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7.Projeto pesquisa e de proposta innovacao

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https://www.mdpi.com/2077-0472/7/7/61/htm
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Agricultura 2017 , 7 (7), 61; https://doi.org/10.3390/agriculture7070061

Artigo
O papel da produção em pequena escala de biocombustíveis no Brasil: lições para países em desenvolvimento
1
Centro Interdisciplinar de Planejamento Energético (NIPE), Universidade de Campinas, Campinas 13083-896, Brasil
2
Universidade Federal da Fronteira Sul (UFFS), Santa Catarina 89802-112, Brasil
3
Laboratório Brasileiro de Ciência e Tecnologia de Bioetanol (CTBE) / Centro Brasileiro de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM), Campinas 13083-970, Brasil
*
Autor a quem a correspondência deve ser endereçada.
Editor Acadêmico: Les Copeland
Recebido: 15 de maio de 2017 / Aceito: 13 de julho de 2017 / Publicado: 22 de julho de 2017

Abstrato 

: 
Alega-se que iniciativas em pequena escala de biocombustíveis para a produção de etanol de cana-de-açúcar são uma oportunidade sustentável para o suprimento de etanol, particularmente para regiões com preços limitados ou sem acesso a biocombustíveis modernos, como comunidades localizadas longe dos grandes centros de produção de etanol no Brasil e famílias. comunidades agrícolas na África Subsaariana, respectivamente. No entanto, os pequenos agricultores geralmente lutam para alcançar a sustentabilidade econômica com microdestilarias de etanol. O objetivo deste artigo é fornecer uma avaliação dos desafios enfrentados pelas iniciativas de bioenergia em pequena escala e discutir as condições que potencialmente tornariam essas iniciativas economicamente viáveis. As microdestilarias de etanol foram avaliadas através de uma discussão crítica dos modelos existentes e de uma análise econômica de diferentes modelos de produção de etanol de cana. A análise técnico-econômica mostrou que a falta de competitividade em relação à destilaria de etanol em larga escala, em grande parte devido à baixa produtividade das culturas e à eficiência do processo, torna improvável que as destilarias de pequena escala possam competir no mercado nacional / internacional de etanol sem políticas governamentais e subsídios. No entanto, projetos de pequena escala destinados ao suprimento local e sistemas integrados de combustível para alimentos parecem ser uma alternativa interessante que pode potencialmente viabilizar a produção de etanol em pequenas propriedades, além de aumentar a segurança alimentar e a sustentabilidade do projeto, particularmente para as comunidades locais nos países em desenvolvimento.
Palavras-chave: 
bioetanol; cana de açúcar; microdestilarias; sistemas de alimentos e combustíveis

