BÁRBARA RODRIGUES DE ANDRADE BALANÇO ENERGÉTICO E … · 2020-08-03 · que o mercado no Brasil...
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UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALFENAS CAMPUS POÇOS DE CALDAS BÁRBARA RODRIGUES DE ANDRADE BALANÇO ENERGÉTICO E EMISSÕES DE CARBONO: UMA COMPARAÇÃO ENTRE O ETANOL DE CANA-DE-AÇÚCAR, MILHO E BETERRABA Poços de Caldas/MG 2015
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UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALFENAS
CAMPUS POÇOS DE CALDAS
BÁRBARA RODRIGUES DE ANDRADE
BALANÇO ENERGÉTICO E EMISSÕES DE CARBONO: UMA COMPARAÇÃO
ENTRE O ETANOL DE CANA-DE-AÇÚCAR, MILHO E BETERRABA
Poços de Caldas/MG
2015
BÁRBARA RODRIGUES DE ANDRADE
BALANÇO ENERGÉTICO E EMISSÕES DE CARBONO: UMA COMPARAÇÃO
ENTRE O ETANOL DE CANA-DE-AÇÚCAR, MILHO E BETERRABA
Trabalho de Conclusão de Curso
apresentado com parte dos requisitos para
a conclusão do curso de Engenharia
Química pela Universidade Federal de
Alfenas – campus Poços de Calas.
Orientadora: Renata Piacentini Rodriguez
Poços de Caldas/MG
2015
A553b Andrade, Bárbara Rodrigues de.
Balanço energético e emissões de carbono: uma comparação entre o etanol de
cana-de-açúcar, milho e beterraba . / Bárbara Rodrigues de Andrade .
Orientação de Renata Piacentini Rodriguez . Poços de Caldas: 2015.
31 fls.: il.; 30 cm.
Inclui bibliografias: fls. 27-31
Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Química) –
Universidade Federal de Alfenas– Campus de Poços de Caldas, MG.
1. Balanço energético. 2. Emissão de carbono. 3. Etanol. I . Rodriguez, Renata Piacentini. (orient.). II. Universidade Federal de Alfenas –
Unifal. III. Título.
CDD 628.53
AGRADECIMENTOS
Agradeço à Deus por sempre estar presente em todos os momentos e colocar no meu caminho
pessoas maravilhosas que sempre me ajudaram. Agradeço à minha família que sempre me
apoiou em todas as minhas decisões. Em especial meus pais Reiner e Mirlei por tornarem o
sonho da graduação possível. Aos meus irmãos, Hugo e Betania, pelo apoio e paciência.
Agradeço à Prof. Dra. Renata Piacentini Rodriguez pelo suporte e dedicação ao presente
trabalho e também por tornar possível a realização do mesmo tempos depois do seu início.
Agradeço a todas as moradoras da República Cheia de Graça, pela amizade, apoio
incondicional e pela família que passamos a ser. Agradço à todos os professores e
funcionários da Unifal pelo excelente trabalho que sempre fizeram para tornar o sonho da
graduação mais fácil e prazeroso de ser conquistado. Agradeço à amiga Carolina Manochio
pelo apoio de interrompermos a realização deste trabalho juntas para que fosse possível a
realização de um outro sonho e também pelo apoio e torcida para a finalização do mesmo
tempos depois. Meus mais sinceros agradecimentos à todos que passaram pela minha jornada
e contribuíram para a sua concretização.
Resumo
Os biocombustíveis, como o etanol, vem sendo empregados com o objetivo de substituir
combustíveis de origem fóssil, trazendo benefícios ao meio ambiente não só pela preservação
desses recursos, como também na redução de gases que causam o efeito estufa. O etanol pode
ser produzido a partir de diversas matérias-primas amiláceas como o milho, celulósicas como
o bagaço da cana-de-açúcar e sacaríneas como a beterraba e, o mais utilizado no Brasil, a
cana-de-açúcar. O processo de produção deste combustível se dá, tanto para a cana-de-açúcar
como para a beterraba, através da extração da sacarose, fermentação e destilação para a
obtenção de etanol hidratado. Para a produção a partir do milho exige-se uma etapa a mais,
pois os açúcares não estão presentes de forma direta na matéria-prima, sendo necessária a
realização de uma hidrólise enzimática para a conversão de amido em cadeias menores de
açúcares. O presente Trabalho de Conclusão de Curso estudou os diferentes processos de
produção de etanol através do milho, da cana-de-açúcar e da beterraba, e faz uma comparação
em termos energéticos e de emissão de carbono a fim de analisar a sustentabilidade deste
combustível, além de apresentar uma avaliação dos custos de cada uma das produções,
possibilitando uma análise comparativa entre os etanóis para salientar, dentre as vertentes
analisadas, qual apresenta mais vantagens em sua produção. Dentre as matérias-primas
utilizadas, a cana-de-açúcar apresenta inúmeras vantagens, como produtividade por área
plantada elevada, produzindo um total de 4550 litros de etanol por hectare de cana plantado,
balanço energético favorável, com ciclo de vida de 9,3, e redução de 89% das emissões de
carbono. No caso do milho, apesar de ser a biomassa utilizada pelo país líder mundial em
produção de etanol, apresenta balanço energético positivo, porém bem inferior ao etanol de
cana, e uma redução de emissão de carbono de pouca significância em termos de efeito estufa.
O mesmo ocorre para o etanol de beterraba, que apresenta um balanço energético bem inferior
ao de cana-de-açúcar, porém com uma redução nas emissões de carbono superior ao de milho,
variando entre 35% e 56% de redução. Com relação aos custos, o etanol de cana-de-açúcar se
mostra mais vantajoso, seguido pelo etanol de milho e beterraba respectivamente. Dessa
forma, percebe-se que a produção do etanol de cana é mais vantajosa em relação aos etanóis
de milho e beterraba, de acordo com os parâmetros estudados.
Palavras-chave: Etanol. Cana-de-açúcar. Milho. Beterraba. Balanço energético. Emissão de
carbono.
