Agrivoltaica abastece produção de fertilizantes

A localização conjunta de sistemas agrivoltaicos, cultivo de milho, produção de etanol e fabricação de ureia pode criar um sistema integrado no qual a energia, o carbono e a produção agrícola se apoiam mutuamente.

As recentes tensões no Oriente Médio evidenciaram uma vulnerabilidade crucial no setor de fertilizantes da Índia. A Índia não sofre com falta de capacidade de produção de ureia. O que lhe falta é controle sobre a matéria-prima que a alimenta. Cada aumento nos preços globais do gás natural se reflete na economia agrícola.

Em 2025, a Índia importou cerca de 27% de suas necessidades de ureia e mais de 80% do gás natural utilizado na produção de fertilizantes. Quando o fornecimento de gás se torna escasso e os custos aumentam, o governo absorve o impacto por meio de subsídios. Somente em 2024-2025, a conta de subsídios para fertilizantes ultrapassou 1,71 trilhão de rúpias indianas (US$ 17,9 bilhões). Este não é um desafio pontual, mas sim uma fragilidade estrutural. O problema reside no cerne da cadeia produtiva. A produção de ureia depende da amônia, e a produção de amônia depende do gás natural. O gás serve tanto como matéria-prima quanto como combustível. Consequentemente, interrupções no Golfo Pérsico podem afetar a economia da produção de fertilizantes na Índia em questão de semanas. Os agricultores, em última instância, arcam com as consequências, seja por meio de restrições de oferta ou pelo ônus fiscal do aumento dos subsídios. Para enfrentar esse desafio, são necessárias mais do que medidas de curto prazo; é preciso repensar a forma como os fertilizantes são produzidos.

Um caminho integrado para a autossuficiência em fertilizantes

A resposta pode não estar apenas no setor de fertilizantes. A localização conjunta de sistemas agrivoltaicos, cultivo de milho, produção de etanol e fabricação de ureia pode criar um sistema integrado no qual energia, carbono e produção agrícola se apoiam mutuamente.

Em nível agrícola, a agrovoltaica permite o uso duplo da terra para o cultivo de lavouras e a geração de energia solar. Os agricultores podem cultivar milho sob e ao redor de painéis fotovoltaicos, gerando renda tanto com a produção de grãos quanto com a geração de eletricidade. Ao mesmo tempo, podem reduzir o consumo de diesel para irrigação e se beneficiar de uma fonte de renda mais estável.

O milho assume um papel central neste modelo. A Índia já utiliza o milho como matéria-prima para a produção de etanol no âmbito do seu programa de mistura, que atingiu a meta de 20% de etanol para 2030 em 2025. Cada tonelada de milho pode produzir aproximadamente 400 litros de etanol. A capacidade de produção de etanol está em expansão em estados como Bihar, Uttar Pradesh, Maharashtra e Karnataka.

No entanto, as usinas de etanol também liberam quantidades substanciais de dióxido de carbono (CO₂) durante a fermentação. Para cada litro de etanol produzido, são emitidos cerca de 0,8 kg de CO₂, a maior parte dos quais é atualmente liberada na atmosfera.

Ao contrário dos sistemas convencionais de captura de carbono, que precisam separar o CO₂ dos fluxos diluídos de gases de escape industriais, a fermentação produz um fluxo concentrado de CO₂ biogênico de alta pureza, tornando a captura e a utilização comparativamente mais simples. Esse CO₂ pode, em vez disso, tornar-se um insumo valioso. Em um cluster localizado no mesmo local, o CO₂ biogênico proveniente de usinas de etanol pode ser fornecido diretamente para instalações de produção de ureia próximas. A fabricação de ureia requer CO₂, grande parte do qual atualmente se origina de processos baseados em combustíveis fósseis ligados à amônia derivada de gás. Substituir esse CO₂ por CO₂ biogênico pode reduzir as emissões, diminuir a dependência de insumos importados e converter um fluxo de resíduos em um recurso produtivo.

A energia é o elemento que une o sistema. A eletricidade gerada por meio de sistemas agrivoltaicos pode alimentar usinas de etanol e eletrolisadores que produzem hidrogênio verde. O hidrogênio pode então ser usado na síntese de amônia. A combinação de amônia verde com CO₂ capturado permite a produção de ureia com baixa emissão de carbono, reduzindo a dependência do gás natural importado e protegendo a produção de fertilizantes da volatilidade dos preços globais.

