Cogeração de energia elética a partir do bagaço da cana-de-açúcar

Cogeração de energia elética a partir do bagaço da cana-de-açúcar

(Parte 1 de 4)

AUTORA: MAIARA PAULA DE OLIVEIRA ORIENTADORA: PROFª Drª CARLA REGINA LANZOTTI

TAQUARITINGA 2013

Monografia apresentada à Faculdade de Tecnologia de Taquaritinga, como parte dos requisitos para obtenção do título de Tecnólogo em Produção Industrial.

Orientadora: Profª Drª Carla Regina Lanzotti

Taquaritinga 2013

Dedico,

Aos meus pais, Edineia e Hamilton, que sempre me orientaram e me protegeram,

Aos meus avós maternos, Conceição e Murilo (in memoriam), e Avós paternos Marinalva e Máximo.

Agradeço primeiramente a Deus, por todas as oportunidades em minha vida e por sempre me abençoar.

A toda a minha família, principalmente aos meus pais, por todo o amor, incentivo e apoio que sempre me deram por sempre batalharem para me dar tudo o que tenho e por serem os melhores exemplos que uma filha poderia ter, e ao meu irmão Maxsander, meu amor por vocês é incondicional.

Ao meu namorado André, por todo o apoio, companheirismo, carinho e paciência em todos os momentos.

Aos meus amigos, em especial à Keila, Priscila, Queite e Laís por serem uma família que escolhi que sempre apoiam e auxiliam em tudo o que preciso.

Às minhas amigas que conquistei durante o curso e que levarei por toda vida,

Francielle, Natalia, Flávia e Cristina.

À professora Drª. Carla Regina Lanzotti, pela dedicação, por partilhar o seu conhecimento, me orientando no desenvolvimento deste trabalho.

Às companheiras da Central de Doações do Educandário Lar do Caminho, por me ensinarem a importância do trabalho em equipe e também, que nenhuma meta é impossível quando se tem foco e força de vontade. A todos que direta ou indiretamente colaboraram para a conclusão do trabalho.

“O sucesso nasce do querer, da determinação e persistência em se chegar a um objetivo. Mesmo não atingindo o alvo, quem busca e vence obstáculos, no mínimo fará coisas admiráveis." José de Alencar

OLIVEIRA, M. P. Cogeração de energia elétrica a partir do bagaço da cana-de-açúcar. Trabalho de Graduação (Monografia), Centro Estadual de Educação Tecnológica “PAULA SOUZA”, Faculdade de Tecnologia de Taquaritinga, 48 p. 2013.

A presente pesquisa aborda a cogeração de energia elétrica a partir do bagaço da cana-deaçúcar, que existe no Brasil há mais de 25 anos e representa uma das principais mudanças no novo modelo do setor elétrico brasileiro. O conteúdo foi desenvolvido a partir de pesquisas baseadas nas opiniões de diferentes autores, e também em dados levantados por órgãos responsáveis pelo setor de eletricidade, através de sites, revistas e informativos disponibilizados pelos mesmos. A cana é uma cultura que sempre ofereceu benefícios e aqueceu a economia do país com a produção de cachaça, açúcar e etanol. Agora se destaca na cogeração de energia elétrica, a partir da queima de seu bagaço, que colabora para a redução de emissão de gases de efeito estufa na atmosfera e por isso conta com programas de incentivo, como por exemplo, o Crédito de Carbono. Como resultado do trabalho pode-se citar que além de diminuir os impactos ambientais, o uso da biomassa da cana-de-açúcar para gerar eletricidade, é de suma importância nas usinas, que se torna autossuficiente. Vale ressaltar que a cogeração gera lucros através da venda do excedente produzido, para distribuidoras elétricas.

Palavras Chaves: Bagaço. Cana-de-açúcar. Cogeração. Energia Elétrica.

OLIVEIRA, M. P. Cogeração de energia elétrica a partir do bagaço da cana-de-açúcar. Trabalho de Graduação (Monografia), Centro Estadual de Educação Tecnológica “PAULA SOUZA”, Faculdade de Tecnologia de Taquaritinga, 48 p. 2013.

