İlahi Fiiller ve Beşeri Ameller

A transformação de uma economia baseada em unidade exportadora de

commodites, em uma economia baseada em arranjos produtivos dedicados à

fabricação de produtos de alto valor agregado requer elevado esforço de coordenação entre diversas atividades. Este trabalho buscou contribuir com essa transformação, estudando a utilização de uma usina de cana-de-açúcar, como plataforma para uma biorefinaria.

Considerando os objetivos propostos, no trabalho, foram obtidas as seguintes conclusões:

− Devido ao baixo custo do açúcar da cana e a disponibilidade de fibra para geração de vapor e energia elétrica, uma usina produtora de açúcar e etanol e energia é uma plataforma adequada para a introdução de novos processos de conversão da biomassa. A operação de forma sazonal, devido ao período de safra da cana, é um importante obstáculo que precisa ser equacionado para implantação desses processos;

− Foram identificados os candidatos mais promissores para serem utilizados como blocos de construção para fabricação de produtos de alto valor agregado. Alguns deles como o próprio etanol, o ácido cítrico, a lisina e o sorbitol já são fabricados no Brasil pelas usinas. Além dos produtos já citados, com base no grau de maturidade das tecnologias e na análise de artigos e patentes sobre aplicações dos produtos, o ácido lático, o ácido itacônico e o PHB foram destacados como produtos promissores;

− Considerando o etanol como bloco de construção, o déficit de monoetilenoglicol e butadieno, no Brasil, pode ser uma oportunidade de fortalecimento da alcoolquímica no país;

− A partir da análise dos fatores de competitividade das empresas, foram identificados alguns requisitos importantes para o desenvolvimento de uma biorefinaria com base na cana-de-açúcar. A escala de produção de 15.000 TCD se mostrou apropriada para fornecimento de açúcares para as atuais tecnologias de aproveitamento de sacarose utilizadas no país. Para o desenvolvimento da cadeia alcoolquímica com base em eteno, entretanto, escalas iguais ou superiores a 30.000TCD são mais adequadas. O

aproveitamento do palhiço é fundamental para oferta de combustível para geração de vapor e energia o ano inteiro. Para isso, as usinas que colhem a cana mecanicamente e estão equipadas com sistemas de limpeza a seco, preparo e trituração de palhiço terão mais facilidades para receberem unidades de biorefino. No contexto de uma biorefinaria, a busca por redução de estoques e aumento no fator de utilização dos equipamentos tem grande relevância. No curto prazo, a integração da cana com sorgo sacarino e a cultura do eucalipto, foram consideradas tecnologias promissoras.

− O uso de sistema de água gelada para controle de temperatura da fermentação, foi considerado um requisito técnico importante à manutenção dos processos fermentativos para produção de etanol na entressafra;

− Com base no estudo de caso, foi sugerida uma estratégia de modulação das unidades, iniciando com o sistema de recepção, preparo e extração, tratamento de caldo e destilaria de uma usina autônoma. Na medida em que o processamento de cana se aproxima da capacidade de projeto dos equipamentos de fermentação e destilação, novas unidades vão sendo adicionadas de forma a compatibilizar o consumo de açúcares na biorefinaria com o aumento de oferta dos mesmos. Essa forma de implantação do complexo, além de proporcionar uma curva de investimentos mais suave, também permite concluir o projeto com produtos convencionais (etanol e açúcar) em caso de alterações significativas nas premissas que nortearam a decisão de implantação da biorefinaria;

− Como forma de sistematizar o fluxo de informações para identificação da oportunidade de implantação da biorefinaria, foi sugerida a adoção de padrões internacionais de condução de projetos;

− A produção de soja, na reforma de cana, é uma prática com potencial de considerável redução nos custos de plantio da cana. O volume produzido, entretanto, é insuficiente para justificar a implantação de uma unidade de extração. Caso exista disponibilidade de soja na região de implantação da biorefinaria, uma unidade de extração de óleo de soja com capacidade de esmagamento de 500.000t/ano e uma de produção de biodiesel de 100.000t/ano podem ter as demandas energéticas atendidas pela queima de bagaço e palhiço.

Com base nos indicadores econômicos obtidos no estudo de caso, a biorefinaria com produção de etanol, açúcar, ácido cítrico e levedura adicionou valor para os acionistas quando comparada com uma usina autônoma de mesma capacidade de processamento de cana.

5.1 Restrições e Limitações

Algumas premissas adotadas podem alterar significativamente as conclusões do estudo de caso. A primeira delas é que não foi realizado um estudo consistente de mercado dos produtos desenvolvidos na biorefinaria. As premissas comerciais consideraram preços atuais orientados para exportação. Os custos de armazenamento, comercialização e, principalmente, logísticos também não foram incluídos na análise uma vez que a localização da unidade não foi definida. Também forma adotas hipóteses simplificadoras sobre os níveis de pressão e temperatura das utilidades demandadas em cada processo.

Com relação à prospecção de utilização de tecnologias avançadas é importante ressaltar que para introdução das mesmas existe um grande esforço de pesquisa e desenvolvimento, levando grandes incertezas com relação à viabilidade econômica das alternativas citadas.

5.2 Sugestões para pesquisas posteriores

Neste trabalho, foram identificadas questões que merecem aprofundamento em trabalhos futuros para contribuir com o desenvolvimento das biorefinarias. Estes temas são apresentados a seguir:

− Realização de análise de competitividade dos produtos oriundos dos diversos blocos de produção levantados neste trabalho;

− Realização de estudos de integração vertical das diferentes cadeias de blocos de construção em uma usina;

− Identificação da escala econômica de produção dos químicos intermediários e dos produtos finais obtidos pelos blocos de construção identificados neste trabalho;

− Realização de análise econômica comparativa para determinar em que casos a produção de derivados de eteno verde, em uma usina, é mais competitiva que a produção de eteno verde nas petroquímicas;

− Realização de estudo de mercado para análise de viabilidade econômica da produção de PHB;

− Análise do impacto dos diferentes sistemas de extração na utilização do bagaço para produção de açúcares;

− Análise do impacto dos diferentes sistemas de extração no processamento do sorgo sacarino;

− Realização de estudos de extração de óleo de soja, utilizando etanol como solvente;

− Realização de estudo dos requisitos de uma caldeira para utilização de bagaço, palhiço de cana, bagaço e palhiço de sorgo, eucalipto e lignina;

− Realização de estudo da cadeia de produção de produtos aromáticos com base na lignina;

− Realização de estudo dos requisitos de flexibilidade de uma unidade de produção de etanol de segunda geração para processamento de bagaço e palha de cana, bagaço e palha de sorgo e eucalipto como matéria-prima;

− Realização de estudo sobre o uso de novos materiais para aumento das horas de operação do sistema de trituração de palhiço;

− Desenvolvimento de modelos com os custos e rendimentos para produção dos blocos de construção, químicos intermediários e finais, de forma a permitir o uso de programação linear para escolha de processos de biorefino;

− Realização de estudos sobre a produção de hidrogênio em pequena escala, via reforma a vapor de biogás, eletrólise ou biodigestão anaeróbica de resíduos para facilitar a introdução em usinas de processos que demandem hidrogênio;

− Análise de capacidade de oferta de proteína animal, utilizando rações compostas por farelo de soja, levedura, lisina, bagaço hidrolisado e melaço;

− Análise da flexibilidade dos processos de biorefino, utilizando opções reais;

− Análise comparativa das alternativas de produção de água gelada, usando chiller de absorção, compressores elétricos ou ejetores.