Estudo da viabilidade técnica e econômica da substituição do diesel por biometano na frota agrícola de usina sucroenergética

Abstract

O setor sucroenergético brasileiro desempenha papel estratégico na produção de energia renovável, porém ainda apresenta significativa dependência de combustíveis fósseis na etapa agrícola, especialmente do diesel. Este trabalho tem como objetivo avaliar a viabilidade técnica e econômica da substituição parcial do diesel por biometano, obtido a partir da vinhaça gerada no processo de produção de etanol, considerando uma usina sucroenergética representativa. A metodologia baseou-se na construção de um modelo, utilizando dados médios do setor para estimar a produção de vinhaça, o potencial de geração de biogás e sua conversão em biometano. A partir dessas estimativas realizaram-se análises de equivalência energética em relação ao diesel, e avaliação econômica, considerando custos de implantação (CAPEX), custos operacionais (OPEX), economia gerada e tempo de retorno do investimento (payback), além de análise ambiental baseada na estimativa de emissões evitadas de dióxido de carbono (CO₂). Os resultados indicam que a usina analisada apresenta potencial para produzir aproximadamente 5,81 milhões de metros cúbicos de biometano por safra, o que corresponde à substituição de cerca de 98,6% do consumo anual de diesel da frota agrícola. Do ponto de vista econômico, a economia líquida estimada foi de R$ 31,28 milhões por ano, com tempo de retorno do investimento inferior a um ano. Sob o aspecto ambiental, verifica-se a possibilidade de evitar a emissão de aproximadamente 15,85 mil toneladas de CO₂ por ano. Conclui-se que a produção de biometano a partir da vinhaça constitui uma alternativa tecnicamente viável, economicamente atrativa e ambientalmente sustentável para o setor sucroenergético, contribuindo para a redução da dependência de combustíveis fósseis e para o avanço de práticas alinhadas à economia circular e à descarbonização.

The Brazilian sugar-energy sector plays a strategic role in renewable energy production; however, it still presents significant dependence on fossil fuels in the agricultural stage, especially diesel fuel. This study aims to evaluate the technical and economic feasibility of partially replacing diesel with biomethane obtained from vinasse generated during the ethanol production process, considering a representative sugar-energy plant. The methodology was based on the development of a model using average sector data to estimate vinasse production, biogas generation potential, and its conversion into biomethane. Based on these estimates, analyses of energy equivalence in relation to diesel and economic assessment were carried out, considering capital expenditures (CAPEX), operational expenditures (OPEX), generated savings, and investment payback period, in addition to an environmental analysis based on the estimation of avoided carbon dioxide (CO₂) emissions. The results indicate that the analyzed plant has the potential to produce approximately 5.81 million cubic meters of biomethane per harvest, corresponding to the replacement of about 98.6% of the annual diesel consumption of the agricultural fleet. From an economic perspective, the estimated net savings reached R$ 31.28 million per year, with a payback period of less than one year. From an environmental standpoint, it is possible to avoid the emission of approximately 15.85 thousand tons of CO₂ per year. It is concluded that the production of biomethane from vinasse constitutes a technically feasible, economically attractive, and environmentally sustainable alternative for the sugar energy sector, contributing to the reduction of dependence on fossil fuels and to the advancement of practices aligned with circular economy and decarbonization.