É importante ressaltar que esses polos não precisam depender exclusivamente do milho cultivado sob instalações agrovoltaicas. A agrovoltaica pode servir como uma âncora energética para um ecossistema regional mais amplo, com usinas de etanol adquirindo milho das comunidades agrícolas vizinhas. Isso não só apoia a produção de etanol e fertilizantes em larga escala, como também cria um mercado confiável para os agricultores de toda a região. Ao gerar uma demanda industrial sustentada por milho, o modelo pode fortalecer as cadeias de valor locais, fornecer aos agricultores uma via adicional para comercializar seus produtos e melhorar a obtenção de preços por meio de maior concorrência de mercado e oportunidades de compra diversificadas.

Por que a economia funciona

A viabilidade econômica de um sistema como esse é sustentada por múltiplas fontes de receita. A produção de etanol se beneficia da demanda garantida pelas metas de mistura estabelecidas pelo governo, enquanto a ureia atende a um mercado interno que ultrapassa 33 milhões de toneladas anualmente. A eletricidade gerada por meio de sistemas agrivoltaicos e consumida internamente pode reduzir os custos de energia industrial em aproximadamente 35% a 50%, dependendo da estrutura tarifária de eletricidade do estado. Além disso, o sistema garante a comercialização da energia gerada pelos agricultores que adotam sistemas agrivoltaicos.

Os mercados de carbono podem fornecer uma fonte adicional de receita. A captura de CO₂, a substituição de insumos de origem fóssil e o uso de eletricidade renovável podem gerar reduções de emissões verificáveis. Essas reduções podem ser monetizadas por meio de mercados de carbono voluntários, melhorando a viabilidade geral do projeto.

Os benefícios se estendem a todas as partes interessadas. Os agricultores obtêm renda tanto da produção agrícola quanto da geração de eletricidade, reduzindo os custos de insumos e melhorando a estabilidade da renda. A indústria pode reduzir a exposição às flutuações do preço do gás e diversificar as oportunidades de receita. Para o governo, a menor dependência de fertilizantes e matérias-primas importadas pode reduzir tanto os gastos com importações quanto a pressão sobre os subsídios. Considerando os bilhões de dólares que a Índia gasta anualmente com importações de fertilizantes, mesmo uma substituição parcial poderia gerar economias fiscais significativas.

O modelo também apoia o desenvolvimento econômico rural. Em vez de depender exclusivamente de grandes instalações centralizadas, podem surgir polos integrados nas regiões produtoras de milho. Esses polos podem gerar empregos em diversos setores, como agricultura, processamento, geração de energia, manufatura e logística, ao mesmo tempo que retêm maior valor nas economias locais.

Rumo a Atmanirbharta na produção de fertilizantes

Muitos dos elementos fundamentais já existem. O futuro programa KUSUM 2.0 deverá apoiar 10 GW de instalações agrivoltaicas em todo o país, enquanto as políticas de incentivo ao etanol continuam a estimular a procura por milho. O que ainda falta é uma estrutura que ligue estes componentes num sistema coerente.

Criar essa ligação exigirá ação coordenada. Estados podem identificar regiões adequadas para o cultivo de milho e desenvolver polos de produção. Organizações de produtores rurais, grupos de autoajuda e cooperativas podem apoiar a agregação e a implementação. Padrões para ureia de baixo carbono podem ajudar a criar sinais de mercado e estimular a demanda. O financiamento pode contar com apoio público, investimento privado, títulos verdes e receitas de carbono para melhorar a viabilidade econômica dos projetos e atrair capital.

A Índia tem dependido de importações e subsídios para garantir o fornecimento de fertilizantes, mas essa abordagem continua vulnerável a choques globais de preços e oferta. A integração de agrivoltaica, bioetanol e produção de ureia oferece um caminho para a autossuficiência (Atmanirbharta) na produção de fertilizantes — um caminho que começa não com importações, mas com recursos já presentes nos campos da Índia.

Suhas Sathyakiran é Analista Sênior na equipe de Energias Renováveis, enquanto Saptak Ghosh lidera o setor de Energias Renováveis ​​e Conservação de Energia no Centro de Estudos de Ciência, Tecnologia e Política (CSTEP), um think tank voltado para pesquisa. (pv-magazine-brasil)