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O futuro dos biocombustíveis que os EUA cobiçam, está no Brasil

Nota: O artigo é muito longo e, mesmo discordando de alguns de seusw aspectos, entendemos que é material importante para todos  que têm intertesse pelos bio-combustíveis.

Poucos podem se igualar ao seu pedigree. Há vários anos atrás, a Amyris ajudou a criar um marco na medicina, a engenharia de micróbios para a produção de um medicamento caro, os antimaláricos. Usando truques relacionados a isso,a empresa descobriu mais tarde, que poderia criar um combustível líquido semelhante ao diesel. Parceiros endinheirados alinharam-se à sua porta. A empresa passou no ano passado para pública, e suas ações só têm aumentado desde então.

Com base apenas nos arredores de San Francisco, a Amyris poderia começar a pressionar os Estados Unidos para fora de sua economia baseada no petróleo, em direção ao que o secretário de Energia Steven Chu chama de "economia da glicose." Usando açúcares derivados da cultura como fonte de energia, ao invés de petróleo, cubas de bugs (micróbios) Amyris "poderiam fornecer o combustível neutro em carbono, para as frotas de caminhões pesados ​​e aviões dentro de uma década.

Mas se a Amyris for tudo isto, não será nos Estados Unidos. Vai ser no Brasil.

Enquanto o coração corporativo da empresa continua em Emeryville, Califórnia, a Amyris está apostando seu futuro, e seu dinheiro, no Brasil. No ano que vem, em primeiro lugar para a Amyris estão, duas plantas de tamanho comercial que serão abertas no fundo do coração do país da cana-de-açúcar. As obras já estão em andamento.

A construção nos Estados Unidos não era uma opção, disse Joel Velasco, um ex-lobista da cana de açúcar do Brasil, da indústria que se juntou a Amyris este ano. A cana é o "painel solar da natureza", disse ele, perfeita para uma tarefa: a conversão de luz e dióxido de carbono em açúcares. As culturas produtoras de grãos dos EUA não podem competir em preço ou sustentabilidade, disse ele. A matemática não funciona.

"Nós estamos tendo uma dificuldade em tornar nossa produção viável ​​nos EUA, em última instância", disse Velasco.

Esta é a dura realidade da economia da glicose. O açúcar é o rei, e o Brasil está preparado para ser o mundo do outro lado da Arábia Saudita. Abençoado com o clima tropical e pastagens abundantes, que podem ser migradas para o cultivo de cana de açúcar, especialistas vêem um potencial gritante para os campos de cana do Brasil, para crescerem quase sem limites para a próxima década.

As empresas de biocombustíveis avançados, junto com gigantes do petróleo como a BP e a Shell, entenderam o aviso prévio.

As startups promissoras, como a Solazyme, a LS9 e Butamax, aderiram à Amyris no 'Brasil durante o ano passado. Baseando suas operações em São Paulo, ou 'boomtowns etanol próximas, como Campinas, as empresas estão colocando a tinta em contratos desenvolvimento e contratos de fornecimento com os grandes produtores agropecuários do Brasil. Enquanto isso, a BP ea Shell assinaram bilhões de dólares comprando na indústria já pujante de etanol. A corrida do açúcar já começou.

Apesar de sua comercialização, que às vezes faz parecer que o diesel microbiano irá aparecer nas estações de gasolina na próxima semana, essas partidas não serão para a produção de combustíveis no Brasil. Estes substitutos do petróleo têm se revelado muito mais difíceis de produzir de forma eficiente que o etanol, o principal biocombustível. Em vez disso, as empresas mudaram seu foco para produtos químicos, como cosméticos, fragrâncias e lubrificantes - qualquer coisa que se pode vender por um prémio em dinheiro.

Assim como quando os fabricantes dos EUA de tecnologia limpa mudaram-se para a China, estas empresas jovens, muitas com finanças frágeis, estão desesperadas para encontrar o seu caminho na economia do setor de energia. Como os políticos relutam em colocar um preço sobre as emissões de CO2, a força motriz do aquecimento global, essas empresas têm pouca escolha além de perseguir as matérias-primas de menor custo.

