Como produzir Biodiesel

O biodiesel pode ser produzido a partir de diversas matérias-primas, tais como óleos vegetais, gorduras animais, óleos e gorduras residuais, por meio de diversos processos. Pode também, ser usado puro ou em mistura de diversas proporções com o diesel mineral.
A evolução tecnológica dos últimos anos mostra tendências para a adoção da transesterificação com metanol e etanol como processo principal para o uso em mistura com o diesel. Justifica-se pela possibilidade de introdução na frota atual de veículos automotivos, sem nenhuma modificação dos motores.
A diversidade de matérias-primas, processos e usos é uma grande vantagem, mas cada caso precisa ser analisado de acordo com as suas especificidades.
Não existem obstáculos técnicos ou normativos para o início da utilização de biocombustíveis em adição ao diesel, mas sua utilização implica em disponibilidade de insumos, segurança no abastecimento, capacidade de abastecimento, capacidade de processamento pela indústria e integração final aos circuitos de distribuição.
A utilização do novo combustível depende, entre outros fatores, de uma relação positiva entre a energia consumida no processo de produção e a energia disponibilizada pelo combustível produzido. Por exemplo, no caso do etanol produzido a partir da cana-de-açúcar, essa relação é de 8,3 para um. Comparativamente, nos EUA, o etanol tem uma relação de apenas 1,3. No Brasil, alguns estudos efetuados para fins de biodiesel indicam uma relação de 1,4 no caso da soja, de aproximadamente, 5,6 no caso do dendê, e de 4,2 para a macaúba, o que confirma o potencial das palmáceas como fonte de matéria-prima, ou seja, maior produtividade e disponibilidade de resíduos de valor energético.
O uso do biodiesel reduz as emissões associadas ao diesel de base fóssil. Trata-se de um produto não tóxico e biodegradável. Estudos europeus com o diesel produzido da canola, concluíram que comparado ao diesel, o biodiesel puro reduz as emissões de gases de efeito estufa em 40 – 60%. As reduções no Brasil, a partir da soja, não seriam maiores.

Aspectos tecnológicos

Para converter óleos vegetais em combustíveis adequados, o processo predominante é a transesterificação em meio alcalino, onde se fazem reagir triglicérides com um álcool, etanol ou metanol, produzindo glicerina e ésteres dos ácidos graxos componentes do óleo vegetal. A diversidade de matérias-primas, óleos, e as alternativas de processo levam a diversos programas de pesquisa e desenvolvimento tecnológico.

A especificação do biodiesel para uso comercial é considerada uma etapa essencial para o desenvolvimento de programas de biodiesel, como atestam experiências européias e americanas. Nestas condições, mesclas de diesel com biodiesel adequadamente especificado, em teores até 20%, podem ser empregadas sem problemas operacionais ou de desempenhos em motores convencionais, sem qualquer ajuste ou modificação. Poucas exceções, limitam o emprego do biodiesel ao B5 (diesel mineral com teor de biodiesel de 5%), praticamente todos os fabricantes de motores matem a garantia de seus equipamentos quando operam com o B20 (diesel mineral com teor de biodiesel de 20%). Tais condições pressupõem sempre o atendimento da especificação do combustível. Cabe observar que a determinação dos teores de biodiesel no diesel ainda requer métodos laboratoriais sofisticados, ao contrário da avaliação dos teores de etanol na gasolina, que pode ser efetuada em campo com relativa facilidade.
No Brasil, a Portaria 255/2003 da Agência Nacional de Petróleo (ANP) estabeleceu uma especificação preliminar do biodiesel com algumas premissas considerando o uso em misturas até 20% (B20). São especificações similares à européia e a americana, com alguma flexibilização para atender as características das matérias-primas nacionais.

Aspectos ambientais

Proporcionalmente ao seu teor em uma mistura com diesel, o biodiesel promove uma redução das principais emissões associadas ao derivado de petróleo, com a exceção notável dos óxidos de nitrogênio (NOx). O incremento observado nas emissões desse poluente, não é elevado, 2% a 4% para o B20, mas deve ser considerado porque é um dos principais precursores do ozônio troposférico, atualmente, o mais grave problema da qualidade do ar na maior cidade brasileira (São Paulo/SP). O aumento das emissões de NOx associado ao biodiesel tem sido confirmado por muitos estudos. Sua atenuação tem sido sugerida com o uso de aditivos e alterações nos motores.
As emissões de gases do efeito estufa associadas ao biodiesel têm sido avaliadas na última década, nas condições européias, considerando o uso de colza e soja como matérias-primas e ésteres metílicos como o B10 e B20. Os resultados, expressos em biodiesel puro (B100), indicam reduções de 40% a 60% das emissões correspondentes ao diesel puro. Resultados mais recentes mostram variação ainda maior para éster metílico de colza, em função das condições de rotação de culturas, uso de fertilizantes e uso ou não da glicerina.
A redução das emissões de gases de efeito estufa pode ser relevante, contudo os valores monetários associados a possíveis créditos de carbono são ainda pequenos. Para valores de crédito entre US$ 1 e 5/tonelada de carbono avaliado, estes valores corresponderiam e cerca de 3% do custo da produção.

