De acordo com a International Energy Agency – IEA,  o consumo de energia é responsável pela maior emissão de gases do efeito estufa – GEE, causada pelo homem, com 73% do total, equivalente a 49,4 GtCO₂ eq. O setor de geração de energia e calor é o principal responsável por essas emissões, com 30% do total, seguido pelo setor de transportes, com 15%.
 

Verifica-se que o setor de transportes é uma fonte de emissão de GEE com maior taxa de crescimento. Portanto essas emissões devem ser rapidamente reduzidas, para se evitar o agravamento dos efeitos da crise climática.

Um dos caminhos mais rápidos e eficientes para se reduzir essa emissão é pela exploração da biomassa lignocelulósica, uma fonte renovável de energia e de moléculas precursoras de vários compostos de interesse industrial, conforme demonstra o diagrama da Biorrefinaria Avançada.
 

A produção e o uso de gasolina e diesel emitem uma carga muito elevada de GEE (CO₂), sem a devida compensação na sua captação e reciclo. Isso torna o processo um verdadeiro emissor contínuo de carbono na atmosfera. Em contrapartida, a produção de biocombustíveis se inicia com o reciclo do carbono, a partir da captação do CO₂ atmosférico durante o crescimento das plantas (fotossíntese), resultando em um balanço de emissão de carbono muito baixo, quando comparado ao seu equivalente fóssil nas tabelas da Eficiência Ambiental dos Combustíveis.  
 

A produção de Etanol de Primeira Geração – E1G, ocorre pela fermentação natural dos açúcares de 6 carbonos, armazenados como reservas de energia nas plantas, sendo facilmente obtidos pela extração direta do caldo da cana-de-açúcar (rico em sacarose), ou por hidrólise do amido do milho (rico em glicose), seguido pela fermentação desses açúcares, por leveduras que usam naturalmente essas moléculas.
 

Contudo a produção de E1G depende do cultivo direto de espécies específicas, com boa produtividade e fácil extração dos açúcares, demandando áreas de plantio próprias, podendo competir com outras variedades ou atividades de interesse socioeconômico, como a produção de alimentos. Esses fatores reduzem o seu potencial de produção em escala mundial, ficando limitado apenas aos países com vastas áreas de terra e condições climáticas favoráveis para o seu cultivo.
 

O potencial de biomassa lignocelulósica é enorme. Existe um grande potencial para o aproveitamento dos resíduos agrícolas (folhas, pontas, colmos, etc.), que podem ser obtidos a partir dos rejeitos de outras culturas, como cana, milho, trigo, arroz e outros. A biomassa lignocelulósica possui uma parede celular constituída por três componentes principais (celulose, hemicelulose e lignina), estruturados para sustentar o crescimento da planta e garantir proteção aos ataques dos agentes naturais.

Esses resíduos ainda são muito pouco aproveitados, exceto o bagaço de cana, sendo a maior parte deixada nos campos, onde se decompõe e emite CO₂. Diante da enorme disponibilidade de biomassa lignocelulósica com baixo custo, foi desenvolvida a tecnologia do Etanol de 2ª Geração – E2G, que produz etanol a partir dos açúcares presentes na celulose e na hemicelulose e que não estão naturalmente acessíveis à ação das leveduras, fazendo parte da estrutura química das fibras da biomassa. 
 

O domínio recente da tecnologia E2G permitiu aproveitar mais o poder energético e químico dos cultivos agrícolas, além de, finalmente, tornar possível a produção de etanol em qualquer região do planeta, usando a biomassa local de qualquer atividade agroflorestal. Já há disponíveis no mercado tecnologias industriais completas para o aproveitamento dos resíduos agrícolas, com rendimento de palha de cana/etanol em 5:1, garantindo um aumento de 40-50% na produção de biocombustíveis para a mesma área plantada.

Com cana-energia, que produz duas vezes mais biomassa/ha que a cana-de-açúcar, esse aumento pode chegar a 100%. É maior segurança energética, sem ameaçar a segurança alimentar. O domínio de tecnologias de pré-tratamento foi crucial para desestruturar esse complexo e expor suas cadeias de açúcares.

Ainda, tanto a celulose quanto a hemicelulose não são diretamente fermentescíveis pelas leveduras naturais, exigindo o uso de enzimas para sua hidrólise, além do desenvolvimento de leveduras superiores, para fermentar os açúcares de 5 carbonos oriundos da hidrólise da hemicelulose. Uma tecnologia inovadora, cujo domínio e escalonamento nos últimos anos abriu caminho para uma nova matriz energética mundial.

O E2G já é competitivo. As mudanças nos dogmas econômicos mundiais nos últimos 20 anos resultaram na valorização do carbono não emitido pelos biocombustíveis (créditos de carbono), relativos aos seus equivalentes fósseis, permitindo que esses créditos sejam comercializados, para neutralizar o carbono emitido por outros agentes no mercado.

Ainda, governos globais estipularam metas de mistura de biocombustíveis aos seus equivalentes fósseis, destacando-se os recentes mandatos de países da União Europeia, China e Índia, o Renewable Fuel Standard, dos Estados Unidos, e o Low Carbon Fuel Standard, da Califórnia. Embora os mandatos existam, a maior parte dos países não consegue cumprir suas metas, já que não há biocombustível suficiente para atender às metas estipuladas.

No caso do E2G, a sua baixíssima emissão de carbono gera, em alguns mercados, créditos de carbono que rendem até 6 vezes o seu custo de produção por litro, tornando-o muito mais atrativo que o E1G no momento, devendo perdurar pelos próximos 50 anos. Com cana-energia, o E2G passa a ter pegada de carbono negativa, retirando mais CO₂ do que emitindo (Figura 3).

Contudo o uso da biomassa lignocelulósica vai além dos biocombustíveis. Muitos compostos de origem fóssil podem ser substituídos por produtos de origem lignocelulósica, como a nanocelulose, a menor e mais forte unidade estrutural da biomassa, podendo ser aplicada em indústrias automotivas, defesa e blindagem, invólucros eletrônicos, embalagens ultrarresistentes e têxteis. É um biomaterial mais forte que metais, nanotubos de carbono, grafeno e fibras de vidro, em uma base de peso igual.
 

Segunda maior produtora mundial, a GranBio oferece 2 processos de produção de nanocelulose: um de baixo custo, com menor valor agregado e aplicação industrial diversa, e outro com altíssima pureza, com aplicação em indústrias de bens de consumo, biomédicas e alimentícia.

Ambos os processos utilizam biomassa lignocelulósica residual como matéria-prima e possuem emissão de carbono negativa, com produção anual de 120 t de nanocelulose. Atualmente, a nanocelulose está sendo adicionada a pneus, para maior redução de atrito e para melhorar as propriedades de barreira de garrafas e filmes plásticos.

O Departamento de Agricultura dos Estados Unidos (USDA) projeta um potencial de mercado global da nanocelulose de 35 milhões de toneladas por ano. 

Hoje, a GranBio é licenciadora mundial dessas tecnologias de processamento de biomassas para E2G, nanocelulose e biocompostos, além de licenciar as suas variedades de cana-energia (Vertix), garantindo valorização da biomassa lignocelulósica, desde o plantio até a produção, com pegada de carbono negativa, geração de créditos de carbono e bioprodutos com mercado garantido.