1. Introdução

Mais de 2 bilhões de pessoas nos países em desenvolvimento ainda dependem da biomassa tradicional para energia (culinária e aquecimento), o que causa 1,5 milhão de mortes por ano como resultado da inalação de fumaça [ 1 ]. Além disso, estima-se que 1,6 bilhão de pessoas não têm acesso à eletricidade [ 2 ]. Portanto, melhorar o acesso local a formas seguras e eficientes de energia é essencial para alcançar os "Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS)", um conjunto de objetivos universais apoiados pelas Nações Unidas para melhorar a qualidade de vida e a sustentabilidade globais [ 1 , 2 ].
Muitos países em desenvolvimento, como o Brasil e os países da África Subsaariana, têm potencial para produzir bioenergia de várias formas, como biogás [ 3 , 4 , 5 ], biodiesel e bioetanol [ 6 , 7 ] devido a condições favoráveis ​​como base agrícola existente. sistema, clima favorável para uma variedade de produção de matéria-prima e disponibilidade de terras [ 6 , 8 ]. No entanto, produzir bioenergia ao mesmo tempo que garantir benefícios sociais é desafiador e requer políticas pró-pobres e regulamentos estritos para evitar impactos sociais negativos, como instabilidade alimentar, mudança irrestrita no uso da terra e desmatamento [ 9 ].
Projetos de bioenergia em pequena escala, como microdestilarias, têm sido reconhecidos como uma maneira sustentável de as comunidades rurais acessarem serviços de energia a preços acessíveis [ 7 ]. Além disso, acredita-se que, em muitos casos, as iniciativas de pequena escala de biocombustíveis sejam o único modelo para os países em desenvolvimento cumprirem as metas de biocombustíveis, como nas políticas de mistura (não) obrigatórias, enquanto reprimem os impactos ambientais e promovem o desenvolvimento econômico por meio da criação de oportunidades de emprego , particularmente nas áreas rurais [ 10 , 11 ]. Apesar das características promissoras, o potencial das iniciativas de pequena escala de biocombustíveis de dar uma contribuição significativa de energia, ao mesmo tempo em que honram outras prioridades, como sustentabilidade e segurança alimentar, parece ainda estar longe de atingir plenamente suas metas. Iniciativas de pequena escala como modelo de negócios têm apenas uma contribuição marginal para a produção global de biocombustíveis, liderada por grandes escalas nos EUA e no Brasil [ 12 , 13 ]. Além disso, os benefícios socioeconômicos e ambientais outrora claros de pequenos e grandes projetos tornam-se cada vez mais obscuros devido à viabilidade econômica, mudança no uso da terra e preocupações com a segurança alimentar [ 7 , 14 ]. Além disso, a quantidade de informações científicas sobre os diferentes aspectos associados à produção de biocombustíveis, particularmente em pequena escala, permanece limitada [ 15 , 16 ] e mais informações, não apenas sobre os aspectos econômicos, mas também sobre os desafios e oportunidades sociais para particularidades locais. , são precisos. Sem dúvida, os formuladores de políticas, profissionais de desenvolvimento e outras partes interessadas podem se beneficiar de um conhecimento novo e perspicaz sobre as oportunidades e limitações da produção em pequena escala de biocombustíveis, especialmente em regiões em desenvolvimento como o Brasil e a África Subsaariana, devido à produção de cana-de-açúcar já existente. informações disponíveis nesses países (por exemplo, [ 17 ]).
Embora poucos estudos tenham sido publicados indicando a viabilidade econômica de destilarias de pequena escala [ 18 , 19 ], eles geralmente apresentam análises baseadas em cenários otimistas e, às vezes, em dados não-reais do mundo idealistas. Por exemplo, [ 20 ] apresentaram uma análise econômica da produção de etanol em uma instalação de produção de cachaça (espírito brasileiro) já existente. Portanto, ele não considerou os custos iniciais essenciais com construção e infraestrutura [ 20 ]. Em outro exemplo, [ 19 ] também apresentou uma análise econômica bem-sucedida da produção de etanol- cachaça . No entanto, para a análise deles, consideraram um sistema cooperativo no qual várias pequenas fazendas produzem etanol em uma unidade central de microdestilaria. Este é um sistema que foi discutido como possivelmente benéfico [ 11 , 19 ], mas ainda não havia sido bem-sucedido devido a desafios de gerenciamento, falta de conhecimento técnico e logística de transporte e custos de cada fazenda para as unidades centrais [ 11 , 16 ]. Além disso, a falta de casos de destilaria de pequena escala bem-sucedidos suporta a necessidade de uma análise mais abrangente. Portanto, nosso principal objetivo neste artigo é obter conhecimento útil sobre a racionalidade socioeconômica de iniciativas de biocombustíveis em pequena escala e identificar as principais oportunidades e deficiências.
Nosso objetivo é esclarecer os impactos socioeconômicos e ambientais da produção de biocombustíveis, comparando iniciativas médias em larga escala com iniciativas “alternativas” em pequena escala e entender se e em que circunstâncias a produção em pequena escala de bioenergia poderia funcionar. Portanto, foi realizada uma análise técnico-econômica comparando diferentes cenários de produção de biocombustíveis, a fim de entender os desafios e oportunidades enfrentados pela produção em pequena escala.
Nossa análise se concentra no etanol de cana no Brasil devido à disponibilidade de informações e à experiência acumulada em projetos de grande e pequena escala, uma característica bastante singular entre as regiões em desenvolvimento. Usamos informações complementares de outras regiões, como a África Austral, para aumentar e expandir o impacto de nossas discussões e conclusões.

