The Myth
O biodiesel de cânhamo pode substituir o diesel padrão.
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Os antecedentes
Todos sabemos o que é o gasóleo mas o que o torna exactamente tão especial e diferente da gasolina?
O gasóleo é um tipo especial de combustível. É um produto menos refinado comparado com a gasolina e é o combustível primário para motores de grande porte, incluindo:
- Veículos da classe 8 (ônibus, semis, caminhões de lixo, etc.)
- Navios amarrados ao oceano
- Locais de locomotivas de trem
- Equipamentos de construção (bulldozers, escavadeiras, caminhões basculantes, etc.))
Nessas aplicações, o combustível diesel é capaz de oferecer vários benefícios em relação à gasolina, incluindo:
- Binário mais elevado
- Rácios de compressão mais elevados
- Densidade de energia mais elevada
Biodiesel tem sido um combustível em alta há muitos anos. O processo para produzir biodiesel é chamado de transesterificação. Muitos óleos vegetais e animais diferentes podem ser utilizados para fazer biodiesel, mas os mais comuns são (de acordo com o EIA):
- Óleo de soja (52%)
- Alimentos reciclados (13%)
- Óleo de milho (13%)
- Óleo de colza (12%)
- Gorduras animais (10%)
So, vamos entrar, rever os dados, fazer algumas contas e ver como este mito do cânhamo é realmente verdadeiro.
Os dados
Para este mito, vamos focar em alguns pontos primários, incluindo:
- A quantidade de terra necessária para o biodiesel de cânhamo para substituir o diesel padrão
- Diferenciais de custo
- Efeito no fornecimento de alimentos
- Complicações técnicas
Quanta terra?
Como sempre, para substituir uma fonte de energia de combustível fóssil por uma fonte baseada em plantas, grandes quantidades de terra são necessárias.
De acordo com o Ministério da Agricultura e Florestas do Governo de Alberta, Canadá, 1.074 libras de sementes de cânhamo podem ser produzidas por acre utilizando estirpes de grãos de cânhamo. Tem sido a nossa experiência, trabalhando com a variedade Katani, da HGI, que 21% do peso total da semente pode ser prensada em óleo de semente de cânhamo. Isto resulta em um peso de óleo de 226 libras por acre.
De acordo com a EIA (Energy Information Association, uma agência do governo dos EUA), 11,9 bilhões de libras de óleo foram utilizadas para criar biodiesel nos Estados Unidos em 2017. Para que o cânhamo apenas substituísse isso, precisaríamos de 52.654.867 acres de terra ou 22,6% de terras agrícolas dos EUA, com base nos dados da Farm Service Agency, 1 de agosto de 2019.
Agora, isto é apenas para o cânhamo biodiesel para substituir a produção de biodiesel existente. O que seria necessário para o biodiesel de cânhamo substituir o diesel padrão?
O EIA nos informa que os EUA consumiram 41,4 bilhões de galões de “On Highway Distillate Fuel Oil” em 2017. Este é apenas um nome mais longo para o combustível diesel. Quanto pesa esse combustível?
O diesel pesa cerca de 6,9 libras por galão. Assim, o peso total do combustível diesel consumido nos EUA é de 285,7 bilhões de libras de diesel. Isso é muito! Mas precisamos de traduzir isso para hectares necessários para o cânhamo o substituir.
Como calculado acima, um acre de cânhamo pode produzir 226 libras de petróleo. Se fizermos um pouco de matemática, descobrimos que um total de 1,26 bilhões de acres de terra são necessários para produzir óleo de semente de cânhamo suficiente para igualar o peso do combustível diesel padrão consumido. Os EUA são apenas 2,4 bilhões de acres.
Para que o biodiesel de cânhamo substitua o diesel padrão, 50% de TODAS as terras nos EUA seriam necessárias para cumprir esta ordem.
Se quiséssemos apenas substituir o biodiesel padrão, precisaríamos usar 22,6% de todas as terras agrícolas dos EUA.
Até agora parece que não temos área suficiente para cultivar cânhamo o suficiente para fazer óleo de semente de cânhamo para substituir o diesel padrão.
Qual é o custo?
Para que o biodiesel tenha um custo competitivo com o diesel padrão, ele precisa manter um preço de venda de $2,933 por galão usando a média de preço nacional atual da AAA.
Vamos explorar o lado da oferta, a vontade dos agricultores, do ponto de vista econômico, de produzir uma cultura no ponto de preço acima. Vamos calcular o valor por quilo de um substituto de diesel e ver quanto um agricultor faria por acre.
