Uma visão 360 graus sobre o futuro da energia limpa no Brasil
Episódio 1: Avanços na produção (escala, eficiência e novos substratos)
O mercado brasileiro de biogás e biometano vive um momento de inflexão. Com o crescimento acelerado da capacidade instalada e a urgência por soluções sustentáveis, os desafios técnicos e de mercado tornam-se cada vez mais complexos. Para preparar o terreno para o 8º Fórum Sul Brasileiro de Biogás e Biometano, preparamos esta série especial de entrevistas.
Este material é apenas um aperitivo das grandes discussões, profundas, complexas e altamente informativas, que ocorrerão durante o Fórum, cujo objetivo central é impulsionar e consolidar o mercado brasileiro.
Para evidenciar o altíssimo nível técnico dos debates que aguardam os participantes e destacar o protagonismo das três instituições realizadoras do evento, desenhamos uma estratégia editorial focada em apresentar uma visão 360 graus da cadeia do biogás. A cada matéria, reunimos especialistas do CIBiogás, da Embrapa Suínos e Aves e da Universidade de Caxias do Sul (UCS) para mostrarem como o trabalho conjunto e complementar dessas entidades é fundamental para solucionar os gargalos do setor:
- O CIBiogás contribui com a visão de inteligência de mercado, modelagem de negócios e infraestrutura.
- A Embrapa traz o embasamento agronômico, a eficiência de processos e a segurança na recuperação de nutrientes.
- A UCS complementa o debate com seu olhar de vanguarda sobre pesquisa, biotecnologia e inovação acadêmica.
A seguir, apresentamos a primeira matéria desta série, focada em como a tecnologia está quebrando tetos de produtividade e viabilizando novas frentes de negócios.
Episódio 1: Avanços na produção (escala, eficiência e novos substratos)
Objetivo Estratégico: Mapear como o setor está superando o teto de produtividade das plantas existentes e viabilizando novas unidades através de tecnologia avançada.
1) Inteligência de dados e modelagem de negócios
A transição do biogás de uma simples solução de passivo ambiental para um ativo energético de alto valor agregado, especialmente com a ascensão do biometano, exige mais do que tecnologia: exige viabilidade econômica e previsibilidade. Para abrir esta discussão, conversamos com Felipe Souza Marques, do CIBiogás. Sua contribuição é crucial para o setor porque traduz o mapa da produção nacional em inteligência territorial e novos arranjos de negócios. Compreender esses dados é o passo definitivo para mitigar riscos, destravar financiamentos estruturados e desenhar estratégias que garantam um crescimento escalável e pulverizado do mercado. Confira a visão do especialista:
1.1 Escalabilidade e Heterogeneidade: "Olá Felipe, o Panorama do Biogás 2024 aponta um crescimento de 19% na capacidade instalada, mas revela uma dicotomia clara: o 'gigantismo' das plantas sucroenergéticas e de saneamento versus a pulverização de centenas de pequenas unidades agropecuárias no Sul e em Minas Gerais. Sob a ótica do CIBiogás, como as políticas de incentivo de 2026 podem evitar que o mercado se concentre apenas nos grandes players? O modelo de arranjos produtivos locais, como o visto no Oeste do Paraná, é replicável para outras regiões sem a mesma densidade cooperativista?"
- Resposta: Há uma expectativa de que o crescimento seja mais representativo em plantas de médio porte nos próximos anos. Especialmente por conta do drive principal ter migrado da energia elétrica para o biometano, que depende de uma escala maior de produção. Mas esse é um aspecto atrelado ao amadurecimento do setor e da evolução regulatória.
- As plantas de pequeno porte são plantas concentradas na produção de biogás para energia elétrica em geração distribuída e autoconsumo. O principal drive nos últimos anos tinha o principal foco na segurança energética, especialmente em propriedades de produção de proteína animal em áreas com baixa qualidade de energia. Sobre os modelos de negócios regionais, o entendimento é de que o cooperativismo pode fazer muito pelo biogás.
- Verticalização da produção de biogás para produção e disponibilização de biometano para atendimento da demanda das frotas próprias pode trazer um ganho de competitividade muito grande ao agronegócio.
