A carbonização hidrotérmica (HTC, na sigla em inglês) é um tratamento térmico realizado em meio reacional aquoso, em condição subcrítica, pressão autógena e que difere da pirólise, tratamento térmico mais comum, por ocorrer na presença de oxigênio. O produto sólido obtido do HTC é o hidrochar, material carbonáceo que pode substituir o carvão para geração de energia ou ser utilizado como fertilizante, comparável a terra preta de índio (BENTO et al., 2021). Por possibilitar o tratamento de materiais mesmo com alto teor de umidade, optou-se por avaliar o potencial de aplicação do HTC para o tratamento da palha da cana-de-açúcar, um resíduo abundante no Brasil, desde que se adotou a prática de colheita da cana crua. Estima-se que, apenas no estado de São Paulo, exista cerca de 50 milhões de toneladas de palha (em base seca) disponível para uso (CARDOSO; NEVES; CHAGAS, 2017). No entanto, poucas usinas utilizam da palha para a geração de energia e seu recolhimento deve ser feito de maneira a não prejudicar a qualidade do solo, uma vez que a palha é usada como cobertura vegetal e sua retirada excessiva pode causar perdas de carbono do solo, além de favorecer a compactação e lixiviação (CASTIONI et al., 2020). Neste contexto, avaliou-se o potencial de uso da palha de canade-açúcar para o processo de HTC e a aplicação do hidrochar como fertilizante (cenário 3) e como combustível junto ao bagaço (cenário 4), comparando-se estas duas opções com os usos atuais da palha como cobertura vegetal (cenário 1) e como combustível misturado ao bagaço (cenário 2). Avaliou-se, então, o impacto ambiental em emissões de GEE de cada cenário proposto por meio da ACV do berço ao portão. Adicionalmente, realizou-se uma avaliação comparativa dos cenários propostos (3 e 4) com os cenários de referência que produzem os mesmos benefícios. Assim, foi possível verificar que o uso do HTC para tratamento da palha é vantajoso se comparado aos cenários de referência apenas se for possível otimizar a razão biomassa:água do processo de HTC de modo a reduzir o consumo de energia e, consequentemente, as emissões de GEE. Além disso, verificou-se que, nas condições avaliadas a captura de carbono pela aplicação do hidrochar no solo não é suficiente para compensar as emissões do processo. Assim, recomenda-se a realização de estudos cradle-to-grave que possam avaliar de forma mais abrangente os impactos do hidrochar na cadeia da cana-de-açúcar e estudos de otimização do HTC.

Hydrothermal carbonization (HTC) is a thermal treatment carried out in an aqueous reaction medium, in subcritical condition, autogenous pressure and which differs from pyrolysis, the most common thermal treatment, because it occurs in the presence of oxygen. The solid product obtained from HTC is hydrochar, a carbonaceous material that can replace coal for power generation or be used as fertilizer, comparable to indigenous black earth (BENTO et al., 2021). As it allows the treatment of materials even with a high moisture content, it was decided to evaluate the potential application of HTC for the treatment of sugarcane straw which became an abundant residue in Brazil since the practice of raw harvesting was adopted. It is estimated that in the state of São Paulo alone there are around 50 million tons of straw (dry basis) available for use (CARDOSO; NEVES; CHAGAS, 2017). However, few sugarcane industries use straw to generate energy and its removal must be done in a way that does not impair the quality of the soil. Because straw can be used as a soil cover, its excessive removal can cause losses of carbon from the soil in addition to favoring compaction and leaching (CASTIONI et al., 2020). In this context, the potential use of sugarcane straw for the HTC process and the application of hydrochar as fertilizer (scenario 3) and as fuel with bagasse (scenario 4) were evaluated, comparing these two options with the current uses of straw as soil cover (scenario 1) and as fuel mixed with bagasse (scenario 2). The environmental impact on GHG emissions of each proposed scenario was then evaluated through the cradle to gate LCA. Additionally, a comparative assessment of the proposed scenarios (3 and 4) was carried out with the reference scenarios that produce the same benefits. Thus, it was possible to verify that the use of HTC for straw treatment is advantageous compared to the reference scenarios only if it is possible to optimize the biomass:water ratio of the HTC process in order to reduce energy consumption and, consequently, the GHG emissions. In addition, it was found that, under the evaluated conditions, the carbon capture by applying hydrochar to the soil is not enough to offset the process emissions. Finally, it is recommended to carry out a cradle-to-grave study to comprehensively assess the impacts of hydrochar on the sugarcane production chain and to perform an optimization study about the HTC process.