O petróleo é uma  das commodities  mais baratas do mundo. Mesmo que os biocombustíveis a diesel sejam mais eficientemente criados, eles serão pressionados para competir em um campo aberto (com o petróleo), dados os custos da agricultura, disse Harvey Blanch, diretor científico no Conjunto do Departamento de Energia BioEnergy Institute (JBEI). O instituto, que divide um edifício com a Amyris em Emeryville, é líder em pesquisa de biocombustíveis.

"Quando você vem  olhar para todas as economias envolvidas nisto, é claro que então você percebe quais são realmente as questões ", disse Blanch. "Basicamente, é o preço do açúcar. Nada mais importa A ciência, o que quer que seja...  Não importa".

Durante a última década, muitas empresas começaram a prometer de usar biologia avançada para criar o que são chamados de "drop-in fuels" - os biocombustíveis que, ao contrário do etanol de milho e derivados adicionados à gasolina dos EUA, seriam indistinguíveis de petróleo. Os combustíveis seriam tão poderosos quanto a gasolina e não corroeriam os motores. Muito parecidos com o etanol, secretado pela levedura quando se alimenta de açúcar bruto, seus bichinhos da bioengenharia  secretarim substâncias como o petróleo.

A maioria dessas empresas já enfrentou momentos semelhantes à "Estrada para Damasco" .  (NE: Momentos da Estrada para Damasco significa um ponto importante na vida de alguém, quando ocorre uma grande mudança de idéias ou crenças).

Acontece que, é difícil ganhar da levedura, produzindo etanol a uma taxa impressionante, perto do máximo teórico. É um processo de evolução melhorado, usado ​​para equilibrar os elétrons da levedura, enquanto  mastiga através do açúcar. Os seres humanos chamam este processo de fermentação, e é por isso que na indústria do etanol, a mistura de água e álcool formado pela levedura é ainda conhecida como a cerveja (NE: Mosto no Brasil).

"As pessoas adoram odiar etanol", disse Greg Stephanopoulos, engenheiro bioquímico no MIT. "Eles falam sobre todas as fraquezas e problemas do álcool. E ainda continuamos a falar sobre o etanol, o tempo todo. E a pergunta é, porquê? A resposta é simples. É muito simples. Falamos sobre o etanol, porque nós podemos fazê-lo. "

Diante dessas duras realidades, a maioria das empresas de combustíveis avançados não venderão substituições do diesel,  em grande volume, tão cedo. (A Amyris não tem modelos de gasolina, onde o etanol é difícil de bater como um complemento.) Pelo contrário, eles estão focados em especialidades químicas utilizadas em cosméticos e perfumes, onde os preços de venda são muito maiores do que o setor de energia. A Vaidade paga (os preços elevados).

"A maioria dessas empresas de biocombustíveis vão fazer produtos químicos em primeiro lugar," disse Jay Keasling, o CEO da Amyris E co-fundador da JBEI  "Eles, como todo mundo, já perceberam que você pode fazer  maiores margens [de lucro]com os produtos químicos, enquanto você está aumentando o rendimento para chegar aos combustíveis".

Keasling, professor de bioengenharia da Universidade da Califórnia, em Berkeley, é uma estrela da biologia industrial. Embora não envolvido nas operações da Amyris, a empresa começou a sair de seu trabalho de laboratório, os erros de engenharia para produzir um precursor da artemisinina, uma droga antimalárica que anteriormente tinha que ser criada com grandes despesas, a partir da erva artemísia. A farmacêutica Sanofi licenciou a tecnologia, que vai vender com tarifas reduzidas. A produção começa no próximo ano.

A Fundação Gates financiou o trabalho da malária, que a Amyris então licenciou livre de royalties para a Sanofi. Mas estas origens humanitárias deixaram a Amyris com um dilema: Se eles não iam ganhar dinheiro com a malária, o que mais restava lá?

Eventualmente, a empresa percebeu que, desde a sua droga precursora,  era um hidrocarboneto, em muitos aspectos semelhante às moléculas que compõem o petróleo bruto, e por que não pensar  grande? Por que não competir no maior mercado do mundo da química?