1.2 Atualização do Parque Tecnológico: "Com mais de 1.500 plantas em operação, muitas atingindo uma década de vida, enfrentamos o desafio do 'repowering'. O CIBiogás tem observado um movimento de atualização tecnológica nessas plantas antigas, migrando de lagoas cobertas para reatores CSTR ou sistemas de purificação mais eficientes, ou o custo de capital ainda inviabiliza a modernização do parque instalado, condenando-o à obsolescência precoce?"
- Resposta: As lagoas cobertas são tecnologias eficientes quando bem construídas e para substratos adequadas à esta tecnologia. Para substratos abaixo de 3% de sólidos, não há motivo para se investir em sistema CSTR. Temos plantas operando muito bem com essa tecnologia, inclusive com eficiência superior a 80%. Desta forma, não entendo que só devemos olhar para troca tecnológica se, de fato, ela não estiver adequada ao substrato. Ou ainda, caso tenha iniciado em monodigestão e se avalie, num novo momento, a codigestão.
- Correndo o país, percebemos que existem alguns erros construtivos impactando resultados, mas o principal fator de baixa performance não é tecnológico, é operacional.
- Já quanto aos sistemas de purificação, temos visto uma migração para a tecnologia de membranas. Um movimento que acontece mundo afora e também ocorre no Brasil.
1.3 Segurança de Dados e Investimento: "Investidores institucionais frequentemente citam a insegurança na oferta de biomassa como um risco primário. Como as novas ferramentas de inteligência territorial do CIBiogás e os dados do Panorama estão sendo utilizados para mitigar esse risco e destravar financiamentos estruturados para projetos greenfield, garantindo ao banco que a biomassa projetada para 2030 estará efetivamente disponível?"
- Resposta: O Banco de Dados do Panorama do Biogás no Brasil compila informações das plantas em operação e plantas em implantação, sem apresentar um panorama da disponibilidade de substratos no Brasil. Trata-se de uma visão do que está operando no país.
- Houve um importante trabalho construído com o MCTI e UNIDO Brasil no mapeamento de substratos relevantes nos estados do Norte e Nordeste. Essa informação é pública e disponível no site do ministério. Porém, através da área de Inteligência de Mercado conseguimos empreender levantamentos específicos de substratos e avaliar a disponibilidade e riscos aos empreendimentos.
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2) Estabilidade de processo e codigestão
Para que a produção de biogás quebre seus atuais tetos de produtividade sem depender exclusivamente da expansão dos rebanhos, a codigestão (mistura de diferentes resíduos e culturas energéticas) consolidou-se como a grande aposta do mercado. No entanto, essa prática traz desafios severos de estabilidade biológica e segurança sanitária. Neste segundo eixo, ouvimos Airton Kunz, pesquisador da Embrapa Suínos e Aves. Sua visão, embasada na vasta expertise agronômica da instituição, é indispensável para fornecer ao produtor a segurança operacional necessária. É essa ciência aplicada que otimiza a "dieta" do biodigestor, maximiza a recuperação de nutrientes e garante que o biofertilizante atenda às mais rigorosas exigências globais de sanidade (One Health). Acompanhe:
2.1 Limites da Codigestão: "Olá Airton, a codigestão é apontada como a chave para aumentar a produção de biogás sem expandir o rebanho. No entanto, a mistura de substratos complexos (resíduos de abatedouro, glicerina, carcaças) introduz riscos severos de instabilidade microbiológica. Quais avanços a Embrapa consolidou recentemente nos protocolos de monitoramento para permitir que o operador rural realize essas misturas com segurança, sem transformar o biodigestor em uma 'caixa preta' sem previsibilidade operacional?"
- Resposta: A Embrapa tem trabalhado com processos de codigestão de diferentes substratos, quer sejam eles resíduos ou também com mais recentemente com culturas energéticas, especificamente com resíduos no uso desses materiais, como substratos aos biodigestores, é importante entendermos as características de cada um desses materiais que nós vamos fazer e utilizar isso no processo de biodigestão, de tal forma que esses materiais realmente contribuam para o incremento na geração de biogás e não causem processos de inibição.
- O uso de culturas energéticas, que a Embrapa também tem estudado agora nesses últimos anos, algo recente dentro das nossas pesquisas. O que nós buscamos com isso? Consorciarmos a lógica de resíduos, ou seja, o uso, continuarmos usando os resíduos e suplementarmos também com outros substratos, que são biomassa vegetal, que vem das culturas energéticas.
