Produção de acetato de etila em biorrefinaria: uma análise de viabilidade

O estudo aqui apresentado tem como objetivo mostrar que a competitividade da indústria química brasileira pode ser revista por meio do desenvolvimento da área química a partir dos recursos naturais renováveis e de alto desempenho de produtividade, aqui representado pela cana-de-açúcar. A base deste estudo analisa a competitividade econômica da produção do acetato de etila, utilizando o etanol como única matéria-prima, sendo o Brasil um grande exportador e, ao mesmo tempo, detentor de um mercado interno forte quando comparado a outros países desenvolvidos. O acetato de etila exportado representou 52% da capacidade nominal instalada no Brasil no ano de 2008. No Brasil existem três ofertantes, mas apenas um produtor é exportador. Todos usam a esterificação como tecnologia de produção, via reação do ácido acético e etanol, sendo o ácido acético largamente importado. O estudo tem como premissa que a competitividade do acetato de etila no Brasil seja dada pelo etanol, que aqui é produzido pela fermentação do caldo de cana-de-açúcar. Já a tecnologia de esterificação é conhecida e de domínio público mundial, e o ácido acético é uma commodity petroquímica com preço referenciado globalmente. Argumenta-se neste trabalho que a competitividade do acetato de etila decorre da linkage com a produção de etanol de cana-de-açúcar, o que coloca o Brasil como grande potencial exportador desse produto. Utilizando a tecnologia de desidrogenação do etanol, pode-se obter acetato de etila utilizando-se apenas o etanol como matéria-prima, reduzindo-se assim a necessidade de importação de ácido acético, que representaria redução anual do déficit da balança comercial petroquímica brasileira em aproximadamente meio bilhão de dólares e, ademais, permitindo que o acetato de etila produzido no Brasil seja ainda mais competitivo. A partir deste estudo é possível avaliar, por analogia, a competitividade de outros produtos químicos produzidos a partir da matriz cana-de-açúcar, tais como eteno, lubrificantes, plásticos etc. Tal caminho permite criar um novo marco para a indústria química brasileira, com consequente redução da dependência de petróleo e gás natural.

Competitividade dos biocombustíveis no Brasil: uma comparação entre os principais biocombustíveis etanol e biodisel

As preocupações mundiais com o aquecimento global e os efeitos nocivos da utilização de combustíveis fósseis têm fomentado a busca por novos modelos energéticos, baseados em fontes limpas e renováveis, com destaque para os biocombustíveis. Sem menos importância, o esgotamento das reservas mundiais de matérias-primas fósseis, somado às instabilidades geopolíticas nas principais regiões produtoras, impulsionam, cada vez mais, o desenvolvimento destes novos modelos. Neste cenário, o Brasil tem papel de destaque. Líder mundial na produção e consumo de etanol à base de cana-de-açúcar, o país iniciou, em 2005, a inclusão de mais uma fonte de energia renovável em sua matriz energética: a mistura do biodiesel no diesel mineral. O presente trabalho tem como objetivo analisar a competitividade dos principais biocombustíveis brasileiros: o etanol e o biodiesel. Em primeiro lugar, estes produtos foram analisados quanto às suas principais características; em segundo, avaliou-se a competitividade econômica destes combustíveis frente a seus produtos substitutos diretos derivados do petróleo. Finalmente, foram analisados os benefícios (tangíveis e intangíveis) inerentes à utilização dos biocombustíveis, e como estes intangíveis deveriam ser precificados, como forma de atribuir um prêmio aos benefícios que trazem ao meio-ambiente e à sociedade. Esta dissertação pretende servir de base para uma avaliação mais profunda da real competitividade econômica dos biocombustíveis frente aos combustíveis derivados do petróleo, além de colocar em cheque as principais análises atuais e críticas sobre a utilização destes produtos. Além disso, o presente trabalho visa avaliar o potencial e as limitações da produção dos biocombustíveis no Brasil.