O problema com tais  planos agressivos porém, é que as ferramentas da engenharia biológica ainda estão em bruto, Keasling disse. A propaganda e a mercadologia da       - "biologia sintética" - têm ido muito além da ciência. Embora um dia genes possam assemelhar-se a blocos de Lego, que poderão ser trocados e substituídos à vontade, ainda há muitos aspectos que intrigam os biólogos, mesmo sobre os micróbios bem-conhecidos, como o E. coli e as leveduras.

"Podemos colocar alguma coisa junta, mas na verdade, fazê-la funcionar para empresas como a Amyris e a LS9, que necessitam de um alto rendimento, é um desafio enorme", disse Keasling. "Porque as ferramentas são ainda muito primitivas para a biologia. Precisamos de mais ferramentas. Precisamos de  melhor hospedeiros [microbianos]. Mas se tivermos isso,  eu acho que o potencial é enorme."

No Brasil, a Amyris vai crescer o seu fermento feito pela bioengenharia em reservatórios de aço de 600 mil litros. Os bichos vão secretar trans-beta-farneseno que a Amyris chama de "Biofene" - um hidrocarboneto utilizado no mundo natural por pulgões, uma planta comum da praga, para avisar sua tribo da morte iminente. (Em um pouco de adaptação evolutiva, as batatas também emitem farneseno para avisar das pragas.) Além de ser o  chocalho da morte de um pulgão, o Biofene, porém, também pode ser usado para construir uma série de produtos químicos de alta tecnologia, como o esqualeno, um ingrediente essencial da indústria de cosméticos.

As empresas de cosméticos têm buscado uma fonte incontroversa de esqualeno por anos. O produto químico, usado como um hidratante de ação rápida, é mais comumente extraídos dos fígados do tubarão, um fato difícil de passar por cima de um setor consciente com a sua imagem conservacionista . (Ele também é vendido por US $ 66 o quilo!). A Amyris espera que o esqualeno renovável seja o seu primeiro produto comercial, ainda este ano, em parceria com a francesa de cosméticos Soliance, desenvolvedora de sua produção.

Estes são os tipos de negócios de menor escala,  que são necessários para tornar uma realidade a industria de biotecnologia.

Com muitos investidores arrasados no início desta década por sonhos de biocombustíveis avançados, mesmo as empresas mais promissoras terão dificuldade em levantar o dinheiro necessário para construir fábricas de produtos químicos, e muito menos, o dinheiro para chegar a escala dramática exigida pelo setor de energia. Os capitalistas precisam ver que as empresas de biologia avançada podem combinar as suas reivindicações, e quanto mais cedo, melhor.

."A indústria precisa provar a si mesma e, provavelmente, a maneira mais rápida de fazer isso é através da produção de produtos químicos", disse Keasling. "Então,  mais tarde, os combustíveis."

Espaço para se expandir

Durante décadas, o Brasil tem se posicionado, involuntariamente, como o teste ideal da da indústria de biotecnologia.

Durante a crise do petróleo de 1970, o governo militar do Brasil iniciou o seu Proálcool, programa para reduzir a dependência de petróleo do país. Enquanto nos EUA, a produção de etanol superou o Brasil há vários anos, graças aos padrões de combustível renovável e a sede americana para o automobilismo, o Brasil continua sendo o maior exportador do mundo de etanol, suficiente para ameaçar a indústria de etanol de milho dos EUA, que o governo tem protegido colocando  tarifas sobre as importações de etanol.

O complexo de etanol do Brasil é abastecido pela cana, que requer muito menos energia para crescer do que o milho - que precisa de pouco fertilizante, e seu resto de casca (o bagaço) , quando queimado, fornece a energia necessária para toda a refinaria. Se você pudesse conceber uma cultura ideal de um biocombustível a partir do zero, ela não estaria longe da cana de açúcar. As emissões de gases de efeito estufa pelo etanol de cana são tão baixos, de fato, que ele é qualificado como um "combustível avançado" para os padrões dos EUA.

