Présentation de l’accord

Segundo a ANP – Agência Nacional de Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (2014) o Brasil possui no total 408 usinas produtoras de etanol e açúcar, sendo que dessas 382 usinas possuem autorização pela referida agência (Figura 7). Essas usinas possuem as seguintes capacidades totais para a produção de etanol de primeira geração: 3.690 (Norte), 30.716 (Nordeste), 181.731 (Sudeste), 74.793 (Centro-Oeste) e 18.494 (Sul) [todos os valores são representados em m3 por dia].

FIGURA 7 – Usinas autorizadas pela ANP por região. Fonte: (ANP, 2014).

3 _{Operação capaz de separar dois ou mais compostos presentes em uma mistura líquida que possuam distintas} temperaturas de ebulição, como, por exemplo, o etanol e a água. Nesse caso, o etanol evapora primeiro que a água, ao atingir 78oC, e separa-se do líquido. O vapor é resfriado e recuperado por condensação, obtendo-se o etanol em estado líquido com alto grau de pureza (GRANBIO, 2014).

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Para a produção de etanol 2G, essas usinas fornecerão matérias-primas, como o bagaço e palha da cana-de-açúcar (considerados descartes), para que possa existir um sistema totalmente integrado com a produção de etanol de primeira geração já existente nas usinas, favorendo, a produção de etanol 2G sem que haja um aumento da área de cultivo, proporcionando, assim, uma maior eficiência da matriz energética, reduzindo os desperdícios e aumentando a produção sem exigir mais recursos (SOUZA, 2013a).

Entre 2014 e 2015, entrarão em operação as duas primeiras fábricas brasileiras de etanol 2G, utilizando a celulose como matéria-prima (bagaço e palha de cana-de-açúcar). A primeira que entrou em operação foi uma unidade da GranBio [primeira indústria de etanol celulósico da América Latina] (Figura 8), em São Miguel dos Campos, em Alagoas, com capacidade para 82 milhões de litros anuais, utilizando a tecnologia Proesa® de Beta

Renewables (RENEWABLES, 2014) e conta também com o apoio do BNDES, e de uma série

de empresas, como a Chemtex, DSM, Novozymes e Grupo Carlos Lyra (SIQUEIRA, 2014). No momento, a unidade, orçada em R$ 350 milhões, está em fase de testes, e teve a previsão de entrar em operação no final de 2014 (ZAPAROLLI, 2014). Na GranBio, os planos são de expandir a produção de etanol de segunda geração para um bilhão de litros por ano até 2020, por meio de associações com usinas convencionais para o aproveitamento do bagaço e da palha (Figura 9), e também com o desenvolvimento de uma nova variedade de cana-de- açúcar, com maior potencial energético, batizada pela companhia de cana-energia (Cana

Vertix4), que tem seu primeiro plantio programado para 2015 (SIFAEG, 2014).

FIGURA 8 – Primeira usina de etanol celulósico do Brasil. Fonte: (LANE, 2014).

4 _{É um conceito utilizado para designar variedades de cana-de-açúcar que possuem uma elevada produção de} fibra e baixo teor de açúcar, gerando muito mais biomassa por hectare. Além disso, essas plantas crescem mais rapidamente que as variedades convencionais de cana e são mais resistentes a pragas e ao estresse hídrico (GRANBIO, 2014).

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FIGURA 9 – Palha de cana-de-açúcar sendo estocada para produção de etanol de segunda geração (GranBio). Fonte: (LANE, 2014).

A segunda fábrica a entrar em operação, está orçada em R$ 230 milhões, e pertence a Raízen e está sendo construída em Piracicaba, no interior paulista, ao lado da Usina Costa Pinto, que pertence ao grupo. A nova unidade terá capacidade para produzir 40 milhões de litros por ano. Evandro Curtolo da Cruz, gerente de novas tecnologias da Raízen, informa que a companhia tem planos de erguer mais sete fábricas de etanol celulósico até 2024, todas próximas de usinas convencionais já existentes para facilitar a logística da palha e do bagaço (ZAPAROLLI, 2014).

Com a tecnologia aplicada, o Brasil será o maior produtor de bionegia do mundo, através da biomassa. Cerca de 450 milhões é a quantidade de hectares de terras agricultáveis subutilizadas no Brasil, quantidade muito superior a de qualquer outro país (GRANBIO, 2014). No entanto, a Itália inaugurou, em abril de 2014, a primeira usina no mundo (Usina de Crescentino – Figura 10) com capacidade para produzir comercialmente o chamado etanol celulósico ou etanol 2G, a partir de Julho, utilizando resíduos da agricultura como as matéria- primas palhas de arroz e de trigo e uma espécie de cana gigante conhecida como cana-do- reino (SINDAG, 2014). A estrutura tem capacidade para produzir 75 milhões de litros de etanol celulósico, consome, em média, 270 mil toneladas de matéria-prima por ano. A unidade italiana, até então era a maior do planeta, mas existe uma “corrida global” pelo etanol 2G que ganhará novos contornos com a construção de uma nova planta na China, que será a maior do mundo e contará com a parceria da Novozymes e a Beta Renewables. Com investimentos de U$325 milhões (equivalente a R$ 732 milhões), a nova usina ficará pronta

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até o final de 2016 na cidade de Fuyang e processará entre 970 mil e 1,3 milhão de toneladas de biomassa por ano (matéria-prima a ser definida). Esta fábrica de etanol 2G terá capacidade para processar quatro vezes mais, aproximadamente, 235 milhões de litros de etanol celulósico por ano de matéria-prima, que a usina italiana e número quase três vezes superior à capacidade projetada para a usina da GranBio, em Alagoas/Brasil (SIQUEIRA, 2014).

