Bioetanol de cana-de-açúcar - CGEE

Da radiação solar incidente sobre a Terra, de 178 mil TW (terawatt ou bilhão de quilowatts),estima-se que cerca de 180 TW, ou 0,1%, são utilizados nos processos fotossintéticos, naturaisou promovidos pelo homem. Desse modo, em todo o planeta, são produzidos, anualmente,cerca de 114 bilhões de toneladas de biomassa, em base seca, correspondendo a,aproximadamente, 1,97 bilhão de TJ (terajoule ou bilhão de quilojoules), equivalentes a 314trilhões de barris de petróleo, cerca de dez mil vezes o atual consumo mundial desse combustívelfóssil. Nesse contexto, a eficiência média de assimilação da energia solar é inferiora 1%, embora vegetais de maior desempenho, como a cana-de-açúcar, possam atingir 2,5%em média anual [Smil (1991)]. Naturalmente, esses valores servem apenas como referênciapara a compreensão da magnitude energética da fotossíntese, não havendo sentido em imaginara bioenergia como substituta de todas as formas fósseis de suprimento energético, principalmentenos países de elevada demanda. Esse crescimento vegetal ocorre, como visto, sobretudoem formações nativas das regiões tropicais, estimando-se que as atividades agrícolascorrespondem a cerca de 6% desse total.É interessante observar que, dependendo do vegetal, a energia solar é fixada em diferentessubstâncias e órgãos de acumulação, que determinam as rotas tecnológicas passíveis de seremadotadas para sua conversão em biocombustíveis para uso final. Na cana-de-açúcar, porexemplo, as reservas energéticas se localizam principalmente nos colmos, como sacarose,celulose e lignina, sendo tradicionalmente empregadas na produção de bioetanol e bagaço,mas também as pontas e folhas da cana apresentam crescente interesse, à medida quese desenvolvem processos para a utilização de seu substrato lignocelulósico. Por sua vez,nas árvores e outras espécies lenhosas, o conteúdo energético está essencialmente no fuste(tronco mais galhos), na forma de celulose e lignina, sendo empregado basicamente comolenha. As raízes e tubérculos de plantas como a mandioca e a beterraba acumulam amido esa carose, enquanto os frutos e as sementes, como o dendê e o milho, acumulam geralmenteamido, açúcar e óleos vegetais, de acordo com cada espécie.Além de definirem as rotas tecnológicas mais adequadas para conversão da biomassa em biocombustíveis,esses aspectos são relevantes para a eficiência global de captação e utilizaçãode energia solar: para a síntese de carboidratos (como celulose e sacarose), o vegetal requercerca de 60% menos energia do que para a síntese de gorduras ou lipídios [Demeyer et al.(1985)], por unidade de massa de produto final, o que, em princípio, torna as rotas associadasao biodiesel comparativamente menos eficientes do que as rotas do bioetanol, com basena sacarose ou na celulose.A Figura 3 apresenta uma síntese das diversas rotas de conversão que podem ser aplicadaspara transformar a biomassa em biocombustíveis e calor útil. Além dos processos físicos, puramentemecânicos, para concentração, redução granulométrica, compactação ou reduçãoda umidade da biomassa, são utilizados dois grupos de tecnologias químicas, que alteram acomposição da matéria-prima para fornecer produtos mais compatíveis com os usos finais:processos termoquímicos, que empregam matérias-primas com baixa umidade e temperaturaselevadas; e processos bioquímicos, desenvolvidos em meios com elevado teor de água etemperaturas próximas à condição ambiente.31Bioetanol-01.indd 31 11/11/2008 15:21:47