Resumo-Biocombustíveis

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RESUMO 
 
A diminuição das reservas de petróleo e o aumento dos custos para sua obtenção, 
aliadas à preocupação ambiental, vem exigindo soluções tecnológicas imediatas às 
necessidades de consumo. 
As fontes fósseis de matéria-prima foram base para o desenvolvimento de toda a 
cadeia industrial por décadas, tendo se consolidado economicamente. Contudo, com o 
aumento significativo do preço do petróleo, a utilização de algumas fontes alternativas tem 
ganhado espaço, como a utilização do etanol na matriz energética brasileira, que tem sido 
exemplo para o desenvolvimento de novas políticas energéticas. 
A preocupação ambiental também é um fator importante, já que a queima de 
combustíveis fósseis e o desmatamento emitem grandes quantidades de gases na atmosfera, o 
que têm causado sérios problemas ambientais por acentuarem o efeito estufa. 
Atualmente, o foco está sobre as biomassas de composição lignocelulósica, que são as 
fontes de carboidratos mais abundantes na natureza, obtidas geralmente de resíduos de 
colheita, ou do processamento das principais culturas, como a cana-de-açúcar, arroz, milho, 
trigo, soja e são subutilizadas pela indústria. O conceito de biorrefinaria surge como 
alternativa sustentável, inspirada nas refinarias de petróleo, integrando cadeias produtivas 
para gerar energia, alimentos e compostos químicos. Apesar de ainda em desenvolvimento, 
esse modelo já é parcialmente aplicado no setor sucroalcooleiro e de papel e celulose. O 
Brasil, com seus recursos naturais e histórico em biocombustíveis, está bem posicionado para 
liderar essa transição, especialmente na produção de etanol de segunda geração. 
Quanto às patentes, foram identificadas 1.359 no período, com predominância nas 
áreas de química e biotecnologia. A empresa líder em patentes é a Novozymes AS, seguida 
por Genencor e outras corporações do setor químico e biotecnológico. Esses dados reforçam 
a importância da pesquisa e da inovação tecnológica para o avanço das biorrefinarias no 
cenário global. 
Entre 1998 e 2009, o Brasil foi o 11º no mundo em publicações sobre biorrefinarias 
por rota bioquímica. A USP liderou no país, seguida por Unicamp, UNESP e UFPR. 
Diversos laboratórios avançados, como os da UFRJ e Petrobras, se destacam nas pesquisas. A 
Embrapa e 1.265 grupos de pesquisa do CNPq podem fortalecer a Rede Brasileira de 
Química Verde. As áreas com mais grupos são microbiologia, agronegócio, biocombustíveis 
e biomassa. 
O mapa tecnológico apresentado no livro mostra cinco tópicos-chave das 
biorrefinarias por rota bioquímica. Entre 2010 e 2015, o pré-tratamento (T1a), celulases 
(T1b) e integração energética (T1e) avançaram mais rapidamente, atingindo 
produção/comercialização. Biologia molecular (T1c) e biocombustíveis (T1d) progrediram 
até a fase de demonstração ou produção. Entre 2016 e 2025, todos os tópicos evoluem para 
fases mais avançadas, com expectativa de consolidação em larga escala até 2030. 
O mapa tecnológico brasileiro no contexto das biorrefinarias, destaca-se que o país 
ainda se encontra atrasado em comparação ao cenário internacional. A maioria das 
tecnologias relacionadas à rota bioquímica está em fase de bancada, com poucos avanços 
além disso. Um exemplo de desenvolvimento mais concreto é a planta piloto instalada no 
Centro de Pesquisas da Petrobras. O Brasil também é dependente da importação de enzimas, 
principalmente celulases, que ainda são voltadas para o setor têxtil e não atendem 
adequadamente às demandas específicas da produção de biocombustíveis. A produção 
nacional dessas enzimas adaptadas à biomassa disponível e aos métodos de pré-tratamento 
ainda é incipiente. Além disso, a biologia molecular, embora promissora, está em estágio 
inicial no país, assim como a produção de biocombustíveis de segunda geração, que ainda 
precisa de avanços significativos. O único estágio mais desenvolvido é o da produção de 
energia, que já ocorre comercialmente devido à experiência acumulada nos setores 
sucroalcooleiro e de papel e celulose. 