- A Embrapa tem trabalhado principalmente com sorgo e com a capim elefante, como duas culturas para incrementarmos a produção de biogás nos biodigestores, com a lógica de termos uma segurança no fornecimento da cadeia de substrato, ou seja, a gente busca dar segurança ao fornecimento dos substratos ao biogás, à cadeia do biogás. E tudo isso É como se fosse um trabalho de nutricionista.
- Então, nós temos um nutricionista para área humana. Também para o biodigestor, nós temos um trabalho muito semelhante ao de um nutricionista, ou seja, equilibrarmos esses diferentes substratos dentro do biodigestor para que nós tenhamos uma maior eficiência e uma estabilidade nos processos de geração de biogás.
2.2 Recuperação de Nutrientes: "Falamos há anos sobre o digestato como fertilizante, mas a logística da água ainda é um gargalo. Em relação às tecnologias de recuperação de nutrientes que o senhor pesquisa, como a precipitação de estruvita ou stripping de amônia, já alcançamos em 2026 o ponto de viabilidade econômica para plantas médias, ou essas soluções continuam restritas a gigantes agroindustriais com capacidade de investimento elevada?"
- Resposta: Com relação ao digestato e às características desse material que nós temos, com especial interesse às concentrações de NPK nesse material, como nós sempre dizemos, o digestato será sempre função do substrato, ou seja, das misturas que nós teremos nós alimentaremos os biodigestores, nós teremos também uma característica distinta desse digestato.
- Isso a Embrapa também tem se debruçado com uma rede de parceiros nisso, para estudarmos um pouco essa caracterização desses digestatos em função dos substratos e estudos também de melhores estratégias para aproveitarmos o uso desse digestato, quer seja com o uso direto, no consórcio com culturas agrícolas, quer seja também com processos que envolvam a recuperação desses nutrientes, como, por exemplo, o fosfato de cálcio, que a gente já extrai uma das tecnologias que nós desenvolvemos na Embrapa, chamado Sistrates.
- Mais recentemente, um projeto que nós temos para a recuperação de estruvita, processo de recuperação de amônia, de potássio, ou seja, nós estamos envolvidos em várias rotas tecnológicas para a recuperação desses nutrientes, visando a valoração desses materiais que nós temos no digestato.
2.3 Sanidade e One Health: "Com a exigência global crescente pelos critérios de 'One Health', a simples aplicação do digestato no solo passa por inspeção sanitário. A Embrapa tem desenvolvido novos parâmetros ou tecnologias de higienização térmica/química acopladas aos biodigestores para garantir que patógenos resistentes ou genes de resistência a antibióticos não sejam disseminados no ambiente através do biofertilizante?"
- Resposta: Com relação aos aspectos sanitários e a presença e proliferação de patógenos e os aspectos de sanidade e de biossegurança das práticas do uso do digestato no solo, isso também nós temos estudado. Porque nós precisamos considerar o tipo de substrato que a gente está utilizando e qual é o risco que esse substrato tem.
- Então, o digestato, obviamente, não pode ser nenhum agente de proliferação de agentes patogênicos. Todos nós sabemos os conceitos modernos de Saúde Única, como isso se inter-relaciona às questões de produção animal, às questões de saúde humana. E essas inter-relações com o nosso ecossistema. Então, é de extrema importância que a gente tenha cuidados com relação a isso, sobretudo quando estivermos pensando em utilizar alguns substratos que possam ter algum efeito sanitário, alguma preocupação sanitária.
- Então, processos de a higienização desses materiais tornam-se importantes, como por exemplo, quando se vai se utilizar a carcaças de animais mortos, não abatidos, é recomendável que tenha essas práticas, tenhamos essas práticas, esses materiais, esses substratos têm uma capacidade muito grande de geração de biogás, mas a gente precisa ter esses cuidados. São pontos que não só aqui no Brasil, mas também fora do Brasil, são objeto de grande preocupação.
- Temos que ter ciência e cuidado de que o processo da digestão anaeróbia nas condições operadas à temperatura ambiente, operadas em condições mesofílicas, na faixa dos 37 graus, nós não temos a remoção de patógenos, então a gente precisa ter esses termos, esses cuidados para garantirmos A segurança, a biossegurança de uso desses materiais é, no caso, para uso agrícola, como biofertilizantes.