Aspectos econômicos

Para que seja possível estabelecer comparações, as alternativas de custo do biodiesel e do diesel mineral devem considerar os dois combustíveis sem impostos. Essas comparações devem, ainda, no caso do biodiesel, incluir todos os custos da produção agrícola e industrial. Não apenas custos operacionais, mas também, os custos relativos ao capital, custos da terra e, se for o caso, o custo dos assentamentos e suas benfeitorias. Em casos em que haja outras culturas consorciadas com a mamona, tipicamente da agricultura familiar, devem-se considerar todos os custos associados e seus retornos. Só assim é possível avaliar corretamente o valor do subsídio alocado ao diesel.
Os custos de produção do biodiesel dependem essencialmente do custo da matéria-prima, do óleo vegetal ou outra substancia graxa, e dos custos de processamento industrial, podendo subtrair-se os créditos de correntes da comercialização do glicerol.
Em geral, o custo do óleo vegetal corresponde à cerca de 85% do custo do biodiesel, quando este é produzido em plantas de alta capacidade. Há, portanto, interesse em reduzir os custos da matéria-prima e eventualmente, obter o material graxo a partir de rejeitos industriais: óleo de fritura usado, sebo e águas servidas.

Matérias-primas, tecnologia agrícola e disponibilidade de áreas no Brasil

Quanto às matérias-primas mais promissoras para utilização, deve-se referir aos estudos recentes da EMBRAPA, em 2003, para levantar os cultivos e as aptidões regionais. De uma forma geral, têm sido mencionados a soja para as regiões Sul, Sudeste e Centro-Oeste, a mamona para o Nordeste e o dendê para a região Amazônica.
Girassol, amendoim e outros também têm sido considerados. Igualmente, as Palmáceas tropicais são sempre mencionadas como viáveis e potenciais produtores de biodiesel. Alguns estudos apontam perspectivas interessantes para as oleaginosas aparentemente inusitadas e pouco citadas, como o abacate, com uma produtividade estimada em 1200 litros de biodiesel por hectare.

Muitas oleaginosas podem ser usadas para a produção de biodiesel. A área para suprir 5% do diesel B5 com oleaginosas locais, e usando apenas soja, dendê e mamona, seria cerca de 3 milhões de hectares. A área de expansão possível para grãos é de, pelo menos, 90 milhões de hectares. As áreas aptas para o dendê atingem, na Amazônia, cerca de 70 milhões de hectares, com alta aptidão em cerca de 40%.
A soja conta com uma base agrícola variada e tecnologia adequada, além de uma enorme experiência da produção como cultura extensiva, de grandes áreas. Utiliza 20 milhões de hectares e dispõe de 100 milhões de hectares aptos para expansão. Não há limitações nem técnicas, nem de áreas para suportar um programa de biodiesel para misturas.

O agronegócio da soja gera empregos diretos para 4,7 milhões de pessoas em diversos segmentos, de insumos, produção, transporte, processamento e distribuição, e nas cadeias produtivas de suínos e aves. Trata-se de uma produção de 52 milhões de toneladas em 20 milhões de hectares, no total, diretos e indiretos, quatro hectares por pessoa.

Na Europa e nos EUA, o custo do biodiesel é hoje, 1,5 a 3 vezes maior que o diesel mineral. Não há previsão de reduções importantes desse custo para o futuro. O biodiesel é justificado por externalidades positivas como o meio ambiente, geração de empregos, segurança e balanço de pagamentos. O mesmo ocorreria no Brasil; com exceção possível no caso da mamona ou algumas oleaginosas que poderiam evoluir muito com a pesquisa agrícola. Contudo, é preciso conhecer, de modo mais detalhado, os custos atuais e esperados no futuro. Além de valorizar externalidades positivas importantes como geração de empregos e renda, é importante dimensionar os níveis de subsídios necessários, decidir sobre a adequação, ou considerar alternativas.
A diferença entre custos de produção do diesel, sem impostos, e custos de oportunidade, que são os valores pagos no mercado internacional para os óleos vegetais, indica o valor do subsídio a ser pago diretamente ou por meio de renúncia fiscal. Mesmo no caso da soja, que conta com um subsídio mínimo, apenas a renúncia fiscal não seria suficiente para atingir o valor ideal para a incorporação do biodiesel como alternativa econômica ao óleo mineral.

Custos, custos de oportunidade e competitividade

Na Europa e nos Estados Unidos o custo do biodiesel é hoje uma e meia a três vezes maior que o diesel mineral. Não há previsão de reduções importantes desse custo no futuro. O biodiesel é justificado por externalidades positivas como o meio ambiente, geração de empregos, segurança e balanço de pagamentos. O mesmo ocorreria no Brasil; com exceção possível no caso da mamona ou algumas oleaginosas que poderiam evoluir muito com a pesquisa agrícola. Contudo, é preciso conhecer de modo mais detalhado, os custos atuais e esperados no futuro. Além de valorizar externalidades positivas importantes como a geração de renda e emprego, é importante dimensionar os níveis de subsídios necessários, decidir sobre adequação, ou considerar alternativas.
A diferença entre custos de produção do diesel, sem impostos, e custos de oportunidade, que são os valores pagos no mercado internacional para os óleos vegetais, indica o valor do subsídio a ser pago diretamente ou por meio de renúncia fiscal. Mesmo no caso da soja, que conta com um subsídio mínimo, apenas a renúncia fiscal não seria suficiente para atingir o valor ideal para a incorporação do biodiesel com alternativa econômica do óleo mineral.