2. A experiência em pequena escala brasileira

No Brasil, o limiar entre pequeno e grande porte foi definido por lei em 1981, com capacidade de 5000 L dia- 1 para projetos de etanol [ 21 ]. O componente de escala na produção de biocombustível pode ser associado às fases agrícola (produção de matéria-prima) ou industrial (atividades de processamento). A escala também está associada ao nível de tecnologia adotado. Iniciativas de biocombustível em larga escala são combinadas com várias opções para atividades mecanizadas e automação de processos, tecnologia atualizada e eficiente e mão de obra qualificada. Em pequena escala, a produção de matérias-primas depende principalmente de mão de obra, enquanto a unidade de processamento é modesta ou desatualizada, com poucas opções de tecnologia. Em nossa abordagem, os projetos de pequena escala são definidos pela fase de processamento da cadeia de valor dos biocombustíveis, na qual um número limitado de sistemas de produção (por exemplo, variantes de produção de matéria-prima) está associado.
Uma característica comum entre os governos nacionais e regionais na busca de projetos de biocombustível em pequena escala é a crença de que esse projeto é o melhor modelo para atender ao suprimento local / regional de energia, ao mesmo tempo em que cumpre os critérios de sustentabilidade ambiental e socioeconômica. Embora alguns estudiosos apóiem ​​essa visão [ 10 , 11 ], evidências recentes mostraram que a produção comunitária de biocombustíveis nem sempre é a melhor solução [ 22 ] e casos de sucesso são raros. O primeiro olhar do Brasil sobre a produção em pequena escala de etanol (microdestilarias) foi em 1981, com a introdução do primeiro marco legal para microdestilarias. Um estudo desenvolvido pelos Sistemas de Inovação de Políticas para Energia Limpa (PISCES) (2009), em colaboração com a Organização para a Alimentação e Agricultura (FAO), descreveu várias iniciativas de biocombustíveis em pequena escala em doze países diferentes da América Latina, África e Ásia. Na maioria das regiões exploradas, existe uma dependência substancial de combustíveis sólidos (lenha e carvão), principalmente para cozinhar na África e no sul da Ásia. Portanto, 60% dos casos de biocombustível foram projetados para atender às necessidades de energia das famílias. Outros usos incluem mobilidade (por exemplo, etanol combustível) e serviços como bombeamento de água e iluminação pública [ 7 ]. Em países como a China, os esforços para o acesso à energia nas áreas rurais por meio de projetos de pequena escala levaram à construção de mais de 400 estações de biogás em nível de aldeia na província de Shandong, com o objetivo de fornecer um suprimento de energia moderna sustentável e acessível a pequenos agricultores pobres [ 22 ].
Apesar do interesse em promover a produção de etanol, o desenvolvimento de microdestilarias tropeçou em muitos obstáculos, devido à falta de mão de obra qualificada, ineficiências inerentes em diferentes partes da fase de processamento e, talvez mais importante, falta de competitividade econômica. Ao longo dos anos, projetos de larga escala (capazes de processar um milhão de litros de etanol por dia ou mais) baseados no aumento do uso da tecnologia, nas fases agrícola e industrial, tornaram-se o modelo padrão de produção de etanol em todo o país [ 23 ]. Embora limitadas, as microdestilarias persistem na forma de agroindústrias dedicadas de biocombustíveis ou unidades multiuso, das quais o etanol é um dentre vários produtos agro-processados ​​[ 11 ].