This research addresses the energy cogeneration from bagasse from sugar cane, which exists in Brazil for over 25 years and is one of the main changes in the new model of the Brazilian electricity sector. The content was developed from research based on the opinions of different authors, and also data collected by agencies responsible for the electricity sector, through websites, magazines and newsletters provided by them. The cane is a culture that has always offered benefits and heated the economy with the production of cachaça, sugar and ethanol. Now stands in cogeneration of electricity, from the burning of their bagasse, which contributes to the reduction of emissions of greenhouse gases in the atmosphere and therefore has supporting programs, such as the Carbon Credit. As a result of the work may be mentioned that in addition to reducing environmental impacts, the use of biomass from sugarcane bagasse to generate electricity, it is of paramount importance in plants because it becomes self-sufficient. It is noteworthy that cogeneration generates profits by selling the surplus produced for electrical distributors.

Keywords: Bagasse. Sugar cane. Cogeneration. Eletricity.

Ilustração 1 - Matriz Elétrica Brasileira16
Ilustração 2 - Fontes de Energia Elétrica no Mundo (2009)17
Ilustração 3- Participação de Renováveis na Matriz Elétrica18
Ilustração 4 - Emissões relativas (2009)19
Ilustração 5 - Tipos de Leilões21
Ilustração 6 - Consumo e oferta de energia elétrica2
Ilustração 7 - Consumo de energia elétrica no Setor Energético24
Ilustração 8 - Consumo de energia elétrica no Setor Comercial25
Ilustração 9 - Consumo de energia elétrica no Setor Público26
Ilustração 10 – Consumo de energia elétrica no Setor Agropecuário27
Ilustração 1 - Consumo de energia elétrica no Setor Residencial28
Ilustração 12 - Consumo de energia elétrica no Setor de Transportes29
Ilustração 13 - Consumo de energia elétrica no Setor Industrial30
Ilustração 14 - Sistema convencional de geração de energia32
Ilustração 15- Sistema de cogeração de energia3
Ilustração 16 - Principais fatos históricos na cogeração34
Ilustração 17- Percurso da cana-de-açúcar até a transformação em energia elétrica39

LISTA DE ILUSTRAÇÕES Ilustração 18 - Esquema de cogeração nas usinas ................................................................... 40

Tabela 1 - Participação de Cada Fonte Termoelétrica19

LISTA DE TABELAS Tabela 2 - Área Cultivada com Cana-de-Açúcar (Safra 2012 / 2013) ..................................... 37

ACL – Ambiente de Contratação Livre ACR – Ambiente de Contratação Regulada ANEEL- Agencia Nacional de Energia Elétrica BEN- Balanço Energético Nacional CE – Câmara de Comercialização de Energia Elétrica CENBIO – Centro Nacional de Referência em Biomassa CMSE – Comitê de Monitoramento do Setor Elétrico

CO2 – Gás Carbônico CONAB – Companhia Nacional de Abastecimento

CNPE - Conselho Nacional de Política Energética ELETROBRÁS – Centrais Elétricas Brasileiras EPE – Empresa de Pesquisa Energética IEA - International Energy Agency Kg – Quilograma Kw – Quilowatts Kw/h – Quilowatts por hora MAE – Mercado Atacadista de Energia MDL – Mecanismo de Desenvolvimento Limpo MME – Ministério de Minas e Energia OCDE - Organização para a Cooperação e Desenvolvimento Econômico ONS – Operador Nacional do Sistema Elétrico PROINFA – Programa de Incentivo às Fontes Alternativas TEP – Tonelada Equivalente de Petróleo UNICA – União da Indústria de Cana-de-açúcar

1 INTRODUÇÃO1
2 O SETOR ELÉTRICO BRASILEIRO13
2.1 O Novo Modelo do Setor Elétrico15
2.2 As Fontes de Geração de Energia Elétrica15
2.3 Comercializações de Energia Elétrica19
3 CONSUMO DE ENERGIA ELÉTRICA NO BRASIL2
3.2 Consumos de energia elétrica por setor23
3.2.1 Setor Energético23
3.2.2 Setor Comercial24
3.2.3 Setor Público25
3.2.4 Setor Agropecuário26
3.2.5 Setor Residencial27
3.2.6 O Setor de Transportes28
3.2.7 Setor Industrial29
4 COGERAÇÃO A PARTIR DO BAGAÇO DA CANA-DE-AÇÚCAR31
4.1 Histórico da Cogeração3
4.2 O bagaço da cana-de-açúcar como fonte de energia para a cogeração35
4.3 As vantagens da cogeração com bagaço40
5 CONSIDERAÇÕES FINAIS43

SUMÁRIO REFERÊNCIAS .................................................................................................................................. 4

1 INTRODUÇÃO

A produção de energia elétrica colabora para o planejamento econômico do Brasil e do mundo, sua disponibilidade é fundamental para garantir a melhoria de vida das populações. O Brasil, comparado com alguns países possui a vantagem de ter uma variedade de fontes de energia elétrica em sua matriz. Devido à preocupação com o crescimento sustentável e a necessidade de descentralizar a matriz elétrica dos recursos hídricos nos últimos anos a geração de energia a partir de fontes alternativas, tem conquistado seu espaço, principalmente a produção a partir de biomassa, em especial com o uso do bagaço da cana-de-açúcar.

