Manter a rentabilidade usando uma fonte de energia renovável a partir da cana-de-açúcar - baseada na diversificação tanto de produtos finais quanto de rotas de produção - será provavelmente a receita usada pela indústria sucroalcooleira brasileira para continuar na liderança mundial como produtora de açúcar, etanol e outros produtos no futuro. O etanol celulósico será uma das diversas rotas que irão garantir o desenvolvimento da cadeia de valor para as plantas já existentes e para as novas, paralelamente às atuais.

Recentemente, os avanços para promover a melhoria das soluções enzimáticas deram mais um passo decisivo em direção à produção de etanol comercialmente viável extraído de materiais celulósicos. Em fevereiro de 2010, a Novozymes lançou seu novo complexo de celulase, o Cellic Ctec2®, que ajudou a diminuir os custos do etanol celulósico para níveis relevantes, principalmente na América do Norte.

Esta redução pode ser observada tanto em escala laboratorial quanto piloto, através da colaboração com diversos parceiros estratégicos, inclusive o CTC - Centro de Tecnologia Canavieira em Piracicaba, SP, em trabalhos realizados com o bagaço da cana-de-açúcar. Acima de tudo, os avanços e uma solução enzimática mais robusta dão maior liberdade para os cientistas que desenvolvem a tecnologia, que podem aumentar a carga de sólidos totais, não somente diminuindo a dosagem enzimática para reduzir o custo total do uso de enzimas, o que é uma ferramenta para reduzir o valor do custo de capital.

O custo significativo da participação das enzimas no quadro geral do etanol celulósico há muito tem sido o principal empecilho para se obter um custo viável. Contudo, com os últimos avanços, agora se estima que a participação do custo das enzimas fique abaixo dos 30% do custo total por litro de etanol reduzido, levando-se em conta a utilização de C5.

A Novozymes avaliou as vantagens e os desafios em seguir em frente com o desenvolvimento da tecnologia de biocombustíveis celulósicos e está mapeando a rota para a tecnologia de processo desenvolvida pelos nossos laboratórios de P&D. Na falta de qualquer processo comercialmente viável, a Novozymes desenvolveu um modelo sofisticado que nos permite observar os trade-offs através de mudanças de processo, virtualmente uma biorrefinaria.

Ao modificar os parâmetros do modelo, inclusive a dosagem enzimática, tempo de hidrólise, nível de sólidos totais e custos operacionais da unidade, podemos simular com precisão os diferentes cenários, inclusive os custos operacionais e de capital – uma ferramenta imprescindível quando se trabalha com parceiros no processo de otimização.

Um exemplo de melhor percepção e melhor desenho de processo é o desenvolvimento do Conceito de Fermentação Rápida (FFC) na América do Norte, a qual interage simultaneamente na fermentação da xilose e da glicose sem aumentar o tempo total de processo. Na simulação de diversos desenhos de processo, tais como a sacarificação e fermentação simultânea (SSF) e a hidrólise e fermentação separadas (SHF), as conclusões foram bastante promissoras.

SSF é o padrão da indústria de bioetanol à base de amido, mas demonstra que as condições para as matérias-primas estão abaixo do ideal. Já a SHF demonstra maior rendimento de etanol em menos tempo, pois as enzimas da levedura podem operar sob condições ideais. A Novozymes fez uma modelagem sofisticada para ter uma melhor percepção do processo que equilibra estas duas condições com os custos; FFC é o primeiro conceito a ser desenvolvido utilizando esta percepção, no qual o tempo de hidrólise da enzima é prorrogado e o tempo de fermentação é comprimido.

Esta é uma forma em potencial que permite que a SFH funcione e para compartilhar a previsão de custo nos processos de conversão celulósica. Pesquisas internas e literatura sobre o assunto mostram que o bagaço da cana-de-açúcar e a palha oferecem maior resistência à hidrólise enzimática, comparados ao exemplo de caule e sabugo de milho, usando tecnologias de pré-tratamento semelhantes.

Assim, o Bagaço é uma matéria-prima “mais barata” que já se encontra disponível na planta, pois não requer custos adicionais de transporte, o que não ocorre com as matérias-primas do milho na América do Norte – é um fator óbvio, mas de enorme importância para se compreender o seu impacto nos custos gerais do processo quando se trata de estabelecer parâmetros e metas.

Avanços empolgantes continuam a nos levar para mais perto da viabilidade comercial. Um marco para o sucesso e para aprender com as experiências já vividas seria termos uma planta de demonstração no Brasil. Outros fornecedores de tecnologia, tais como a Inbicon na Dinamarca, já deram um passo adiante e agora estão se beneficiando de importantes percepções da sua operação em escala de demonstração. A primeira solução enzimática já está disponível. Agora os líderes em tecnologia brasileira precisam ousar e avançar nos seus processos para se beneficiar da vantagem da sua localização e das percepções do setor a fim de preservar a propriedade da tecnologia brasileira.