As microdestilarias dedicadas ao etanol estão concentradas no sul do Brasil. Essa região oferece um nicho de mercado para o etanol em pequena escala devido aos preços relativamente mais altos do etanol (até 40% mais caros) do que na região sudeste, onde o estado de São Paulo, o maior produtor de cana-de-açúcar do país [ 24 ] , funciona como um hub de distribuição para outras regiões do país. As microdestilarias multiuso, por outro lado, estão mais espalhadas pelo país, sendo frequentemente associadas à produção de cachaça . Minas Gerais, devido à sua tradição como região produtora de cachaça , combinada com esforços de pesquisa e desenvolvimento para implementar tecnologias viáveis ​​de fermentação e destilação no nível da fazenda, tem um papel de liderança na produção de etanol em ambientes multiuso [ 25 ]. Juntamente com a cachaça e o etanol, as destilarias multiuso também podem combinar outros produtos alimentícios à base de cana-de-açúcar, como rapadura (açúcar não centrífugo como panela na Colômbia e gur na Índia), açúcar mascavo e melaço [ 16 ].
O etanol está presente no Brasil desde a década de 1920, mas sua estréia oficial ocorreu com a criação do programa ProAlcool em 1975 [ 26 ]. O marco legal para as microdestilarias surgiu algum tempo depois, com o Decreto 85.698, de 1981 [ 21 ] e um aspecto fundamental desse decreto é que o etanol produzido pelas microdestilarias deveria ser exclusivamente destinado ao autoconsumo. Essa condição associada à disponibilidade limitada de fundos públicos foi um fator importante para o desenvolvimento de microdestilarias, pois limita os lucros, tornando-o um negócio desinteressante [ 27 ]. Embora a comercialização em nível nacional permaneça em debate, nas últimas décadas estados como São Paulo, Minas Gerais e Rio de Janeiro implementaram legislação regional para fomentar as microdestilarias por meio da inclusão em programas de desenvolvimento, com acesso facilitado a financiamento e crédito. No entanto, não há dados disponíveis sobre os resultados dessas iniciativas.
As particularidades locais em termos de economia, legislação e parâmetros ambientais afetam significativamente a inclusão e o sucesso das microdestilarias de etanol no mundo em desenvolvimento. Por exemplo, a atual estrutura brasileira de etanol baseada na produção em larga escala e sua legislação de segurança, garantia de qualidade e comercialização abrem pouco espaço para o desenvolvimento da produção de etanol por pequenos agricultores, principalmente para o mercado de transporte no Estado de São Paulo, que é o principal etanol. Estado produtor no Brasil [ 16 ]. Porém, diferentemente do Estado de São Paulo (SP), no Rio Grande do Sul (RS), a predominância da topografia montanhosa e a existência de um grande número de pequenos agricultores na agricultura familiar tornam mais viável a implementação de microdestilarias de etanol [ 28 ] . Além disso, a distância do principal centro de produção em SP faz do etanol no RS um dos mais caros do Brasil (US $ 1,22 / L contra US $ 0,79 / L em SP, em janeiro de 2017).
Usando lições e experiências brasileiras, discutimos as particularidades da bioenergia nos países em desenvolvimento da África, pois eles possuem um sistema de produção de cana de açúcar existente que pode ser um ponto de partida para a produção de biocombustíveis. Nos países da África Subsaariana como Moçambique, os desafios para a implementação de microdestilarias incluem a economia que depende da importação exclusiva de combustíveis fósseis, a falta de infraestrutura para distribuição de biocombustíveis e a falta de trabalho técnico [ 7 , 29 ]. Portanto, projetos de microdestilarias para suprimento nacional são significativamente desafiadores. No entanto, as microdestilarias para apoiar o autoconsumo ou atender às comunidades locais são mais realistas em um futuro próximo. Além disso, a produção em pequena escala de bioetanol ligada à produção de alimentos tem um alto potencial de contribuir para o desenvolvimento rural em regiões pobres [ 28 ].

