Cana energia: o que é, qual seu potencial de produção de biomassa, necessidade nutricional e porque ela é uma alternativa para o aumento do rendimento de bioenergia nas usinas que operam na produção de etanol de segunda geração (E2G).

A cana energia é uma cultura que apresenta grande capacidade de produção de biomassa para a geração de etanol de segunda geração (E2G). Com seu rápido crescimento e capacidade de produzir biomassa em larga escala, a cana energia tem despertado interesse como uma alternativa promissora à cana-de-açúcar utilizada tradicionalmente no Brasil para a produção de etanol.

Este interesse surge da necessidade de encontrar fontes de energia renováveis que contribuam para a redução do consumo de combustíveis fósseis e das emissões de gases de efeito estufa, impulsionando o desenvolvimento sustentável global.

Este artigo tem como objetivo explorar mais a fundo a cana energia, abordando suas origens e analisando algumas de suas características, desafios e oportunidades, além de explorar seu potencial de produção de biomassa e exigência nutricional da cultura.

Fique conosco e boa leitura!

O que é cana energia?

A cana energia, também conhecida como energy cane em inglês, é um híbrido de cana-de-açúcar desenvolvido especificamente para a produção de biomassa com o objetivo de gerar energia, apresentando maior rendimento, mais fibra e menos açúcares no caldo que as variedades de cana-de-açúcar.

De acordo com Bressiani (2017), as vantagens da cana energia são:  

• Tem o potencial de produzir de 2 a 3 vezes mais biomassa do que a cana-de-açúcar;
• Tem o potencial para alcançar mais de 10 colheitas em um único ciclo (2,0 vezes a cana-de-açúcar);
• É mais resistente a pragas e doenças;
• Apresenta alta composição celulósica (>70%);
• Apresenta custos de produção mais competitivos em comparação com outras fontes de biomassa, como eucalipto, sorgo, cana-de-açúcar e outras gramíneas;
• É adaptada a terras marginais, menos exigente em solo, água e nutrientes.

Qual a diferença entre cana-de-açúcar e cana energia?

A cana energia é um tipo de variedade de cana-de-açúcar resultante do retrocruzamento entre variedades comerciais de cana-de-açúcar e espécies ancestrais do gênero Saccharum, especialmente Saccharum spontaneum. Tal hibridização tem por finalidade aumentar o teor de fibra e de produção de biomassa das plantas, o que consequentemente acaba gerando menos açúcares no caldo.

Esse processo é diferente do melhoramento feito para cana-de-açúcar que onde se realizam cruzamentos intraespecíficos e interespecíficos visando obter variedades com maior teor de sacarose.

Um esquema comparativo entre o melhoramento genético da cana-de-açúcar tradicional e da cana energia é apresentado na Tabela 1.

Tabela 1. Esquema comparativo das principais diferenças entre o melhoramento da cana-de-açúcar e da cana energia

Aspecto	Cana-de-açúcar	Cana energia
Objetivo do melhoramento	Maximizar o teor de açúcar	Maximizar o rendimento de biomassa lignocelulósica
Principais características	Alto teor de sacarose, média fibra	Alta fibra, médio à baixo teor de sacarose
Seleção de genótipos	Foco em alta produtividade de açúcar	Foco em alta produção de biomassa e fibra
Hibridização	Cruzamentos intraespecíficos e interespecíficos	Cruzamentos com espécies selvagens para maior fibra
Processo de seleção	Ênfase na qualidade do açúcar e na produtividade	Ênfase no rendimento de biomassa e resistência a danos
Desafios	Controle de doenças, alta necessidade nutricional	Controle de doenças, aumento do rendimento de fibras
Aplicações potenciais	Indústria de alimentos e biocombustíveis	Produção de biocombustíveis, eletricidade e produtos derivados de biomassa

Um aspecto interessante da cana energia é que esses materiais podem ter uma maior produtividade em diferentes tipos de ambientes de produção, incluindo tanto as áreas mais restritivas quanto potenciais áreas para a expansão das culturas.

Estima-se que, dado o teor de açúcar por hectare de cerca de 11,5% e um teor de fibra mais elevado (cerca de 20%), a cana-energia pode produzir, em média, 50% mais matéria seca por hectare do que a cana-de-açúcar convencional.

Para que a cana energia pode ser utilizada?

Dada suas características, a cana energia foi projetada para atender:

• A geração de etanol celulósico ou de segunda geração (E2G) – a partir de açúcares como celulose e hemicelulose mobilizados na biomassa,
•  A geração de bioeletricidade -através da queima de resíduos enriquecidos com lignina.

Genótipos de cana energia no Brasil

A GranBio Investimentos S/A, Vignis S/A foi a empresas pioneiras no melhoramento da cana-energia no Brasil.

A GranBio iniciou, em 2012, o seu programa de melhoramento genético através da BioVertis. Em 2022, o projeto de cana energia da GranBio foi vendido para a NuSeed, do grupo australiano Nufarm, que hoje é responsável pelas cultivares de cana energia registradas no Brasil.

Atualmente a NuSeed possui o registro de 12 cultivares, denominadas de Vertix (1 a 12). Algumas fotos da cultivar Vertix 12 são apresentadas na Figura 1.

A cana-de-açúcar e a cana energia apresentam os mesmos ancestrais e são nomeadas como a mesma espécie (Saccharum spp.). Inclusive, no Sistema Nacional de Proteção de Cultivares (SNPC), ambas são registradas como cana-de-açúcar.