Abstract
The biofuels, such as ethanol, are used with the goal of replace the fossil fuels, bringing
benefits to the environment not only for the natural resources preservation, but also in the
greenhouse gases reduction. The ethanol can be produced by different amilaceous feedstocks,
such as corn, cellulosic feedstocks as sugarcane bagasse, and sacarineas raw materials such as
sugar beet and, the most used feedstock in Brazil, the sugarcane. The ethanol production
process, to the sugarcane and sugar beet, is done through the extraction of sucrose,
fermentation, and distillation the feedstock to obtain the hydrous ethanol. To the corn ethanol
production, one more step is necessary because the sugars are not present in their direct form
in the raw material. Therefore, it is necessary to be done an enzymatic hydrolysis to convert
the corn in smalls sugar chains. This Senior Thesis studies the different process production of
ethanol produced by corn, sugarcane, and sugar beet, and does a comparison of the energy
balance and carbon emission in order to analyze the sustainability of the ethanol, besides to
show the cost evaluation from the different productions, enabling a comparative analysis
among the ethanols to emphasize, among the analyzed aspects, which one shows more
advantages in it production. Among the different feedstocks, the sugarcane shows countless
advantages, such as productivity per cultivated area, producing a total of 4550 liters of ethanol
per hectare of sugar cane, a favorable energy balance with 9,3 of lifecycle and 89% of
reduction of carbon emissions. Although the corn be the biomass utilized by the world leader
country in the ethanol production, the corn ethanol presents a positive energy balance much
lower than the sugarcane ethanol, and a little reduction of carbon emissions in terms of
greenhouse effects. The same scenery occurs with the sugar beet ethanol, which shows the
energy balance lower than the sugarcane ethanol, but the reduction of carbon emissions is
greater than the corn ethanol, ranging between 35% and 56% of reduction. About the costs to
produce ethanol by different feedstocks, the sugarcane ethanol is the most advantageous,
followed by corn ethanol and sugar beet ethanol, in this order. Thereby, it is possible to see
that the sugar cane ethanol production is more advantageous compared to the corn and sugar
beet ethanol, according to the studied parameters.
Keywords: Ethanol. Sugarcane. Corn. Sugar beet. Energy balance. Carbon emissions.
Sumário
1. Introdução ................................................................................................................................. 6
2. Objetivos ................................................................................................................................... 7
3. O etanol de cana-de-açúcar ..................................................................................................... 7
3.1. Processo de produção ............................................................................................................... 8
4. O etanol de milho ................................................................................................................... 10
4.1. Processo de produção ............................................................................................................. 10
5. O etanol de beterraba ............................................................................................................ 11
5.1. Processo de produção ............................................................................................................. 12
6. Produtividade, balanço energético e emissões de carbono das diferentes matérias-primas
12
7. Balanço das emissões de carbono na produção do etanol ................................................... 16
7.1. Via cana-de-açúcar ................................................................................................................. 16
7.2. Via milho ................................................................................................................................. 18
7.3. Via beterraba .......................................................................................................................... 19
8. Balanço energético na produção de etanol para as diferentes matérias-primas .............. 20
9. Avaliação do custo da produção de etanol a partir das diferentes matérias-primas ....... 23
10. Conclusão ................................................................................................................................ 26
11. Referências Bibliográficas ..................................................................................................... 27
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1. Introdução
O etanol é um álcool composto por um único tipo de molécula (𝐶2𝐻5𝑂𝐻) (UNICA,
2007). Ele é um combustível ecologicamente correto, pois por ser obtido a partir da cana-de-
açúcar, através da fotossíntese, que reduz a quantidade de gás carbônico na atmosfera
(PETROBRAS, SD).
Hoje em dia, o brasileiro já utiliza uma quantidade de etanol que representa metade da
gasolina que seria utilizada. Esse sucesso é devido de dois fatores fundamentais: a ampla
cobertura geográfica e a comercialização do etanol hidratado e da gasolina C por todos os
postos de combustíveis do país.
A expansão e popularização do etanol no Brasil começou em 1975 com a criação do
Proálcool – Programa Nacional do Álcool, que visava à diminuição da dependência do
petróleo pelo país. Porém, com o aumento da produção interna de petróleo e o decréscimo de
seus preços internacionais, a gasolina ganhou competitividade perante o etanol hidratado
(BNDES & CGEE, 2008).
A partir de 2001, passou a prevalecer a livre competição entre os produtores, uma vez
que o mercado no Brasil foi totalmente desregulamentado. E em 2002, o etanol voltou ao
mercado competitivo devido à alta nos preços internacionais do petróleo (LEITE & LEAL,
2007). É importante salientar que o etanol pode ser produzido a partir de diferentes matérias-
primas, como por exemplo, o milho e a beterraba, além da cana-de-açúcar.
O etanol tem uma importância ambiental muito relevante, pois além de ser produzido a
partir de uma matéria-prima renovável, gerar empregos na cadeia sucroalcooleira e novas
oportunidades de negócios, reduzindo também a emissão de gases para a atmosfera, o que é
uma preocupação mundial (SEBRAE).
O etanol quando usado com combustível traz um enorme benefício para o meio
ambiente. Há uma quantidade considerável de CO2 que deixa de ser emitida para a atmosfera:
cerca de 2,3 t de CO2 para cada tonelada de etanol combustível utilizado, minimizando
também outras emissões, como SO2 por exemplo (ASSEMBLEIA LEGISLATIVA DO
ESTADO DE GOIÁS, 2009).
Além das emissões reduzidas, as usinas de produção de etanol a partir da cana-de-
açúcar são autossuficientes em energia elétrica, uma vez que o bagaço gerado durante o
processo, na etapa da moagem, é queimado em caldeiras gerando energia, muitas vezes em
quantidade maior que a necessária na usina, sendo então passível de comercialização
(ASSEMBLEIA LEGISLATIVA DO ESTADO DE GOIÁS, 2009).
7
Porém, destaca-se que a produção de etanol, via qualquer fonte, só é considerada
economicamente vantajosa, em comparação com a gasolina, quando o preço do barril de
petróleo for superior a 40 dólares (KOHLHEPP, 2010). Para os consumidores, para que o
etanol seja viável economicamente nos veículos Flex-fuel, a relação em quilometragem é de
0,7 litro de gasolina por litro de etanol, caso contrário, ainda é mais vantajoso utilizar a
gasolina como combustível (LEITE & LEAL, 2007).
2. Objetivos
O desenvolvimento desse projeto tem como objetivos:
Estudar e comparar os processos de produção do etanol a partir
da cana-de-açúcar, do milho e da beterraba, exaltando suas
diferenças;
Fazer uma comparação do balanço energético dos processos de
produção via as três matérias-primas com destaque para aquela
apresenta o processo mais eficiente em termos de energia;
Estudar a emissão de CO2 de cada um dos processos e
compará-los em relação às emissões de CO2 evitadas na
atmosfera.
3. O etanol de cana-de-açúcar
A cana-de-açúcar, muito cultivada no Brasil, é uma planta semiperene da família das
gramíneas. A sacarose se concentra nos colmos, que compõe a parte aérea da planta enquanto
a palha da cana está em suas pontas e folhas (BNDES & CGEE, 2008). No Brasil, foram
produzidos mais de 7 milhões de hectares de cana-de-açúcar nos anos de 2006 e 2007,
correspondendo a cerca de 42% do total produzido no mundo, ficando em 2º lugar em
produção de etanol e em 1º lugar em produção de cana-de-açúcar no mundo graças ao clima
privilegiado do país (UNICA,2007).
Segundo a UNICA (União da Indústria de cana-de-açúcar), a indústria sucroalcooleira
nacional possui perspectiva positiva, e tem investido na recuperação de seus canaviais. Para
os próximos cinco anos estima-se um crescimento anual de até 9%.