3. Abordagem Metodológica


Para explorar a viabilidade econômica das microdestilarias, comparamos um cenário padrão dedicado ao etanol com cenários alternativos. Além do etanol, dois produtos comuns das microdestilarias no Brasil e em outras regiões em desenvolvimento são os aguardentes de etanol (por exemplo, cachaça no Brasil) e açúcar mascavo. Os cenários considerados neste estudo estão descritos abaixo:
(1)Microdestilaria de etanol - O Cenário 1 (benchmark) é uma microdestilaria dedicada ao etanol com uma capacidade de processamento de 1000 L de etanol (92% v / v ) / dia. Nesse cenário, os pequenos agricultores se agrupavam em torno da microdestilaria para abastecer a planta industrial com cana-de-açúcar. Esse modelo visa o fornecimento regional de combustível para transporte, principalmente entre os agricultores locais, por meio de iniciativas de produção e ação coletiva de etanol (ou seja, cooperativas ou associações de agricultores);
2)Microdestilaria de cachaça - o Cenário 2 é uma microdestilaria com cachaça com capacidade de produção de 53 L de cachaça (45% de etanol v / v ) por dia. Em vez de baseado na comunidade, como no Cenário 1, este cenário introduz um modelo de produção familiar. Esse cenário é comum em algumas regiões do Brasil, como os Estados de Minas Gerais e São Paulo, onde fazendas familiares cultivam e processam cana-de-açúcar e vendem cachaça como fonte de renda familiar;
(3)Microdestilaria de cachaça e etanol - O cenário 3 é o mesmo que o cenário 2, com a adição da produção de 6 L de etanol por dia a partir de resíduos de cachaça (correntes alcoólicas de resíduos da destilação de cachaça , inadequadas para consumo);
4)Açúcar mascavo - O cenário 4 considera a produção de açúcar mascavo. Nesse cenário, em vez de etanol (combustível) e cachaça , a produção de cana-de-açúcar é destinada à produção de alimentos, como o açúcar mascavo, que encontra mercados informais e formais nas áreas rurais e urbanas.
O cenário 1 requer investimentos financeiros relativamente altos nas fases agrícola (produção de cana) e industrial. Além disso, apresenta desafios de gestão para os pequenos agricultores, que têm pouco acesso ao crédito e geralmente são limitados pelo conhecimento técnico. No entanto, se possível, esse cenário poderia suprir os mercados regionais de etanol por meio da descentralização da produção e distribuição de combustíveis, com benefícios econômicos para consumidores e pequenos agricultores. Por outro lado, os cenários 2–4 são responsáveis ​​pela produção em nível agrícola de produtos de cana de açúcar (ou seja, cachaça ; cachaça + etanol; açúcar mascavo), produzidos em quantidades relativamente pequenas e voltados para os mercados locais. Nossa abordagem, portanto, propõe duas visões gerais sobre a produção em pequena escala de etanol nos países em desenvolvimento. O primeiro (Cenário 1) explora a viabilidade econômica de microdestilarias dedicadas ao etanol, projetadas para atender às demandas regionais de energia e fortalecer a produção de biocombustíveis, oferecendo uma oportunidade de renda para os agricultores locais. O segundo (Cenários 2-4) explora oportunidades econômicas em nível de fazenda associadas a produtos de cana-de-açúcar, como cachaça , etanol e açúcar mascavo, tanto para a auto-suficiência agrícola (etanol) quanto para os mercados locais ( cachaça e açúcar mascavo).