3) Biotecnologia avançada e novos materiais
O futuro e a independência do setor passam, necessariamente, pela diversificação de suas fontes de biomassa. Isso exige o domínio sobre materiais complexos de digerir, como frações lignocelulósicas e resíduos agroindustriais diversos. Fechando nossa primeira matéria especial, a professora Suelen Paesi, da Universidade de Caxias do Sul (UCS), joga luz sobre a fronteira do conhecimento tecnológico: a metagenômica e o uso de enzimas. Entender como a riquíssima biodiversidade microbiana brasileira pode ser mapeada e utilizada a nosso favor é o que permitirá ao mercado dar um salto de eficiência, transformando passivos ambientais desafiadores em novos nichos altamente rentáveis e abrindo caminho para o registro de patentes biotecnológicas nacionais. Veja o que diz a pesquisadora:
3.1 Enzimas e Lignocelulose: "Olá Profa. Suelen, seus trabalhos na UCS focam no uso de pools enzimáticos para degradar a fração lignocelulósica da biomassa. Para o produtor de grãos presente neste Fórum, quão distante estamos de um aditivo enzimático comercial, 'tropicalizado' para as nossas culturas, que permita utilizar a palha de milho ou soja no biodigestor com a mesma eficiência de conversão que hoje temos para dejetos animais?"
- Resposta: A respeito de enzimas e a lignocelulose. A pergunta ela se refere se nós já possuímos estratégias tecnológicas enzimáticas que nos aproxime da produção de biogás a partir de dejetos animais, quando é que nós teríamos tecnologias para ter uma produção equivalente? Bom, as tecnologias já existem, nós temos pools enzimáticos que são capazes de degradar a fração lignocelulósica, porque as enzimas já estão disponíveis no mercado com altíssimo grau de pureza.
- Contudo, a nossa preocupação está em relação ao custo. Essas enzimas ultrapuras são caríssimas e os elevados custos não permitem que a gente tenha uma aplicação de um produto de grande nobreza biotecnológica para o tratamento de resíduo, porque não há uma relação de eficiência e conversão no mesmo nível, no mesmo padrão econômico.
- Contudo, busca-se microrganismos ou complexos microorgânicos que tenham associados o poder de fazer esse tratamento enzimático e também buscando microrganismos que possam ser adicionados ao processo e selecionados pela sua capacidade de exportar da célula as enzimas e facilitar a degradação das moléculas muito complexas como são a lignina e a celulose.
- Nesse sentido nós estamos vendo assim oportunidades de selecionar esses microrganismos na biotecnologia, apesar de já ter indícios promissores nós precisamos avançar no sentido de ampliar as pesquisas para volumes maiores volumes reais da produção de biogás. E nesse sentido as tecnologias existem, contudo elas precisam ser aprimoradas em relação ao custo-benefício. Mas isso também é futuro.
- Um futuro promissor nós temos adiante, no sentido de usar por exemplo outros substratos que já tem essas enzimas complexadas e ainda com maior eficiência do que a própria adição de enzimas puras. Esses são os caminhos que uma das nossas pesquisas está desenvolvendo.
3.2 Metagenômica Aplicada: "A genômica e a metagenômica abriram uma janela para entendermos o consórcio microbiano dos reatores. A UCS tem identificado cepas bacterianas ou arqueias específicas da biodiversidade brasileira que conferem maior resiliência aos nossos biodigestores em comparação aos inóculos europeus? Como essa 'biodiversidade microbiana nacional' pode se tornar um ativo tecnológico patenteável para o setor?"
- Resposta: Os nossos estudos de metagenômica podem identificar microrganismos no sentido da biodiversidade brasileira, comparada com os outros microrganismos, os consórcios mundiais? Olha, cada biodigestão tem uma microbiota. E essa microbiota, ela tem um papel fundamental relacionado ao substrato.
- O substrato é o que seleciona os microrganismos que vão ser mais frequentes e vão conduzir o processo fermentativo da digestão anaeróbia. Então, cada consórcio microbiano tem um perfil, uma característica, um conjunto de rotas metabólicas que juntos podem gerar uma eficiência maior ou menor, mas dependendo do substrato.