Mas, tecnicamente falando, podemos fazer uma distinção entre elas, classificá-las como três tipos de cana: cana-de-açúcar tradicional, cana energia tipo I e cana energia tipo II (Tabela 2):

Tabela 2. Classificação da cana-de-açúcar e cana energia, de acordo com suas características

Característica	Cana-de-açúcar	Cana energia tipo I	Cana energia tipo II
Teor de água	~75%	~65%	~60%
Teor de fibra	12%	13% a 17%	> 30%
Teor de açúcar	13%	≤ 13%	< 9%
Uso	Produção de açúcar, etanol e eletricidade	Produção de etanol 2G e eletricidade.	Geração de energia.

Desenvolvimento inicial das plantas de cana-de-açúcar e cana energia

Em trabalho avaliando o desenvolvimento inicial de plantas de cana-de-açúcar e cana energia, Abreu et al. (2020), encontraram três diferenças principais entre elas (Figura 2):

• No processo de crescimento de raízes:

Na cana energia o crescimento da parte aérea precede o crescimento radicular, enquanto na cana-de-açúcar o crescimento radicular é prioritário – primeiro há o desenvolvimento da raiz e depois da parte aérea;

• Na taxa de brotamento e desenvolvimento das plantas:

Após 10 dias, a cana energética demonstrou altura da parte aérea significativamente maior em comparação com a cana-de-açúcar.

O volume das raízes da cana energética superou o da cana-de-açúcar após 50 dias, indicando um desenvolvimento radicular rápido e vigoroso.

• Nas características morfológicas do sistema radicular:

A cana energia exibiu homogeneidade na taxa de brotação dos diferentes entrenós, independentemente da idade, o que pode ser atribuído a uma vigorosa taxa de crescimento noturno.

Necessidade nutricional da cana energia

Alguns trabalhos sobre a exigência nutricional da cana energia mostraram que, ao contrário do que se imaginava, a demanda nutricional da cana energia pode ser maior do que a demanda nutricional da cana-de-açúcar, dependo da produção de biomassa go genótipo utilizado.

Um comparativo entre a exigência nutricional média de 2 variedades de cana-de-açúcar e de 26 genótipos de cana energia é apresentado na Figura 2.

O estudo em questão identificou que a necessidade nutricional dos genótipos de cana energia foi maior do que o da cana-de-açúcar, com aumentos médios de:

• 0,4 kg de N por tonelada (ou Megagrama – Mg) de biomassa fresca,
• 0,10 kg de P por Mg de biomassa fresca,
• 1,08 kg de K por Mg de biomassa fresca,
• 0,17 kg de Ca e Mg por Mg de biomassa fresca,

Esses aumentos podem ser ainda maiores, dependendo dos genótipos de cana energia considerados.

Não podemos deixar de considerar que, para a cana-de-açúcar, na maioria das vezes os ponteiros e palhadas permanecem no campo, permitindo a ciclagem de nutrientes, enquanto para a cana energia é feita a extração total da biomassa, e, portanto, tem-se maior remoção de nutrientes da área.

Desafios da produção da cana energia

Entre os desafios para a produção de cana energia estão:

1. A alocação adequada do número de mudas por unidade de área: ideal de 5 a 7 toneladas de mudas por hectare.
2. A colheita e transporte: A colheita de 150 toneladas ou mais de biomassa verde por hectare, reduz a velocidade de deslocamento da colhedora, aumentando as perdas e o desgaste de seus componentes, aliado ao fato de que a densidade de carga é muito baixa, aumentando consequentemente os custos de transporte para a unidade industrial.
3. A floração: A floração é uma preocupação, pois gera perdas significativas de açúcar (formação de isoporização) e restringe o crescimento vegetativo, o que pode afetar negativamente a acumulação de biomassa, especialmente na região Centro-Sul, onde as condições climáticas têm sido favoráveis (como secas prolongadas alinhadas com o fotoperíodo). O manejo químico aplicado à cana-de-açúcar convencional para inibir a floração é uma opção, mas testes de resposta ainda precisam ser conduzidos.
4. Resistência a pragas e doenças: A resistência ao carvão (Sporisorium scitamineum) e a tolerância ao estágio larval da broca-da-cana-de-açúcar (Diatraea saccharalis) são indicadas como foco de atenção nos programas de melhoramento genético.

Conclusões

Devido a sua grande capacidade de produção de biomassa e fibras. a cana energia é uma alternativa interessante de fonte de energia renovável, especialmente no contexto da produção de etanol de segunda geração (E2G).

Com sua capacidade aprimorada de produzir biomassa em larga escala, resistência a pragas e doenças, e adaptação a diferentes condições de solo, água e nutrientes, a cana energia se destaca como uma opção viável no desenvolvimento sustentável.

Sua distinção genética e características específicas, como maior teor de fibra e menor teor de açúcar, a colocam em posição privilegiada para atender às demandas da produção de biocombustíveis e bioeletricidade.

No entanto, é crucial reconhecer os desafios associados à sua implementação, incluindo a exigência nutricional ampliada em comparação com a cana-de-açúcar convencional e a necessidade de práticas de manejo que garantam a sustentabilidade do solo e a ciclagem eficiente de nutrientes.

Assim, ao explorar o potencial da cana energia, é essencial adotar abordagens integradas que considerem não apenas sua produtividade e eficiência, mas também os impactos ambientais e sociais ao longo de toda a cadeia de produção. Ao fazê-lo, podemos vislumbrar um futuro mais sustentável e resiliente, impulsionado pela energia limpa e renovável da cana energia.

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Referências

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