No começo vai soar esquisito, mas tenho certeza que, ao terminar de ler o artigo, você achará que faz sentido produzir biodiesel de algas. Em primeiro lugar, lembremo-nos que a fonte primária de energia em nosso planeta é o sol. O que os vegetais e algumas bactérias fazem é interceptar a radiação solar, a fim de construir moléculas complexas (proteínas, carboidratos, lipídios, etc), a partir de água e gás carbônico. Até o momento, nos concentramos em produzir biodiesel apenas de óleos vegetais de plantas superiores e de gorduras animais. Porém, quando examinamos a tremenda demanda projetada para o biodiesel, nos próximos anos, começamos a coçar a cabeça e imaginar de onde vamos tirar tanto óleo, onde existe tanta terra disponível para plantar, se não vai haver conflito com produção de alimentos, se não vai faltar água e adubo, entre outras inseguranças.
Insumos baratos
São estas considerações que me fizeram pensar na necessidade de buscarmos um paradigma diferente para atender a demanda energética a partir da década de 20. Num primeiro instante, países como o Brasil podem investir em plantas perenes, de alta densidade energética. Mas, em poucas décadas, esta nova solução também ficará arcaica, pelo crescimento contínuo da demanda de energia, pelo esgotamento das fontes fósseis e por atingirmos os limites da fronteira agrícola em todo o mundo. Além disso, as minas de fósforo e potássio, bem como a disponibilidade de água para irrigação, também estarão em vias de esgotamento. Esta análise me faz concluir que teremos que contar com uma nova forma de produzir energia, que não seja dependente de terra e de insumos. Então, porque não algas cultivadas no mar, em lagos ou lagoas? Que precisam apenas de sol, água, gás carbônico e alguns micronutrientes dissolvidos na água?
{sidebar id=16} Algas
As algas compreendem vários grupos de seres vivos aquáticos e autotróficos, ou seja, que produzem a energia necessária ao seu metabolismo através da fotossíntese. A maior parte das espécies de algas são unicelulares e, mesmo as mais complexas, não possuem verdadeiras raízes, caules ou folhas. Embora tenham, durante muito tempo, sido consideradas como plantas, apenas as algas verdes têm uma relação evolutiva com as plantas superiores; os outros grupos de algas representam linhas independentes de desenvolvimento evolutivo, paralelo às que levaram às plantas superiores. São conhecidas mais de 100.000 espécies, que dominam o fitoplancton dos oceanos e que também são encontradas em diversos ambientes aquáticos ou umedecidos.
Biodiesel
Existem diversos grupos de pesquisa, tanto no setor público quanto privado, em países da Europa e nos EUA, que perscrutam a viabilidade de uso de espécies de algas para produção de biodiesel, tendo sido identificadas espécies com teor de óleo superior a 50%. O que chama a atenção é a estupenda capacidade de produção de óleo que, nas espécies mais produtivas, pode chegar a 170 t/ha/ano, ou seja, equivalendo a 35ha de dendê, a oleaginosa mais produtiva que dispomos, no momento. Por exemplo, para substituir por biodiesel as 40 milhões de toneladas de óleo diesel consumidas no Brasil, precisariamos de míseros 235.000 ha de algas. Isto se deve ao crescimento extremamente rápido das algas. As dificuldades que necessitam ser transpostas são juntar em uma única espécie de alga as características de crescimento rápido, alta concentração de óleo, capacidade de fixação de nitrogênio do ar, capacidade de competição com outras espécies, resistencia a uma ampla gama de pH e temperatura, tipos de bioreatores, entre outros. Não vejo como atingir este objetivo sem investir, fortemente, no uso de ferramentas biotecnológicas para conseguir uma ou mais espécies de algas com todas estas caracteristicas, concomitantemente.
