7 4 Classification par modèle de mélange gaussien

Na tabela 10 e na Figura 12 são apresentados, de modo conjunto, os resultados das energias investidas nas diferentes operações de produção agronômica e de processamento industrial das matérias-primas cana-de-açúcar, mandioca e milho, bem como das energias requeridas do etanol produzido em cada uma delas.

Tabela 10. Demonstrativo do envolvimento energético (MJ ha-1) na produção e no processamento de um hectare das matérias-primas cana-de-açúcar, mandioca e milho para a produção de etanol.

Etapa Industrial (MJ t-1) Cana-de-açúcar Mandioca Milho

Desintegração /moagem 61,87 40,72 244,82 Hidrólise/sacarificação/Tratamento do mosto 1.179,54 1.252,63 1.950,35

Fermentação 0,38 2,99 17,97

Destilação 399,28 911,11 1.668,55

Manutenção 0,50 0,81 0,70

Total do consumo industrial (MJ t-1) 1.641,56 2.208,28 3.882,39

Produtividade (t ha-1) 85,00 33,00 6,00

Consumo Industrial por hectare (MJ ha-1) 139.532,21 72.873,09 23.294,34 Etapa agronômica (MJ ha-1) Preparo da área 722,38 1.648,13 762,97 Plantio 329,10 487,10 423,62 Insumos 7.239,00 3.403,46 12.109,29 Condução da lavoura 1.922,35 862,74 1.293,08 Colheita 1.900,77 2.025,34 609,60 Transporte até a indústria 1.729,60 670,56 185,28 Drenagem energética 527,70 431,00 250,00

Total do consumo agronômico (MJ ha-1) 14.370,90 9.528,33 15.633,83 Total agronômico/industrial (MJ ha-1) 153.903,11 82.401,42 38.928,17

Produção estimada de etanol (l ha-1) 7.199,50 6.197,40 1.980,00 Consumo da produção e do processamento

(MJ ha-1) 153.903,11 82.401,42 38.928,17

Energia produzida em etanol (MJ ha-1) 168.288,31 144.864,23 46.282,50 Produção de etanol (l t-1) 84,7 187,8 330 Gasto energético para obtenção de etanol (MJ

l-1) 21,38 13,30 19,66

Índice energético do etanol (MJ l-1) 23, 375 23, 375 23, 375

Balanço energético 1,09 1,76 1,19

Energia investida na producáo e no processamento da matéria-prima e a energia obtida do etanol

153.903,11 168.288,31 144.864,23 82.401,42 46.282,50 38.928,17 0 30.000 60.000 90.000 120.000 150.000 180.000 Consumo de produçao/processamento Produçao de etanol MJ / h a

Cana Mandioca Milho

Figura 12. Demonstrativo gráfico do envolvimento energético (MJ ha-1) na produção e no processamento de um hectare da matéria-prima para a produção de etanol

A cana-de-açúcar, com um rendimento de 85 t ha-1 e uma produção de 7.199,50 litros de etanol, que equivalem a 168.288,31 MJ ha-1, consumiu 153.903,11 MJ ha-1. Ou seja, para produzir 1 MJ de energia foram consumidos, na produção e no processamento da cana-de-açúcar, 0,91 MJ. A mandioca, com um rendimento de 33 t ha-1 e uma produção de 6.197 litros de etanol, que equivalem a 144.864,23 MJ ha-1, consumiu 82.401,42 MJ ha-1. Ou seja, para produzir 1 MJ de energia foram consumidos, na produção e no processamento da mandioca, 0,57 MJ. O milho, com rendimento de 6 t ha-1 e uma produção de 1.980,00 litros de etanol, que equivalem a 46.282,50 MJ ha-1, consumiu 38.928,17 MJ ha-1. Ou seja, para produzir 1 MJ de energia foram consumidos, na produção e no processamento do milho, 0,84 MJ.

Comparando com os dois relatórios, citados anteriormente, um dos EUA (SHAPOURI et al., 2002) e outro da Comunidade Européia (ARMSTRONG et al., 2002), que consideram muitos estudos feitos nos dois continentes, concluíram, respectivamente, que são necessários 0,81 GJ de energia fóssil para a produção de 1.0 GJ de energia na forma de etanol derivado do milho. Entretanto, em pesquisas com biomassas, Pimentel e Patzek (2005) constataram que a produção do etanol que usa a grão do milho requereu 29% a mais de energia fóssil do que a energia do combustível do etanol produzido.

Nos Estados Unidos, Pimentel (2001) calculou que são necessários 1,65 GJ (gigajoules) de energia fóssil para produzir 1,0 GJ de energia na forma de etanol do milho.

Na Tabela 11 e na Figura 13 é apresentado um ensaio do envolvimento energético com os mesmos dados obtidos na produção e no processamento de um hectare de matéria-prima, sem computar o custo energético da cana-de-açúcar nas etapas de tratamento do mosto e da destilação. Esse ensaio promove comparaçoes com estudos anteriores.