O recurso de maior potencial para geração de energia elétrica no país é o bagaço de cana-de-açúcar, a alta produtividade alcançada pela lavoura canavieira, acrescida de ganhos sucessivos nos processos de transformação da biomassa sucroalcooleira, tem disponibilizado enorme quantidade de matéria orgânica sob a forma de bagaço nas usinas e destilarias de cana-de-açúcar, interligadas aos principais sistemas elétricos, que atendem a grandes centros de consumo dos estados das regiões Sul e Sudeste. Além disso, o período de colheita da cana-de-açúcar coincide com o de estiagem das principais bacias hidrográficas do parque hidrelétrico brasileiro, tornando a opção ainda mais vantajosa. (CARDOSO , 2011, p.9).

Esta monografia possui o objetivo de apresentar a importância da cogeração de energia elétrica a partir do bagaço da cana-de-açúcar, sua representação na matriz elétrica brasileira, e algumas de suas vantagens.

Foram realizadas pesquisas em jornais, revistas, livros, websites e dissertações realizadas por outros alunos, a fim de obter informações para analisar a situação atual do setor elétrico e da cogeração de eletricidade com o bagaço da cana-de-açúcar.

O trabalho foi estruturado da seguinte maneira: O capítulo 2 descreve o novo modelo do setor elétrico brasileiro que conta com a participação de diversas fontes renováveis em sua matriz elétrica, apresenta também alguns órgãos atuantes no setor e suas principais responsabilidades, além do PROINFA, que é o programa de incentivo às fontes alternativas.

O capítulo 3 relata a quantidade de energia elétrica utilizada no país e a evolução no consumo dos setores: energético, comercial, público, agropecuário, residencial, de transportes e industrial, representados em gráficos com dados levantados pelo BEN desde 2002.

O capítulo 4 define o conceito de cogeração e seus principais acontecimentos.

Apresenta um panorama da cana-de-açúcar no país e o uso do seu bagaço como fonte de energia para a cogeração, destacando algumas vantagens desse processo.

2 O SETOR ELÉTRICO BRASILEIRO

É comum, desde a idade média, o homem buscar na natureza não somente o necessário para sua existência, mas também recursos que possam melhorar suas condições de vida. A disponibilidade de energia se tornou fundamental para a transformação de recursos naturais em bens necessários. Com isso, o consumo de energia elétrica aumenta aceleradamente a cada ano.

A disponibilidade de energia tem papel central no desenvolvimento econômico, dado que este insumo é fundamental em todas as atividades produtivas e para o alcance da melhoria da qualidade de vida das populações. Nesse contexto, as políticas e as novas estruturas de decisão para o setor merecem destaque (NARDO; GODOY- GEDECON, 2009, p.6).

Segundo a ANAEEL (2008), durante todo o século X, o Brasil possuía uma farta oferta de energia, obtida principalmente a partir de combustíveis fósseis como petróleo e carvão mineral, que deu suporte ao crescimento e às condições da economia mundial. O cenário mudou nos primeiros anos do século atual devido a uma nova realidade: a necessidade do desenvolvimento sustentável.

Na década de 90, o Brasil se encontrava com um modelo de geração essencialmente hidrelétrico, em 2001, ao atravessar um período de chuvas escassas que baixou consideravelmente os reservatórios das usinas, o país se viu em estado de emergência. Este é outro fator que influenciou para uma iniciativa que mudou o cenário do setor elétrico no país.

Segundo a NEOENERGIA (2012), em 2001 o governo foi obrigado a adotar medidas emergenciais para evitar um colapso na oferta de energia. O período de racionamento atrasou o crescimento do setor.

A crise alertou para a necessidade de inserir fontes alternativas para a geração de energia elétrica no país. Ganharam destaques as termoelétricas, como o bagaço da cana (biomassa) e o gás natural.