A Tabela 1 apresenta um resumo dos cenários e coeficientes técnicos. A combinação de cenários e níveis de produção de cana foi de oito simulações.
As variáveis ​​utilizadas para avaliação dos cenários foram divididas em dois grupos: agrícola e etapa de beneficiamento. N


Além da revisão da literatura e da consulta de especialistas, o banco de dados foi complementado com dados primários coletados entre microdestilarias no sul do Brasil (RS). Nos últimos anos, o estado do Rio Grande do Sul (RS) tem sido um centro de desenvolvimento de P&D em microdestilarias. Por estar relativamente distante das regiões tradicionais produtoras de cana, principalmente na região Centro-Sul, o etanol no RS está entre os mais caros do Brasil. Os altos preços do etanol atraíram uma série de iniciativas para aumentar a produção local e descentralizada de etanol, geralmente por meio de microdestilarias. Em julho de 2014, visitamos e entrevistamos o presidente e o gerente de uma cooperativa de biocombustíveis no município de Frederico Westphalen (RS), um pequeno produtor local de cana-de-açúcar e um agente de extensão que dá suporte técnico aos produtores de cana-de-açúcar da região. Também foi entrevistado o gerente de uma fábrica de microdestilarias na capital do estado, Porto Alegre. Um questionário semiestruturado orientou as entrevistas. Todos os dados coletados serviram para ajustar os parâmetros usados ​​para projetar os diferentes cenários explorados neste trabalho, que incluem níveis de produção, eficiência de processamento, preços do etanol, produtos alternativos às microdestilarias dedicadas ao etanol e custos de investimento.
A Tabela 2 e a Tabela 3 mostram os parâmetros operacionais e o investimento inicial para os cenários avaliados. O cenário 1, que é uma microdestilaria dedicada a etanol (1000 L / dia), exige um investimento maior em equipamentos do que em outros cenários, devido à sua maior capacidade de processamento industrial ( Tabela 3 ). Os custos de construção e infraestrutura nos cenários 2 a 4 foram estimados com base nos custos de equipamentos e na área de construção.
A análise do fluxo de caixa dos quatro cenários considerados como vida útil do projeto em 20 anos; os preços e custos operacionais foram baseados em valores a partir de dezembro de 2016. Os custos de produção de biomassa foram calculados no modelo CanaSoft, um modelo de calculadora de biomassa incorporado à estrutura da Biorrefinaria Virtual da Cana-de-Açúcar [ 34 ], considerando os níveis de produção de 40 ou 80 t de cana por hectare . Também foi assumido que os produtos de cana (etanol, cachaça e açúcar mascavo) serão vendidos a preços de mercado ( Tabela 2 ). A conversão monetária de Real para Dólar foi realizada usando o valor médio de conversão entre junho e dezembro de 2016 (cerca de R $ 3,27 = US $ 1,00).
A viabilidade econômica dos diferentes cenários foi avaliada por meio da Taxa Interna de Retorno (TIR) ​​e Valor Presente Líquido (VPL). A análise foi complementada por análises de sensibilidade em termos de taxa de juros e preço de mercado do etanol.