Agarantia, esse galão de diesel pesa 6,9 libras. Dado isso, o valor por libra é de $0,425 por libra. Sendo tudo igual, vamos apenas dizer que o fazendeiro receberá o valor total de varejo na bomba. Com um rendimento por acre de 226 libras de petróleo multiplicado pelo valor por libra de $0,425, podemos ver que um fazendeiro, neste cenário, ficaria com um valor bruto de $96,05 por acre. Voltando ao preço HGI e à taxa de semeadura, a fazenda estaria submersa em $8,95 por acre apenas para comprar a semente, muito menos para colocá-la no solo, cultivá-la e colhe-la.
Agora a outra coisa com este cenário é que o fazendeiro não obteria o valor da bomba de varejo. O EIA afirma que o preço do diesel por atacado, com baixo teor de enxofre, é $1,96 por galão (usando a área mais cara, Los Angeles). Isso é 66,8% do valor da média nacional do preço de varejo. Dado que, se um agricultor vendesse por atacado (assumindo que o seu petróleo é capaz de ser um combustível sem refinação, o que não é), ele só teria um valor bruto de $64,16 por acre.
A única forma de um agricultor maximizar o valor do petróleo, como fonte de combustível diesel, seria plantando-o, colhendo-o, refinando-o em biodiesel, transportando-o e vendendo-o no varejo em um posto de gasolina de sua propriedade. Mas novamente, eles ainda perderão pelo menos $8,95 por acre, considerando apenas o custo da semente.
Até agora podemos ver que nenhum agricultor iria querer cultivar cânhamo apenas para colher o óleo para fazer biodiesel.
Por diversão, vamos dar uma olhada no lado da demanda, certo? Isto será quanto os refinadores teriam que pagar para fazer biodiesel.
De acordo com o Centro de Dados de Combustíveis Alternativos o biodiesel é feito reagindo algum tipo de óleo vegetal (ou gordura animal) com um álcool de cadeia curta e catalisador. Eles ainda afirmam que 100 libras de óleo vegetal dentro vai render 100 libras de biodiesel fora. Isto torna a conversão fácil. A questão seguinte é, quanto é o óleo de semente de cânhamo?
O preço mais baixo que pude encontrar foi de um boticário a granel com um preço de 3,63 dólares por libra. Lembre-se que um galão de diesel pesa 6,9 libras e cada libra dentro é igual a uma libra fora. Então o nosso preço por galão só para comprar o petróleo é de 25,05 dólares. Isto não inclui o envio do petróleo, refinação, transporte do produto refinado ou custos de varejo. Vamos olhar para o gráfico para ver uma comparação:
Vemos que o biodiesel do óleo de semente de cânhamo seria extremamente caro. Imagine encher o seu tanque (digamos que são 10 galões) e pagar $250,50 na bomba. Comparado ao óleo de soja (que é usado como matéria-prima para a maioria do biodiesel, de acordo com o EIA), o óleo de semente de cânhamo é quase 13 vezes mais caro.
Para o óleo de semente de cânhamo ser competitivo, o preço teria que diminuir em 92,2%. Isso seria um substituto para o óleo de soja em biodiesel, para o diesel padrão, é mais.
Com isso, é bastante aparente que o biodiesel de cânhamo não será capaz de substituir o diesel padrão do lado da oferta ou do lado da procura. Os agricultores perderiam dinheiro em cada acre cultivado e os consumidores veriam os preços na bomba sofrerem aumentos extremos de preços.
Reduzir o fornecimento de alimentos
Esta secção irá circundar de volta à necessidade total de terra, uma vez que o fornecimento de alimentos é uma função da terra disponível.
Para produzir óleo de semente de cânhamo suficiente para produzir biodiesel de cânhamo para substituir o diesel padrão, vamos precisar de muita área. 1,26 bilhões de acres para ser exato, mais de 50% de TODAS as terras dos EUA.
Então não podemos cultivar cânhamo suficiente nos EUA para substituir o diesel padrão americano. Mas vamos pôr isso de lado e dizer que podemos. Precisamos ver que efeito isso poderia ter no fornecimento de alimentos.