Co-evolução dos componentes do marco institucional e das trajetórias de acumulação de capacidades tecnológicas no setor de agro-energia (etanol) no Brasil (1970-2009)

Esta dissertação centra-se no exame da evolução dos componentes do marco institucional em associação com as trajetórias de acumulação de capacidades tecnológicas de produção e inovação em setores à base de recursos naturais em economias emergentes. Esse relacionamento é examinado no setor de etanol brasileiro, no período entre 1970 e 2009. O marco institucional é operacionalizado à base das macro-instituições (os regimes complexos constituídos por políticas públicas), meso-instituições (as relações políticas e estruturas burocráticas) e as instituições baseadas em conhecimento (os institutos de pesquisa e as universidades). As trajetórias de acumulação de capacidades tecnológicas são examinadas à base de níveis de inovação. A dissertação baseia-se em um estudo de caso em nível setorial. Além disso, o estudo baseia-se em evidências obtidas a partir de fontes diversas, em nível de indústria, em documentos governamentais e também em evidências secundárias em nível de empresa. Os principais resultados desta dissertação são os seguintes: (1) O setor de etanol atingiu níveis inovadores de capacidade tecnológica nas duas funções analisadas. Numa escala de 1 a 5, o setor adquiriu, durante o 1º período (1970-1989), capacidades tecnológicas industriais (produto e processo) no Nível 3 e, durante o 2º período (1990-2009), o setor de etanol acumulou capacidades tecnológicas industriais no Nível 5. No tocante à acumulação de capacidades tecnológicas na área agrícola (matéria-prima), durante o 1º período, o setor adquiriu capacidades tecnológicas no Nível 4 e apenas no período seguinte atingiu o Nível 5. (2) As instituições desempenharam um papel relevante sobre as trajetórias de acumulação de capacidades tecnológicas no setor de etanol brasileiro. Entre elas destaca-se às atividades de P&D desenvolvidas em instituições baseadas em conhecimento, que acumularam capacidades tecnológicas de produção e inovação, compartilhadas com as empresas. (3) Entretanto, o estudo aponta para algumas vulnerabilidades do setor de etanol brasileiro no que se refere a sua capacidade de sustentar o seu desempenho inovador. Entre elas destaca-se: (1) grande parte das atividades inovadoras em nível de P&D é realizada a base de arranjos externos, com pouco esforço de atividades realizadas a partir das empresas; (2) apesar do enorme esforço governamental para desenvolver o setor, esse está direcionado (locked-in) à trajetória de acumulação de capacidades tecnológicas de etanol de 1ª geração; (3) os componentes do marco institucional incentivaram as atividades de pesquisa em universidades e institutos de pesquisa, em nível de bancada, que resultaram em invenções e projetos experimentais; (4) as condições favoráveis de mercado, a grande disponibilidade de cana-de-açúcar e a flexibilidade de produção de etanol/álcool contribuíram para a acomodação do setor de etanol, ou seja, parece haver uma zona de conforto no setor. Desta forma, as evidências alertam sobre a necessidade de investimentos em atividades inovadoras de P&D dentro das empresas (foco em inovações, riqueza e na diversificação para outros setores). Portanto, os resultados desta dissertação permitem apontar sugestões para gestores governamentais. As novas políticas públicas podem: (1) redirecionar as estratégias de acumulação de capacidades tecnológicas inovadoras, fortemente focadas na sustentação das trajetórias de acumulação de capacidades tecnológicas para produzir etanol de 1ª geração; (2) impulsionar a acumulação de capacidades tecnológicas de produção e inovação na trajetória emergente para produzir etanol de 2ª geração, atualmente em nível experimental e largamente desenvolvida dentro das instituições baseadas em conhecimento, e para diversificar os produtos para novos setores e linhas de negócio. Os resultados desta dissertação também sugerem aos gestores de empresas no setor brasileiro de etanol: (1) reformular as estratégias empresariais com a finalidade de expandir as atividades inovadoras dentro das empresas do setor de etanol, que poderão resultar na criação de inovações em escala industrial; (2) as empresas do setor de etanol deveriam assumir um comportamento proativo com a finalidade de coordenar os esforços de P&D em direção aos problemas e desafios futuros a serem enfrentados pelo setor brasileiro de etanol.