A produção de etanol por base de açúcares, como é o caso da cana-de-açúcar, é mais
simples do que quando comparada com a produção por meio de materiais amiláceos, como o
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trigo e o milho, e celulósica, como o bagaço da cana (tecnologia ainda em desenvolvimento),
pelo fato de possuir uma etapa a menos. Nos últimos dois casos, como observado na Figura
3.1, há a necessidade da transformação da matéria prima em açúcares por ações enzimáticas,
enquanto na cana os açúcares já estão disponíveis na biomassa (BNDES & CGEE, 2008).
Figura 3.1. Diferentes rotas tecnológicas para a produção do etanol (BNDES & CGEE, 2008).
3.1.Processo de produção
No Brasil, o sistema tradicional de colheita é dado pela queima prévia do canavial e
também pelo corte da cana inteira de forma manual. De acordo com BNDES e CGEE (2008),
a restrição ambiental relacionada ao processo de queima proporcionou que este sistema seja
gradualmente substituído pelo sistema mecanizado da cana crua picada, ou seja, sem queima.
O transporte da cana-de-açúcar até as usinas é realizado predominantemente por
caminhões através do transporte rodoviário (DA SILVA, 2006). O transporte deve ocorrer
logo após o corte da cana para evitar perdas na sacarose (BNDES & CGEE, 2008).
O processo produtivo do etanol inicia-se logo com a chegada da matéria prima à
indústria, onde amostras de cana são colhidas e levadas para análise. A cana é então lavada
para a eliminação de terra e impurezas e conduzida para a realização do preparo básico, que
visa aumentar sua densidade e capacidade de moagem, de modo que as células se rompam ao
máximo para a liberação do caldo (PAYNE,1989).
A extração do caldo é realizada geralmente por moendas, no caso do Brasil. O bagaço
proveniente deste processo ainda contém uma quantidade de caldo que é constituído por água
9
e sólidos voláteis. Assim, muitas vezes é empregado o processo de embebição, que consiste
em adicionar água ou mesmo o caldo diluído ao bagaço entre uma moenda e outra com a
finalidade de diluir a sacarose que ainda exista neste bagaço (SANTOS, 2010). O bagaço
remanescente é levado para a planta de energia da indústria que será utilizado como
combustível através de sua queima (BNDES & CGEE, 2008).
O caldo proveniente das moendas ou dos difusores deve ser submetido a um
peneiramento a fim de eliminar impurezas grosseiras. Esta etapa é importante considerando
que não deve haver sobrecarga nas etapas de decantação e filtração (PROENG, 2010). Além
disso, o caldo deve ser encaminhado para tratamento com agentes químicos que visam a
coagulação da matéria coloidal, correção do pH e a precipitação de algumas impurezas
(ANDRADE & CASTRO 2006).
A produção de etanol utilizando cana-de-açúcar como matéria prima pode dar-se
através da fermentação do caldo da cana de forma direta ou de misturas de caldo e melaço
proveniente da produção do açúcar. Este último é frequentemente utilizado no Brasil (BNDES
& CGEE, 2008).
O mosto, antes de chegar à fermentação, deve ser aquecido a uma temperatura de até
105ºC para a eliminação de alguns micro-organismos contaminantes. O restante das
impurezas é removido através de decantação para a obtenção de um caldo mais limpo e que
não suje, demasiadamente, as colunas de destilação. Em seguida, o mosto deve passar por um
resfriamento para que sua temperatura esteja a aproximadamente 30ºC onde será enviado para
as dornas de fermentação (ALCARDE, 2007).
Nas dornas, são adicionados micro-organismos (geralmente fungos unicelulares da
espécie Saccharomyces cerevisae) chamados de “levedo”, “pé-de-cuba” ou “fermento”. A
fermentação dura cerca de 8 a 12 horas, período em que o caldo é transformado em vinho que
possui de 7% a 10% de álcool. Esta transformação dá-se segundo a reação simplificada de
Gay Lussac observada a seguir (DUARTE, LOURENÇO & RIVEIRO, 2006):
C12H22O11 + H2O → 2 C6H12O6 (Inversão da sacarose) (1)
2 C6H12O6 + levedura → 4 C2H5OH + 4 CO2 + (mais levedura) + subprodutos (2)
O processo de fermentação denominado Melle-Boinot é o mais utilizado no Brasil e
baseia-se na recuperação de leveduras do vinho através da centrifugação, que serão tratadas
para serem empregadas em um novo uso enquanto o vinho segue para as colunas de destilação
(ALCARDE, 2007).
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Na etapa que ocorre nas colunas de destilação, o bioetanol obtido encontra-se na forma
hidratada, uma mistura binária álcool-água. Segundo BNDES e CGEE (BNDES & CGEE,
2008), este etanol alcança um teor de 96º GL (porcentagem em volume) que correspondem a
6% de água em peso devido à formação de uma mistura azeotrópica.
A destilação do vinho pode dar origem a vários subprodutos, como a vinhaça,
responsável por graves problemas ambientais, álcoois de segunda, que é um álcool com teor
entre 92 a 94º GL, e o óleo fúsel. O bioetanol na forma hidratada pode ser utilizado como
produto final, comercializado nos postos de combustíveis para o abastecimento de carros a
álcool ou carros Flex-fuel, ou ainda pode seguir para o processo de desidratação (UNICA,
2007).
O etanol anidro é amplamente utilizado na indústria química como matéria prima para
a fabricação dos ésteres e dos éteres, de solventes, tintas e vernizes, de cosméticos, de
pulverizadores. Além disso, também é utilizado como aditivo em combustíveis , segundo a
Portaria nº 75 do Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA, 2015) que
afirma que toda gasolina comum vendida no Brasil, desde 16 de março de 2015, contém 27%
de etanol combustível anidro e em toda gasolina premium este teor é de 25%.
4. O etanol de milho
O milho, assim como a cana-de-açúcar, é uma planta da família das gramíneas, é
originado do México e vem sendo cultivado em todos os continentes. O cultivo desta planta
ocupa cerca de 147 milhões de hectares em todo o mundo e é considerado um componente
alimentício de grande importância (BNDES & CGEE, 2008).
Apesar do Brasil ser o maior produtor de etanol de cana no mundo, em termos de
produção total fica atrás dos Estados Unidos, responsável por mais de um terço da produção
mundial, que produz etanol a partir do milho (LEITE & LEAL, 2007). O país produziu na
safra de 2014/2015 mais de 340 milhões de toneladas de grãos em pouco mais de 31,7
milhões de hectares. Desta produção, apenas 20% foi destinado à produção de etanol (USDA,
2015).
