O espaço futuro dos biocombustíveis

Desde os primórdios da civilização, a humanidade tem se utilizado de diversas formas de bioenergia. Porém temas afetos à sustentabilidade da oferta energética, como eficiência energética e emissões de gases de efeito estufa, são muito recentes e, apesar disso, constituem-se em pilastras fundamentais para perscrutar o futuro dos sistemas energéticos. Atualmente, existe oferta diversificada de biocombustíveis (sólidos, líquidos e gasosos) e os cientistas se preocupam em identificar o que substituirá combustíveis tradicionais, como a gasolina ou o diesel fóssil para abastecer nossos veículos motorizados, considerando as questões de sustentabilidade, especialmente a emissão de GEE.

Em teoria, é possível extrair uma variada gama de biocombustíveis, usando a biomassa como matéria prima, valendo-se de processos mecânicos, químicos ou térmicos.


Desde os primórdios da civilização, a humanidade tem se utilizado de diversas formas de bioenergia. Porém temas afetos à sustentabilidade da oferta energética, como eficiência energética e emissões de gases de efeito estufa, são muito recentes e, apesar disso, constituem-se em pilastras fundamentais para perscrutar o futuro dos sistemas energéticos. Atualmente, existe oferta diversificada de biocombustíveis (sólidos, líquidos e gasosos) e os cientistas se preocupam em identificar o que substituirá combustíveis tradicionais, como a gasolina ou o diesel fóssil para abastecer nossos veículos motorizados, considerando as questões de sustentabilidade, especialmente a emissão de GEE.

Em teoria, é possível extrair uma variada gama de biocombustíveis, usando a biomassa como matéria prima, valendo-se de processos mecânicos, químicos ou térmicos. Com os processos de transformação mecânica é possível produzir lenha, briquetes ou péletes, estes últimos conferindo maior portabilidade aos carriers energéticos. A biomassa lignocelulósica também pode ser transformada em carvão vegetal, e este em briquetes. Os processos térmicos incluem a torrefação (seca ou úmida, em água quente comprimida), pirólise, carbonização, gaseificação e liquefação. Pelas vias química ou fermentativa, uma série de biocombustíveis pode ser produzida a partir de biomassa (atualmente biodiesel, bioetanol, biobutanol, biometano, éter dimetílico ou hidrogênio). 

Em teoria, qualquer tipo de biomassa pode ser utilizado como matéria prima, nos processos térmicos ou químicos. Porém, do ponto de vista industrial, na escala de milhões de toneladas, surgem limitações técnicas, econômicas ou ambientais. Analisar a oferta de biomassa, as limitações existentes, o desenvolvimento de inovações, é parte do exercício de antever a trilha que o setor de bioenergia seguirá.

Condicionantes
A resposta não é fácil. E, seguramente, não será única. O mais provável é que um conjunto de biocombustíveis estará presente no mercado, em um futuro de médio prazo. No entanto, para impor-se, os biocombustíveis do futuro – ainda mais que hoje – deverão demonstrar a sua sustentabilidade, em especial seu diferencial em relação aos combustíveis que pretendem substituir. Um exemplo que serve de benchmarking é o uso futuro de biocombustível aeronáutico, cujo maior impulso para ingresso no mercado advém das menores emissões de GEE.

Em ensaio recente, Skreiberg e colaboradores [1] propõem que o futuro está reservado para “biocombustíveis inteligentes” e colocam a questão: Como devemos definir um biocombustível inteligente? Sua resposta é: Idealmente, deve ser GEE-neutro, com alta eficiência energética, e com custo que permita ingressar competitivamente no mercado. Adicionalmente deve apresentar baixa toxicidade para o ser humano, causando um mínimo de poluição para a atmosfera, água e solo ao longo de sua cadeia de valor. Embora estas condições não sejam colocadas exclusivamente por esses autores, também não é exclusiva deles a visão de que é extremamente difícil reunir tantas “virtudes” em um único biocombustível.

