Apesar do alto potencial nos efeitos no clima, os resultados também revelam que a viabilidade depende de novos mecanismos de incentivo econômico e regulatório.
Estudo de cientistas da Embrapa Meio Ambiente (SP) e da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) mostra que a adoção de tecnologias promotoras de emissão negativa é capaz de transformar radicalmente a pegada de carbono do etanol brasileiro, reduzindo-a a patamares próximos de zero ou até mesmo negativos.
A pesquisa avaliou como a integração de bioenergia com captura e armazenamento de carbono (no inglês, Bioenergy with Carbon Capture and Storage – BECCS) e com a aplicação de biochar (ou biocarvão) em áreas agrícolas poderiam ampliar os ganhos ambientais do RenovaBio, política nacional de biocombustíveis lançada em 2017. Apesar do alto potencial nos efeitos no clima, os resultados também revelam que a viabilidade depende de novos mecanismos de incentivo econômico e regulatório.
O BECCS é uma tecnologia que captura o carbono biogênico, de origem vegetal, emitido na produção de etanol e energia em usinas de cana-de-açúcar. Durante a fermentação do caldo e a queima do bagaço e da palha para gerar vapor e eletricidade, há liberação de CO₂, que pode ser capturado e injetado em formações rochosas subterrâneas não porosas, onde permanece armazenado de forma segura. O processo, ainda caro e complexo, exige prospecção geológica e infraestrutura adequada. No Brasil, a Usina FS é pioneira na aplicação do BECCS, iniciativa que reforça o papel dos biocombustíveis na redução das emissões e na transição para uma economia de baixo carbono.
Trata-se de uma tecnologia que combina a geração de energia a partir de biomassa com a captura e o armazenamento geológico do CO₂ emitido no processo (nesse caso, em uma usina de cana-de-açúcar). Já o biochar, ou biocarvão, é um material vegetal — como o bagaço de cana — submetido à pirólise, processo de aquecimento com pouco oxigênio que o transforma em uma estrutura sólida e estável de carbono. Aplicado ao solo, o biochar melhora suas propriedades físicas e atua como um reservatório de carbono de longa duração, ajudando no sequestro de CO₂ e na sustentabilidade agrícola.
Baseando-se na metodologia oficial do programa, a intensidade de carbono (IC) do etanol hidratado brasileiro é de cerca de 32,8 ramas de dióxido de carbono equivalente por megajoule (gCO₂e/MJ), medida que expressa o total de gases de efeito estufa emitidos adotando o CO2 como unidade padrão.
Caso o BECCS fosse incorporado na etapa de fermentação, o índice poderia cair para +10,4 gCO₂e/MJ. A aplicação de biochar nos canaviais, na proporção de uma tonelada por hectare, reduziria o valor para +15,9 gCO₂e/MJ, explica Lucas Pereira, pesquisador associado à equipe de Avaliação de Ciclo de Vida da Embrapa Meio Ambiente. “Em cenários mais ambiciosos, a captura de carbono também durante a combustão da biomassa permitiria resultados negativos, alcançando –81,3 gCO₂e/MJ,” relata Pereira.
O resultado de ambos – BECCS e biochar – evita que o carbono retorne à atmosfera. O biochar é um insumo agrícola obtido do aquecimento de biomassa vegetal, formando um material estável que, ao ser aplicado ao solo, mantém o carbono fixado. Já no BECCS, o CO₂ emitido nas caldeiras e na fermentação é capturado e injetado sob pressão em formações geológicas no subsolo.
Apesar da relevância, nenhuma das mais de 300 usinas certificadas pelo RenovaBio adota hoje essas tecnologias. O principal entrave está nos custos: enquanto os créditos de descarbonização (CBIOs), negociados em bolsa, giram em torno de US$ 20 por tonelada de CO₂, os custos estimados de BECCS variam entre US$ 100 e US$ 200/tCO₂ até meados do século. Já o biochar, com benefícios comprovados de sequestro de carbono no solo, custa em média US$ 427 por tonelada.
Bioenergia com captura e armazenamento de carbono: captura em duas frentes
De acordo com Nilza Patrícia Ramos, pesquisadora da Embrapa Meio Ambiente, o estudo analisou duas frentes de aplicação do armazenamento de carbono na cadeia de etanol: durante a fermentação alcoólica e na geração de eletricidade a partir de bagaço e palha.
“A fermentação se mostra a opção mais promissora, já que o CO₂ emitido nesse processo é relativamente puro e tecnicamente mais fácil de capturar. A captura na combustão, embora capaz de gerar emissões negativas em larga escala, esbarra em custos muito mais altos e em desafios de infraestrutura, como transporte e armazenamento geológico do carbono”, disse Ramos.
Ainda que já existam plantas-piloto testando o armazenamento de carbono em usinas de etanol de milho no Brasil, nenhuma unidade sucroenergética opera com a tecnologia. Os especialistas apontam que é necessário mapear formações geológicas adequadas para o armazenamento permanente do CO₂ e garantir a segurança contra vazamentos.