Ainda segundo a NEOENERGIA, entre 2003 e 2004 o Governo Federal deu mais alguns importantes passos no sentido de tornar menos vulnerável o setor elétrico nacional. Foi criada a Empresa de Pesquisa Energética (EPE) para planejar o setor elétrico à longo prazo, o Comitê de Monitoramento do Setor Elétrico (CMSE), responsável por avaliar permanentemente a segurança do suprimento de energia elétrica do país, e a Câmara de Comercialização de Energia Elétrica (CE), no lugar do antigo Mercado Atacadista de Energia (MAE), para organizar as atividades de comercialização de energia no sistema interligado.

Existem outros órgãos atuantes no Setor Elétrico Brasileiro, a seguir resumidamente estão relacionados às principais responsabilidades de cada órgão, segundo a NEOENERGIA (2012):

Conselho Nacional de Política Energética – CNPE é responsável pela proposição da política energética nacional ao Presidente da República, em articulação com as demais políticas públicas.

Ministério de Minas e Energia – MME formula e implementa políticas para o setor energético, de acordo com as diretrizes do CNPE.

Agência Nacional de Energia Elétrica – ANEEL é responsável pela: regulação e fiscalização do funcionamento do sistema elétrico, pela realização de leilões de concessão de empreendimentos de geração e transmissão por delegação do MME;

Operador Nacional do Sistema Elétrico – ONS coordena e controla a operação e a transmissão no sistema elétrico interligado.

Centrais Elétricas Brasileiras S.A. – ELETROBRÁS é responsável pela comercialização da energia da ITAIPU Binancial e comercialização da energia de fontes alternativas comtempladas pelo Programa de Incentivo a Fontes Alternativas – PROINFA;

Empresa de Pesquisa Energética – EPE realiza estudos para definição da Matriz

Energética com indicação das estratégias a serem seguidas e das metas a serem alcançadas, dentro de uma perspectiva de longo prazo;

Câmara de Comercialização de Energia Elétrica – CE administra a contratação de energia no âmbito do ACR;

Comitê de Monitoramento do Setor Elétrico – CMSE monitora as condições de atendimento no horizonte de cinco anos e recomenda ações preventivas para restaurar a segurança do suprimento, incluindo relações no lado da demanda, contratação de reserva conjuntural e outras;

2.1 O Novo Modelo do Setor Elétrico

Entre as mudanças ocorridas no setor elétrico nacional, o Governo Federal reformulou o Programa de Incentivo às Fontes Alternativas (PROINFA) em 2002, a fim de aumentar a participação de fontes alternativas na Matriz Energética Brasileira.

O objetivo do PROINFA é promover a diversificação da matriz energética aumentando a segurança na distribuição de eletricidade e também, valorizar as potencialidades culturas regionais.

A descoberta de novas fontes energéticas, que venham substituir as fontes tradicionalmente utilizadas, como os recursos fósseis e hídricos, tem se tornado uma necessidade crescente a nível mundial e nacional. Vários fatores são conducentes desse processo, podendo-se criar fatores ambientais, econômicos e políticos. (MARCONATO; SANTINI – SOBER, 2008, p.2)

O Balanço Energético Nacional- BEN (2012), do Ministério de Minas e Energia

(MME), mostra que em 2011 houve uma ampliação em 2,5 pontos percentuais na participação de renováveis na produção de eletricidade, quando comparado com o ano de 2010, atingindo 8,8%. Houve uma pequena redução na participação das energias renováveis na Matriz Energética Brasileira, refletindo restrições na oferta da biomassa da cana, que sofreu uma queda de 9,8% na safra de 2011. Ainda assim, a participação de renováveis manteve-se no elevado patamar de 4,1%, muito acima da média mundial, de 13% conforme a Agência Internacional de Energia.

2.2 As Fontes de Geração de Energia Elétrica

Com a criação do PROINFA, a matriz elétrica brasileira passou por uma diversificação, com o objetivo de garantir a segurança no fornecimento de energia elétrica.

O programa incentiva principalmente, a geração de energia elétrica eólica e através da biomassa.

Segundo o BEN (2012), geração de eletricidade através de hidroelétricas lidera a matriz elétrica brasileira, conforme apresentada pela Ilustração 1. Pode-se perceber, que quase 90% da geração de energia elétrica em 2011 foi a partir de fontes renováveis.

Hidráulica² 81,7%

Carvão e Derivados¹ 1,4%

Nuclear 2,7%

Derivados de

Petróleo 2,5%

Gás Natural 4,6%

Eólica 0,5%

Biomassa³ 6,5%

Brasil (2011)

¹Inclui gás de coqueria ² Inclui importação ³ Inclui lenha, bagaço de cana, lixívia e outras recuperações.

(Parte 1 de 4)

Comentários