4.1.Processo de produção
O processo de colheita do milho, realizado no outono nos Estados Unidos, é realizado
por colheitadeiras mecânicas. Neste processo, a espiga é separada do colmo, de forma que os
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grãos são extraídos e a palha e sabugo são deixados no campo a fim de melhorar a fertilidade
do solo.
Existem dois processos utilizados para a produção do etanol, sendo um a partir de
moagem via úmida e outro por moagem via seca. Apesar de a via úmida ser a mais
comumente utilizada até os anos 1990, hoje a via seca está consolidada como o processo mais
comum na produção de produção de etanol. Isto ocorreu porque o processo seco reduziu os
custos finais do bioetanol, apesar de não produzir uma grande variedade de produtos como no
caso da via úmida. Neste último caso, é realizado a separação das diferentes frações do grão
de milho, favorecendo a recuperação de diversos produtos, entre eles proteínas, nutrientes, gás
carbônico, amido e óleo.
No caso da via seca, o grão de milho moído é adicionado à água e enzimas para
promover a hidrólise do amido em cadeias menores de açúcar. Neste caso, o único coproduto
do etanol é um suplemento proteico utilizado para alimentação animal, DDGS, sigla em inglês
para grãos secos de destilaria com solúveis. Após esta etapa, as cadeias de açúcares formadas
sofrem a ação da glico-amilase para serem sacarificadas e a solução resultante segue para as
dornas de fermentação, assim como ocorre na produção de etanol a partir da cana-de-açúcar
(BNDES & CGEE, 2008).
O processo de liberação de açúcares desenvolve-se rapidamente no início, mas tende a
reduzir sua velocidade em pouco tempo, de modo que são muito utilizadas a sacarificação e a
fermentação simultaneamente para reduzir o tempo de residência nos reatores.
Assim como na cana-de-açúcar, o produto da fermentação segue para a destilação.
Neste caso, a vinhaça produzida segue para um conjunto de centrífugas onde é separada a
vinhaça fina que muitas vezes é recirculada no processo. O restante do processo segue as
mesmas etapas utilizadas na produção de etanol de cana no Brasil, porém, como já citado
anteriormente, o processo de desidratação é realizado mais comumente nos EUA por peneira
molecular (BNDES & CGEE, 2008).
5. O etanol de beterraba
A beterraba utilizada na produção de etanol é a beterraba açucareira ou também
conhecida como beterraba branca. Ela é originária da Europa, mas foi introduzida no Brasil
em pesquisas no sul do país como uma opção às usinas de etanol para implementar a
produção via beterraba no período fora da safra da cana-de-açúcar (TOMASINI, 1983).
12
5.1.Processo de produção
O processo de produção do etanol a partir da beterraba açucareira (Beta vulgaris) é o
mesmo que o etanol de cana-de-açúcar, uma vez que a beterraba é uma matéria-prima
sacarínea ou açucarada, portanto, o etanol é produzido a partir da sacarose (OLIVEIRA,
SERRA & MAGALHÃES, 2012).
O que diferencia os dois processos são as etapas que antecedem a chegada da matéria-
prima à usina, do plantio e preparo do solo até o transporte, o preparo da beterraba para que se
obtenha o melaço e a quantidade de etanol produzida por hectare (BNDES & CGEE, 2008).
Ao chegar à usina, a beterraba açucareira passa por um processo de limpeza e é
fracionada em fatias finas. Essas fatias são lavadas em água quente em um difusor para a
extração do açúcar. A partir de então, o processamento se torna análogo ao da cana-de-açúcar,
uma vez que esse líquido resultante contém em torno de 16% de sólidos solúveis. A torta
fibrosa resultante do processo de produção é utilizada como alimento para animais.
6. Produtividade, balanço energético e emissões de carbono das diferentes matérias-
primas
A produtividade do etanol de cana-de-açúcar ganha destaque ao se comparar a
quantidade de biocombustível obtida por unidade de área, que possui resultados bastante
superiores do que as demais culturas utilizadas como substrato para a produção de
biocombustíveis (LEITE & CORTEZ, SD). Quando utilizada apenas para a produção de
etanol, considerando a tecnologia brasileira, uma tonelada de cana é capaz de produzir cerca
de 90 litros deste biocombustível. Além disso, para uma tonelada de cana utilizada para a
produção de açúcar, além da produção de 100 kg deste produto, são gerados também,
aproximadamente, 20 litros de bioetanol a partir do melaço.
Embora a produção do etanol de milho seja mais complexa do que quando comparada
à cana-de-açúcar, esta última perde quanto ao rendimento de álcool. A partir de uma tonelada
seca de milho é produzido cerca de 460 litros de bioetanol anidro e 380 Kg de DDGS.
Contudo, o etanol de cana-de-açúcar é mais produtivo, pois são geradas de 60 a 120 toneladas
de cana por hectare plantado, enquanto para o milho produz-se entre 15 a 20 toneladas de
milho por hectare (BNDES & CGEE, 2008).
O etanol da beterraba açucareira rende, em média, 100 litros por tonelada de beterraba
colhida (MACHADO & ABREU, 2006). Sua produtividade é bastante alta e semelhante à da
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cana-de-açúcar, gerando em torno de 7500 litros de etanol por hectare cultivado (BNDES &
CGEE, 2008). Porém, a beterraba açucareira tem necessidade de ser replantada anualmente
por sementes, enquanto que a cana é renovada apenas de 6 em 6 anos, aumentando assim o
custo da produção de etanol via beterraba açucareira (MONTEIRO, 2011).
Como pode ser observado na Figura 6.1, a produtividade do etanol a partir da cana-de-
açúcar pode ser acrescida com o aperfeiçoamento e produção do etanol a partir de resíduos
celulósicos provenientes do bagaço da cana.
A produção de etanol via qualquer matéria-prima demanda uma grande quantidade de
energia elétrica. O combustível fabricado a partir da cana-de-açúcar apresenta vantagem, pois
o sistema de co-geração de energia elétrica utilizada na maioria das plantas, através da queima
do bagaço, provê a energia necessária para o funcionamento da usina. Muitas vezes, como
acontece no Brasil, há energia excedente que pode ser exportada para a rede pública,
melhorando o rendimento da indústria e gerando valor econômico (BNDES & CGEE, 2008).
Figura 6.1. Produtividade média de etanol por área para diferentes culturas (BNDES &
CGEE, 2008).
Para produção do etanol a partir do milho, embora se esperasse que a biomassa
proveniente do sabugo e da palha fosse utilizada para garantir a sustentabilidade energética da
usina, esta é utilizada, em sua grande maioria, para fertilização do solo.
A usina que utiliza beterraba açucareira como matéria-prima, assim como a do milho,
necessita de energia externa para que o processo ocorra, fator que encarece o produto final
(BNDES & CGEE, 2008).
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Segundo Leite e Cortez (SD), a razão entre a energia obtida e a energia total utilizada
para a produção do etanol (balanço energético) é muito maior para o que utiliza cana-de-
açúcar como matéria prima do que para qualquer outra.