Subsídios para a gestão dos planos de aplicação de vinhaça (PAV): um estudo de caso da região de Piracicaba

Concomitantemente à produção de etanol, a partir da fermentação de diferentes matérias-primas (cana-de-açúcar, beterraba, milho, trigo, batata, mandioca), produz-se a vinhaça. A vinhaça da cana-de-açúcar é gerada na proporção média de 12 litros para cada litro de etanol. O Brasil é o maior produtor mundial de cana-de-açúcar (570 milhões de toneladas, em 2009) com a produção de 27 bilhões de litros/ano de etanol, no ciclo 2009/2010, basicamente para fins carburantes, e, portanto, a quantidade de vinhaça produzida é da ordem de 320 bilhões de litros/ano. Dentre as possíveis soluções para a destinação da vinhaça, tais como: concentração, tratamento químico e biológico ou produção de biomassa, é sua aplicação no solo a forma mais usual de disposição. No entanto, sua aplicação no solo não pode ser excessiva nem indiscriminada, sob pena de comprometer o ambiente e a rentabilidade agrícola e industrial da unidade sucroalcooleira. A necessidade de medidas de controle sobre a aplicação de vinhaça no solo do Estado de São Paulo, que concentra a produção de 60% do etanol produzido no Brasil, levou à elaboração da Norma Técnica P4.231, em 2005. A constatação do cumprimento dos itens desta Norma é uma das ações do agente fiscalizador, no monitoramento da geração e destinação da vinhaça pelos empreendimentos produtores de etanol. Os itens 5.7.1 e 5.7.2, desta Norma, tornam obrigatório o encaminhamento à CETESB (Companhia Ambiental do Estado de São Paulo), para fins de acompanhamento e fiscalização, até o dia 02 de abril de cada ano, o PAV (Plano de Aplicação de Vinhaça). Com o intuito de proporcionar melhor entendimento da Norma P4.231, contribuir para otimização de sua aplicabilidade e melhoria e perceber a realidade prática da aplicação da vinhaça, foram analisados PAVs protocolados na Agência Ambiental de Piracicaba, licenças concedidas, processos de licenciamento e realizadas vistorias a campo. Conclui-se que a Norma P4.231 representa um avanço no gerenciamento do uso da vinhaça no Estado de São Paulo, por disciplinar a disposição de vinhaça no solo, tornando obrigatórios: demarcações de áreas protegidas e núcleos populacionais, caracterização de solo e da vinhaça, doses máximas a serem aplicadas, estudos da geologia e hidrogeologia locais, monitoramento das águas subterrâneas, impermeabilização de tanques e dutos. Estabelece critérios a serem obedecidos por lei, e todos são condutas de boas práticas de proteção ao meio, que repercutem em maior rentabilidade agrícola e industrial. A Norma P4.231 é bem elaborada, complexa e extensa, o que a torna de difícil execução. Para facilitar sua aplicabilidade, sugere-se o estabelecimento de um cronograma de prioridades: impermeabilização dos tanques e dutos, drenos testemunha com funcionamento otimizado e boa caracterização do que está sendo aplicado, se vinhaça pura ou se misturada a águas residuárias. Das oito empresas deste estudo, apenas quatro (as maiores) vêm protocolando os PAVs com regularidade, desde 2005. As informações apresentadas foram incompletas e, em alguns casos, precárias. Mesmo com lacunas, os dados fornecidos, desde o início da obrigatoriedade do PAV, foram de utilidade para esboçar o perfil da atividade sucroalcooleira na região estudada.