A segunda tecnologia avaliada, o biochar, é um produto da pirólise de resíduos como palha e bagaço. Quando aplicado ao solo, destaca Cristiano Andrade, pesquisador da Embrapa Meio Ambiente, ele atua como corretivo agrícola e pode sequestrar carbono de forma estável por décadas. A pesquisa considerou duas taxas de aplicação: 1 t/ha, compatível com a rotina atual das usinas, e 4 t/ha, que seria o limite viável diante da disponibilidade de resíduos. Cada tonelada de biochar pode representar o sequestro de 1,42 tCO₂e.
Além do sequestro direto, o pesquisador esclarece que o biochar pode melhorar a fertilidade do solo e reduzir emissões de óxido nitroso (N₂O), gás de efeito estufa muitas vezes mais potente que o CO₂. No entanto, experimentos de curta duração mostram que, em alguns casos, as emissões de CO₂ podem aumentar após a aplicação, além do efeito negativo na fertilidade, em usos excessivos.
Comparação com gasolina e veículos elétricos
Para dimensionar o impacto, os pesquisadores compararam os cenários dos veículos movidos a etanol, a gasolina e elétricos, usando dados do Programa Brasileiro de Etiquetagem Veicular (PBEV) e do banco internacional ecoinvent. Mesmo sem tecnologias de emissão negativa, o etanol de cana, sendo biogênco, apresenta menor intensidade de carbono que a gasolina, de origem fóssil. Com a adoção de BECCS e biochar, a diferença se amplia e, em alguns cenários, o etanol pode apresentar desempenho ambiental comparável ou até superior ao de veículos elétricos carregados com eletricidade média do sistema brasileiro.
O RenovaBio foi criado para estimular a produção de biocombustíveis com baixa emissão de gases de efeito estufa (GEE) por meio da emissão do CBIO – ativo ambiental comercializado em bolsa de valores – que cuja unidade equivale a uma tonelada de CO₂ evitada. Os créditos são adquiridos por distribuidoras de combustíveis fósseis para compensar suas emissões, criando um mercado regulado.
Embora o programa já tenha consolidado um incentivo financeiro, ele pode não ser suficiente para viabilizar tecnologias caras como a captura e armazenamento de carbono e biochar. A pesquisa sugere que políticas complementares, linhas de financiamento e a participação no mercado voluntário de carbono (VCM) serão cruciais para destravar esses investimentos. Em países como os Estados Unidos, por exemplo, o crédito tributário 45Q remunera projetos de captura de carbono com até US$ 180/tCO₂, valor muito acima da média praticada no Brasil.
Se implementadas em larga escala, as tecnologias poderiam gerar ganhos expressivos. O estudo estima que a combinação de armazenamento de carbono (fermentação e combustão) e biochar em todas as usinas certificadas poderia resultar em até 197 MtCO₂e em créditos de carbono, o equivalente a 12% de todas as emissões brasileiras em 2022. O cenário mais viável, com BECCS aplicado apenas na fermentação, capturaria cerca de 20 MtCO₂e/ano, uma média de 75 kt por usina.
O impacto seria decisivo para o cumprimento das metas climáticas brasileiras, que preveem reduzir as emissões líquidas para 1.200 MtCO₂e até 2030 — cerca de 500 Mt a menos do que em 2022.
Desafios para avançar
Apesar do otimismo, os autores alertam para lacunas importantes. A maior parte das usinas ainda apresenta fragilidades no inventário de dados agrícolas, o que pode levar a superestimativas ou subestimativas das emissões. Além disso, a análise de mudanças no uso da terra, central para a sustentabilidade da bioenergia, ainda carece de maior detalhamento.
O estudo reforça, contudo, que o Brasil tem condições de liderar a transição para combustíveis de “emissão negativa”. Segundo maior produtor mundial de etanol e biodiesel, o país dispõe de infraestrutura agrícola e industrial robusta e de políticas já consolidadas, como o RenovaBio.
Na avaliação dos pesquisadores, o etanol brasileiro já ocupa posição de destaque como combustível de baixo carbono, mas poderia dar um salto qualitativo com a adoção de tecnologias de “emissão negativa”. Isso colocaria o país na vanguarda da transição energética global, disputando espaço não apenas com fósseis, mas também com veículos elétricos e hidrogênio verde.
Para que isso ocorra, será necessário equilibrar inovação tecnológica, mecanismos econômicos e políticas públicas mais ambiciosas. O futuro do etanol, conclui o estudo, dependerá menos da disponibilidade técnica e mais da capacidade de o Brasil articular incentivos econômicos que tornem o carbono negativo um ativo competitivo no mercado internacional.
Artigo
O artigo, de autoria dos pesquisadores Lucas Pereira, Marília Folegatti, Nilza Patrícia Ramos, Cristiano Andrade, Anna Pighinelli, da Embrapa Meio Ambiente, e Rosana Galindo e Joaquim Seabra, da Unicamp, foi publicado na ScienceDirect e pode ser acessado aqui.
Fonte: Embrapa
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ℹ️ Conteúdo publicado por Myllena Seifarth sob a supervisão do editor-chefe Thiago Pereira
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