Estima-se que para cada unidade de energia fóssil utilizada na produção do bioetanol
de cana são produzidas 9 unidades de energia renovável na forma de bioetanol e excedentes
de energia elétrica e bagaço. Esta relação também é conhecida como ciclo de vida. Devido ao
uso de tecnologias agrícolas, a produção de bioetanol por tonelada de cana vem sendo
incrementada, juntamente com a ampliação da demanda energética e produção de energia
elétrica. Esses fatores permitirão que a cana-de-açúcar seja o substrato mais eficiente para a
produção de biocombustíveis e bioeletricidade, de modo que o ciclo de vida alcance níveis
superiores a 11 (BNDES & CGEE, 2008).
Em contraste com a cana-de-açúcar, o etanol produzido a partir do milho tem um ciclo
de vida em torno de 1,0 e 1,4. Segundo Leite & Cortez (SD), o melhor índice da relação de
energia da produção do etanol via milho, já incluindo os subprodutos como o DDGS, é de 1,3.
Da mesma maneira que o milho, a beterraba utilizada na Europa, é pouco
recomendada, pois seu ciclo de vida é de aproximadamente 2 (LEITE & CORTEZ, SD).
O uso do bioetanol como combustível surgiu como uma alternativa à utilização de
recursos fósseis e consequentes emissões excessivas de gases de efeito estufa. A
sustentabilidade desta alternativa parte do princípio que todo o CO2 liberado na queima de
produtos da biomassa é reciclado através da fotossíntese, responsável pelo crescimento desta
biomassa, como mostrado na Figura 6.2.
Em 1994, a utilização deste combustível a partir da cana-de-açúcar reduziu cerca de
10% as emissões de carbono considerando todo o processo produtivo, desde o plantio até a
utilização do produto final em substituição ao combustível fóssil (UFES, 2007). Segundo
BNDES & CGEE (2008), com a consolidação da tecnologia utilizada na produção, obteve-se
que para cada 100 milhões de toneladas de cana utilizadas para fins energético, considerando
o etanol, o bagaço e a energia elétrica excedente fornecida à rede, poderiam ser poupados 12,6
toneladas de CO2 emitidos para a atmosfera. Quando considerada a porcentagem de etanol
anidro adicionado à gasolina, a emissão líquida evitada pode alcançar 1,9 ton CO2 eq/m3 de
etanol. A emissão líquida evitada é a diferença entre as emissões de CO2 geradas durante a
produção do etanol subtraída das emissões evitadas com a utilização do mesmo como
biocombustível ou fonte energética (vapor produzido pelo bagaço e/ou energia elétrica
fornecida à rede).
15
Segundo Leite e Leal (2007), através de estimativas com o etanol de milho, são
obtidos apenas 10% a mais de energia na forma de álcool do que se consome de energia
fóssil. Desta forma, é possível afirmar que a utilização deste combustível contribui de forma
insignificante para o controle do efeito estufa. Uma vez que a queima de etanol polui muito
menos que o fóssil, à poluição em centros urbanos densos é a única beneficiada com a
substituição destes combustíveis.
Figura 6.2. Diagrama do ciclo de vida do bioetanol (BNDES & CGEE, 2008).
A Tabela 6.1 faz um comparativo entre as emissões de CO2 e a relação de energia,
também chamada de balanço energético ou ciclo de vida, de diferentes matérias-primas.
Tabela 6.1. Comparação das diferentes matérias-primas para a produção de etanol.
Matéria-prima Relação de Energia Emissões Evitadas
Cana-de-açúcar 9,3 89%
Milho 0,6 – 2,0 -30% a 38%
Trigo 0,97 – 1,11 19% a 47%
Beterraba 1,2 – 1,8 35% a 56%
Mandioca 1,6 – 1,7 63%
Resíduos Lignocelulósicos* 8,3 – 8,4 66% a 73%
Fonte: BNDES & CGEE (2008)
* Estimativa teórica, processo em desenvolvimento.
16
As relações de eficiência e rendimento da produção de etanol para as diferentes
matérias-primas podem ser observadas na Tabela 6.2. Apesar do milho produzir maior
volume de etanol por tonelada de matéria-prima plantada, 400 l/ton, em relação à beterraba,
110 l/ton, e à cana-de-açúcar, 90 l/ton, o rendimento deste, quando é analisado a área de
plantio, fica bem atrás do etanol de cana e de beterraba, respectivamente, como pode ser
observado na Tabela 6.2 (FOOD AND AGRICULTURE ORGANIZATION, 2008).
Tabela 6.2: Eficiência e Rendimento do Etanol para Diferentes Matérias-Primas
Matéria-Prima Rendimento
(Toneladas/Hectare)
Eficiência na
Conversão
(Litros/Tonelada)
Rendimento do
Biocombustível
(Litros/Hectare)
Beterraba 46 110 5060
Cana-de-açúcar 50 90 4550
Mandioca 12 180 2070
Milho 4,9 400 1960
Arroz 4,2 430 1806
Trigo 2,8 340 952
Sorgo 1,3 380 494
Fonte: Food and Agriculture Organization – FAO (2008) e BNDES & CGEE (2008)
(adaptado)
7. Balanço das emissões de carbono na produção do etanol
7.1. Via cana-de-açúcar
Como previamente apresentado na tabela 6.1, as emissões de carbono evitadas ao
utilizar o etanol ao invés da gasolina são reais e consideravelmente interessantes ao meio
ambiente.
Cada matéria-prima apresenta uma quantidade de emissões evitadas, sendo o etanol
proveniente da cana-de-açúcar o de maior redução nas emissões de carbono. Segundo Grisoli
(2011), a fase agrícola da produção da cana-de-açúcar é de extrema importância. Para que a
redução seja a maior possível, alguns fatores como consumo de combustível, queima da cana-
de-açúcar e fatores de emissão para combustíveis fósseis devem ser levados em consideração
na fase agrícola.
O consumo de combustível é computado considerando o maquinário utilizado tanto na
plantação quanto na manutenção das soqueiras. Outro ponto em que o consumo de
combustível deve ser considerado é no transporte do etanol da usina até seu destino final,
17
postos de gasolina ou portos para exportação. Além do consumo de combustível, também
devem ser levadas em conta as emissões tanto na extração do óleo quanto na produção do
combustível fóssil utilizado (GRISOLI, 2011).
A etapa da queima da cana-de-açúcar é a maior responsável pela emissão dos gases de
efeito estufa, pois liberam CH4 e N2O, segundo Soares et al. (2009). Porém, segundo IPCC
(2006), as emissões de carbono nessa etapa não devem ser consideradas, uma vez que o CO2
emitido durante queima da cana será reabsorvido no crescimento da safra seguinte. Quanto às
emissões de GEEs, estados como Minas Gerais, São Paulo e Goiás têm leis que determinam
que gradualmente a colheita mecanizada seja 100% implantada.