Mais energia
Porém, das algas é possível obter mais benefícios. Uma vez extraído o óleo, a biomassa restante é composta de amido ou outras formas de carboidratos, incluindo fibras, além de outras substâncias químicas. A partir desta biomassa é possível produzir metanol, etanol ou butanol, seja por fermentação de açúcares de baixo peso molecular ou por quebra enzimática de polissacarídios. Eventualmente, a porção fibrosa pode ser utilizada para queima direta em caldeiras, embora este seja um uso menos nobre. Finalmente, a diversidade de substâncias químicas contidas no resíduo desengordurado pode ser aproveitada para a extração de produtos para uso em alimentos, para arraçoamento animal ou elaboração de bioprodutos de interesse farmacêutico ou da indústria de química fina.
Sumidouro
Outra possibilidade muito interessante é o uso de algas como sumidouro de gás carbônico de plantas industriais, uma espécie de estação de tratamento de ar, à semelhança das estações de tratamento de água, que devolvem aos rios água em melhor condição do que aquela captada para uso industrial. O conceito é a utilização de grandes piscinas (que podem ser as mesmas de tratamento de esgotos ou de água) para produção de algas, em que o gás carbônico gerado em processos industriais (fermentação, combustão, reações químicas) seria injetado na massa de água, para uso pelas algas. Pela reação de fotossíntese, o gás carbônico serviria de insumo para a produção de óleo, carboidratos ou proteína. Ou seja, estaríamos produzindo biodiesel e alimentos, ao mesmo tempo em que reciclaríamos o gás carbônico industrial.
Pesquisa
Ao contrário de outras matérias primas, o aproveitamento de algas para produção de energia ainda está na pré história, necessitando de muito investimento em inovações, especialmente com o uso de biotecnologia, a única forma de viabilizar esta enorme oportunidade de geração de energia, alimentos e bioprodutos, e que ainda pode reduzir as emissões de gás carbônico. Neste caso, também pode ser uma ótima oportunidade para venda de créditos de carbono. No entanto, de alguma forma as coisas já estão acontecendo na prática. Em novembro de 2006, a Green Star Products (California, USA) firmou um acordo comercial com a De Beers Fuel Limited (África do Sul) para construir 90 bioreatores para produzir biodiesel de algas. A capacidade total instalada será de 3.406.870.800 litros. Ou seja, quatro vezes mais do que a produção de biodiesel do Brasil, projetada para 2007. Pense nisso como um dos grandes negócios do futuro.
Décio Luiz Gazzoni é Engenheiro Agrônomo, pesquisador da Embrapa e membro do Painel Cientifico Internacional de Energias Renováveis da Academia Internacional de Ciências.
Insumos baratos
São estas considerações que me fizeram pensar na necessidade de buscarmos um paradigma diferente para atender a demanda energética a partir da década de 20. Num primeiro instante, países como o Brasil podem investir em plantas perenes, de alta densidade energética. Mas, em poucas décadas, esta nova solução também ficará arcaica, pelo crescimento contínuo da demanda de energia, pelo esgotamento das fontes fósseis e por atingirmos os limites da fronteira agrícola em todo o mundo. Além disso, as minas de fósforo e potássio, bem como a disponibilidade de água para irrigação, também estarão em vias de esgotamento. Esta análise me faz concluir que teremos que contar com uma nova forma de produzir energia, que não seja dependente de terra e de insumos. Então, porque não algas cultivadas no mar, em lagos ou lagoas? Que precisam apenas de sol, água, gás carbônico e alguns micronutrientes dissolvidos na água?
{sidebar id=16} Algas
As algas compreendem vários grupos de seres vivos aquáticos e autotróficos, ou seja, que produzem a energia necessária ao seu metabolismo através da fotossíntese. A maior parte das espécies de algas são unicelulares e, mesmo as mais complexas, não possuem verdadeiras raízes, caules ou folhas. Embora tenham, durante muito tempo, sido consideradas como plantas, apenas as algas verdes têm uma relação evolutiva com as plantas superiores; os outros grupos de algas representam linhas independentes de desenvolvimento evolutivo, paralelo às que levaram às plantas superiores. São conhecidas mais de 100.000 espécies, que dominam o fitoplancton dos oceanos e que também são encontradas em diversos ambientes aquáticos ou umedecidos.
