Etanol como possível substituto de insumo petroquímico para produção de eteno

Oxiteno apresenta projeto ao BNDES para construir biorrefinaria; quer obter etanol a baixo custo para fabricar produtos químicos

A Oxiteno apresentou ao Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico e Social (BNDES), em julho, um projeto de desenvolvimento de uma biorrefinaria, para obter produtos hoje derivados de petróleo a partir da cana-de-açúcar. A empresa quer financiamento do banco, dentro das novas linhas de apoio à inovação, para viabilizar comercialmente o processo de obtenção de etanol por hidrólise da celulose e da hemicelulose, que são dois terços da planta de cana; e de etilenoglicol e propilenoglicol, por hidrogenólise, a partir de açúcares. O barateamento do processo de produção de etanol tornará viável também sua utilização como matéria-prima para a linha de produtos da empresa.

O presidente da Oxiteno, Pedro Wongstchowski, não revela o valor do investimento; o banco, por outro lado, não comenta projetos em avaliação. Previsto para chegar ao fim em seis anos, o projeto inclui a construção e entrada em operação da planta em escala industrial para produção pela via verde de produtos hoje só obtidos por via petroquímica. A atividade de pesquisa e desenvolvimento (P&D) é central: a biorrefinaria só chegará à operação plena, como planejado, se resolvidos os problemas tecnológicos que ainda impedem a viabilidade comercial da hidrólise e da hidrogenólise. A hidrogenólise — quebra de moléculas de açúcar por meio da reação com hidrogênio — interessa à Oxiteno pelo fato de a empresa já produzir etilenoglicol.

Carlos Rossell, engenheiro químico, pesquisador associado do Núcleo Interdisciplinar de Planejamento Energético (Nipe) da Unicamp, com mais de 30 anos de experiência em pesquisa no setor sucroalcooleiro, é o principal especialista brasileiro em tecnologia de hidrólise ácida para produção de etanol. A tecnologia, ainda não desenvolvida até o nível comercial, nem no Brasil nem no exterior, é uma das apostas do setor para a produção de mais etanol sem aumento da área plantada — a hidrólise ácida utiliza o bagaço e a palha da cana para produzir etanol. Hoje, as usinas aproveitam esses resíduos para gerar energia.

Na Europa, na África do Sul, nos Estados Unidos, no Canadá e no Brasil, há um esforço de pesquisa e desenvolvimento com o objetivo de dominar essa tecnologia e torná-la comercial. Disso pode depender a competitividade dos produtores de etanol. Além da hidrólise ácida — cujo fundamento é a quebra das moléculas de celulose por meio da adição de ácido sulfúrico aos resíduos —, há também a possibilidade de se realizar o processo de quebra através de enzimas, chamada por isso de hidrólise enzimática. Também a tecnologia da hidrólise enzimática não tem ainda aplicabilidade comercial.

A corrida pelo desenvolvimento da tecnologia de produção de etanol a partir de celulose e hemicelulose é mundial. Para a Oxiteno, é especialmente estratégica: se o projeto for bem sucedido, a empresa do Grupo Ultra será a única indústria química no planeta a dominá-la — para obter não etanol combustível, mas a matéria-prima que tornará seus produtos muito mais competitivos. O projeto apresentado ao BNDES não é a única frente da Oxiteno: a empresa trabalha com a Diretoria Científica da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp) para financiar, dentro do programa Parceria para Inovação Tecnológica (PITE), pesquisadores interessados em criar o conhecimento necessário à inovação na área.

Na entrevista concedida no dia 26 de julho na sede da Oxiteno, em São Paulo, Pedro Wongstchowski contou a Mônica Teixeira como a empresa chegou à biorrefinaria, qual sua importância estratégica para os negócios da Oxiteno, e destacou a pró-atividade do banco como fator importante para a idéia se concretizar no projeto apresentado.

Por que a Oxiteno decidiu investir no desenvolvimento de uma biorrefinaria?

