Grupo de Economia da Energia

Bioeconomia em construção VII – Por que as oportunidades de inovação no setor sucroenergético não são exploradas?

In biocombustíveis on 09/11/2015 at 00:15

Por José Vitor Bomtempo, Daniella Fartes e Flávia Alves

vitor112015Na construção da bioeconomia, a capacidade de inovação está no centro das políticas e estratégias. Nas postagens anteriores desta série, discutimos diversas vezes a definição de uma agenda de inovação para a bioeconomia no Brasil, destacando a importância das políticas e das iniciativas estratégicas de uma variedade de atores. Uma conclusão central da nossa visão tem sido que a agenda dos biocombustíveis deve evoluir na direção de incorporar uma lógica de bioeconomia e não se ater apenas a uma lógica ligada ao mercado de combustíveis. Não que essa lógica seja mais simples ou menos desafiadora. Mas a construção da economia biobased que está em curso exige a incorporação de conceitos econômicos, ambientais e sociais que só podem ser atingidos com agendas mais integradoras como as pretendidas pela bioeconomia.

Nesse processo de construção da bioeconomia, como o setor sucroenergético brasileiro, que se tornou uma referência mundial em biocombustíveis, tem visto as suas próprias oportunidades de inovação? Os produtores e os agentes do sistema de produção e inovação sucroenergético reconhecem essas oportunidades? Que dificuldades identificam para explorá-las? Faltam conhecimento e tecnologia? Ou a limitação decorre de um ambiente institucional pouco propício às iniciativas de inovação?

Explorando essas questões, foi defendida recentemente na Escola de Química da UFRJ uma dissertação de mestrado:  Oportunidades de Inovação no Setor Sucroenergético. A dissertação é o resultado da pesquisa de mestrado de Daniella Fartes realizada sob a orientação de José Vitor Bomtempo e Flávia Alves. Discutimos nesta postagem os principais resultados do trabalho.

A pesquisa identificou, com base numa revisão da literatura (estudos de agências governamentais, editais de programas voltados para o setor como o PAISS, artigos científicos e da imprensa especializada), um conjunto de seis oportunidades de inovação que é visto como representativo dos possíveis focos de atenção do setor sucroenergético. As oportunidades exploradas foram: inovações no processo de produção de etanol de primeira geração, co-geração e venda de bioeletricidade, etanol de segunda geração a partir do bagaço e da palha, introdução de novos produtos (plataforma bioquímica), valorização da vinhaça pela produção de biogás e gaseificação de resíduos (bagaço e palha). Foram então selecionados 17 especialistas representativos dos diversos elos do sistema de produção e inovação sucroenergético, incluindo profissionais das usinas, pesquisadores e agentes de governo.  Por meio de entrevistas foram exploradas as visões dos especialistas sobre as oportunidades de inovação previamente identificadas.

O primeiro resultado é o reconhecimento das oportunidades. Nesse ponto, a gaseificação foi excluída pelos entrevistados como uma oportunidade a ser considerada. Identificam-se barreiras de ordem tecnológica que a tornam pouco atrativa e, além disso, o predomínio de uma plataforma baseada em biotecnologia, visto como tendência predominante pelos entrevistados, exclui ou reduz muito um possível interesse pela gaseificação. As demais oportunidades foram reconhecidas como as de maior interesse e atratividade.

Entretanto, a identificação de oportunidades de inovações no processo de produção de etanol de primeira geração foi de certa forma polêmica. Enquanto alguns especialistas consideram a tecnologia madura e com poucas oportunidades de melhora, outros identificam na indústria um nível de engenharia de processos ainda muito abaixo de conhecimentos já bastante difundidos em outras indústrias. Existe nesse ponto uma visão de que não existiriam obstáculos de ordem técnica para essas melhorias por certo incrementais. Foram mencionadas como inovações de interesse no processo de produção de etanol, entre outras, a lavagem a seco da cana, a modificação no processo de extração da moenda para o difusor, a fermentação com linhagens selecionadas de leveduras, a pervaporação através de membranas e a utilização de peneiras moleculares. Algumas dessas inovações vão sem dúvida além de meras inovações incrementais e seriam capazes de permitir um melhor aproveitamento do conteúdo energético da cana-de-açúcar além de reduzir os custos com água, energia e mão-de-obra na usina.

Os desafios para a adoção dessas inovações residiriam principalmente nas competências organizacionais das usinas. Mas o quadro institucional instável tornaria pouco atraente o esforço de realizar essas inovações. O retorno esperado não parece suficiente para mobilizar as usinas.