Biodiesel
Existem diversos grupos de pesquisa, tanto no setor público quanto privado, em países da Europa e nos EUA, que perscrutam a viabilidade de uso de espécies de algas para produção de biodiesel, tendo sido identificadas espécies com teor de óleo superior a 50%. O que chama a atenção é a estupenda capacidade de produção de óleo que, nas espécies mais produtivas, pode chegar a 170 t/ha/ano, ou seja, equivalendo a 35ha de dendê, a oleaginosa mais produtiva que dispomos, no momento. Por exemplo, para substituir por biodiesel as 40 milhões de toneladas de óleo diesel consumidas no Brasil, precisariamos de míseros 235.000 ha de algas. Isto se deve ao crescimento extremamente rápido das algas. As dificuldades que necessitam ser transpostas são juntar em uma única espécie de alga as características de crescimento rápido, alta concentração de óleo, capacidade de fixação de nitrogênio do ar, capacidade de competição com outras espécies, resistencia a uma ampla gama de pH e temperatura, tipos de bioreatores, entre outros. Não vejo como atingir este objetivo sem investir, fortemente, no uso de ferramentas biotecnológicas para conseguir uma ou mais espécies de algas com todas estas caracteristicas, concomitantemente.
Mais energia
Porém, das algas é possível obter mais benefícios. Uma vez extraído o óleo, a biomassa restante é composta de amido ou outras formas de carboidratos, incluindo fibras, além de outras substâncias químicas. A partir desta biomassa é possível produzir metanol, etanol ou butanol, seja por fermentação de açúcares de baixo peso molecular ou por quebra enzimática de polissacarídios. Eventualmente, a porção fibrosa pode ser utilizada para queima direta em caldeiras, embora este seja um uso menos nobre. Finalmente, a diversidade de substâncias químicas contidas no resíduo desengordurado pode ser aproveitada para a extração de produtos para uso em alimentos, para arraçoamento animal ou elaboração de bioprodutos de interesse farmacêutico ou da indústria de química fina.
Sumidouro
Outra possibilidade muito interessante é o uso de algas como sumidouro de gás carbônico de plantas industriais, uma espécie de estação de tratamento de ar, à semelhança das estações de tratamento de água, que devolvem aos rios água em melhor condição do que aquela captada para uso industrial. O conceito é a utilização de grandes piscinas (que podem ser as mesmas de tratamento de esgotos ou de água) para produção de algas, em que o gás carbônico gerado em processos industriais (fermentação, combustão, reações químicas) seria injetado na massa de água, para uso pelas algas. Pela reação de fotossíntese, o gás carbônico serviria de insumo para a produção de óleo, carboidratos ou proteína. Ou seja, estaríamos produzindo biodiesel e alimentos, ao mesmo tempo em que reciclaríamos o gás carbônico industrial.
Pesquisa
Ao contrário de outras matérias primas, o aproveitamento de algas para produção de energia ainda está na pré história, necessitando de muito investimento em inovações, especialmente com o uso de biotecnologia, a única forma de viabilizar esta enorme oportunidade de geração de energia, alimentos e bioprodutos, e que ainda pode reduzir as emissões de gás carbônico. Neste caso, também pode ser uma ótima oportunidade para venda de créditos de carbono. No entanto, de alguma forma as coisas já estão acontecendo na prática. Em novembro de 2006, a Green Star Products (California, USA) firmou um acordo comercial com a De Beers Fuel Limited (África do Sul) para construir 90 bioreatores para produzir biodiesel de algas. A capacidade total instalada será de 3.406.870.800 litros. Ou seja, quatro vezes mais do que a produção de biodiesel do Brasil, projetada para 2007. Pense nisso como um dos grandes negócios do futuro.
Décio Luiz Gazzoni é Engenheiro Agrônomo, pesquisador da Embrapa e membro do Painel Cientifico Internacional de Energias Renováveis da Academia Internacional de Ciências.