Na transição global para fontes de energia sustentáveis, o setor sucroenergético se posiciona como um pilar fundamental. Em nível mundial, a matriz energética depende em 86,3% de fontes não renováveis e apenas 13,7% de renováveis. 
 

A Colômbia se posiciona com uma vantagem competitiva ao possuir uma matriz mais limpa: as fontes não renováveis constituem 78,8% da oferta interna, deixando destacáveis 21,2% para as renováveis. Da mesma forma, o País supera a média global no uso de bioenergia (10,8% contra 6,8% mundial) e mais que dobraria a participação global em biocombustíveis – 1,6% em nível nacional contra 0,7% mundial. 
 

O setor agroindustrial da cana-de-açúcar, concentrado no cluster sucroenergético do Valle del Cauca, contribui com a maior parte da vantagem competitiva bioenergética do País. Nesta região, o aproveitamento do bagaço por meio da cogeração representa 17% da matriz energética estadual – em contraste com os 5% da média nacional –, o que permite o autoabastecimento das usinas e a injeção de excedentes no Sistema Interconectado Nacional (SIN). Por outro lado, a região concentra mais de 60% da produção nacional de bioetanol a partir de melaço e caldo de cana. 

Este biocombustível é um componente-chave para o alcance das metas de descarbonização do transporte por meio de sua mistura obrigatória de 10% v/v com a gasolina. Maximizar o potencial bioenergético da agroindústria canavieira exige modificar a concepção operacional das plantas de processamento atuais. A estratégia: complexos de biorrefinaria. Neste novo modelo industrial, a integração de novas tecnologias de aproveitamento avançado da biomassa disponível permitirá diversificar a oferta de energia limpa e de produtos substitutos de fontes fósseis.
 

Embora o aproveitamento energético tenha dependido historicamente da combustão convencional do bagaço, avançar rumo ao conceito de biorrefinaria exige, entre outras coisas, otimizar a eficiência termodinâmica. Para tanto, é necessário transformar as centrais térmicas e aproveitar ao máximo a energia da biomassa, incrementando os excedentes de eletricidade injetados na rede elétrica por meio de duas frentes tecnológicas:

• Altas pressões em caldeiras e tecnologias avançadas de combustão: Consiste na implementação de ciclos regenerativos de alta pressão (106 bar e mais de 500 °C) combinados com a tecnologia de Leito Fluidizado Borbulhante (BFB). Este esquema incrementa o trabalho mecânico extraído nos turbogeradores e melhora a eficiência de combustão, fornecendo também a flexibilidade operacional necessária para processar biomassas heterogêneas;

•  Integração e densificação dos Resíduos Agrícolas da Colheita (RAC) na combustão: Aproveitamento de folhas e ponteiros derivados da colheita mecanizada crua. A densificação e o enfardamento do RAC facilitam sua logística e combustão, o que maximiza a geração elétrica ou libera bagaço para projetos de maior valor agregado. 

Por outro lado, a biotecnologia permite aproveitar o potencial bioenergético de coprodutos líquidos ou úmidos, como a vinhaça e a torta de filtro. A codigestão anaeróbia gera entre 20 e 40 metros cúbicos de biogás por metro cúbico de vinhaça, e entre 90 e 110 metros cúbicos por tonelada de torta de filtro. Mediante processos de purificação (upgrading), o dióxido de carbono é separado para obter biometano com pureza superior a 95%. As rotas potenciais deste biocombustível abrangem: 

• Injeção na rede de gasodutos: Por possuir características equivalentes às do gás natural de origem fóssil, o biometano pode ser injetado diretamente na rede de distribuição pública para abastecer de maneira sustentável os setores residencial, comercial e industrial; 

• Mobilidade sustentável (Biometano comprimido): O gás pode ser comprimido para uso como combustível veicular (Bio-GNV), descarbonizando a cadeia de suprimentos e abastecendo tanto as frotas próprias dedicadas à logística e transporte da cana-de-açúcar quanto veículos convencionais que operam com gás natural; 

• Geração elétrica: Com motogeradores especializados a biogás/biometano para a geração de eletricidade. Esta rota permite elevar ainda mais a injeção de excedentes de energia elétrica limpa na rede pública.

A longo prazo, a consolidação integral das biorrefinarias incorporará a gaseificação termoquímica da biomassa, transformando o bagaço e o RAC em gás de síntese (syngas) composto por monóxido de carbono, hidrogênio molecular e metano. O aproveitamento deste gás de síntese abrirá novas fronteiras comerciais e operacionais para o cluster sucroenergético. 

No curto prazo, o syngas purificado – com poder calorífico próximo a 4 MJ/Nm³ – permite seu uso direto em motores de combustão ou microturbinas para geração elétrica. Da mesma forma, seu rendimento pode ser otimizado por meio de esquemas de cogaseificação, misturando o bagaço com outras biomassas para gerar sinergias que elevem ainda mais a qualidade do gás produzido. 

A longo prazo, a capacidade de gerar grandes volumes de syngas rico em hidrogênio capacitará as usinas a incursionar na petroquímica verde. 

Por meio de processos catalíticos como Fischer-Tropsch, este gás poderá ser condensado para formar diesel sintético e olefinas, consolidando o papel do setor na descarbonização do transporte pesado e desvinculando progressivamente a indústria da dependência do petróleo.

As exigências da transição energética global impuseram desafios importantes a setores de difícil eletrificação, como a aviação comercial e o transporte marítimo. Esses modais de transporte requerem vetores energéticos de altíssima densidade, impossíveis de suprir com tecnologias de baterias convencionais. 

Para a aviação, a fronteira tecnológica se consolida na produção de Combustíveis Sustentáveis de Aviação (SAF) por meio da rota química Alcohol-to-Jet (ATJ). Este processo avançado transforma o bioetanol anidro mediante etapas consecutivas: inicia-se com uma desidratação catalítica para formar etileno, seguida de uma oligomerização que monta cadeias de carbono mais longas, e conclui-se com a hidrogenação e o fracionamento para obter uma parafina sintética internacionalmente certificada. 

Paralelamente, a substituição do diesel marítimo viabiliza-se por duas rotas derivadas do bioetanol: sua aplicação direta em sistemas de propulsão naval adaptados para álcoois, ou sua transformação por meio da rota catalítica Alcohol-to-Diesel. Esta última ajusta os processos de desidratação e oligomerização para sintetizar hidrocarbonetos de cadeia longa, gerando um destilado marítimo totalmente compatível com as tecnologias de combustão e infraestrutura logística atuais. 

A evolução da bioenergia na agroindústria canavieira se desdobra rumo a um modelo de biorrefinaria avançada em três etapas. Embora o cenário atual se baseie na bioeletricidade do bagaço e no bioetanol para mistura, o médio prazo escala substancialmente a capacidade total ao integrar a bioeletricidade a partir do RAC e do biometano derivado da vinhaça e da torta de filtro. 

Rumo ao longo prazo, esta oferta diversifica seu alto valor agregado: a energia do RAC é canalizada para a geração de biohidrogênio, enquanto o bioetanol evolui para a síntese de combustíveis para a aviação e mobilidade marítima. Esta transição otimizada consolida o setor como um pilar na descarbonização de modais de transporte de difícil abatimento.