Mercado para Biodiesel no Brasil

Com o sucedâneo do óleo diesel, o mercado potencial para o biodiesel é determinado pelo mercado do derivado de petróleo. A demanda total de óleo diesel no Brasil em 2002 foi da ordem de 39,2 milhões de metros cúbicos, dos quais 76% foram consumidos no setor de transporte, 16% no setor agropecuário e 5% para geração de energia elétrica nos sistemas isolados. A importação de diesel, em 2002, correspondeu a 16,3% do mercado e significou nos últimos anos um dispêndio anual da ordem de US$1,2 bilhão, sem considerar o diesel produzido com petróleo importado, cerca de 8% do total de diesel consumido.
No setor de transporte, 97% da demanda ocorre no modal rodoviário, ou seja, caminhões, ônibus e utilitários, já que no Brasil estão proibidos os veículos leves a diesel. Em termos regionais, o consumo de diesel ocorre principalmente, na região Sudeste (44%), vindo a seguir o Sul (20%), Nordeste (15%), Centro-Oeste (12%) e Norte (9%). O diesel para consumo veicular no Brasil pode ser diesel interior, com teor de enxofre de 0,35% ou o diesel metropolitano, com 0,20 de enxofre, que corresponde por cerca de 30% do mercado.
A geração de energia elétrica nos sistemas isolados da região Amazônica consumiu 530 mil metros cúbicos de diesel, distribuídos na geração de 2079 GWh, no Amazonas (30%), Rondônia (20%), Amapá (16%), Mato Grosso (11%), Pará (11%), Acre (6%), Roraima (3%), além de outros pequenos sistemas em outros estados. Esses números se referem a demanda de serviço público. Existem grandes consumidores privados de diesel para geração de energia elétrica como empresas de mineração localizadas na região Norte.
Como um exercício e sem considerar eventuais dificuldades de logística ou de produção, podem ser inicialmente considerados os seguintes mercados:

Uso de B5 no diesel metropolitano: 0,45 Mm3;
Uso de B5 no diesel consumido no setor agropecuário: 03,1 Mm3;
Uso de B5 em sistemas isolados: 0,10 Mm3;
Uso de B5 em todo mercado de diesel: 2,00 Mm3
Conclusões
- O uso do biodiesel reduz as principais emissões locais associadas ao diesel, de material particulado, monóxido de carbono, hidrocarbonetos, Sox - óxido de enxofre, exceto dos NOx – óxidos de nitrogênio (+2 a 4%, com o B20). É não-tóxico e biodegradável.
São características muito importantes para os centros urbanos no Brasil.
- No Brasil há um grande número de oleaginosas que poderiam ser usadas para produzir biodiesel. Considerando áreas a cultivar para suprir 5% da demanda de diesel (B5), com oleaginosas locais, de acordo com o zoneamento da EMBRAPA, e tomando simplificadamente, apenas a soja, dendê e mamona, estima-se uma necessidade de 3 milhões de hectares. A área de expansão possível para grãos é de 90 milhões de hectares. As áreas aptas para o dendê atingem, na Amazônia, cerca de 70 milhões de hectares, dos quais, cerca de 40% com alta aptidão.

Recomendações

- Um bom sinalizador para o mercado poderia ser a implantação de um programa de testes já acordado, e a autorização para uso irrestrito de misturas até B2, não compulsória, sempre com biodiesel que necessariamente atenda às especificações estabelecidas em Portaria da ANP. Mediante essa regulamentação da ANP, as distribuidoras poderiam passar a fornecer óleo diesel com até 2% de biodiesel, ficando sob sua responsabilidade o cumprimento das especificações do produto entregue ao revendedor ou ao consumidor.
Desta forma, na presente situação dos custos/preços, a diversidade de contextos de demanda de diesel no Brasil pode proporcionar o surgimento de mercados precursores.

Observação final

O biodiesel pode cumprir um papel importante no fortalecimento da base agroindustrial brasileira e no incremento da sustentabilidade da matriz energética nacional com geração de empregos e benefícios ambientais relevantes. É sempre útil lembrar a experiência do etanol, evoluindo de uma situação de necessidade de grandes subsídios em 1975, para uma forte posição competitiva hoje. Há disponibilidade de terras, clima adequado e tecnologia agronômica, mas não há competitividade, no sentido convencional. É necessário um reforço da base de variedades e cultivares, exceto para a soja, e algum aperfeiçoamento dos processos produtivos, principalmente da rota etílica. O planejamento para implementação do biodiesel requer ações de curto prazo, com a introdução cuidadosa deste biocombustível no mercado, para poder induzir a progressiva superação das dificuldades apontadas.