Potencial de produção de cana-energia em áreas agrícolas marginais no Brasil

A descoberta e utilização do petróleo provocaram significativas mudanças na sociedade ao longo do tempo, sendo ele um dos mais importantes fatores de transformação socioambiental e cultural no mundo ao longo do ultimo século. Sua grande gama de possibilidades de utilização acabou criando um sistema de produção baseado em um único agente energético, principalmente nos países que não possuem recursos hídricos nem outras fontes renováveis. Porém, nas ultimas décadas do século passado, começaram a surgir inúmeras discussões sobre a necessidade de se alterar a composição da matriz energética global. Como resultados das preocupações quanto à escassez daquele recurso natural, vários pesquisadores direcionaram seus estudos para a busca de alternativas que pudessem de forma sustentável se prestar como substituto ao petróleo. Uma delas seria o uso de biomassa, de forma a aproveitar a capacidade das plantas em transformar a energia solar em carbohidratos. O Brasil, além de possuir uma das matrizes energéticas mais diversificadas e limpas do mundo, possui grande extensão de terras agricultáveis o que o coloca em lugar de destaque quanto ao potencial de produção de culturas agroenergéticas. Considerando as características da cana-de-açúcar e a sua adaptação a áreas de cultivo do Brasil e impulsionados pela demanda de produção de biomassa moderna, a ser aplicada em processos de transformação mais complexos e que possibilitem a obtenção de outros produtos além de açúcar, álcool e energia, estudou-se neste trabalho plantas de cana-de-açúcar melhoradas com a finalidade exclusiva de produzir biomassa moderna, a chamada “cana- energia”. Esta é uma planta que, contrariamente à tradicional cana-de-açúcar, melhorada para produzir sacarose, é direcionada para produzir fibra, e que, além disso, por possuir maior participação de espécies ancestrais de maior rusticidade, estão aptas a suportar condições ambientais mais estressantes. Os resultados obtidos demonstraram que os híbridos de cana-energia apresentam grande potencial de produção de biomassa e massa seca por área, a custos altamente competitivos considerando as análises comparativas de custo de produção de massa seca por área. Quanto a produção foi possível observar que além de ser mais produtiva em primeiro corte, nos resultados de colheita de soqueira (segundo corte), o melhor híbrido de cana- energia chegou a produzir uma vez e meia mais massa seca que a cana-de-açúcar tradicional, e apresentou maiores produtividades que outras culturas energéticas tais como o eucalipto e o capim-elefante, sendo que, considerando as produtividades médias observadas, a partir do terceiro corte com estes níveis de produtividade, a cana-energia passa a ser a matéria prima de mais baixo custo de produção de massa seca por área, denotando o seu alto potencial como matéria prima para a produção de bioenergia. No Zoneamento agroecológico realizado para a cana energia foi possível identificar 32,3 milhões de hectares de áreas de produção agrícola marginais aptas ao cultivo deste material, sendo que de acordo com os resultados do zoneamento agrícola e as características das regiões em estudos, identifica-se que deste total, pode-se considerar que os materiais que se destacaram em produtividade neste estudo, apresentam boas condições de ocupar uma área de 2,0 a 8,0 milhões de hectares.

Economic landscapes, what are they? an application to the Brazilian economy and to the sugar cane complex

In assessing the economic impact of a sector or group of sectors on a single or multiregional economy, input-output analysis has proven to be a popular method. . However, there has a problem in displaying all the information that can be obtained from this analytical approach. In this paper, we have tried to set new directions in the use of input-output analysis by presenting an improved way of looking at the economic landscapes. While this is not a new concept, a new meaning is explored in this paper; essentially, it will now be possible to visualize, in a simple picture, all the relations in the economy as well as being able to view how one sector is related to the other sectors/regions in the economy. These relations can be measured in terms of structural changes, production, value added, employment, imports, etc. While all the possibilities cannot be explored in this paper, the basic idea is given here and the smart reader can uncover all the various possibilities. To illustrate the power of analysis provided by the economic landscapes, an application is made to the sugar cane complex using an interregional inputoutput system for the Brazilian economy, constructed for 2 regions (Northeast and Rest of Brazil), for the years of 1985, 1992, and 1995.