FIGURA 10 – Fotos da Usina de Crescentino em operação na Itália.

(A) Visão geral noturna da usina; (B) Matéria-prima (resíduos de biomassa) sendo estocada; (C e D) Matéria- prima sendo processada; (E) Etanol 2G pronto para ser comercializado.

Fonte: (SIQUEIRA, 2014).

Cellic® CTec3 deve ser a enzima adotada nos projetos brasileiros de etanol celulósico

já anunciados pela GranBio e a Raízen (SCHARR, 2013). Cellic® CTec3 é um coquetel

enzimático produzido pela empresa baseada em biotecnologia (com sede na Dinamarca,

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produção de biocombustíveis a partir da biomassa (NOVOZYMES, 2014). Esse coquetel é composto de enzimas como: celulases (incluindo GH61 e β-glicosidases), bem como uma nova gama de atividades de hemicelulases, que são responsáveis em converter as fibras de celulose e hemicelulose em açúcares fermentacíveis, como glicose e xilose (NOVOZYMES, 2014; SCHARR, 2013). Não é divulgado pela empresa de qual ou quais micro-organismos são obtidos essas enzimas.

A levedura tradicionalmente usada na fermentação alcoólica da sacarose na primeira geração não é eficiente para processar outros açúcares contidos na cana, como a xilose – monossacarídeo do tipo aldopentose – um dos principais constituintes da biomassa. E é este açúcar que está no alvo da GranBio. Trata-se da “linhagem RN1016 de Levedura

Saccharomyces cerevisiae”, que será importante para fermentar açúcares de 5 carbonos, como

a xilose e a arabinose, além da tradicional glicose de 6 carbonos (SCHARR, 2014). De acordo com o Relatório de Biossegurança da linhagem RN1016 de Levedura S. cerevisiae para produção de etanol, produzido pela BioCelere Agroindustrial Ltda., (PEREIRA et al., 2013, p. 32) determina que:

A Levedura S. cerevisiae cepa RN1016 expressa o gene XylA, codificador da enzima xilose isomerase. Este gene é oriundo do micro-organismo não patogênico

Piromyces sp., e catalisa a conversão de D-xilose em D-xilulose. Além da inserção

do gene XylA, outros genes endógenos da levedura, que participam do metabolismo de açúcar, tiveram sua expressão aumentada com a finalidade de tornar mais eficiente o processo fermentativo de carboidratos, especialmente de 5 carbonos. Este aumento de expressão se deu através da utilização de promotores constitutivos da própria levedura. Estes genes são: XKS1 (codificador de uma xiluloquinase), TAL1 (codificador de uma transaldolase), TKL1 (codificador de uma transcetolase), RPE1 (codificador de uma D-ribulose-5-fosfato epimerase) e RKI1 (codificador de uma ribose-5-fosfato ceto-isomerase). A linhagem RN1016 ainda apresenta a deleção do gene GRE3 (codificador de uma aldose redutase), visto que esse gene é responsável pela produção de xilitol a partir da xilose, diminuindo o rendimento de etanol.A Figura 11 demonstra de maneira simplificada a conversão de xilose em etanol.

FIGURA 11 – Via metabólica simplificada de conversão de xilose em etanol.

XylA: xilose isomerase; XKS1: xiloquinase; PPP: via das pentose fosfato (Pentose Phosphate Pathway), representado pelos genes TAL1, TKL1, RPE1 e RKl1.

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A Figura 12 resume todo o processo para transformar resíduos agrícolas, como palha e bagaço de cana-de-açúcar, em combustível (etanol de segunda geração) pela GranBio.

FIGURA 12 – Etapas do processo de produção do etanol celulósico. Fonte: Adaptado de (PEREIRA et al., 2013).

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Segundo Scharr (2013), outras empresas são destaques em fornecer enzimas para a produção de etanol celulósico, como: Codexis/EUA (A empresa produz um pacote de enzimas com atividade de celulase chamado "CodeXyme" e está desenvolvendo o produto para atender às exigências técnicas de processos de etanol celulósico da Shell); Dyadic/EUA (A empresa desenvolveu o que chamou de tecnologia de plataforma "C1" – esta é uma cepa do fungo chamado Chrysosporium lucknowense, originário da Rússia e cresce em solo alcalino, que pode crescer em condições extremas); Genencor/EUA (A empresa desenvolveu uma enzima chamada "Accellerase 1000", com várias atividades enzimáticas provenientes de uma mistura de diferentes tipos de enzimas, principalmente exoglucanase, endoglucasnase, hemicelulase e β-glicosidase; depois desenvolveu "Accellerase 1500", uma versão melhorada da enzima, a partir de uma cepa geneticamente modificada de Trichoderma reesei (DUPONT, 2013)).

A tecnologia da Accellerase® será utilizada pela usina de etanol 2G da DuPont em Nevada/EUA, no estado de Iowa, que começou a ser construída em 2012 e teve sua previsão de iniciar em escala comercial no ano de 2014. O potencial estimado da estrutura é de 113 milhões de litros por ano. A palha de milho será fornecida por, aproximadamente, 500 agricultores, que estão localizados dentro de um raio de 48 km em torno da usina. O Estado de Iowa é o maior produtor de milho dos Estados Unidos. Outras três usinas dedicadas à produção de etanol celulósico também teve previsão de iniciar as suas atividades em 2014 (UNICA, 2014). Portanto, o ano de 2014 foi um marco tanto para o Brasil como para os Estados Unidos para iniciar as operações das primeiras usinas destinadas à produção de etanol celulósico, ou de segunda geração em escala comercial.