalas possíveis. Existe um raciocínio sobre o que está acontecendo, o que se faz macroscopicamente é processo químico/mecânico, mas o que acontece na escala microscópica é um tanto mais sofisticado. E essa escala microscópica é que vai acabar sendo crítica para a ação das enzimas.
“Tenho quase certeza que há problemas bastante complicados de serem resolvidos nas outras etapas.”
Seria o caso de se pensar em um processo específico para essa biomassa?
Driemeier: Dificilmente o pré-tratamento vai ser integralmente customizado para uma biomassa, mas alguns ajustes do processo, certamente. Aí vem a questão de ter equipamentos que vêm do setor de papel e celulose. Tem um aprendizado até fazer com que esses equipamentos funcionem bem para as nossas biomassas.
Mas eu gostaria de reenfatizar: será que está tudo bem mesmo nas outras etapas? Não se está malbaratando os rendimentos? A xilose é bem fermentada, não sobra nada? Tenho quase certeza que há problemas bastante complicados de serem resolvidos nas outras etapas.
Tem toda uma cadeia na sequência.
Driemeier: Exato. E o pré-tratamento é o que está mais próximo da biomassa bruta. Questões das especificidades da biomassa da cana vão bater justamente no pré-tratamento, que é o começo. E por ser a primeira etapa, as outras só vão ser efetivamente colocadas à prova total quando o pré-tratamento estiver rodando bem.
Pradella: E há um problema interessante: tem um impacto direto do pré-tratamento nas correntes que serão produzidas e utilizadas ao longo do processo. Dependendo da forma com que se faz o tratamento, se gera mais ou menos inibidor, que atrapalha tanto a fermentação quanto a hidrólise. É um encadear de efeitos que precisa ser visto como um todo.
Como vocês acreditam que podem ajudar a indústria nacional de etanol celulósico?
Pradella: Primeiro é preciso operar uma planta em nível industrial, bem operada. É uma questão que nos diz respeito na medida em que nos estimulam a participar do processo. Não fomos solicitados a auxiliar essas duas empresas [Granbio e Raízen], principalmente no pré-tratamento. Mas estamos aqui à disposição. E estamos fazendo a nossa parte. Trabalhamos no pré-tratamento, fazemos o coquetel de enzimas próprio, hidrólise enzimática, fermentação dos licores de C5, de C6, tentando fazer a integração desse conjunto todo dentro de uma planta de 1G.
“Com esse dinheiro [do BNDES] temos progredido bastante. O que não pode é ter havido uma onda boa há 2, 3 anos e, de repente, ver nossa cota de receita não continuar em nível adequado.”
Que tecnologias vocês estão desenvolvendo para o 2G?
Pradella: Temos várias ferramentas de diagnóstico e um projeto de tecnologia de produção de E2G made in Brazil. Estamos fazendo a primeira análise tecnológica e econômica de onde estamos agora. De fato, a questão da manipulação da biomassa é bem complicada. Temos uma máquina pequena que trabalha com 70 kg/h e brigamos bastante para acertar a questão da alimentação da massa dentro do equipamento.
Rabelo: Já há processos bastante interessantes para alta solubilização de vinho de celulose, para recuperar as pentoses para uma posterior etapa de fermentação. Processos bastante interessantes para a remoção da lignina. Estudamos todos os tipos de pré-tratamento. Tem outras coisas que acabamos estudando em escala de laboratório. Líquidos iônicos, por exemplo. Além disso, trabalhamos com a vertente um pouco mais industrial em projetos com parcerias com empresas interessadas no mercado de 2G. A gente já trabalha em escala piloto em modo contínuo e também passamos por todas essas dificuldades de alimentar o bagaço dentro do equipamento, como a questão de impurezas minerais do bagaço, que é bastante considerável.