Em 2022, os regulamentos vão exigir das refinarias dos EUA que comprem 136 bilhões de litros de biocombustíveis, com um limite que vai banir o etanol de milho tradicional de fornecimento de mais de 42 por cento do mandato, que é quase igual à produção atual. Como o etanol da cana estará livre deste limite, e outros combustíveis avançados revelaram-se difícil de fazer mais barato, várias grandes companhias de petróleo têm comprado no Brasil, em grande estilo, apostando que o etanol de cana terá futuro nos Estados Unidos.

Em março, a BP PLC anunciou a compra da CNAA, um produtor de cana de açúcar, por US $ 680 milhões, aumentando sua produção de etanol, para 1,4 bilhões de litros por ano. Enquanto isso, no início deste ano a Shell PLC finalizou uma joint-venture, chamada Raizen, com a gigante do etanol brasileiro, a  Cosan SA. A empresa, que vale cerca de US $ 12 bilhões, vai produzir mais de 2,2 bilhões de litros por ano, com planos de expandir-se rapidamente, disse Mark Lyra, diretor da Raizen de novos negócios.

"No Brasil, já temos alguma coisa [o etanol de cana] que fará parte da solução" para a mudança climática, disse Lyra. A infra-estrutura está em vigor e haverá espaço para se expandir, se e quando novas tecnologias de biocombustíveis estiverem prontas, disse ele.

Os cientistas esperam que o açúcar do Brasil continuará a ser a referência mundial, até que se consega libertar o complexo "celulósico" dos açúcares encontrados nas gramíneas e resíduos, como espigas de milho. Embora a investigação continue sobre este projeto - que define o esforço rumo a uma economia de base biológica, uma vez que pode dissociar a produção de biocombustíveis, dos preços dos alimentos - estes açúcares estão uma década longe de viabilidade comercial, embora as plantas de demonstração estejam começando a aparecer.

Refletindo a complexidade da energia global, no entanto, Lyra admite que, agora, o etanol brasileiro não pode competir com o etanol de milho nos preços, o que é ratificado por recentes pesquisas independentes . O acentuado declínio do dólar dos EUA contra o Real do Brasil, em verdade tem reforçado o etanol de milho, especialmente quando os custos de transporte são considerados. Mas apesar deste deslize, os preços do açúcar no Brasil - o custo fundamental para empresas como a Amyris e a LS9 - permanecerá o mais barato do mundo, muito menos do que nos Estados Unidos.

O preço é apenas um cálculo que estas empresas fazem, é claro. O agronegócio dos EUA já têm muita procura para as suas culturas, e muitos dos melhores terrenos agrícolas do país estão ocupados. Eles não precisam de fazer apostas. Entretanto, a indústria de cana do Brasil, menos ligada aos preços dos alimentos, tem espaço para se expandir drásticamente, disse Christine Crago, uma economista agrícola da Universidade de Illinois, Urbana-Champaign.

"Uma coisa que o Brasil tem a seu favor é que tem de toneladas (sic) de terra para a expansão", disse ela. "Há um grande interesse no país, porque você pode fazer muito."

O Brasil cresce cana em 11 milhões de hectares, uma área menor em relação ao 157 milhões de hectares de pastagens que consagra à baixa densidade pecuária.

Respeitados os limites de cultivo do governo, a cana pode vir a ser produzida de forma sustentável, sem desmatamento, com 148 milhões de hectares, com até 14 por cento de combustível do mundo, os pesquisadores estimaram no ano passado na (revista) Science.

Os fazendeiros americanos são simplesmente vítimas de suas latitudes, Velasco da Amyris ", disse.

"Você não vai plantar cana nas Dakotas", disse Velasco. "Você pode crescer algumas culturas fantásticas nas Dakotas. Mas a cana não vai ser uma delas."
"Você tem que pagar um preço"

Às vezes, o mundo do biocombustível avançado pode parecer muito pequeno.

A Solazyme, que na semana passada lançou uma IPO bem-sucedida, divulgou recentemente um acordo de desenvolvimento, no arquivamentos dos seus títulos, com a Bunge Limited, um grande produtor de cana. A LS9, enquanto isso, abriu escritórios em São Paulo, mas nenhum dos seus acordos de desenvolvimento de potenciais são ainda definitivos, de acordo com Ed Dineen, seu executivo-chefe.

