Capim Elefante: Uma Nova Fonte Alternativa de Energia^*

Segundo Urquiaga,
 Bruno Alves,
 Robert Boddey
 

          A cultura de capim-elefante (Pennisetum purpureum) é altamente eficiente na fixação de CO₂ (gás carbônico) atmosférico durante o processo de fotossíntese para a produção de biomassa vegetal. Esta característica é típica de gramíneas tropicais que crescem rapidamente e otimizam o uso da água do solo e da energia solar para a produção de biomassa vegetal.

          O capim-elefante tem sua origem da África. Apresenta uma grande variabilidade genética, com características variáveis de rendimento, fotoperíodo, perfilhamento, relação colmo/folha e qualidade como forragem. A seleção de variedades de alto rendimento e qualidade, visando fundamentalmente seu uso como forragem animal, tem sido o principal objetivo dos estudos com essa cultura.

          Por ser uma espécie de rápido crescimento e de alta produção de biomassa vegetal, o capim-elefante apresenta um alto potencial para uso não apenas como fonte alternativa de energia senão também para a obtenção de carvão vegetal usado na produção industrial de ferro gusa. Além disso, deve-se destacar que o capim-elefante, por apresentar um sistema radicular bem desenvolvido, poderia contribuir de forma eficiente para aumentar o conteúdo de matéria orgânica do solo, ou o seqüestro de C (carbono) no solo.

Produção de biomassa

          O CO₂ atmosférico é a fonte de C da planta para seu crescimento, utilizado através do processo fotossintético. Pode-se considerar que esta fonte de CO₂ é ilimitada, e, por isso, a acumulação de biomassa pelas plantas dependerá apenas de outros fatores que afetam o crescimento vegetal, destacando-se a disponibilidade de nutrientes minerais, as condições físicas e químicas do solo, a disponibilidade de água e adequada temperatura. Relatos de pesquisa mostram que a produção anual de biomassa desta cultura pode chegar a mais de 100 Mg ha^-1, desde que genótipos eficientes sejam utilizados e condições próximas das ideais sejam garantidas. Porém, quando o capim-elefante é cultivado para uso como fonte de energia (produção de carvão vegetal), é interessante que os teores de P e N (nitrogênio) nos tecidos da planta sejam baixos para garantir a melhor qualidade do carvão para uso na siderurgia. Por isso, o uso de fertilizantes deve ser racionalizado, o que faz com que os níveis de produtividade da cultura normalmente fiquem num patamar bem abaixo do potencial da cultura. A Embrapa Agrobiologia vem desenvolvendo estudos com a cultura para identificar genótipos capazes de acumular níveis satisfatórios de biomassa em solos pobres em N. Nestes estudos, mostrou-se que alguns genótipos recebem contribuições significativas da fixação biológica de nitrogênio, o que aparentemente lhes garante a condição para produzir mais de 30 t/ha/ano de colmos secos, com mínima aplicação de outras fontes de nutrientes. A qualidade do material produzido tem sido considerada ideal para produção de carvão.

Capim-elefante para uso em siderurgia

           Em geral, o teor de C nos tecidos vegetais apresenta mínima variação. Na biomassa vegetal do capim elefante o teor de C é aproximadamente 42%, na base de matéria seca. Assim, uma produção média de biomassa seca de colmos de capim elefante de 30 t/ha/ano, como conseguida na Embrapa Agrobiologia, acumularia um total de 12,6 t C/ha/ano Se toda a biomassa é utilizada na produção de carvão vegetal, e considerando que no processo de carvoejamento apenas 30% da biomassa se transforma em carvão, deduz-se que cerca de 3,8 Mg C ha^-1 ano^-1 derivado do capim elefante tem potencial de substituir o carbono mineral usado na produção de ferro gusa. Deve-se destacar que o carvão derivado da biomassa do capim elefante serve tanto como fonte de energia como na própria constituição do ferro gusa.

          No caso do carvão da biomassa de capim elefante substituir, por exemplo, 200.000 toneladas por ano de carvão mineral, quantidade média usada na indústria siderúrgica de médio porte, pode-se deduzir que o potencial de substituição de C derivado do capim elefante seria de 84.000 toneladas de C/ano, o equivalente a 308.000 toneladas de CO₂ /ano. Para isso seriam necessários 12 mil ha plantados com o esta cultura.

          Faltaria ainda avaliar a possibilidade de se produzir carvão vegetal incluindo-se as folhas, pois a relação colmo/folha desta cultura pode variar entre genótipos, assunto que também está sendo estudado na Embrapa Agrobiologia em nível de campo. Os dados obtidos na área experimental da Embrapa Agrobiologia indicam que nas variedades Gramafante, Cameroon Piracicaba e BAG 02, selecionadas durante 10 anos de pesquisa em cooperação com a Embrapa Gado de Leite, a relação colmo/folha varia de 1,5 a 2,7. Caso o processo de carvoejamento permita o processamento de folhas sem diminuição da eficiência, o potencial de produção de carvão por hectare para uso em siderurgia aumentaria em 60 a 100%.

Impacto econômico

          O protocolo de Quioto, assinado por 170 países em 1997, visa reduzir as emissões de CO₂ para a atmosfera para valores equivalentes aos observados em 1990. Os países europeus, signatários do Protocolo, deverão ter suas metas de emissão atingidas em 2005. Essa determinação fez com que o chamado “mercado de comodities de carbono” ganhasse maior importância. A idéia é a de que países com altos níveis de emissão de CO₂ possam comprar créditos de C de países que sejam considerados não poluidores e que estejam adotando práticas que permitam seqüestrar ainda mais C da atmosfera. Em outras palavras os poluidores pagarão para que outros países façam o seqüestro de C para eles. Embora represente um ônus para os países poluidores, o mercado de C permite que rapidamente consigam cumprir as metas com Quioto sem que sofram impactos negativos pela obrigatoriedade de reduzir suas atividades (industriais, urbanas, agrícolas etc) que respondem pelas emissões de CO₂ atuais.

          O mercado de comodities de C de empresas européias considera um preço de US$ 10.oo dólares por tonelada de CO₂ seqüestrado ou pela redução na emissão. Assim, baseado nos dados apresentados acima, pode-se estimar que uma empresa de mineração seqüestrando ou deixando de emitir o equivalente a 308.000 toneladas de CO₂ ano^-1, poderia captar cerca de US$ 3.080.000.oo a cada ano somente por este mecanismo. Adicionalmente, deve-se destacar que existem fortes indícios de que produtos que utilizam fontes de energia renovável terão um valor agregado que facilitará sua inserção em novos mercados com melhores preços.

          No País, do ponto de vista socio-econômico, a inserção da cultura de Capim elefante como fonte de energia renovável contribuirá significativamente no agronegócio, diversificando a economia, como também aumentado sensivelmente a fonte de empregos.

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