A primeira questão que se coloca é que não haverá biomassa suficiente para atender a demanda futura de energia do planeta, mesmo considerando uma otimização do aproveitamento de resíduos. Em decorrência, a oferta energética será, necessariamente um mix, idealmente com a maior proporção de energia renovável. Parte-se da premissa que as fontes de energia renovável conseguirão aproximar-se da definição de combustível inteligente com maior facilidade que fontes fósseis. Especificamente no caso de biocombustíveis derivados de biomassa, um check list pode ser elaborado, com vistas a balizar os investimentos em desenvolvimento de tecnologia e elaboração de políticas públicas, tornando factível a propositura de maior proporção de energia renovável na matriz energética futura. Os pontos chave a considerar são:

1. que sejam derivados de recursos de biomassa de ciclo curto, para limitar sua contribuição potencial para o efeito estufa. A lógica subjacente é que o carbono liberado na queima do combustível tenha curto tempo de residência na atmosfera, sendo reabsorvido rapidamente, no ciclo seguinte de produção da biomassa;
2. obtidos a partir de resíduos de biomassa de limitado uso e valor alternativo, especialmente os que representam um risco maior de emissão de GEE, quando são naturalmente decompostos;
3. derivados de novos tipos de recursos de biomassa com grande potencial como, por exemplo, as microalgas, que apresentam alta densidade energética por unidade de tempo e de área;
4. derivado de biomassa “comoditizada”, ou seja, que teve suas características e propriedades físicas e / ou químicas adequadas à produção industrial de biocombustíveis, melhorando o seu desempenho energético e ambiental, mantendo a sua rentabilidade;
5. não apenas a produção de biocombustível, mas o uso proposto também precisa ser sustentável. Embora o exemplos de fogões a lenha em áreas rurais seja didático em termos de ineficiência, o mesmo vale para usos urbanos, em que os motores precisam coevoluir para maximizar sua sustentabilidade. 

Considerações 
Já comentei em artigos anteriores que a eletricidade se estabelecerá com intensidade cada vez maior, como fonte de energia para transportes, ocupando a maior parte da matriz energética no longo prazo. Mesmo nesta condição, a participação a agroenergia é importante, seja para obtenção de eletricidade (em térmicas dedicadas ou cogeração), ou para substituição de combustíveis fósseis nas situações em que ainda forem usados combustíveis líquidos. Novamente, o exemplo do biocombustível aéreo é um bom exemplo desta situação.

Nenhuma fonte única de energia única vai cobrir nossas necessidades de energia no futuro, e temos de nos concentrar em uma utilização ótima global de nossos recursos energéticos. Considere-se, também, que a demanda por biomassa, nos próximos anos, não é exclusivamente energética. Com ela competem os alimentos, por diversos fatores de produção, como competem diretamente outros usos da biomassa florestal, como madeira. Os nossos recursos de biomassa são limitados e devem ser utilizados de uma forma cada vez mais seletiva e eficiente para cobrir todas as necessidades. Consequentemente, devemos sempre ter em mente que, onde existirem alternativas sustentáveis e adequadas, a biomassa será substituída por estes, como parte de um sistema muito maior de energia sustentável. Exemplos desse fato pode ser encontrado na geração de eletricidade por via eólica ou solar. 

A busca por matéria prima mais eficiente, é crucial. O melhor exemplo neste caso é o cultivo de microalgas, que poderá substituir com eficiência qualquer dos cultivos que hoje produzem matéria prima, podendo chegar a relações próximas a 1:100, ou seja, em um hectare/ano seria possível produzir a mesma energia de uma cultura que atualmente necessita de 100 ha.

Finalmente, e não menos importante, a evolução da tecnologia, na forma de inovações de processos de transformação de matéria prima e obtenção de biocombustíveis, bem como de evolução de motores, serão pilastras fundamentais para definir o futuro da bioenergia.

Décio Luiz Gazzoni é engenheiro agrônomo e pesquisador da Embrapa Soja. Visite o site do autor.

NOTAS
[1] Skreiberg, O. The smart biofuels of the future. Biofuels 4(2):159-161.