A  cogeração e venda de bioeletricidade não seria propriamente uma oportunidade de inovação. Mas sua difusão ainda é limitada a cerca de 150 usinas, menos da metade das usinas em operação.

Os especialistas, no entanto, apontaram diversos desafios associados à implantação e melhor exploração dessa oportunidade. Dois comentários dos entrevistados sintetizam os desafios associados à bioeletricidade.

 “Não é só a caldeira que é ineficiente, todo o sistema se desenvolveu ineficiente já que não era para sobrar bagaço. Se você trocar a caldeira, você reduz um problema da eficiência.” (Especialista 1 da área de política).

“Não tem como planejar pensando nesse mercado spot, tem que planejar pensando num preço de contrato onde você tem garantia de poder ter um projeto atraente” (Especialista 1 da área de indústria).

Observa-se que além dos altos investimentos que devem ser feitos tanto interna quanto externamente à usina (conexões com a rede), existem também fatores inibidores de caráter organizacional e político. O primeiro, ainda que com várias dificuldades, poderia ser superado pelas usinas, mas o segundo é um desafio maior e difícil de ser ultrapassado uma vez que envolve atores e instituições fora do domínio da indústria. Assim, o fator decisivo para ampliar a comercialização da bioeletricidade seria a segurança para realização dos investimentos. Uma dinâmica favorável dos leilões de energia não pode, por certo, ser alcançada apenas com os esforços das empresas do setor.

O aproveitamento da vinhaça para a geração de biogás é reconhecido como uma oportunidade de inovação interessante para  valorizar esse volumoso resíduo da produção de etanol. A destinação atual da vinhaça é a fertirrigação, o que tem sido contestado por ser uma utilização não sustentável. A principal alternativa, crescentemente mencionada, é a produção de biogás por biodigestão anaeróbia. Alguns entrevistados mostraram um grande entusiasmo por essa oportunidade:

“Vinhaça, uma ótima oportunidade aí, o potencial de geração de energia é fantástico (…) seria fantástico pegar esse biogás e rodar a frota, o diesel é um fator de consumo muito sério, poderia rodar os caminhões a biogás, fazer o processo para tirar CO2, tirar H2S, talvez liquefazer e levar para trator.”

A vinhaça biodigerida proveniente desse processo, apesar da remoção de grande parte da matéria orgânica, ainda mantém seu potencial fertilizante e pode ser utilizada no cultivo da cana. Em relação ao biogás, várias oportunidades estão associadas à sua utilização dentro das usinas sucroenergéticas, tais como, queima na caldeira para geração de vapor e acionamento da moagem, utilização como combustível veicular para os equipamentos de colheita da cana e acionamento de turbinas a gás conjugada com um gerador elétrico.

Obstáculos tecnológicos para a exploração dessa oportunidade não são considerados de difícil transposição. Mesmo assim, as iniciativas para a exploração da biodigestão da vinhaça são quase inexistentes. Os especialistas tendem a concordar que enquanto a legislação não for mais específica sobre os riscos associados à fertirrigação, essa destinação mais simples e barata da vinhaça vai ser preferida à produção de biogás.

O Etanol 2G, ou etanol de segunda geração, obtido a partir do bagaço e/ou da palha da cana, é sem dúvida a oportunidade mais citada e presente na literatura sobre o futuro do setor. No caso brasileiro, o etanol 2G foi alvo de programa específico PAISS lançado em 2011 em conjunto pelo BNDES e pela FINEP.

Para tratar os materiais lignocelulósicos, no caso o bagaço e a palha, são necessárias etapas preliminares à fermentação dos açúcares, principalmente a etapa de pré-tratamento, para quebra e remoção da lignina e a etapa de hidrólise enzimática, para a quebra das moléculas de celulose e hemicelulose em açúcares fermentáveis de 5 e 6 carbonos, o que pode exigir abordagens tecnológicas próprias. Além disso, no caso da palha, a estruturação da logística de suprimento é mais um ponto a ser considerado. Assim, a produção do etanol 2G exige da usina mudanças tecnológicas e organizacionais importantes.

A produção de etanol 2G, segundo os especialistas, pode propiciar um aumento de produção de etanol em torno de 50-60%, sem aumento da área plantada; permite o aproveitamento da disponibilidade de biomassa não aproveitada, aproximadamente 270-280 kg de bagaço e 140 kg de palha para cada tonelada de cana-de-açúcar, traz uma opção de aproveitamento de bagaço já disponível na usina, além de aproveitar a infraestrutura de equipamentos e utilidades, principalmente na época de entressafra.

