Bioeconomia: a ciência do futuro no presente

Bioeconomia é um modelo de produção industrial baseado no uso de recursos biológicos. O objetivo é oferecer soluções para a sustentabilidade dos sistemas de produção com vistas à substituição de recursos fósseis e não renováveis. No Brasil, o termo é novo, mas a ciência não. Na verdade, a bioeconomia já é realidade no País desde a década de 1970, quando foi criado o Programa Nacional do Álcool (Proálcool). Graças a essa iniciativa, surgida na época para enfrentar a crise mundial do petróleo, o Brasil é hoje o segundo maior produtor mundial de etanol e o maior exportador mundial.

A principal diferença da bioeconomia atual em relação à do passado é o uso intensivo de novos conhecimentos científicos e tecnológicos, gerados a partir de áreas de ponta como a biotecnologia industrial, genômica, biologia sintética, bioinformática, química de renováveis, robótica, tecnologias de informação, nanotecnologia, entre outras. Vale destacar também que o potencial da bioeconomia não se restringe à produção de bioenergia.

Assim, a bioeconomia envolve também a produção de plásticos biodegradáveis, biopolímeros, biopesticidas, pigmentos, alimentos funcionais e biofortificados até medicamentos, fragrâncias e cosméticos.  Com os avanços da biologia sintética e a enorme riqueza natural brasileira, a tendência é que surjam cada vez mais biofármacos, bioinsumos e bioprodutos.

Em um país megabiodiverso como o Brasil, dono da maior biodiversidade de flora e fauna do planeta - com mais de 100 mil espécies animais e cerca de 45 mil vegetais conhecidas – é premente investir em um modelo econômico baseado no uso sustentável de recursos naturais. Quando bem caracterizados e racionalmente explorados, esses recursos podem contribuir de forma efetiva para alavancar a bioeconomia nacional.

Tendências da bioeconomia no Brasil e no mundo

De acordo com a Organização para a Cooperação e Desenvolvimento Econômico (OCDE), a bioeconomia movimenta no mercado mundial 2 trilhões de Euros e gera cerca de 22 milhões de empregos. Estudos da organização apontam que a bioeconomia responderá, até 2030, por 2,7% do Produto Interno Bruto (PIB) dos seus países membros, percentual que poderá ser ainda maior em países como o Brasil, que dispõe de grande biodiversidade e políticas públicas para fortalecer as cadeias produtivas que utilizam os recursos naturais de forma sustentável e consciente (The Bioeconomy to 2030: Designing a Policy Agenda. OCDE, 2009). Além disso, as atividades do setor estão no cerne de pelo menos metade dos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) da ONU, desde a segurança alimentar até a garantia de acesso à energia e saúde.

Outro aspecto a ser ressaltado é a capacidade de integrar agricultura e indústria, tornando-as parte do mesmo processo no desenvolvimento econômico. No Brasil, a bioeconomia tem potencial real para utilizar e aprimorar toda a multifuncionalidade da agricultura em prol da produção de alimentos, fibra, energia, prestação de serviços ambientais e ecossistêmicos, química verde e novos insumos. A tendência é buscar soluções inovadoras e sustentáveis, que assegurem ao mesmo tempo a biodiversidade e a proteção ambiental.

Adicionalmente, a competência em bioenergia, agricultura e biotecnologia faz do Brasil um dos protagonistas no cenário da bioeconomia em nível mundial. Uma das tendências mais fortes hoje no País é a utilização de biomassa integral ou residual como matéria-prima para desenvolvimento de diversos bioprodutos com potencial de uso em diferentes setores da economia. A expectativa é reduzir a dependência de recursos de fontes fósseis e o impacto sobre a biodiversidade e o meio ambiente.

As soluções inovadoras da bioeconomia, em especial aquelas provenientes do uso da biotecnologia industrial, fornecem uma contribuição vital na transição das atuais práticas econômicas não-sustentáveis, para sistemas industriais renováveis – a economia circular e de base biológica – aliando inovação e sustentabilidade para a solução dos principais desafios globais.

A bioeconomia na Embrapa

A inserção estratégica e competitiva da Bioeconomia brasileira no contexto mundial é um dos eixos de impacto do VII Plano Diretor da Embrapa.

Os avanços recentes e as tendências para o futuro da agricultura brasileira apontam para a oportunidade de nova transformação agrícola baseada em pesquisa, desenvolvimento e inovação (PD&I). Esta nova agricultura terá como alicerce os avanços na fronteira do conhecimento em temas como biotecnologia (com destaque para a edição genômica), intensificação sustentável (sobretudo os sistemas integrados de lavoura, pecuária e floresta – ILPF), tecnologias digitais (com predominância do uso de drones, sensores, internet das coisas – IoT, inteligência artificial e blockchain) e Bioeconomia, com destaque para insumos biológicos.     