Apenas um terço da biomassa contida na planta da cana é, atualmente, aproveitada para a produção de açúcar e, eventualmente, etanol. O primeiro grande desafio a ser enfrentado nesse assunto é como aproveitar os dois terços restantes da planta. A tentação é óbvia: trata-se de transformar em açúcar, ou em álcool, a celulose e a hemicelulose contidas no bagaço da cana e, também, nas pontas e na palha — que, hoje, são queimadas ou deixadas no campo. Foi o que o presidente Bush chamou, recentemente, de "cellulosic ethanol". A Oxiteno resolveu trabalhar nisso também — há muita gente interessada, em todo o mundo. O que nós fizemos? Há dois anos, começamos pelo levantamento do estado da arte — uma equipe fez a pesquisa bibliográfica e leu tudo o que consideramos relevante. Depois, uma missão viajou durante seis semanas pelo mundo, visitando pessoas e entidades que tinham trabalhos nessa área, em escala de laboratório ou em projetos de maior escala — plantas de demonstração, protótipos e plantas piloto. A missão focou-se especialmente em unidades localizadas nos Estados Unidos, Canadá e Suécia.

Como os senhores planejam trabalhar no desenvolvimento da biorrefinaria?

Estamos trabalhando em diversas frentes. Fizemos um trabalho no nosso laboratório e depositamos o pedido de uma patente de hidrólise ácida no INPI [Instituto Nacional da Propriedade Industrial]. Contratamos uma empresa sueca para elaborar o projeto conceitual de uma unidade comercial de hidrólise ácida, acompanhado do scale-down para uma unidade de demonstração, que estará concluído em dois meses. Por que sueca? Pelo fato de eles entenderem de celulose, de dominarem a tecnologia de manuseio de sólidos. Nossa intenção é montar essa unidade de demonstração em uma destilaria existente, com a qual estamos conversando. Estamos também em estágio avançado de entendimento com a Fapesp para fazer uma chamada de projetos de pesquisa nas áreas de metodologia analítica, hidrólise ácida e enzimática, caracterização de produto, estudos sobre lignina — um componente que é necessário "isolar", em algumas etapas do processo. O objetivo, nesse caso, é obter o conjunto do conhecimento científico que nos permita gerar a inovação, aplicado especialmente ao projeto de hidrólise — mas não só a ele. Até há pouco, internamente, estávamos mais direcionados para a hidrólise ácida. No entanto, acabamos de montar um time, em separado, para estudar a hidrólise enzimática. Trabalharemos com ambas em paralelo, a despeito de um certo ceticismo em relação à via enzimática, pelo menos no curto prazo: há tanta gente com opinião contrária à nossa, que decidimos admitir a hipótese de estarmos errados. Já identificamos grupos brasileiros que têm conhecimento acadêmico no assunto — em Recife, Fortaleza, São Paulo e no Rio. Estamos começando a engajar essas pessoas em um trabalho mais sistemático.

Essa é a frente da hidrólise?

Isso. Uma segunda frente é o processo chamado hidrogenólise, que parte de açúcares visando a obter álcoois — não etanol, mas dióis. Em particular, o etilenoglicol e o propilenoglicol. Não por acaso, o etilenoglicol é um dos principais produtos fabricados pela Oxiteno. No mundo todo, esse produto é obtido, exclusivamente, por rota petroquímica. Mas pode também ser obtido por hidrogenólise a partir de açúcares. Temos dois projetos cooperativos, com entidades no exterior, para o desenvolvimento do processo de hidrogenólise — que vão nos permitir fabricar o "etilenoglicol verde". Estamos tentando montar uma rede de aliados, no Brasil e fora do Brasil, na área acadêmica e na área tecnológica. Emresumo, esse é o projeto submetido ao BNDES, acrescido da construção de uma primeira unidade, com escala industrial, usando os novos processos, de hidrólise e de hidrogenólise. Isso por entendermos que uma tecnologia só está demonstrada depois de estar em uso em uma unidade de tamanho industrial, operando por um tempo razoável. Só aí é que se pode dizer que a tecnologia foi dominada e que, portanto, se está em condições de reproduzi-la e difundi-la. O projeto é para ser desenvolvido em seis anos. O BNDES foi muito pró-ativo, mostrou muito interesse em que submetêssemos o pedido de financiamento, na linha de inovação.

A biorrefinaria só começará a operar quando a produção de álcool a partir da celulose estiver resolvida?

