Energy Return on Investiment (EROI) aplicado ao fluxo de produção do etanol de cana-de-açúcar para uma usina autônoma

Julio Cesar Marques – Engenheiro Mecânico, Mestre em Energia, Professor do Centro Universitário UNIFAAT Sérgio Ricardo Lourenço – Engenheiro de Produção Metalúrgica, Doutor em Engenharia Química,
Professor associado da Universidade Federal do ABC

RESUMO: Nos últimos anos, a intensificação da utilização de fontes renováveis de energia se apresenta em destaque em todas as agendas de países desenvolvidos e em desenvolvimento. O principal motivo desta busca por fontes renováveis se caracteriza pela necessidade de uma redução da dependência de combustíveis fósseis. Os fatores que influenciam essa intensificação do uso de fontes renováveis se apresentam basicamente em função da redução da emissão de gases de efeito estufa, motivos geopolíticos e segurança energética. Países membros da Organização para a Cooperação e Desenvolvimento Econômico (OCDE) apresentam um crescimento significativo da utilização de biocombustíveis em substituição aos combustíveis derivados do petróleo, predominantemente no Estados Unidos da América (EUA) e na União Europeia (UE). No momento, o Brasil busca a adesão à OCDE. Entretanto, deve ser destacado que foi o pioneiro no desenvolvimento de um setor nacional de biocombustíveis economicamente competitivo, baseado principalmente na cana- de-açúcar. O etanol de cana está se tornando cada vez mais importante para a matriz energética mundial. Isso se deve ao seu caráter renovável e ao seu uso em larga escala no setor de transportes, competindo diretamente com combustíveis fósseis, principalmente gasolina e diesel. Os principais problemas competitivos entre os biocombustíveis e os correspondentes combustíveis fósseis são: custos de produção, logística de distribuição e eficiência no uso final. Desta forma, o problema a ser tratado neste artigo é o de determinar o EROI – Energy Return on Investiment no fluxo de produção de etanol de cana-de- açúcar de primeira geração, com base na relação entre a matéria- prima desta fonte de energia e na medição do consumo energético no fluxo de energia, em termos de entrada e saída de energia de cada limite de controle. Análise realizada neste artigo para a obtenção do EROI no fluxo de produção
do etanol apresenta resultados satisfatórios, demonstrando que o valor do EROI se encontra entre 6,11 a 4,77.

INTRODUÇÃO

O etanol brasileiro, feito de cana-de-açúcar, tem sido apontado como o substituto mais eficiente da gasolina disponível comercialmente. Entretanto, como acontece com qualquer outro produto bioenergético, a produção do etanol requer insumos de combustíveis fósseis. Desta forma, os supostos benefícios da segurança energética e da mitigação de carbono dependem do quanto esses insumos são capazes de gerar um rendimento substancial.
O fluxo de produção do etanol de cana-de-açúcar se caracteriza por possuir quatro etapas para estudos energéticos, denominados: etapa cana-de-açúcar; etapa agrícola; etapa industrial e etapa de distribuição.

A etapa cana-de-açúcar (EC) refere- se à energia disponível na própria cana de açúcar, a etapa agrícola (EA) trata do consumo energético que ocorre nesta etapa, que envolve as fases de preparo do solo e trato culturais, colheita e transporte até a usina. Estas atividades são caracterizadas por alto consumo de combustíveis fósseis, que implica em alto consumo de energia. Dentre as atividades de maior consumo de energia dever ser destacada a atividade de colheita mecanizada. A etapa industrial (EI) retrata o consumo energético durante a fase de produção do etanol na usina sucroalcooleira ou também chamada de indústria, que compreende desde a atividade de recebimento e preparo da cana até a obtenção do etanol. Nesta etapa se destaca o processo de moagem, que gera como resíduo o bagaço de cana, resíduo utilizado no processo de cogeração de energia nas usinas produtoras de etanol, atividade esta responsável por gerar energia elétrica e térmica para o processo produtivo, disponibilizando o excedente de energia elétrica para ser comercializado junto às distribuidoras. E, por fim, a etapa de distribuição (ED) diz respeito ao consumo energético para distribuição do etanol, ou seja, o transporte e armazenamento do etanol da usina produtora até os pontos de consumo. Porém, deve ser ressaltado que no Brasil esta atividade ocorre basicamente por meio de modais rodoviários.

O detalhamento do fluxo de produção do etanol está associado ao tipo de planta que irá processar a cana-de-açúcar. Existem três principais tipos de plantas produtoras de açúcar e etanol a partir da cana de açúcar no Brasil: usinas produtoras de açúcar, destilarias autônomas para produção de apenas etanol e usinas integradas para a produção conjunta de açúcar e etanol.

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