Já na usina, no processo de produção do etanol, as emissões de carbono não são tão
extremas, uma vez que a energia é gerada a partir do bagaço, compensando as emissões.
Nessa etapa, o CO2 emitido é proveniente dos equipamentos e instalações, insumos industriais
e também da energia elétrica (SEABRA, MACEDO, SD).
Além da energia excedente gerada há também as emissões evitadas, no uso do produto
final, devido à troca da gasolina pelo etanol como combustível nos carros (MACEDO et al,
2004). A Tabela 7.1.1 ilustra o balanço das emissões de gases de efeito estufa nas etapas da
produção de etanol a partir da cana-de-açúcar.
Tabela 7.1.1: Emissões de GEE na produção de etanol de cana
Etapas Emissões (g CO2/MJ)
Cultivo 2,79
Queima da palha 3,72
Maquinário 0,26
Emissões do solo 6,36
Transporte e Operações Agrícolas 5,22
Fase Agrícola 18,35
Fase Industrial 1,14
Distribuição 2,28
Créditos -9,41
Total 12,36
Fonte: Silva, 2009 (adaptado)
Tais emissões foram calculadas considerando uma produtividade de 87,1 toneladas de
cana por hectare e uma produção de etanol de 86,3 litros por tonelada de cana. Quanto ao
18
cultivo e emissões do solo, os valores apresentados são referentes à utilização de combustíveis
fósseis na produção dos insumos agrícolas. E por fim, o fator de emissão da etapa de
distribuição é considerado o mesmo utilizado nas etapas de transporte e operações agrícolas,
já que estas etapas utilizam diesel como combustível (SILVA, 2009).
7.2. Via milho
De acordo com a Tabela 6.1, as emissões de carbono evitadas com a produção de
etanol a partir do milho são menores em relação ao etanol de cana (BNDES & CGEE, 2008).
Enquanto que as emissões da gasolina consideram apenas o CO2, as emissões provenientes do
etanol, além do dióxido de carbono, também consideram o óxido nitroso (N2O) proveniente
do solo da plantação de milho (WANG; WU; HUO, 2007).
Outro fator relevante para que as emissões de carbono do etanol do milho sejam
maiores que o etanol de cana-de-açúcar é o fato de que toda a produção deste etanol é gerida
por energias fósseis (BNDES & CGEE, 2008). Wang, Wu e Huo elaboraram um estudo
dizendo que: a redução nas emissões de carbono em 2007 era de 19% e em 2010 de 21%;
caso o etanol de milho tivesse como matéria-prima geradora de energia o carvão, o benefício
da produção se perderia e não haveria redução nas emissões de carbono; e que a melhor das
hipóteses para a redução das emissões de carbono seria o etanol celulósico, que acarretaria em
uma redução de 86% das emissões (WANG; WU; HUO, 2007).
Em uma comparação ao etanol de cana, o etanol de milho tem uma redução nas
emissões quase 15 vezes menor, já que este etanol apresenta emissão líquida de 135
kgCO2eq/m³ e o etanol de cana apresenta emissão líquida de -1886 kgCO2/m³ . Para os
cálculos dos valores das emissões do etanol de cana-de-açúcar foi considerada o uso da
gasolina com 25% de etanol, a proporção que é utilizada no Brasil. Ou seja, o carbono que
seria emitido pelo uso da gasolina é mitigado e passa a ser contabilizado as emissões da
produção do etanol de cana (BNDES & CGEE, 2008).
Mesmo o etanol de milho tendo uma redução 15 vezes inferior ao etanol de cana,
quando comparado à gasolina, o mesmo promove uma redução significativa nas emissões de
carbono, como pode ser observado na tabela 7.2.1, de cerca de 54%. A mesma tabela
apresenta as emissões de carbono em todas as etapas da produção de etanol de milho, desde a
fase agrícola até o transporte do produto final (ADAM et al., 2009).
19
Tabela 7.2.1: Emissões de carbono em todas as etapas da produção de etanol de milho
Componente gCO2/MJ MgCO2 %
Plantação 28,3 226,456 49,6
Biorefinaria 28,8 230,071 50,4
Subprodutos -16,5 -131,828 -28,9
Transporte do Etanol
da Biorrefinaria
1,4 11,196 0
Ciclo de Vida das
Emissões
42,0 335,895 100
Intensidade das
Emissões do etanol
42,0 335,895
Intensidade das
Emissões da gasolina
92,0 735,715
Redução das Emissões
em Relação à Gasolina
50,0 399,819 54,3
Fonte: Adam et al., 2009
7.3.Via beterraba
Se a gasolina for substituída pelo etanol de beterraba, a redução do uso de energia
pode variar de 87 GJ/ha ano até 435 GJ/ha ano, dependendo de como a matéria-prima é
tratada (RETTENMAIER et al., 2008).
Quanto às emissões de carbono, segundo Jaggard e Townsend (2014), no cultivo da
beterraba, a sua conversão gera 40 g CO2eq/MJ mais 12 g CO2eq/MJ referente à mudança
indireta do uso do solo. Nesse caso, as emissões totais seriam 52 g CO2eq/MJ, o que resulta
em uma redução das emissões em 38%. Quando é desconsiderado as mudanças indiretas do
uso do solo, essa redução pode chegar até quase 60% . A tabela 7.3.1 mostra as emissões de
carbono devido à produção e uso do etanol de beterraba na União Europeia.
Há estudos de etanol de beterraba não só na União Europeia, mas também no estado
na Califórnia, nos Estados Unidos. No outono e inverno de 2012/2013, a Universidade da
Califórnia Davis realizou um teste piloto da produção de etanol de beterraba. 40 toneladas
foram processadas em mais de 8 semanas. Com esse teste foi possível observar as emissões de
20
carbono nas diferentes etapas da produção e os resultados estão apresentados na tabela 7.3.2
(ZICARI, 2014).
Tabela 7.3.1: Emissão de carbono na União Europeia
Balanço de Emissões Valor (g CO2eq/MJ)
Produção do bioetanol 40,3
Mudança indireta do uso do solo 12,0
Total 52,3
Redução 38%
Fonte: Jaggard e Townsendo, 2014.
Tabela 7.3.2: Emissão de Carbono em diferentes etapas da produção de etanol de beterraba na
Califórnia.
Balanços de Emissões Valor (g CO2eq/MJ)
Produção de Beterraba 11,3
Enzimas e Leveduras 3,3
Transporte 4,0
Energia e Instalações 5,4
Co-produtos -2,2
Total de Emissões 21,8
Fonte: Zicari, 2014
A partir dos dados obtidos, foi considerada viável a produção de etanol a partir da
beterraba na Califórnia, levando em consideração que os planos são gerar 40% da energia
elétrica que a planta necessita. Outro fator importante para que o etanol de beterraba seja
produzido na Califórnia é a questão da água. A água das beterrabas será capturada durante o
processo e reciclada para ser usada na usina, tornando o processo ainda mais sustentável
(LORIA, 2013).