4. Resultados dos pesquisa de produtos e processos

Para avaliar a viabilidade econômica dos diferentes cenários de pequena escala, o VPL foi utilizado para comparação ( Figura 1 e Figura 2 ). A taxa de desconto inicialmente assumida neste estudo foi de 12% ao ano, o que representa o valor médio para a indústria de cana no Brasil. No entanto, no caso de pequenas propriedades familiares, 12% é um valor bastante impraticável; portanto, valores variando de 4 a 12% ao ano foram avaliados [ 11 ].
De acordo com a análise econômica representada pelo fluxo de caixa da Figura 1 A e Figura 2 A, os cenários 1 não atingiram um valor presente líquido positivo em nenhum dos casos, indicando que os projetos não são economicamente atraentes sob as premissas consideradas neste estudo. . Os custos operacionais e o custo de investimento nesses cenários superaram as receitas, gerando fluxos de caixa líquidos negativos.
A Figura 1 B e a Figura 2 B mostram o VPL nos cenários 2 a 4 para as duas produtividades de cana consideradas neste estudo (40 e 80 t de cana / ha, respectivamente). Pode-se observar que apenas o cenário 4 seria uma alternativa viável, considerando os níveis de produtividade da cana e as premissas econômicas deste estudo. Esses resultados indicam que o preço médio do açúcar mascavo (US $ 1,38 por kg) está relacionado a margens positivas e compensa os custos de investimento e operacionais, mesmo considerando uma taxa de desconto de 12%. Para os cenários 2 e 3, apenas a alternativa considerando maiores rendimentos de cana resultou em cenários economicamente viáveis.
A Tabela 4 mostra todo o VPL para os cenários e os preços de mercado associados para os produtos que viabilizariam economicamente o projeto, considerando o rendimento da cana e a taxa de desconto.
Considerando esses resultados, é possível inferir que o cenário 1 (destilaria dedicada ao etanol) não é viável, mesmo considerando os preços atuais de venda de etanol em postos de combustíveis como um preço de referência de mercado (cerca de US $ 1,22 / L no Rio Grande do Sul ) Isso ocorre porque o preço pago ao produtor (neste caso, o agricultor) é significativamente menor do que o posto de gasolina devido a impostos, custos de transporte e margem do distribuidor. Por outro lado, os cenários 2 e 3 seriam economicamente atraentes em alguns casos, por exemplo, com maiores rendimentos de cana-de-açúcar. Além disso, a produção de etanol na microdestilaria da cachaça foi decisiva para a viabilidade econômica com taxas de desconto de 12 e 8%. De fato, a economia desses cenários poderia ser ainda melhorada, considerando que a cachaça de alta qualidade pode atingir preços no mercado interno que variam de US $ 0,92 a US $ 5,51 por garrafa [ 36 ]. Finalmente, sob as considerações tomadas nesta avaliação, o cenário 4 mostrou-se economicamente viável em todos os casos, considerando os níveis de produtividade da cana e as taxas de desconto, o que de alguma forma já era esperado, uma vez que o açúcar tem um preço de mercado relativo mais alto comparado ao etanol.
A Tabela 4 também ilustra que a viabilidade econômica pode ser altamente dependente da produtividade da cana-de-açúcar por hectare. Mayer [ 28 ] avaliou a viabilidade de uma destilaria de pequena escala (720 L / dia) e analisou dois cenários possíveis: (1) vender combustível aos membros da cooperativa; (2) comercialização de combustível. Dependendo do custo da matéria-prima, ambos os cenários resultaram economicamente inviáveis. No entanto, quando o custo da matéria-prima foi menor devido à alta produtividade, o primeiro cenário pode ser atraente em termos econômicos [ 28 ]. Assim, uma estimativa de rendimento confiável é de suma importância ao projetar uma instalação de microdestilaria para prever adequadamente sua viabilidade econômica.
Vários autores já afirmaram que a formação de cooperativas que reúnem pequenos agricultores é uma maneira de alcançar economias de escala [ 11 , 16 , 19 ]; no entanto, a falta de infraestrutura, os desafios de gerenciamento, a logística de produção e a distância dos centros de distribuição são dificuldades a serem superadas e as cooperativas bem-sucedidas para esse fim ainda precisam ser comprovadas.
A partir dos resultados e da falta de casos bem-sucedidos de microdestilarias dedicadas ao etanol, é possível inferir que, devido à falta de sustentabilidade econômica, as microdestilarias exigem um modelo de produção mais complexo e subsídios significativos para se tornarem economicamente competitivos, considerando o tradicional etanol exclusivo produção apresentada. Dessa forma, como é demonstrado pelos resultados econômicos, a adição de outros produtos, principalmente aqueles com maior valor agregado relativo, pode ser crucial para a viabilidade econômica de pequenas destilarias.
Note-se que é improvável que as microdestilarias tenham um impacto significativo na produção em todo o país, a menos que preços de venda mais altos (tanto de etanol quanto de cachaça ) sejam alcançados em condições específicas do mercado local ou mesmo externo, no caso da cachaça . Usando o caso brasileiro como exemplo, 500 microdestilarias (1000 L / dia) contribuiriam apenas para 0,4% do total de etanol produzido anualmente no país. Portanto, em vez de uma solução para um país inteiro, as vantagens das microdestilarias estão concentradas na melhoria socioeconômica local, como um aumento no lucro e no suprimento de energia para auto-consumo em pequenas vilas / comunidades [ 37 ]. Além disso, os benefícios ambientais locais também têm sido frequentemente associados a destilarias de pequena escala devido ao menor uso da colheita mecanizada (que reduz a compactação do solo e o uso de diesel), baixas perdas de biodiversidade e menos uso do suprimento de água devido à rotação da colheita geralmente aplicada em pequenas fazendas e uma possível redução nas emissões de CO 2 durante a cadeia de produção de etanol devido ao uso final local de etanol, que diminui as emissões de CO 2 durante o transporte para distribuição de combustível e pode aumentar a sustentabilidade do projeto [ 11 ].