No projeto está incluído, também, a produção de um produto alcoolquímico usando novas tecnologias. Queremos construir uma destilaria de álcool, exclusivamente para efeito químico, mas usando não as tecnologias convencionais — que, segundo nossos especialistas, são muito intensivas em energia. Hoje, gastam-se cinco toneladas de vapor por tonelada de álcool produzido. Podemos fazer com três toneladas de vapor. Idealmente, no desenho final, deseja-se o aproveitamento integral da biomassa produzindo açúcares e álcool, como intermediários; produzindo, subseqüentemente, por rota química inovadora, um derivado do etanol e, por hidrogenólise, a partir dos açúcares, os -glicóis. Isso para daqui a seis anos. Construir uma destilaria usando um melhor sistema de vapor é algo que dá para ser feito hoje, com razoável segurança, sem grandes riscos tecnológicos. Mas a hidrólise e a hidrogenólise são problemas a serem resolvidos, dependem do resultado de P&D. O projeto foi estruturado em três fases — dependendo da velocidade do desenvolvimento das tecnologias.

O que o senhor considera mais incerto?

A hidrólise não é ainda um processo comercialmente disponível. Consegue-se fazer hidrólise ácida ou enzimática hoje, mas com rendimentos e investimentos que não viabilizam, economicamente, a operação. Em ambas, há problemas mecânicos importantes. O bagaço entope, pára, explode, não reage... A empresa sueca, que está nos ajudando no projeto de hidrólise, conhece a tecnologia de manuseio desses sólidos. Hoje, a hidrólise, ácida ou enzimática, é um processo conhecido, com rendimento medíocre, com elevados investimentos e com problemas mecânicos que impedem um scale-up seguro. No laboratório, é uma coisa; em escala gigantesca, é outra. Em resumo: o rendimento não viabiliza a operação comercial, e há problemas mecânicos e construtivos.

No momento, qual é a equipe trabalhando no assunto biorrefinaria?

Temos uma task force de cinco pessoas, dedicadas full time a esse projeto: químicos e engenheiros químicos, inclusive dois doutores.

O que moveu a Oxiteno na direção desse projeto?

Nós temos dois grandes negócios hoje — o negócio de derivados de óxido de eteno e o negócio de solventes oxigenados. Alguns podem ser produzidos a partir do etanol. Na linha do óxido de eteno e derivados, nosso produto principal é o etilenoglicol, que pode ser obtido por uma rota verde e, se todos os projetos funcionarem, muito competitivamente, quando comparado com a alternativa petroquímica. Há também a produção de eteno, que não está desenhada nesse projeto — porque a produção de eteno a partir de álcool não tem inovação de nenhum tipo. É um processo tecnologicamente conhecido, dominado e que já foi praticado no Brasil. O problema de fazer eteno a partir de álcool é custo. Ao preço de mercado atual do álcool, não se consegue fazer eteno mais barato do que pela via petroquímica. No entanto, se desenvolvermos o aproveitamento integral da biomassa, a partir da cana-de-açúcar, o custo de produção do álcool vai cair a ponto de induzir uma redução no seu preço de mercado, permitindo a produção de eteno a partir dele. Hoje, no Brasil, o eteno é um produto escasso, limitado — existem três centrais petroquímicas que não vão crescer substancialmente. A chamada refinaria petroquímica, em fase de projeto para Itaboraí, no Rio de Janeiro, gerará 1,3 milhão de toneladas por ano de eteno a partir de 2012. Até lá não haverá disponibilidade adicional significativa de eteno. Para a Oxiteno, o projeto não significa uma diversificação — é um fortalecimento dos nossos negócios atuais, com uma base química diferente, mas atendendo aos mesmos mercados. Trata-se de manter e fortalecer nosso negócio central, no qual temos posição muito forte na América Latina.

Fora do Brasil, há outras empresas com projetos semelhantes a esse?