- É claro que cada ecossistema apresenta uma biodiversidade e as nossas biodiversidades são bastante numerosas, elas têm uma frequência muito alta de número de gêneros e espécies dentro da microbiota, que favorece sim os nossos produtos, mas qualquer modificação do substrato também vai modificar quem vai prevalecer naquela digestão anaeróbica.
- Cada substrato vai apresentar uma biodiversidade. Eu comparo muito a microbiota com times de futebol. Quer dizer, eu posso ter um time de futebol jogando muito tempo em uma situação, mas se eu colocar esse outro time jogar em outra situação com outro time nós vamos ter respostas diferentes.
- A associação tecnológica usando a genética do grupo microbiano que vai favorecer a relação da eficiência da produção de biogás quanto mais a gente é mais diversidade de substratos a gente adicionar um reator maior o número de espécies, famílias, gêneros que nós vamos ter nesse consórcio e consequentemente mais competente ela é em digerir diferentes tipos de substrato.
- Quando a gente tem um único substrato, a gente tem sempre um conjunto único de microrganismos fazendo aquele trabalho. Então isso é um comparativo que se pode ter em relação a substratos, quer dizer, esse é um microrganismo tropical, têm muito mais vantagens do que microrganismos que vivem em ambientes, por exemplo, mais rigorosos, como Europa, Canadá e Estados Unidos.
3.3 Novas Fontes de Biomassa: "Considerando suas pesquisas com plantas aquáticas invasoras e resíduos da vitivinicultura, a senhora enxerga um cenário onde o biogás no Sul do Brasil deixará de ser dependente exclusivo da proteína animal (suínos/aves) para se tornar um vetor de tratamento de resíduos ambientais complexos, criando um novo nicho de mercado para 'biodigestores de remediação ambiental'?"
- Resposta: Sim, eu penso que quanto mais biomassas, mais variações de biomassas nós temos, mais oportunidades nós temos para gerar energia a partir desse sistema.
- Nesse sentido de diversificação de substratos, o Rio Grande do Sul não só tem a oportunidade de produzir biogás, hidrogênio e metano a partir de resíduos de origem animal, mas também toda uma variedade muito complexa de outros subprodutos.
- Nós recentemente estávamos trabalhando com os resíduos da vitiminicultura associado com os resíduos da suinocultura, porque codigestão tem grande valor. Porque fazem um trabalho de complementariedade de nutrientes, favorecendo o desenvolvimento dos microrganismos e dando a microbiota um lastro, perfis de moléculas orgânicas para que sejam utilizadas na produção de energia.
- Tem muitos elementos que eu considero importantes. Os resíduos da indústria alimentícia, como geração de produtos de laticínios, empresas ligadas, por exemplo, à alimentação coletiva, a CEASA, os restaurantes, a hotelaria, todos esses elementos são fundamentais, todos esses resíduos devem ser considerados como fonte de tratamento de resíduos e, simultaneamente, produção de energia.
- A valorização do resíduo, ele está muitas vezes relacionado à sustentabilidade para a continuidade daquela atividade. Por exemplo, uma indústria de queijaria, ela tem uma necessidade constante de tratar o resíduo do soro do leite. Se ela não tem um destino desse soro, ela tem limitações com, por exemplo, instituições ambientalistas.
- Essas limitações restringem o seu crescimento. O crescimento dando tratamento aos resíduos, ela aumenta a segurança na sua sustentabilidade e ainda tem uma oportunidade muito grande de disponibilizar o seu consumidor o selo, uma marca do cuidado com o meio ambiente.
- São situações muito interessantes que eu acredito que o Rio Grande do Sul tem um grande caminho ainda a conquistar.
Gostou dos temas abordados?
Fique atento às próximas publicações desta série, onde continuaremos aprofundando as temáticas que farão do 8º Fórum Sul Brasileiro de Biogás e Biometano um marco para o desenvolvimento tecnológico e de negócios no Brasil.
O 8º Fórum Sul Brasileiro de Biogás e Biometano é uma realização conjunta do CIBiogás, Embrapa e UCS, focado em inovação e consolidação do setor de energias renováveis. https://biogasebiometano.com.br/
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