Dentre os fatores que determinarão o avanço das biorrefinarias bioquímicas no Brasil 
até 2030, está a importância da formulação de planos de ação de curto, médio e longo prazo, 
considerando elementos fundamentais como a formação de profissionais qualificados em 
todos os níveis, o fortalecimento das parcerias entre instituições públicas e privadas, e o 
desenvolvimento de políticas públicas voltadas à inovação tecnológica. Ressalta-se a vocação 
natural do Brasil para o uso de biomassas vegetais como matéria-prima, mas reforça-se que o 
aproveitamento desse potencial depende diretamente da priorização de investimentos, do 
planejamento estratégico e da capacitação profissional. Também se destaca a necessidade de 
operacionalizar plantas de diferentes portes – bancada, piloto e demonstração – para permitir 
o escalonamento tecnológico e a viabilidade dos processos industriais. 
O termo “biorrefinarias” apresentado anteriormente, é um conceito novo e sua 
definição ainda não é muito clara, mas pode ser compreendida por diversas definições, 
dentre elas destacam-se: 
• co-produção de um espectro de bioprodutos (alimentos, materiais e produtos 
químicos) e energia (combustíveis, energia e calor) obtidos a partir de biomassa; 
• uma planta industrial na qual biomassa é processada e convertida em 
biocombustíveis, produtos químicos, biomateriais e outros bioprodutos; 
• uma instalação (incluindo equipamentos e processos), capaz de converter biomassa 
renovável em biocombustíveis e bioprodutos e produzir eletricidade; 
• uma estrutura baseada em três diferentes fontes, a saber: biorrefinaria baseada em 
carboidratos; biorrefinaria baseada em biomassas de natureza lignocelulósica e biorrefinaria 
baseada em lipídios; 
• uma planta industrial que recebe como insumo material biológico e transforma-o em 
uma variedade de produtos químicos, materiais, combustíveis e outros produtos de maior 
valor agregado. 
Para o estudo sobre o tema “biorrefinarias: rota termoquímica”, adota-se a seguinte 
definição: biorrefinaria é um conceito que envolve as instalações e os processos através dos 
quais, a partir de biomassa renovável, biocombustíveis e outros produtos clássicos do refino 
tradicional do petróleo, tais como petroquímicos, são produzidos. Visando assim, dar uma 
visão mais direcionada para o refino tradicional, de modo a enquadrar as biorrefinarias como 
refinarias que utilizam uma matéria-prima alternativa ao petróleo, ou seja, a biomassa, quer 
na forma de produtos de origem animal ou vegetal ou ainda rejeitos de origem orgânica, 
como, por exemplo, bagaço e palha de cana. 
Inúmeros desafios cercam o setor da indústria de refino, dentre os fatores responsáveis 
por esses desafios, destacam-se: 
• aumento crescente das preocupações com o meio ambiente; 
• políticas e regulação governamental; 
• altas expectativas dos consumidores com relação aos combustíveis; 
• competição global. 
A competição global tem levado à reestruturação da indústria de refino. O número de 
refinarias diminuiu dramaticamente desde , sendo que as que permaneceram operando 
possuem maior capacidade e eficiência. As refinarias têm lidado com os impactos 
econômicos causados por mudanças no preço do petróleo, variação na sua qualidade e 
períodos de baixas margens de lucro, enquanto atendem a uma demanda crescente de 
produtos refinados com especificações cada vez mais restritivas. No futuro, a indústria de 
refino precisa continuar mantendo este balanço entre demanda por maiores quantidades de 
produtos cada vez melhores e lucratividade. 
Os principais desafios da indústria de refino podem ser assim resumidos: 
• regulações ambientais cada vez mais restritivas; 
• exigência de combustíveis cada vez mais limpos; 
• globalização; 
• aumento da produção de derivados a partir de petróleos de qualidade declinante; 
• incerteza sobre as escolhas dos consumidores;• pressões crescentes para a redução de emissões de GEE; 
• busca da sustentabilidade; 
• atuação pró-ativa com relação à opinião pública, ao meio ambiente e às mudanças 
climáticas globais; 
• adoção maciça de matérias primas alternativas ao petróleo, tais como biomassa e 
carvão. 
Os futuros esquemas de refino podem assumir diversas configurações que vão desde 
esquemas tradicionais, baseados em hidrorrefino, até esquemas inovadores, que utilizam gás 
natural, biomassa e resíduos. 