Driemeier: No componente científico o processo de conversão ao E2G é razoavelmente bem compreendido, mas ainda tem questões científicas não ou mal resolvidas. Trabalhamos junto com a comunidade de pesquisa internacional para compreender esses fenômenos. Isso nos possibilita discutir com propriedade como acontecem. Eu destacaria alguns esforços: um na parte de estrutura de biomassa para entender a origem da recalcitrância; e na parte de enzimas, compreender melhor as substâncias, sua estrutura e função, produção, principalmente com fungos, como agem para produzir essas enzimas; e na fermentação, em especial das pentoses, que é um desafio científico de primeira grandeza.
A gente faz o melhor que pode e estamos com um coquetel enzimático tão bom e com preço tão competitivo quanto o que tem sido oferecido pelas empresas multinacionais.
Já dá para falar em um cenário de produção nacional de enzimas?
Pradella: É uma pergunta difícil. A gente faz nossa tarefa, coloca a tecnologia na prateleira, faz a patente, e alguém tem que pôr a mão no bolso, investir e correr o risco. Existe empresário hoje, brasileiro, que quer correr risco? Precisamos deixar de ser um país rentista para ser um país que investe em ciência e tecnologia, tem de correr riscos. A gente faz o melhor que pode e estamos com um coquetel enzimático tão bom e com preço tão competitivo quanto o que tem sido oferecido pelas empresas multinacionais.
E o incentivo à pesquisa?
Pradella: Teve o Paiss que financiou vários institutos para o 2G, inclusive o CTBE. Coordenamos um projeto junto com duas multinacionais interessadas em álcool de segunda geração com financiamento pelo BNDES de R$ 24 milhões. Há outras agências de fomento colocando dinheiro na área. Se é pouco ou muito, para a realidade do País é razoável. E com esse dinheiro temos progredido bastante, pelo menos aqui no nosso centro. Rivalizamos com a elite da ciência mundial na área de álcool de segunda geração. Poderia ser melhor, sempre pode ser melhor. O que não pode é ter havido uma onda boa há 2, 3 anos e, de repente, ver nossa cota de receita não continuar em nível adequado. Isso não é bom. Mas a gente tem honrado o dinheiro que estão nos dando.
O que ainda precisa ser compreendido nesse setor?
Pradella: A matéria-prima tem de ser entendida completamente e ser utilizada o mais eficientemente possível. A biorrefinaria de cana é um potencial que precisa ser explorado ao máximo. E não só para produção de etanol. Outros biocombustíveis e outros produtos químicos também são importantes. Utilizar a cana-de-açúcar na sua totalidade para substituir na totalidade o petróleo. Acho que nesse sentido a perspectiva de utilização da biomassa no País é muito interessante.
“Não é porque Granbio e Raízen estão com problemas agora que tem de achar que foi um mau negócio.”
O Brasil é considerado um dos pioneiros na corrida do E2G. Estamos realmente na liderança? O que falta para o setor realmente ter sucesso?
Driemeier: As pessoas querem ganhar dinheiro, não querem necessariamente o primeiro lugar. Vai haver nichos se estabelecendo até que os caminhos sejam encontrados. A cana é um nicho de atuação. Tem de crescer, funcionar, não é necessariamente uma corrida. Os mercados são muito distintos e a matéria-prima é muito distinta.
Pradella: É preciso dar tempo ao tempo. O primeiro projeto de 2G começou em 2002 e tentou juntar universidades e institutos. O centro veio em 2010. As indústrias compraram as tecnologias há 3, 4 anos. No Brasil é assim: ou está nas alturas ou no inferno. Temos de ter calma, paciência, olhar os problemas que estão por aí e ir resolvendo. Não é porque Granbio e Raízen estão com problemas agora que tem de achar que foi um mau negócio. Temos de parar com o complexo de vira-lata. Nós não somos isso. Nada sai da noite para o dia. As tecnologias disruptivas demoraram para embicar. Continuo achando que é um bom negócio. Etanol é um dos produtos da biorefinaria de cana. Devem vir outros por aí que vão perseverar. Milagre não existe.
Jorge Mariano – NovaCana