8. Balanço energético na produção de etanol para as diferentes matérias-primas
O balanço energético na produção de etanol é analisado a partir da relação entre a
quantidade de energia fóssil utilizada durante todo o processo produtivo (input) e a quantidade
de energia renovável produzida ao final do mesmo (output). Se esta proporção, output/input,
21
apresentar um valor superior a 1, o balanço é positivo, significando que a quantidade de
energia renovável produzida é maior que a quantidade de energia fóssil utilizada. O contrário
também é válido. Se a relação apresentar um valor abaixo de 1, o balanço é negativo, pois é a
energia gasta é maior do que a energia obtida (OLIVEIRA; SERRA; OLIVEIRA, 2014).
Para o etanol quanto para qualquer produto derivado de matérias-primas agrícolas, no
cálculo do balanço energético é levado em consideração os gastos energéticos desde o cultivo
da planta, passando pelo transporte da mesma e todo o seu processo produtivo (OLIVEIRA;
SERRA; OLIVEIRA, 2014). Comparando os etanóis produzidos a partir das três matérias-
primas, cana-de-açúcar, milho e beterraba, todos apresentam um balanço energético positivo.
Para o etanol de cana o balanço energético é de 9:1, enquanto o etanol de milho é 1,0 - 1,4:1 e
o balanço energético para o etanol de beterraba é, no máximo, 2:1 (GRISOLI, 2011).
O balanço energético detalhado do etanol de cana pode ser observado na Tabela 8.1.
Os dados são uma estimativa para um cenário no ano de 2020.
Tabela 8.1: Balanço Energético na produção de etanol da cana-de-açúcar em 2020.
Componentes do Balanço Energético Valores (MJ/litro)
Produção e transporte de cana 2,64
Produção do bioetanol 0,26
Input fóssil (total)* 2,91
Bioetanol 22,89
Excedente de bagaço 0,0
Excedente de eletricidade 10,8
Output renovável (total)* 33,69
Produção/consumo energético
Bioetanol + bagaço + eletricidade 11,6:1
Fonte: Oliveira, 2010 (adaptado)
* Input é o valor de energia fóssil utilizada na produção de etanol e o Output é o valor de
energia renovável produzida.
Portanto, para um cenário futuro, o balanço energético do etanol de cana pode chegar
11,6:1 (OLIVEIRA, 2010).
Já o balanço energético detalhado do etanol de milho produzido nos Estados Unidos
está apresentado na Tabela 8.2.
22
Tabela 8.2: Balanço Energético do Etanol de Milho nos EUA
Componentes do Balanço Energético Valores (MJ/litro)
Consumo na fase agrícola 5,59
Consumo total 20,83
Produção de etanol 21,20
Valor energético dos co-produtos 4,13
Output total 25,33
Relação de energia 1,2:1
Fonte: Oliveira, 2010
Como previamente analisado, o balanço energético do etanol do milho é 1,2:1
(OLIVEIRA, 2010). Tal valor pode ser comparado ao balanço energético de milho produzido
no Brasil, conforme apresentado na Tabela 8.3:
Tabela 8.3: Custo Energético do Etanol do Milho no Brasil
Custo energético nas operações de produção do
milho
Valores (MJ/litro)
Preparo da área 0,4
Plantio 0,2
Insumos 6,1
Condução da lavoura 0,7
Colheita 0,3
Transporte até a indústria 0,1
Depreciação energética 0,1
Total 7,9
Custo energético nas operações de
processamento do milho
Valores (MJ/litro)
Desintegração/moagem 0,7
Hidrólise/sacarificação/tratamento do caldo 5,9
Fermentação 0,1
Destilação 5,1
Manutenção 0,0
Total 11,8
Fonte: Salla et al., 2010
23
Para o cálculo do balanço energético neste caso, foi considerado que a energia de um
litro de etanol é igual à 23,6MJ. O balanço energético da produção do etanol de milho no
Brasil então é a relação entre a energia de um litro de etanol e o total geral dos custos
energéticos (23,6/19,7), resultando em um balanço energético de 1,2:1, equivalente ao do
etanol de milho produzido nos EUA (SALLA et al, 2010).
Já o balanço energético para a produção de etanol de beterraba pode ser observado na
Tabela 8.4. Tais dados foram analisados em Portugal e foram considerados valores de
adubação, fertilizantes e processo e área de cultivo da região (MONTEIRO, 2011).
Tabela 8.4: Balanço Energético na Produção de Etanol de Beterraba
Componentes do Balanço Energético Valores (MJ/litro)
Consumo na fase agrícola 8,6
Consumo na fase industrial 13,38
Consumo total 21,98
Valor energético da produção de etanol 23,94
Valor energético de coprodutos/bagaço 2,1
Output total 26,04
Relação de Energia 1,2:1
Fonte: Monteiro, 2011.
Portanto, o balanço energético do etanol de beterraba em Portugal é 1,2:1,
apresentando um balanço positivo como previamente dito. Vale ressaltar que em outras
regiões da Europa, esse balanço pode apresentar diferentes valores devido às condições da
própria região (MONTEIRO, 2011).
9. Avaliação do custo da produção de etanol a partir das diferentes matérias-primas
Para a avaliação do custo da produção de etanol é importante salientar que este está
sujeito a alterações devido à variação do preço da matéria-prima de acordo com o mercado
como qualquer produto agrícola. Outro fator geral que deve ser considerado quando se trata
do custo da produção é o tamanho da usina. Usinas com maior capacidade de produção tem
uma redução no custo final devido ao fato de produzirem etanol em maior escala, reduzindo
alguns custos durante o processo (MACEDO; NOGUEIRA, 2004).
24
A tecnologia para a produção de etanol de cana-de-açúcar já está bem estabelecida e
consistente, já não havendo muito mais o que aprimorar. Portanto, para esta produção, a
melhoria visada é em relação à redução dos custos para que este etanol siga competitivo em
longo prazo (NOVA CANA, SD).
A Tabela 9.1 mostra os custos das etapas da produção do etanol de cana-de-açúcar e
também do etanol de milho. Incluso aos custos totais de plantio e colheita estão os custos com
enzimas, leveduras e produtos e agentes químicos. Nos outros custos operacionais estão
inclusos custos com água, eletricidade e outros gastos (MENDONÇA; L JUNIOR, 2010).
Tabela 9.1: Custo para a produção de etanol de cana e de milho nas diferentes etapas do
processo produtivo.
