CANA-DE-AÇÚCAR. Cana de açúcar é uma gramínea com uma haste fibrosa espessa, crescendo até 6 metros de altura. As variedades comerciais de cana de açúcar são híbridos complexos de várias espécies dentro do gênero Saccharum. A espécie mais conhecida é Saccharum officinarum. A planta de cana é constituída por quatro partes principais, que são: raízes, talho (fruto agrícola), folhas e flores.
O talho é constituído no seu interior por um tecido esponjoso muito rico em sumo açucarado que pode ser extraído de diversas maneiras. O conteúdo calórico da cana-de-açúcar, considerando todos os seus componentes (sacarose, fibras, água e outros) é de, aproximadamente, 1060 Kcal/Kg. Para o bagaço de cana o poder calorífico inferior é de 2130 Kcal/Kg, considerando o bagaço com 50% de umidade.
O poder calorífico inferior das pontas e folhas (palha) da cana-de-açúcar é de 3105 Kcal/Kg, também considerando 50% de umidade. A cana de açúcar é constituída por fibra e sumo onde o sumo é composto por água, sólidos solúveis ou brix. O brix é um composto de sacarose mais açúcares redutores e sais, sendo estes dois últimos considerados impurezas. Em outras palavras a cana de açúcar, considerando a matéria seca a 30%, tem a seguinte composição: 70% de umidade, 14,7% de fibras, 13% de açúcares e 2,3% de não açúcares.
No Brasil a produção total de bagaço de cana no ano de 2010 foi de 160.333.000 toneladas, sendo 12.752.000 toneladas (7,9%) aplicadas em transformação (geração de energia elétrica) e 61.843.000 toneladas (38,6%) no setor energético (energia consumida nos centros de transformação e/ou processos de extração e transporte interno). A parte da produção destinada a geração de energia elétrica corresponde a 2,72 milhões de tep e 31,59 TWh.
Com relação a energia térmica, a geração de vapor é realizada em caldeiras aquatubulares, que utilizam o bagaço de cana como combustível. O vapor gerado aciona turbinas e moendas, supre a demanda térmica do processo industrial e gera energia elétrica, estabelecendo assim o ciclo de co-geração. A energia elétrica é gerada através da injeção de parte do vapor produzido em turbinas específicas e pode ser utilizada para auto-suficiência ou abastecimento parcial de energia elétrica do complexo industrial. Em caso de produção excedente de energia elétrica, a mesma pode ser comercializada para o sistema público e disponibilizada ao Sistema Interligado Nacional (SIN).
CANA ENERGIA. Diversos programas de melhoramento genético de cana-de-açúcar são conduzidos no Brasil e no Mundo, os quais objetivam a produção de cultivares que elevam a produtividade de energia, na forma de álcool, açúcar e fibra.. Atualmente no Brasil existem sete programas de melhoramento genético da especie Saccharum spp., ativos e que são conduzidos por instituições públicas e privadas, são eles: IAC, RIDESA, CTC (Centro de Tecnologia Canavieira), CanaVialis/Monsanto e Syngenta. O programa de melhoramento genético da CanaVialis, foi o pioneiro no país a desenvolver variedades dedicadas à produção de biomassa moderna.
Em 2012 foram criados outros dois programas de melhoramento de origem privada e são conduzidos pelas empresas VIGNIS e GraalBio, específicos para a produção de cana-energia. Estes programas de melhoramento devem disponibilizar no médio prazo híbridos de cana-energia superiores do ponto de vista de maior produção de biomassa e energia por unidade de área.
A cana-energia poderá ser plantada em áreas de solo e clima piores do que aqueles reservados para a produção de alimentos, requerendo menor aplicação de fertilizantes e de defensivos, e devido ao maior número de colmos produzidos por essa planta proporcionar maior disponibilidade de mudas. Em razão do seu vigoroso e abundante sistema radicular fasciculado, apresenta ótima eficiência no controle de erosão e recuperação de áreas degradadas (JOHNSON et al., 2007, citado por MATSUOKA et al., 2012); além disso, devido ao vigor das socas, permitirá maior número de cortes. Segundo Matsuoka et al. (2012), pesquisas constataram que a cana-energia colhida em ciclos anuais aumenta de produtividade nas socas dos próximos anos ou se mantém estável durante pelo menos 6 a 8 cortes. (GIAMALVA et al., 1984; ALEXANDER, 1985, citado por MATSUOKA et al., 2012). É possível prever 10, 12 ou até mais cortes através de cruzamentos entre S. Spontaneum e S. officinarum, devido ao grande vigor da soca desse tipo de planta. Matsuoka et al. (2012) apresentam resultados preliminares em cana-planta de um experimento de competição entre novos materiais genéticos (clones) de cana-energia e a variedade comercial de cana-de-açúcar RB72454.
Algumas característica da cana-energia foram enumeradas por Matsuoka et al. (2012), sendo elas: (i) produz energia renovável, possibilitando a redução de gases do efeito estufa; (ii) alta capacidade de conversão do carbono atmosférico em carbono orgânico na formação de biomassa; (iii) constitui alternativa de diversificação na matriz energética e redução do consumo de petróleo; (iv) tem alta densidade de energia, ou seja, energética e economicamente é matéria-prima mais eficiente do que aquela de plantas alimentícias; (v) plantas adaptadas às condições de estresse e resistentes aos microrganismos maléficos; (vi) não compete com a produção de alimentos, podendo ser plantada em regiões degradadas ou de expansão, impróprias para outras culturas e pode ser usada no controle de erosões; (vii) apresenta técnicas de exploração dominadas; (viii) a colheita pode ser feita durante todo ano (PUI longo) e seu produto pode ser armazenado para prolongamento do uso; (ix) possibilidade de se obterem formas estéreis, não produtoras de sementes e que assim podem ser produzidas para que a multiplicação seja apenas vegetativa.
Castro et al. (2001) e Matsuoka et al. (1999), descrevem as principais características da espécie S. spontaneum. Segundo estes autores essa planta cresce nos trópicos e subtrópicos, e é a espécie que modernamente tem dado maior contribuição ao melhoramento, com suas características de vigor, rusticidade, perfilhamento e capacidade de rebrota de soqueira, especialmente devido ao vigoroso rizoma e a resistência a estresses, doenças e pragas. São plantas de menor porte, colmos curtos e finos, fibrosos e praticamente sem açúcar. O sistema radicular é bem desenvolvido com grande perfilhamento da touceira, repercutindo em adaptação a condições adversas de solo e clima.
Segundo Matsuoka et al. (2012) Gravois e Milligan (1992) demonstraram alta herdabilidade para fibra e, por conseqüência, o alto potencial da seleção para esse caráter. Ainda segundo aqueles autores, outros pesquisadores, que relataram 79% da variação genética para fibra como aditiva, consideraram que a avaliação em um único local e em qualquer ciclo da cultura seria efetivo para a seleção de clones fibrosos, o que permitiria rapidez e economia de recursos. Gravois e Milligan (1992) afirmam, ainda, que os melhoristas sempre selecionaram contra clones com pouco diâmetro de colmo (<1,9 cm) devido à correlação negativa entre diâmetro e teor de fibra, ou seja, quanto menor o diâmetro, maior o teor de fibra. Como as fibras se concentram mais na casca, quanto menor o diâmetro, maior a razão da área de superfície para volume (MATSUOKA et al., 2012).