Evidentemente há muita gente trabalhando na obtenção de etanol a partir de celulose — inclusive a Shell. Uma das empresas que visitamos no Canadá tem a Shell como sócia. Mas o foco, em geral, é energia. Com foco em química, não vejo ninguém. Existem algumas empresas que querem fazer plástico biodegradável pela via verde. A Dow, por exemplo, fez uma joint venture com a Cargill e investiu cerca de US$ 300 milhões para isso. Mas desistiu: entregou a sua metade para o outro sócio. O que acontece é o seguinte: não há nenhum indício de que se consiga fazer termoplásticos biodegradáveis, no curto prazo, a custo aceitável. Não há nenhum grande problema tecnológico para fazê-los a um custo alto. Mas o consumidor não está disposto a pagar três vezes o preço por causa do "green". Em condições de semelhança de preço, o consumidor adoraria o plástico biodegradável. Mas se tiver de pagar o triplo, ele pára de adorar.

Qual a estratégia geral da Oxiteno para P&D?

No nosso negócio corrente, fazemos a maior parte da nossa pesquisa internamente. Mas a biomassa é um negócio novo. Então resolvemos não montar uma equipe interna de pesquisa — pesquisa no sentido experimental. Decidimos fazer tudo com a academia, por ser uma área com a qual não temos familiaridade. Uma equipe de pesquisa nesses assuntos levaria cinco anos para começar a trabalhar eficientemente. Teríamos de contratar e treinar gente, definir métodos... Para que fazer isso se há recursos já disponíveis na academia, no Brasil e fora do Brasil? Por exemplo, no processo de hidrogenólise, estamos abrindo diversas frentes, pois decidimos não seguir um caminho linear — ou seja, vamos tentar vários métodos ao mesmo tempo. Uma das linhas de trabalho em hidrogenólise é um acordo de cooperação com uma empresa inglesa de tecnologia que já tem muito trabalho na área de processos de hidrogenólise. Fizemos um acordo com eles e vamos trabalhar juntos daqui em diante. O trabalho experimental vai ser feito lá, porque eles já têm tudo: o laboratório, a planta piloto... Seremos co-proprietários da tecnologia, se ela vier a ser desenvolvida.

Qual o panorama da pesquisa brasileira relacionada à produção de etanol a partir de celulose e hemicelulose?

Minha impressão até agora é a seguinte: para chegar à exploração comercial, há um quebra-cabeça de mil peças. O que temos é um grupinho trabalhando com dez peças de uma parte do quebra-cabeça, outro trabalhando com mais dez, e assim por diante. Não há articulação e há buracos imensos, que ninguém cobriu porque ninguém se interessou. O trabalho que estamos tentando fazer é traçar o mapa e dizer: aqui falta uma área de pesquisa. Existe alguém no Brasil capaz de fazer isso? E fora do Brasil? Na chamada da Fapesp, vamos listar as áreas em que temos interesse em receber projetos. Imagino que em uma área vão aparecer quinze interessados; noutra área, não vai aparecer ninguém. Eventualmente, pretendemos perguntar o seguinte: nessa área, não há ninguém por quê? Quem é que potencialmente poderia trabalhar nessa área? Pretendemos apresentar os vazios aos grupos e dizer a eles: pesquisar aqui interessa para o Brasil, vocês não querem entrar?

A Oxiteno atua nas áreas química e petroquímica e é uma das empresas controlada pelo Grupo Ultra - as outras são a Ultragaz e a Ultracargo. É a única produtora brasileira de óxido de eteno, etilenoglicólis, etanolaminas, éteres glicólicos e acetatos de éteres glicólicos e, agora, de isetionato de sódio. Na cadeia petroquímica, a Oxiteno é considerada uma empresa de segunda geração, ou seja, ela transforma produtos básicos em produtos petroquímicos finais.

Os produtos que a Oxiteno faz são utilizados em diversos tipos de empresas, de variados ramos. Fornece tensoativos e solventes para aplicação em formulações agroquímicas e ingredientes para o setor de panificação, fabricantes de biscoitos, chocolates, sorvetes, margarinas/gorduras e massas. Atende também a indústria têxtil. Os catalisadores fabricados pela Oxiteno são comprados por indústrias química e petroquímica, refinarias de petróleo, processadoras de fases e indústrias de fertilizantes. Produz, ainda, produtos químicos para a indústria de cosméticos, tais como emolientes, emulsionantes e espessantes. Atende ainda a indústria de couro, detergentes, fluidos funcionais (como os de freio para automóveis), petróleo, poliéster, resinas, tintas e vernizes. (J.S.)

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