Desta forma, um dos 11 objetivos e metas estratégicas listados no VII Plano Diretor da Embrapa (VII PDE, 2020) é Desenvolver tecnologias e conhecimentos que contribuam para a bioeconomia por meio da utilização de recursos de base biológica para a geração de bioprodutos, bioinsumos e energia renovável (objetivo n. 5). Mais especificamente:

• Criar novas oportunidades a partir do aprofundamento do conhecimento sobre a biodiversidade dos biomas brasileiros.
• Fortalecer a agricultura com base nos conceitos de bioeconomia, viabilizando seu potencial de oferta de novos materiais, de químicos e de energia. 
• Fortalecer a multifuncionalidade da agricultura brasileira a partir do estímulo ao vínculo entre agricultura e indústria e da redução do tempo do fluxo de transformação entre conhecimento-tecnologia-inovação. 

Como meta, a Embrapa pretende, até 2025, viabilizar a incorporação (adoção) pelo setor produtivo de cinco soluções tecnológicas alternativas a produtos de base não renovável; até 2030, viabilizar a disponibilização de cinco novas matérias-primas renováveis para uso no contexto da bioeconomia; e também até 2030, viabilizar a incorporação (adoção) pelo setor produtivo de cinco bioativos e bioinsumos a partir dos recursos genéticos da Amazônia, Pantanal e Mata Atlântica.  

A bioeconomia é tema de importância central no mundo cada vez mais pautado pela busca do desenvolvimento sustentável e alinhado com os Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS).

Aproxima agricultura e indústria, com oportunidades em bioinsumos, bioprocessos e bioprodutos, a partir de atividades da agricultura ou do uso sustentável da biodiversidade.

A bioeconomia e os Portfólios de Projetos da Embrapa

A Pesquisa, Desenvolvimento e Inovação em bioeconomia na Embrapa estão alinhadas aos seguintes portfólios de projetos e desafios para Inovação:

Biotecnologia Avançada Aplicada ao Agronegócio

• Maximizar o desenvolvimento de cana de açúcar, milho e eucalipto pela adoção de TIMPs (Técnicas Inovadoras de Melhoramento de Precisão) e microrganismos geneticamente modificados para a oferta de novos bioprodutos em biorrefinarias
• Viabilizar biofábricas de plantas, animais e microrganismos para a produção de biofármacos, bioplásticos, cosméticos e blocos construtores, por técnicas biotecnológicas

Insumos Biológicos

• Expandir o controle biológico conservativo de pragas, doenças e fitonematoides nos sistemas de produção de grãos, hortaliças, fruteiras e na agricultura orgânica
• Substituir insumos sintéticos por ativos biológicos para contornar limitações produtivas das principais commodities agropecuárias (soja, milho, trigo, algodão, açúcar, citros, café, celulose e carnes suína, frango e bovina)
• Substituir ou diminuir o uso de fertilizantes de origem não renovável por insumos de base biológica nas culturas do feijão, feijão-caupi, soja, milho, algodão, pastagens e cana-de-açúcar

Nanotecnologia

• Otimizar nanomateriais para a  indústria de alimentos, materiais, pós-colheita e embalagens pelo reaproveitamento de resíduos agropecuários, agroindustriais e florestais
• Otimizar o aproveitamento na agropecuária e prover fontes alternativas de fertilizantes usando nanotecnologia

Energia, química, tecnologia da biomassa

• Ampliar a geração de energia renovável pelo reaproveitamento de resíduos agroindustriais do sorgo, capim elefante e cana-de-açúcar e de esterco de suínos, bovinos e da cama de aviários via processos de digestão anaeróbica
• Ampliar o uso da biomassa vegetal para a produção de plásticos e materiais renováveis e/ou biodegradáveis
• Ampliar o uso de matérias-primas renováveis e disponíveis nas regiões Sul, Norte, Nordeste e Centro-Oeste para a produção de combustíveis e energia
• Viabilizar novos produtos e energia limpa a partir do processamento de grãos de soja e milho e de resíduos das indústrias de açúcar, álcool, papel e celulose
• Viabilizar novos produtos e energia limpa a partir do processamento de grãos de soja e milho e de resíduos das indústrias de açúcar, álcool, papel e celulose
• Viabilizar o uso de fontes renováveis para a produção de adjuvantes de pulverizações agrícolas e de solventes para uso industrial
• Viabilizar processos agroindustriais que ampliam a produção de etanol e de energia renovável a partir de sorgo sacarino, milho e cana-de-açúcar
• Viabilizar rotas tecnológicas eficientes economicamente e ambientalmente para o uso de lignina na produção de energia, compostos químicos e materiais renováveis

Fibras e biomassa para uso industrial

• Ampliar a participação de outras matérias-primas na matriz de óleos usados para produção de biodiesel e bioquerosene de aviação
• Ampliar a viabilidade econômica do uso do sorgo e milho para a produção de etanol, energia e biogás nas regiões Sudeste e Centro-Oeste
• Intensificar a fixação biológica de nitrogênio e de promotores de crescimento nas culturas da cana-de-açúcar, capim-elefante e sorgo
• Viabilizar a produção de bioenergia nas regiões Nordeste, Centro-Oeste e Sudeste através de sistemas de produção agroindustriais inovadores e fundamentados na cultura do capim-elefante