Avaliação de desempenho ambiental e energético da produção de etanol de cana, milho e sorgo em uma unidade integrada, segundo a abordagem do ciclo de vida

• Ano de defesa: 2016
• Autor(a) principal: Donke, Ana Cristina Guimarães
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Avaliação de Ciclo de Vida; Balanço energético; Cana-de-açúcar; corn; EROI; Etanol; ethanol; grain sorghum; Life Cycle Assessment; Milho; net energy analysis; Sorgo Granífero; sugarcane
• Link de acesso: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/106/106131/tde-13072016-092027/

O etanol está consolidado como combustível para movimentação de veículos leves no Brasil e, nos últimos 40 anos, apenas a cultura de cana-de-açúcar tem sido explorada comercialmente para a produção deste combustível. Por outro lado, o desenvolvimento agrícola vem proporcionando safras recordes de grãos nas últimas décadas. A produção de milho se destaca pelo aumento da produtividade, podendo ser semeado como cultura principal ou como cultura de inverno em rotação com a soja. O sorgo, por sua vez, pode atuar como um substituto do milho, apresentando maior rusticidade e tolerância à seca. Dada essa conjuntura, usinas de etanol do Mato Grosso se associaram a produtores de milho e sorgo para incluir novas matéria-primas no processo de produção de combustíveis, compartilhando uma mesma unidade industrial, denominada Usina Integrada ou Usina Flex. No contexto atual, o desenvolvimento de novas tecnologias e setores produtivos exige a consideração de suas potenciais implicações energéticas e ambientais. A Avaliação de Ciclo de Vida (ACV) é uma ferramenta da gestão ambiental usada para avaliar impactos ambientais potenciais associados a produtos, processos e serviço. Sua principal característica é se prestar a essa avaliação de forma sistêmica, levando em conta todas as etapas do seu ciclo de vida. O objetivo deste trabalho foi avaliar e comparar os desempenhos ambiental e energético da produção de etanol a partir dos ativos agrícolas cana-de-açúcar, milho e sorgo, no contexto de usina autônoma integrada, segundo a abordagem do ciclo de vida. Para tanto, estudos de ACV foram conduzidos para cada um dos três produtos, seguindo as diretrizes das normas ABNT NBR ISO 14.040:2009 e ABNT NBR ISO 14.044:2009. Para a análise ambiental aplicou-se o método de Avaliação de Impacto do Ciclo de Vida (AICV) ReCiPe midpoint e, para a análise energética, o método Demanda de Energia Cumulativa foi utilizado, seguido pelo cálculo dos Índices de Retorno Energético sobre o Investimento (EROI) para cada combustível. A unidade funcional dos estudos foi 1 m³ de etanol hidratado e o sistema de produto incluiu a produção de insumos, produção da matéria-prima agrícola, produção de etanol, cogeração e etapas de transporte. Os resultados da análise ambiental demonstraram que o etanol de cana-de-açúcar apresenta melhor desempenho do que o etanol de milho e de sorgo em um número maior de categorias de impacto. As análises energéticas demonstraram que o uso de cavaco de madeira na etapa de cogeração dos processos de produção de etanol de milho e sorgo traduziu-se em ganhos energéticos, mas o etanol de cana-de-açúcar ainda apresenta um desempenho melhor por utilizar o bagaço para cogeração. Em termos de EROI, o etanol de cana-de-açúcar disponibilizou 9,77 unidades de energia para cada unidade consumida, o etanol de milho disponibilizou 2,68 e o etanol de sorgo disponibilizou 3,10.