Estudo aponta estratégia para mitigar a mudança no clima por meio da adoção de biocombustíveis

14/09/2020

Já há consenso sobre a contribuição dos biocombustíveis para uma matriz energética mundial mais limpa. Mas os benefícios líquidos da bioenergia na mitigação de gases de efeito estufa (GEE) ainda são um tema controverso. Contra a sustentabilidade dos biocombustíveis, argumenta-se, por exemplo, que a conversão de terras não agrícolas em lavouras de culturas energéticas pode resultar em grande redução inicial de armazenamento do carbono estocado – conhecida como “dívida de carbono”.

Um estudo realizado por um grupo internacional de pesquisadores, publicado na revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), contribui para resolver essa discórdia.

A pesquisa indicou que o cultivo de switchgrass – gramínea que cresce em muitas regiões da América do Norte – para produção de etanol celulósico nos Estados Unidos tem potencial de mitigação de GEE por hectare comparável ao reflorestamento e várias vezes maior do que a restauração por pastagens.

A expectativa é que o avanço das tecnologias e a integração de captura e armazenamento de carbono a curto prazo (CCS) melhorem ainda mais o potencial de mitigação de sistemas de bioenergia por hectare por um fator de, aproximadamente, seis em relação ao desempenho atual, aponta o estudo.

O trabalho foi apoiado pela FAPESP por meio de um projeto conduzido pelo pesquisador John Joseph Sheehan, da Universidade de Minnesota (Estados Unidos), na Faculdade de Engenharia Agrícola (Feagri) da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), no âmbito do programa São Paulo Excellence Chair (SPEC).

O primeiro autor do estudo, o pesquisador Lee Rybeck Lynd, do Dartmouth College (Estados Unidos), iniciou em fevereiro um projeto no Centro de Biologia Molecular e Engenharia Genética (CBMEG) da Unicamp apoiado pela FAPESP também no âmbito do mesmo programa.

“O estudo permite compreender em um nível de detalhe maior os fatores e estratégias que são importantes para implantar a produção de biocombustíveis de forma a contribuir para a estabilização do clima”, diz Lynd à Agência FAPESP.

Série de questionamentos

De acordo com os autores do estudo, um dos questionamentos em relação aos biocombustíveis celulósicos é se as safras de matérias-primas podem ser obtidas de forma sustentável, ou seja, sem produzir reduções autodestrutivas no carbono armazenado.

Além da dívida de carbono – resultante da conversão de terras não agrícolas em lavouras de culturas energéticas –, a utilização de terras agrícolas produtivas, com baixos estoques de carbono, para a produção de biocombustíveis também pode ser contraproducente se as culturas de alimentos forem deslocadas, aumentando as emissões de GEE em outros lugares.

As preocupações com esse efeito, conhecido como mudança indireta do uso da terra, podem ser minimizadas ou evitadas se a produção da matéria-prima para biocombustíveis ocorrer em terras agrícolas de baixa produtividade ou abandonadas. Uma alternativa seria utilizar terras poupadas do uso agrícola contínuo por meio da intensificação agrícola ou mudanças na dieta alimentar da população.

Como o reflorestamento oferece um uso alternativo dessas terras para mitigação das emissões de carbono, os críticos dos biocombustíveis ponderam que a avaliação da produção de bioenergia nessas áreas deve considerar o “custo de oportunidade”.

“Os principais estudos até agora publicados estimam que as mudança induzida no uso do solo são, em média, zero, embora a mudança indireta do uso da terra continue a ser invocada como uma crítica-chave aos biocombustíveis”, afirma Lynd.

Embora esses argumentos tenham sido inicialmente aplicados aos biocombustíveis de primeira geração – obtidos a partir de açúcar, amido ou óleo vegetal de culturas alimentares cultivadas em terras agrícolas –, as críticas em relação à dívida de carbono, à mudança indireta do uso da terra e aos custos de oportunidade foram posteriormente invocadas para a produção de biomassa celulósica para geração de biocombustíveis avançados e eletricidade.

Com base nesses e em outros argumentos, estudos recentes sugeriram que o uso da terra para produção de matéria-prima para geração de bioenergia tem resultados climáticos abaixo do ideal e recomendaram redirecionar os esforços em pesquisa e o apoio político para a gestão do carbono biológico estocado na terra.

Essas conclusões, no entanto, são frequentemente baseadas em estimativas secundárias de desempenho do sistema de bioenergia, e os custos de oportunidade de mitigação geralmente não levam em consideração a captura e o armazenamento de carbono a curto prazo ou melhorias tecnológicas futuras, ponderam os autores do estudo.

“Cada uma das críticas que abordamos no estudo tem alguma legitimidade no sentido de que apontam para fatores que podem negar os benefícios climáticos dos biocombustíveis. Porém, isso foi confundido com a proposição de que os biocombustíveis não podem ou não oferecem benefícios climáticos”, pondera Lynd.

Para refutar os argumentos dos críticos da sustentabilidade dos biocombustíveis, os pesquisadores usaram modelagem para estimar o potencial de cultivo de switchgrass e a produção de biocombustível a partir da gramínea para substituir fontes de energia fóssil e sequestrar carbono diretamente em comparação com outros esquemas de mitigação baseados no uso da terra, como reflorestamento e pastagens.

O modelo foi calibrado para fazer simulações temporais de trocas de carbono entre a atmosfera e a biosfera sob diferentes opções de uso da terra em três locais nos Estados Unidos.

Os resultados das análises indicaram que nas áreas em que os agricultores estavam fazendo a transição para o cultivo da gramínea para a produção de etanol celulósico o potencial de mitigação por hectare é comparável ao reflorestamento e várias vezes maior do que a restauração de pastagens.

O estudo também indicou que melhorias futuras plausíveis na produção de culturas para energia e tecnologia de biorrefino, juntamente com CCS, atingiriam um potencial de mitigação entre quatro e 15 vezes maior do que a restauração de florestas e pastagens, respectivamente.

“Também constatamos que a cobertura natural da terra e a maturidade tecnológica da cadeia de abastecimento fazem grande diferença na determinação dos benefícios relativos da mitigação de GEE pelos biocombustíveis e na restauração da vegetação natural”, diz Lynd.

O cultivo de switchgrass pode ser particularmente útil em regiões dos Estados Unidos onde a vegetação natural é composta por grama, em vez de árvores, indica o estudo.

No futuro, os pesquisadores pretendem usar a modelagem em escala nacional nos Estados Unidos.

“Uma direção importante apontada pelo estudo é analisar maior diversidade de locais, lavouras de culturas energéticas e processos de conversão, incluindo aqueles concebidos para incorporar a produção de biocombustíveis de maneira consistente com a economia circular”, explica Lynd.

A metodologia também poderia ser aplicada para analisar a produção de biocombustíveis a partir da cana-de-açúcar no Brasil, ressalta o pesquisador.