5. Discussão: Desafios e oportunidades das microdestilarias no Brasil e nos países em desenvolvimento

Uma das principais razões pelas quais o etanol das microdestilarias não é competitivo em termos de custo em comparação à produção em larga escala é a baixa eficiência em várias etapas do processo de produção, além dos impactos das economias de escala nos custos de investimento e operação. No setor agrícola, a principal diferença de eficiência entre pequena e grande escala se deve à colheita da cana-de-açúcar, pois no primeiro é feita manualmente, enquanto no segundo a colheita mecanizada pode levar a uma eficiência ligeiramente mais alta e a custos mais baixos [ 11 ]. No setor de processamento, perdas e ineficiências inerentes a todas as operações da unidade comprometem a eficiência global do processo. Por exemplo, a porcentagem de açúcar que permanece no bagaço na etapa de moagem diminui a produtividade do etanol por tonelada de cana; a contaminação da fermentação causada pelo mau controle resulta em perdas de matéria-prima; e baixas eficiências térmicas durante a destilação causam perdas de etanol na vinhaça [ 28 ], as quais contribuem para comprometer a viabilidade econômica das microdestilarias.
Além disso, a produção de eletricidade como subproduto em destilarias de etanol é realizada quase exclusivamente em indústrias de grande escala e é uma contribuição significativa para a viabilidade econômica na maioria dos casos no Brasil. Além de auto-suficientes, as destilarias de etanol podem vender eletricidade excedente para a rede nacional [ 28 ]. Portanto, os desafios enfrentados pelas microdestilarias resultam em um aumento no custo de produção de etanol e, consequentemente, parece irrealista que, sem grandes subsídios, esse modelo de produção possa competir com o etanol produzido em indústrias de grande escala.
No entanto, em locais distantes dos centros de produção de etanol, como o Rio Grande do Sul, nos quais o preço do etanol o torna um combustível muito caro, as microdestilarias, principalmente as que não são exclusivas de etanol, têm potencial para serem economicamente viáveis ​​e socialmente benéfico principalmente quando o etanol e outros produtos não visam grandes mercados consumidores.
Usando a experiência e os desafios brasileiros, bem como os resultados da análise econômica, poderíamos traçar algumas linhas sobre o potencial dessas lições em alguns países em desenvolvimento. Em regiões de baixa renda, como os países da África Subsaariana, a produção de etanol para autoconsumo e / ou para as comunidades locais é particularmente interessante, pois o acesso ao combustível moderno para cozinhar e eletricidade é reduzido [ 16 ]. Portanto, a inclusão de destilarias de pequena escala nessas comunidades pode ser de grande importância para melhorar a qualidade de vida e buscar a produção sustentável de combustível, conforme suportado nos ODS. Embora o uso de etanol para dispositivos domésticos (cozimento, lâmpadas) enfrente alguns desafios, como resistência cultural e necessidade de equipamentos acessíveis (por exemplo, fogão a etanol), a produção de etanol pelos agricultores familiares tem o potencial de aumentar a qualidade de vida em certas regiões [ 16 ] . Além disso, a integração da produção de cana-de-açúcar com outras atividades agrícolas, como gado e outras culturas alimentares, pode ser a maneira mais promissora de alcançar a viabilidade econômica [ 28 , 38 ].
A utilização de subprodutos das destilarias de etanol / cachaça também pode aumentar a receita dos pequenos agricultores. Subprodutos como vinhaça e bagaço podem ajudar a alcançar a viabilidade econômica de destilarias de pequena escala, se estiverem integrados a outros sistemas agrícolas locais ou se puderem ser vendidos como fertilizantes e ração animal ou mesmo trocados por lenha. No entanto, o custo das técnicas necessárias para a utilização desses subprodutos, bem como a falta de pessoal treinado e problemas logísticos, são desafios enfrentados pelos pequenos agricultores [ 28 ].
Em conclusão, embora seja teoricamente possível replicar e transferir alguns modelos brasileiros de microdestilaria para produção de combustível e alimentos para determinadas regiões da África Subsaariana, existem vários desafios a serem considerados para tornar esses projetos bem-sucedidos e sustentáveis ​​a longo prazo . O acesso à eletricidade para processos como a moagem, bem como a adaptação cultural ao uso do etanol como combustível de cozinha, são questões importantes a serem consideradas [ 16 ]. Além disso, as políticas governamentais seriam de extrema importância se o projeto visasse um desenvolvimento regional e não local, pois a infraestrutura e os subsídios se tornariam críticos.

6. conclusões

Destilarias de etanol de pequena escala são comumente consideradas para fornecimento nacional; no entanto, freqüentemente não têm competitividade de preços em comparação com a produção em larga escala. A análise econômica apresentada neste trabalho mostrou que não é provável que microdestilarias exclusivas de etanol sejam viáveis, levando em consideração a política atual de etanol e os cenários comuns de mercado no Brasil. No entanto, a análise mostrou que outros produtos de cana-de-açúcar de maior valor, como cachaça e açúcar mascavo, integrados à produção de etanol, poderiam ser um cenário economicamente viável, especialmente se mercados com maior disposição a pagar - como os mercados externos - forem alcançados. Além disso, a diversidade de produtos em projetos de pequena escala pode aumentar o acesso aos biocombustíveis, bem como a segurança e sustentabilidade alimentar. Utilizando a experiência brasileira e a análise realizada neste trabalho, foi discutido o potencial das microdestilarias em países em desenvolvimento como a África Subsaariana e apresentados desafios e oportunidades. Concluindo, uma mudança no conceito comum de distribuição de etanol do cenário nacional para local, bem como a diversificação de produtos, são de importância social significativa e podem ser decisivas para a viabilidade econômica das microdestilarias.

Agradecimentos

Os autores gostariam de agradecer à Fundação de Pesquisa de São Paulo (Fapesp) pelo apoio financeiro (Grant 2012 / 00282-3) para desenvolver este trabalho.

Contribuições do autor

MRLVL e JGDBL conceberam e projetaram o artigo; JGDBL, OC e AMK realizaram a coleta de dados; MW realizou análise econômica; MW e AMK realizaram análise de dados; AMK, JGDBL escreveu o jornal; e MRLVL e LC revisaram o artigo.

Conflitos de interesse

Os autores declaram não haver conflito de interesses. Os patrocinadores fundadores não tiveram nenhum papel no desenho do estudo; na coleta, análise ou interpretação de dados; na redação do manuscrito e na decisão de publicar os resultados.

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