A nona empresa de ciências da vida, fundada pela Boston Flagship Ventures, a LS9 foi co-fundada por Jay Keasling antes da Amyris mudar-se para os combustíveis avançados. (Cutuque um projeto avançado de biocombustíveis e o nome Keasling aparece. Com a JBEI, a Amyris e a LS9,  ele ajudou a iniciar três caminhos de pesquisa em separado.) O geneticista de Harvard George Church também co-fundou a LS9, juntamente com Chris Somerville, agora o diretor da Energy Biosciences Institute de Berkeley, uma iniciativa de US $ 500 milhões, financiada pela BP, que lança um olhar holístico na economia e na tecnologia de biocombustíveis.

Apesar de todas as suas credenciais, no entanto, estes cientistas não são infalíveis.

Tome a LS9, por exemplo. Tudo começou com base em um erro, disse Church.

"A LS9 começou amplamente baseada em alguns dados ruins da literatura de que Jay Keasling e eu tropeçamos, independentemente ", disse ele em uma entrevista no ano passado. Os dados mostraram que um tipo de bactéria, um espécies de Vibrio , fez um tipo simples de hidrocarboneto. Esses estudos, descobriu-se, estavam errados. "Isso (a pesquisa) não foi reprodutível", disse ele.

Esse trabalho tfez a LS9 pensar em maneiras de mudar o metabolismo de uma bactéria, a energia que normalmente usa para a reprodução, em direção a secretar moléculas combustíveis livres de oxigênio. Existe uma regra geral que quanto menos oxigênio no combustível, melhor a sua qualidade. (Álcoois, como o etanol, contém, por definição, o oxigênio.) Mas, extirpar o oxigênio é trabalho duro. Leva milênios pela natureza para fazer  petróleo. Em uma escala de tempo humana,  leva energia e (muito) dinheiro.

"O público tem que entender que  vai ser mais caro fazer isso", disse Blanch da JBEI. "É claro que é mais fácil de queimar um combustível CH2, um hidrocarboneto. Se você quer que seja renovável, você tem que pagar um preço. E é o preço daquele oxigênio."

A inovação `da LS9 veio em busca uma forma biológica de se tirar o oxigênio.

O trabalho da empresa serve como um modelo rápido de como a biologia moderna funciona, como se arrasta no setor de energia. Havia razões teóricas para acreditar que as cianobactérias, bichinhos fotossintéticos, contêm uma proteína que extrai o monóxido de carbono. Recentemente, seqüências genéticas para dezenas de cianobactérias se tornaram disponíveis, e a LS9 encontrou traços desta proteína , dificilmente detetável, em várias dessas espécies seqüenciadas.

Em seguida, no tipo de análise comparativa, que só recentemente se tornou disponível graças à queda dos custos, a LS9 identificou dois genes responsáveis ​​pelo processo químico,  chamado descarbonilação. Era como um trabalho de escola primária: comparar e contrastar.

"A equipe da LS9  achou, basicamente por subtração de seqüências do genoma", disse Church. Eles "subtraíram o indetectável ​​do mal detectável, e os genes que foram diferentes foram então inspecionados", afirmou. Dois genes em uma sequência fizeram o truque, que os cientistas, em seguida, transpuzeram para uma bactéria E. coli . O bichinho, então, produziu alcanos em pequenas quantidades.

A equipe publicou seus resultados no ano passado, com grande aclamação, na revista Science .

"Isso é uma prova muito boa", disse Church.

Olhando para o futuro

É fácil de ser hipnotizado pelas inovações pioneiras criadas pela Amyris e pela LS9.

A biologia desse tipo pode ser uma pequenas, que muitas inovações irão desaparecer no caminho para a realidade comercial. Há certas realidades físicas que qualquer esperançoso dos biocombustíveis vai achar difícil de superar, disse Blanch do JBEI, que é, ele próprio, um veterano da febre de etanol de 1970.

