Não há quem questione a necessidade do desenvolvimento de alternativas para o petróleo, cuja produção vem caindo em 33 dos 48 principais países produtores. Também há consenso quanto à escolha do etanol como substituto da gasolina, como demonstram os cerca de 20 bilhões de litros de álcool produzidos com este fim em cada um dos dois maiores países produtores, pela ordem, Estados Unidos e Brasil, em 2007.

O consenso, porém, desaparece quando o tema recai sobre as fontes e tecnologias apropriadas à produção do etanol. Para o Brasil, a fermentação alcoólica do caldo da cana-de-açúcar responde pela totalidade da produção. Os EUA optaram pelo lá abundante milho, cujo amido é convertido em álcool após hidrólise em açúcares fermentáveis.

Embora a demanda aumentada pela cana não tenha elevado o preço do açúcar no Brasil, o valor do milho, essencial para fabricar produtos alimentícios e rações para gado, subiu nos EUA de US$ 1,86 para mais de US$ 4,00 por bushel (25 kg) entre o final de 2005 e o início de 2007. Assim, não surpreende a atenção dada pelos americanos do norte, incluindo canadenses, a matérias-primas alternativas para a produção de álcool, particularmente resíduos celulósicos.

Pioneiros – A Iogen, corporação biotecnológica sediada em Ottawa, Canadá, tornou-se a primeira a produzir o superálcool – assim batizado, nos EUA, o etanol produzido de substratos alternativos – em instalações de demonstração comercial, a partir de lascas de madeira, em abril de 2004. Convenciona-se, nesse ramo, denominar plantas piloto as de capacidade inferior a 3,8 milhões de litros/ano; plantas de demonstração, com capacidades entre 3,8 e 38 milhões de litros/ano; e plantas propriamente comerciais, aquelas que produzem acima de 38 milhões de litros/ano.

A GreenField Ethanol, principal produtora de álcool de milho do Canadá, anunciou, em dezembro de 2006, a formação de joint venture com sua conterrânea SunOpta, cujos objetivos incluem a construção de diversas plantas de álcool a partir de lascas de madeira. A primeira unidade produzirá 38 milhões de litros anuais a partir de dezembro de 2007.

A mesma tecnologia de pré-tratamento e fermentação desenvolvida pela SunOpta será adotada na Abengoa Bioenergy, cuja planta, em construção na região de Babilafuente, Espanha, produzirá até 20 milhões de litros/ano a partir de 2008. A China Resources Alcohol Corporation (CRAC) utilizará tecnologias de pré-tratamento da SunOpta e enzimas da Novozymes dinamarquesa para operar unidade comercial, alimentada com sabugos e folhas de milho, na província de Heilongjiang. A capacidade inicial, de 6,5 milhões de litros/ano (final de 2007), deverá ser ampliada para 1,25 bilhão de litros/ano, em 2012. No Japão, a Bioethanol Japan Kansai inicia em janeiro a produção de álcool obtido de restos de madeira em usina construída em Osaka, com capacidade para até 4 milhões de litros/ano. Unidades similares estão em estudo por iniciativa das montadoras Honda e Toyota, prevendo a futura adição de 3% de etanol à gasolina japonesa.

Ofensiva americana – Em seu discurso do Estado da União, em 23 de janeiro de 2007, o presidente George W. Bush anunciou que seu país planeja produzir 132 bilhões de litros de álcool/ano até 2017. Admitindo-se que a capacidade norte-americana de produzir álcool de amido de milho não supere o limite geralmente aceito de 57 bilhões de litros anuais, é de se deduzir que a maior parte do volume previsto – cerca de 76 bilhões de litros/ano – será produzido de fontes celulósicas. Para alcançar sua meta, que implica a redução do consumo nacional de gasolina em 20% até 2012, o governo norte-americano pretende investir algo como US$ 3,6 bilhões em dez anos.

O primeiro passo, anunciado em março passado, foi a liberação de US$ 385 milhões no financiamento parcial de seis biorrefinarias, selecionadas entre dezenas de projetos, pelo Departamento de Energia. Com custo total de US$ 1,2 bilhão, cobertos com contrapartidas da iniciativa privada, as seis unidades produzirão, quando concluídas, em 2012, mais de 500 milhões de litros de álcool/ano.