Vamos usar mais algumas estatísticas para descobrir quantas pessoas seriam afetadas:
- 7,5 bilhões – população da Terra
- 4.62 bilhões – acres cultivados na Terra (USGS Survey)
Dados esses valores, seria seguro dizer que cada acre na Terra suporta 1,62 pessoas (há 62% mais pessoas do que acres cultivados). Que 1,26 bilhões de acres que precisaríamos para cultivar (fato engraçado: isso exigiria 27,3% de todos os acres cultiváveis na Terra), resultaria em cerca de 2,04 bilhões de pessoas perdendo acesso a alimentos. Isso é tão ultrajante que vamos considerar o biodiesel de cânhamo em substituição ao biodiesel padrão.
Para isso precisaríamos de 52.654.867 acres de terra que se traduziria em 85,3 milhões de pessoas perdendo acesso a alimentos.
Agora as sementes de cânhamo podem produzir proteína junto com o óleo. Oilseedcrops.org nos informa que o cânhamo pode produzir 5 a 45 bushels por acre (44 libras por bushel). Dado que um acre de cânhamo pode produzir 220 libras de refeição a 1.980 libras de refeição. Isso poderia ser aplicado no mercado de alimentos.
No entanto, um alqueire de milho pesa 56 libras e um único acre pode produzir 178 alqueires de acordo com o Farm Bureau (fb.org). Isso é igual a 9.968 libras de milho por acre, descascado e sem espiga. Para substituir o biodiesel padrão, vamos ver o que aconteceria se os acres de cânhamo substituíssem os acres de milho. Com o óleo indo para o combustível e a proteína indo para o mercado de alimentos para substituir o milho perdido, podemos calcular que apenas 68,24 milhões de pessoas ficariam sem alimento (isto é devido ao cânhamo, na melhor das hipóteses, pode produzir apenas 20% do grão que o milho pode).
Agora podemos ver que mesmo se tivéssemos a terra e a economia fossem favoráveis, a produção agrícola perdida provavelmente resultaria na perda do abastecimento de alimentos que afetaria dezenas de milhões de pessoas. Isso é apenas o biodiesel padrão substituto, muito menos o diesel padrão. Se realmente olharmos para o mito e para a quantidade de terra necessária, bilhões de pessoas ficariam sem os alimentos necessários.
As questões técnicas
Agora para qualquer biodiesel substituir o diesel padrão, independentemente do uso de cânhamo ou não, haverá uma série de questões técnicas incluindo:
- Conteúdo energético reduzido (117.000 BTUs para biodiesel a 131.000 BTU diesel de petróleo). Isto leva a uma menor potência e a uma menor economia e alcance global de combustível. (PennState Extension)
- High cloud point (30-50 graus cloud point). Leva a linhas de combustível entupidas, filtros entupidos e problemas com arranque a frio. Além disso, as diferentes matérias-primas mantêm diferentes pontos de nebulosidade que podem levar a problemas de consistência de qualidade. (Desempenho do sino)
- Absorção de água. O biodiesel é capaz de absorver e reter água. Esta água pode reduzir a auto-ignição, pois a água não é combustível, além de levar à formação de gelo dentro do sistema de combustível em climas mais frios. Além disso, o biodiesel pode ser uma fonte alimentar para bactérias e outros micróbios que podem crescer dentro da água absorvida e levar a filtros de combustível entupidos e a uma degradação mais rápida do biodiesel. (Bell Performance)
Estas questões foram documentadas para o biodiesel a partir de fontes existentes. Mas o processo de produção é o mesmo, independentemente da fonte. Com isso podemos esperar que problemas de desempenho semelhantes possam ocorrer com o biodiesel de cânhamo.
O Mito – BUSTED
Com todos esses dados, o mito “o biodiesel de cânhamo pode substituir o diesel padrão” é BUSTED.
Existem problemas significativos com esse mito. Antes de mais nada, na nossa opinião, é o diferencial de custo do biodiesel de cânhamo em relação às misturas de biodiesel existentes, quanto mais ao diesel de petróleo. Além disso, a quantidade de terra necessária é extrema e se essa terra fosse usada para cultivar uma cultura energética, grandes populações poderiam enfrentar escassez de alimentos. Para superar isso, a quantidade de petróleo produzida por acre precisaria aumentar significativamente e o custo de oportunidade do óleo de semente de cânhamo na indústria alimentícia teria que se tornar saturado para que houvesse compressão de preços.
Por último, a questão técnica em torno do biodiesel torna o combustível muito menos atraente através da lente “drop-in”. É possível que ele possa ser utilizado com pouca modificação do motor, mas a consistência do combustível teria de ser monitorizada de perto, os produtos químicos adicionados para superar os problemas têm o combustível misturado com níveis significativos de combustível diesel padrão.