Segundo estudos americanos, em 2020, a indústria de refino teria evoluído por meio 
de melhorias contínuas relativas ao uso eficiente da matéria prima, ao desempenho ambiental 
das refinarias e de seus produtos e à confiabilidade e segurança das instalações de refino. Para 
melhorar a eficiência energética dos processos, as refinarias integrarão tecnologias avançadas 
com baixa intensidade energética e economicamente viáveis, como, por exemplo, separações, 
catalisadores, sensores e controladores, biotecnologia, entre outras tecnologias. Tendo em 
vista a melhoria de seu desempenho ambiental, a indústria de refino buscará a redução de 
suas emissões. Todas as etapas do processo produtivo (produção, armazenamento e 
transporte) estarão sob controle através da utilização de sensores para evitar ou detectar e 
corrigir emissões de poluentes. Algumas tecnologias utilizadas nos módulos já estão sendo 
desenvolvidas fora deste programa e incluem: combustão com baixa emissão de poluentes, 
gaseificação, fornos e trocadores de calor de alta eficiência, turbinas a gás avançadas, células 
a combustível, e síntese de combustíveis. Outras tecnologias críticas e técnicas de integração 
de sistemas serão desenvolvidas durante o projeto. As tecnologias mais importantes que estão 
sendo desenvolvidas neste projeto são: (i) combustão e trocadores de calor de alta 
temperatura; (ii) gaseificação com flexibilidade de matéria-prima; (iii) turbinas com 
flexibilidade de combustíveis; (iv) células a combustível; (v) processos químicos para 
transformação de hidrocarbonetos gasosos em combustíveis líquidos. É importante enfatizar 
que os objetivos deste programa são muito ambiciosos, uma vez que combinam eficiência 
térmica muito alta, emissões de poluentes próximas a zero e custos competitivos num prazo 
bastante reduzido. Alcançar esses objetivos exigirá saltos de desenvolvimento 
(breakthroughs) em várias tecnologias, tanto com relação aos seus custos quanto com relação 
ao seu desempenho técnico. 
O panorama mundial da produção científica e propriedade intelectual sobre o tema 
“Biorrefinarias: rota termoquímica” foi elaborado a partir de levantamento direto em duas 
bases de dados internacionais de referência. Esses levantamentos abrangeram diversos termos 
de busca, gerais e específicos por tópico tecnológico, e cobriram o período 1998 – 2009. 
Observa-se nos dados obtidos uma ascendência da produção científica deste tema desde 
1998, destacando-se os três últimos anos da série, período no qual o número de publicações 
indexadas na base de dados consultada atingiu a média anual de 1180 publicações científicas. 
O Brasil ocupa a 16º posição do ranking mundial de produção científica no tema 
“biorrefinarias: rota termoquímica”, com publicações indexadas na referida base. 
No caso do Brasil, apesar da grande participação da biomassa, o petróleo ainda é a 
principal fonte de energia primária, com uma participação de , na matriz energética brasileira 
em, o equivalente a cerca de milhões de toneladas equivalentes de petróleo (tep), de um total 
de, milhões de tep. Devido à influência das características do petróleo a ser processado e da 
demanda do mercado consumidor, a definição do esquema de refino com maior probabilidade 
de adoção deve ser realizada para uma determinada região. Assim, será analisado o caso do 
Brasil levando-se em consideração um potencial sítio de localização de uma nova unidade de 
refino. 
O mapa tecnológico mundial, basicamente visualiza a trajetória de desenvolvimento 
dessas tecnologias no mundo entre 2010 e 2030, já no cenário nacional adapta a perspectiva 
global para o contexto brasileiro, considerando vantagens competitivas e estágios de 
desenvolvimento locais. Posteriormente identifica fatores que influenciarão o 
desenvolvimento da rota termoquímica no Brasil em diferentes prazos, incluindo barreiras 
técnicas, formação de arranjos cooperativos, legislação ambiental, escala de produção e 
percepção da sociedade sobre tecnologias limpas. A visão de futuro para o Brasil é 
considerada favorável devido à abundância de biomassa e liderança em biocombustíveis. 
De forma geral, a seção detalha o cenário tecnológico da rota termoquímica, 
destacando o potencial do Brasil em diversas áreas, desde o aproveitamento de tecnologias já 
estabelecidas até a aposta em rotas inovadoras e sustentáveis, impulsionadas por fatores 
econômicos, ambientais e sociais.