O que chama a atenção é que somente três dos seis projetos adotarão o processo “tradicional”, compreendendo pré-tratamento ácido da biomassa seguido de hidrólise enzimática, separação dos açúcares gerados na sacarificação de celulose, fermentação alcoólica e destilação. Estas três refinarias serão instaladas nos Estados da Califórnia (BlueFire Ethanol Inc.), Iowa (Broin Companies, com participação da E. I. du Pont de Nemours e da Novozymes), e Idaho (Iogen/Royal Dutch-Shell) e utilizarão ampla variedade de materiais celulósicos, entre sabugos de milho, palhas de trigo, arroz e cevada, resíduos florestais e o switchgrass, (Panicum virgatum), capim alto que prolifera nas pradarias centrais dos EUA.

Gás de síntese – As demais refinarias – Abengoa (Norvich, Kansas), Alico (LaBelle, Flórida) e Range Fuels (Soperton, Georgia) – empregarão tecnologia inspirada no centenário processo de conversão catalítica de carvão mineral em combustíveis líquidos, desenvolvido pelos professores Franz Fischer e Hans Tropsch no Instituto Kaiser Wilhelm, de Berlim, nos anos 20. Adotada pelos nazistas para obter combustível alternativo na falta de gasolina de petróleo durante a segunda guerra mundial, a técnica consiste em promover a combustão parcial do carvão (gaseificação), produzindo mistura de hidrogênio (H2), com monóxido (CO) e dióxido de carbono (CO2) – o chamado gás de síntese. Numa segunda etapa, a mistura gasosa segue para um reator catalítico onde é convertida em etanol, alcoóis superiores (particularmente butanol), ou ainda uma espécie de biodiesel, como o SunDiesel, desenvolvido na Alemanha pela Choren GmbH. Aplicado à biomassa, a gaseificação torna irrelevante a sua natureza química, uma vez que todo o material orgânico é uniformemente convertido em gás. Aparecem, em conseqüência, duas vantagens significativas em relação à

hidrólise enzimática de celulose: (1) dispensa das custosas e exigentes celulases sacarificantes e (2) aproveitamento da totalidade da biomassa vegetal, uma vez que quase metade dela, encontrada na forma de lignina, não é suscetível de hidrólise por celulases.

Bactérias catalíticas – Paralelamente, surgiu nos EUA uma tecnologia alternativa à catálise química mediada por sais metálicos. A Bioengineering Resources, Inc. (BRI), de Fayetteville, Arkansas, que cederá seu know-how para a construção da já citada refinaria da Alico, na Flórida, otimizou cepa de bactérias – Clostridium ljungdahlii (assim denominada em homenagem ao seu descobridor, prof. Lars G. Ljungdahl, da Universidade da Georgia, em 1989) – capaz de converter por via anaeróbia o gás de síntese em etanol, ácido acético (subproduto) e água. Os detentores do know-how sugerem o desvio opcional de 25% do gás de síntese para a produção de hidrogênio (combustível?) e amônia (fertilizantes), assegurando, nestas condições, rendimento de 320 litros de etanol por tonelada de biomassa isenta de cinzas.

Por biomassa, neste caso, entenda-se absolutamente tudo que contenha carbono, incluindo resíduos industriais, resíduos vegetais (palha, folhagem, sabugos de milho e bagaço de cana), restos de madeira (serragem, pó de serra), pneus usados, resíduos plásticos, biossólidos (lama de tratamento de esgotos) e lixo em geral, especialmente aquele que abarrota os saturados aterros sanitários das grandes cidades. Também são aceitáveis como matérias-primas: carvão, coque de petróleo, gás natural e metano, este último produzido em aterros sanitários e que é um dos supostos responsáveis pelo aquecimento global.

A geração de energia é outra vantagem apontada pela BRI em defesa de sua tecnologia. A gaseificação requer temperaturas da ordem de 1.300°C, mas o gás de síntese deve estar a 37°C ao adentrar no biorreator (veja esquema). O calor liberado, convertido em vapor, pode atender a todas as necessidades térmicas do processo, incluindo a destilação, necessária à desidratação do álcool produzido, e gerar eletricidade por meio de turbinas elétricas. Uma refinaria de dimensões médias pode produzir anualmente 190 milhões de litros de etanol obtidos de 700 mil t de resíduos, gerando, paralelamente, 35 MW, dos quais algo como 21 MW, desnecessários à refinaria, poderiam ser vendidos à rede pública. Ainda, segundo a BRI, salientando a vantagem ecológica da tecnologia, a cada 3,8 milhões de litros de álcool produzidos pelo processo, geram-se 6 mil t de carbono para venda.