Tabela 11. Demonstrativo do envolvimento energético (MJ ha-1) na produção e no processamento de um hectare das matérias-primas cana-de-açúcar, mandioca e milho, para a produção de etanol, sem computar o custo energético da cana-de-açúcar nas etapas de tratamento do mosto e da destilação.

Etapa Industrial (MJ t-1) Cana-de-açúcar Mandioca Milho

Desintegração /moagem 61,87 40,72 244,82 Hidrólise/sacarificação/Tratamento do caldo 0,00 1.252,63 1.950,35

Fermentação 0,38 2,99 17,97

Destilação 0,00 911,11 1.668,55

Manutenção 0,50 0,81 0,70

Total do consumo industrial (MJ t-1) 62,74 2.208,28 3.882,39

Produtividade (t ha-1) 85,00 33,00 6,00

Consumo Industrial por hectare (MJ ha-1) 5.332,70 72.873,09 23.294,34 Etapa agronômica (MJ ha-1) Preparo da área 722,38 1.648,13 762,97 Plantio 329,10 487,10 423,62 Insumos 7.239,00 3.403,46 12.109,29 Condução da lavoura 1.922,35 862,74 1.293,08 Colheita 1.900,77 2.025,34 609,60 Transporte até a indústria 1.729,60 670,56 185,28 Drenagem energética 527,70 431,00 250,00

Total do consumo agronômico por hectare

(MJ ha-1) 14.370,90 9.528,33 15.633,83

Total agronômico/industrial (MJ ha-1) 19.703,60 82.401,42 38.928,17

Produção etanol (l ha-1) 7.199,50 6.197,40 1.980,00 Consumo da produção e do processamento

(MJ ha-1) 19.703,60 82.401,42 38.928,17

Energia produzida em etanol (MJ ha-1) 168.288,31 144.864,23 46.282,50 Produção estimada de etanol (l t-1) 84,7 187,8 330 Gasto energético para obtenção de etanol

(MJ l-1) 2,74 13,30 19,66

Índice energético do etanol (MJ l-1) 23, 375 23, 375 23, 375

Balanço energético 8,54 1,76 1,19

Ene rgia inve stida na producáo e no proce ssamento da maté ria-prima e a e ne rgia obtida do e tanol

168.288,31 19.703,60 82.401,42 144.864,23 38.928,17 46.282,50 0 30.000 60.000 90.000 120.000 150.000 180.000 Consumo de produçao/processamento Produçao de etanol MJ / ha

Cana Mandioca Milho

Figura 13. Demonstrativo gráfico do envolvimento energético (MJ ha-1) na produção e no processamento industrial de um hectare de matéria-prima, sem computar o custo energético da cana-de-açúcar nas etapas de “tratamento do caldo” e da “destilação”.

Em ensaio realizado com os dados da pesquisa (Tabela 11), onde foram abstraídos os custos energéticos da cana-de-açúcar das etapas de tratamento do caldo e da destilação, chegou-se a um balanço energético maior. Diferentemente da cana-de-açúcar, a mandioca e o milho mantêm os mesmos resultados, pois não possuem a possibilidade de contabilizar a energia do bagaço. Com o uso do bagaço da cana-de-açúcar para suprir a energia nas etapas de processamento (tratamento do caldo e destilação), os custos energéticos que eram de 153.903,11 MJ ha-1 foram reduzidos para 19.703,60 MJ ha-1 (Figura 13). Desse modo, o balanço energético que, incluindo os custos energéticos do tratamento do caldo e da destilação, foi de 1,09 (9%), aumentou para 8,54. Ou seja, foram requeridos 8,54 MJ para cada megajoule investido (854%).

Adotando o benefício econômico advindo da queima do bagaço, Urquiaga et al. (2005) determinaram o balanço energético a partir da relação entre a energia no combustível / energia fóssil investida e chegaram a resultados semelhantes (8,06). Ou seja, para produzir 1 MJ de energia, nessa forma, são necessários 0,124 MJ de energia fóssil. Na mesma linha de raciocínio, Machado (1998) relata que muitas usinas com excesso de bagaço estão gerando eletricidade que é vendida para a rede estadual. Segundo ele, se essa energia

excedente for incluída no balanço energético do etanol, o valor do balanço sobe para mais de 10 para 1.

Embora esse modo de interpretar melhore enormemente o balanço energético e a contabilidade econômica adotada pela economia convencional, sublima os custos e os impactos ambientais decorrentes da retirada do material (restos culturais) do agroecossistema e das emissões instantâneas do CO2 para a atmosfera por ocasião da queima do bagaço. Os apontamentos aqui apresentados servem para mostrar que esta pesquisa está estruturada para determinar os dispêndios energéticos de todas as operações de processamento, independente da natureza ou da fonte de energia (bagaço de cana, hidrelétricas, energia nuclear etc.).