Por um lado, será sempre mais caro  criar hidrocarbonetos, em comparação com iguais volumes de etanol. Esta é uma verdade simples, embora raramente falada. Engenheiros falam sobre a eficiência teórica, quanto açúcar um bug poderia transformar em combustível, se eles (os bugs) dedicassem toda a sua energia para o processo. A eficiência teórica de açúcar para o etanol, por exemplo, é 50 por cento, e uma vez que a levedura é uma estrela de cinema, na realidade chega a nove décimos da capacidade teórica.

Traduzido, isto significa que são necessários cerca de 2 quilos de açúcar para produzir 1 quilo de etanol.

Açucar em diesel, entretanto, tem uma eficiência teórica de 33 por cento. Portanto, se os micróbios criado pela Amyris, LS9 e outros, chegaram ao mesmo tipo de desempenho, como visto na levedura - longe de ser uma  possibilidade certa- ainda assim levaria cerca de 3 quilos de açúcar para 1 quilo de diesel. O custo do açúcar será sempre 50 por cento maior. (!)

Existem algumas áreas como o diesel renovável e combustível de aviação, onde o etanol, com pouca energia comparado com a gasolina, não vai funcionar (sic) . Mas os combustíveis avançados terão dificuldades para competir nesses espaços a menos que o custo do petróleo aumente, disse Blanch. Ele duvida logo de qualquer reivindicação que uma empresa pode criar um substituto do petróleo, quando for abaixo de US $ 100 o barril.

"A realidade é que é mais fácil bombear [petróleo] do solo do que qualquer outra coisa", disse ele. "E até que a economia faça a mudança, é isto que vai acontecer. E vamos usar o óleo até que não exista mais petróleo."

Existem precedentes de como a biotecnologia pode começar a jogar  na indústria química. Os cientistas já viram isso em produtos farmacêuticos. Para a década passada, quase todos as inovações da indústria vieram de pequenas empresas que não tinham os recursos financeiros necessários para atingir escalas comerciais, que foram absorvidas pelas gigantes internacionais, Keasling disse.

"Pode-se imaginar a mesma coisa na indústria de produtos químicos e combustíveis", disse ele.

Na verdade, isso já começou. Recentemente, a gigante do setor químico Dupont finalizou sua aquisição da empresa dinamarquesa Danisco. Enquanto a imprensa rotulou a Danisco de produtor de "aditivos alimentares" , muito do potencial da empresa está ligada a sua subsidiária, a Genencor, líder em micróbios para bioengenharia. Como a LS9 e Amyris, a Genencor criou bugs que secretam hidrocarbonetos, e com a Dupont,  agora tem o dinheiro para implementá-los.

A comparação com as drogas só vai tão longe, porém. A tecnologia exclusiva simplesmente não é valorizada no mundo da energia, dada a baixa densidade com que o bolo é dividido. Até mesmo a Exxon Mobil Corp controla menos de 3 por cento do mercado mundial, disse Somerville, diretor do Instituto de Biociências Energéticas.

"Realmente, não vale a pena lutar, quando você nunca vai ter mais de 3,2 por cento do mercado", disse ela. "Eles não vão lutar. A tecnologia realmente vai mudar. Então estará disponível para praticamente todas as empresas."

Somerville ainda possui ações da LS9. Ele quer que essas startups de biocombustíveis se  provem. Mas ele duvida que alguma delas vai ser a próxima  Chevron ou BP. Em última análise, é provável que eles se focalizem em mercados de menor dimensão química e licenciem os seus micróbios para as principais empresas petrolíferas, se (e quando) eles estiverem prontos.

Blanch do JBEI suspeita de que na próxima década, produtos químicos prooduzidos por micróbios e polímeros  continuarão a se infiltrar no mercado, talvez começando no Brasil. O progresso será gradual. Não haverá grandes avanços. A termodinâmica é teimosa. Mas pequenos sucessos podem começar a mudar a maneira como as pessoas e as empresas pensam, ele disse.

"E isso vai forçar os políticos a tomar decisões difíceis", disse ele.

http://www.nytimes.com/gwire/2011/06/01/01greenwire-biofuels-future-that-us-covets-takes-shape-in-b-1741.html?pagewanted=5

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