Apesar de terem sido identificados diversos fatores tecnológicos, o fator político relacionado à ausência de um incentivo à produção do etanol 2G (tal como uma certificação da planta) foi avaliado como um dos mais relevantes na inibição dessa oportunidade de inovação, como sugere o comentário de um especialista da indústria:

“(…) tem uma curva de aprendizado aí que precisa ser traçada, então talvez você tenha que pleitear algum tipo de apoio governamental exatamente para você conseguir fazer uma implantação inicial e traçar esse período de curva de aprendizado sem muito sofrimento. ”

Os novos produtos derivados da plataforma bioquímica são, com frequência, vistos como uma grande oportunidade a ser explorada pelas biorrefinarias integradas do futuro. Existe uma percepção de que o desenvolvimento da indústria de químicos de origem renovável representa um dos pilares para o sucesso de uma biorrefinaria rentável.

Um amplo conjunto de desafios – tecnológicos, organizacionais e estratégicos – é identificado como obstáculo às inovações de produto: o desenvolvimento das tecnologias de conversão, muitas delas baseadas em biologia sintética, a competitividade com os produtos de origem petroquímica, o desenvolvimento de novos mercados, a definição de um portfólio de produtos e a gestão de produtos de grande volume (biocombustíveis) ao lado de produtos para mercados relativamente pequenos, próximos de especialidades químicas.

Em contraponto a estes desafios, um fator impulsionador que pode ser a forma de enfrentar tamanhas dificuldades seria o interesse de empresas de fora do setor sucroenergético em criar parcerias para aproveitar essas oportunidades de inovação. Isso foi sugerido por um dos especialistas:

“O modelo que vai ficar em pé é provavelmente o modelo misto, onde as usinas talvez não tenham as tecnologias, essas tecnologias são protegidas, e esse modelo misto é uma joint venture.”

A incorporação de competências provenientes dessas parcerias seria a única forma (assumindo a opinião da grande maioria dos especialistas) de criar condições para o desenvolvimento da indústria química de base renovável.

Em conclusão, de um modo geral, pode-se observar que o setor considera como relevantes cinco das seis oportunidades identificadas e submetidas à avaliação dos especialistas, já que a gaseificação foi descartada como oportunidade de interesse na atual visão do setor.  Entre as demais oportunidades, três delas – inovações no processo de produção de etanol de primeira geração, valorização da vinhaça e cogeração/venda de bioeletricidade – representam esforços tecnológicos relativamente simples. O impacto gerado no setor é visto como de baixo a médio.

A implantação e difusão dessas inovações não têm ocorrido de forma ampla, seja por uma avaliação de que os retornos podem não ser compensadores (inovações de processo em etanol de primeira geração), seja pela ausência de um quadro regulatório e institucional que leve os produtores a se sentirem seguros para realizar os investimentos necessários (cogeração e venda de bioeletriciadade) ou a encontrarem restrições às práticas atuais (restrições à fertirrigação levando a investimentos em biodigestão da vinhaça).

Por outro lado, as inovações com maior potencial de transformação  do setor – etanol 2G e novos produtos químicos – exigem esforços tecnológicos de maior peso, incorporando competências tecnológicas fora do alcance atual dos produtores de etanol. A aquisição dessas competências revela-se, portanto, como um desafio organizacional e estratégico de peso para a maioria dos produtores.

Além disso,  devem ser destacadas as competências em inovação de produto que a ampliação do portfólio, incorporando novos produtos químicos, vai exigir de empresas com experiência de comercialização de produtos em mercados tipo commodity, como açúcar e etanol. Decorre daí a perspectiva dos especialistas de que essas inovações dependeriam de iniciativas externas ao setor com a participação de empresas capazes de prover as novas competências.

Tanto no desenvolvimento do etanol 2G quanto nas inovações de produto, os fatores políticos e institucionais revelam-se, mais uma vez, críticos. Mas nesses dois casos, a natureza desses fatores é identificada essencialmente na existência de políticas de inovação, tanto de oferta, como as que foram lançadas pelo PAISS para o etanol 2G e as que o novo programa PADIQ, recém-lançado, para os produtos químicos renováveis, quanto as de demanda que foram explicitamente identificadas como carentes no caso do etanol 2G.

De toda forma, existem oportunidades de inovação para o setor sucroenergético que os especialistas reconhecem e validam. Mas obstáculos de natureza tanto tecnológica quanto institucional devem ser superados. A inserção do setor sucroenergético numa perspectiva de bioeconomia pode ser uma forma de articular essas oportunidades num contexto mais amplo que considere os diversos setores envolvidos e reforce as relações do sucroenergético com esses setores.

Leia outros textos de José Vitor Bomtempo no Blog Infopetro

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