Itens Valor (US$/l) – Etanol de
cana
Valor (US$/l) – Etanol de
milho
Custos Totais de Plantio e
Colheita
0,225 0,525
Prédios 0,002 0,003
Equipamentos 0,009 0,025
Mão-de-obra 0,004 0,021
Seguro, Taxas e outros 0,004 0,005
Matéria-prima 0,073 0,157
Outros Custos Operacionais 0,017 0,085
Venda de Produtos 0,000 -0,050
Subsídios do Governo 0,000 -0,059
Transporte 0,090 0,162
Custo Total 0,422 0,873
Fonte: Mendonça; L. Junior, 2010
O preço de venda do produto final também sofre variações devidas aos custos com
transporte. Uma vez que a maioria do etanol produzido no Brasil está localizada na região
Centro-Sul do país, regiões mais afastadas tem o preço de venda acrescido de acordo com o
gasto com o transporte da origem do etanol até seu destino final (RIZATO; FELIPE, SD). A
Tabela 9.2 apresenta alguns preços de venda do etanol pelo Brasil.Os valores apresentados na
Tabela são os preços médios da capital dos referidos estados. Tais preços médios foram
25
obtidos no período de 13 de setembro de 2015 até 19 de setembro de 2015 pela ANP
(Agência Nacional de Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis) (ANP, 2015).
Tabela 9.2: Preço de venda do etanol em diferentes estados brasileiros.
Local Preço Médio ao Consumidor (R$/l) Preço Médio Distribuidora (R$/l)
Minas Gerais 1,981 1,775
Rio de Janeiro 2,559 2,055
São Paulo 1,875 1,591
Rio Grande do Sul 2,461 2,102
Mato Grosso 1,896 1,629
Ceará 2,600 2,263
Pernambuco 2,477 2,199
Acre 3,021 2,467
Amazonas 2,737 2,402
Fonte: ANP, 2015
Para a produção de etanol de beterraba na União Europeia devem ser levados em
consideração os complexos sistemas de subsídio europeu, dificultando o cálculo dos custos de
produção. A Tabela 9.3 apresenta os custos para a produção de etanol de beterraba na
Alemanha e considerando que a usina trabalhará 214 dias/ano, com apenas 90 dias (safra)
trabalhando com beterraba e trigo o restante do tempo (MACEDO; NOGUEIRA, 2004).
Tabela 9.3: Custo para a produção de etanol de beterraba
Itens Custos (US$/l etanol anidro)
Instalações 0,0082
Máquinas e Equipamentos 0,053
Mão-de-obra 0,014
Seguros, Taxa, Manutenção 0,0102
Matéria-Prima 0,3510
Outros Custos Operacionais 0,1593
Custo de Produção 0,5957
Venda de subprodutos -0,0720
Custo de Produção Líquido 0,5237
Fonte: Macedo; Nogueira, 2004
26
A Tabela 9.4 faz uma comparação entre os custos dos etanóis produzidos a partir da
cana-de-açúcar no Brasil e também nos Estados Unidos, onde é possível perceber a
competitividade do etanol brasileiro com um custo total, aproximadamente, 3 vezes menor. O
mesmo acontece com o etanol de beterraba produzido na União Europeia em comparação ao
etanol de beterraba produzido nos Estados Unidos. O primeiro apresenta um custo 0,54
US$/gal menor que o segundo (SHAPOURI; SALASSI; FARIBANKS, 2006).
Já o custo para produzir o etanol de milho é dividido nos dois diferentes processos:
moagem a úmido e moagem a seco. No processo de moagem a úmido, o grão é encharcado
para facilitar a sua separação em diferentes componentes, onde o amido proveniente do
mesmo é fermentado para a produção de etanol. No processo de moagem a seco, o milho é
moído em farinha e depois misturado com água e enzimas para então ser fermentado e
produzir o etanol (SALASSI, 2007). Tanto no processo de moagem a úmido, quanto moagem
a seco, o custo de produção é menor se comparado ao etanol de beterraba da União Europeia,
porém maior se comparado ao etanol de cana brasileiro (SHAPOURI; SALASSI;
FARIBANKS, 2006).
Tabela 9.4: Comparação da estimativa de custo do etanol para diferentes matérias-primas
(US$/gal)
Itens Cana-de-
açúcar
(Brasil)
Beterraba
(União
Europeia)
Milho –
Moagem a
úmido
(EUA)
Milho –
Moagem a
seco
(EUA)
Cana-de-
Açúcar
(EUA)
Beterraba
(EUA)
Custo da
Matéria-
Prima
0,30 0,97 0,40 0,53 1,48 1,58
Custo do
Processo
0,51 1,92 0,63 0,52 0,92 0,77
Custo
Total
0,81 2,89 1,03 1,05 2,40 2,35
Fonte: Shapouri; Salassi; Faribanks, 2006. (adaptado)
10. Conclusão
Após o estudo dos etanóis produzidos pelas diferentes matérias-primas, cana-de-
açúcar, milho e beterraba, foi possível verificar suas diferenças tanto no processo produtivo,
27
quanto nos balanços energéticos e de emissão de carbono e nos custos para a produção de
cada um deles.
Quanto ao processo produtivo, o etanol produzido a partir de matérias-primas
sacaríneas, como a cana-de-açúcar e a beterraba, apresenta um processo mais simplificado
tendo como etapas principais a extração da sacarose, a fermentação e destilação para obtenção
do produto final. Já o etanol do milho, requer uma etapa a mais, pois necessita a conversão de
uma matéria-prima amilácea em cadeias menores de açúcar através da hidrólise enzimática da
mesma.
Com relação às emissões de carbono que cada etanol evita na sua produção e uso
quando utilizado em substituição de combustíveis fósseis, tem-se que o etanol de cana
apresenta uma redução de 89% nas emissões de carbono, o de beterraba 35% a 56% e o de
milho de -30% a 38%. O que mostra uma significante vantagem em se produzir o etanol de
cana quando considerado a redução das emissões de carbono.
No que diz respeito ao balanço energético para a produção de cada etanol, o produto
produzido a partir da cana apresenta um balanço positivo de 9 unidades de energia renovável
para 1 de combustível fóssil utilizado (9:1), com uma expetativa de atingir um ciclo de vida
de até 11,6:1. Já os etanóis de milho e beterraba apresentam um balanço energético de 1,0 a
1,4:1 e aproximadamente 2:1, respectivamente. O que mostra a inferioridade dos etanóis
produzidos nos EUA e Europa quanto à energia em relação ao etanol de cana.
Por fim, a avaliação dos custos apresenta também uma vantagem para a produção de
etanol de cana, o qual apresenta um custo de produção de 0,42 US$/l, enquanto que para a
produção de etanol de milho é gasto 0,87 US$/l e 0,52 US$/l para produção do etanol de
beterraba, lembrando que os mesmos variam de acordo com preço da matéria-prima. Portanto,
mais uma vez os benefícios da produção do etanol de cana-de-açúcar são salientados.
11. Referências Bibliográficas
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<http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1530-9290.2008.00105.x/epdf>. Acesso em: 16
set. 2015.
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