111 Com a valorização mais recente desses excedentes e a possibilidade de venda de energia

elétrica para as concessionárias, surge em muitos países um novo ciclo de modernização dos sistemas de co-geração na agroindústria canavieira, com diversas usinas implantando sistemas de pressões elevadas, com significativa produção de excedentes de bioeletricidade. Como fatores importantes de estímulo à geração de energia elétrica no contexto canavieiro, destacam-se a demanda por maior eficiência e menor impacto ambiental no setor energé- tico, a evolução do marco regulatório do setor elétrico e o desenvolvimento de tecnologias para o controle dos sistemas de co-geração de médio porte.

A co-geração é, intrinsecamente, muito superior à geração termelétrica convencional, em ter- mos de eficiência. As tecnologias termelétricas convencionais convertem em energia útil, tipi- camente, cerca de 30% e, em condições-limite, até 50% da energia fornecida pelo combus- tível, rejeitando de forma irreversível uma parcela relevante de energia térmica para o meio ambiente. Os sistemas de co-geração, ao destinarem o calor rejeitado para o atendimento das necessidades térmicas de processo, permitem obter eficiências superiores a 85% no uso da energia do combustível, com evidentes benefícios na economicidade e na redução dos im- pactos ambientais. Apesar dessas vantagens, a postura monopolística das empresas de energia elétrica e a rigidez do marco regulatório praticamente impediam a operação interligada de autoprodutores, com a transação dos excedentes disponíveis. Felizmente, essas condições têm evoluído de modo positivo e, em diversos países, a agroindústria canavieira se torna cada vez mais um agente importante na oferta de energia elétrica. Nesse sentido, o caso brasileiro é em- blemático: nos primeiros cinco anos da presente década, a oferta de energia da cana-de-açúcar para a rede pública se expandiu a uma taxa anual de 67% [Moreira e Goldemberg (2005)]. Com a possibilidade de comercializar excedentes de bioeletricidade, as usinas de açúcar e bioetanol passaram também a valorizar os resíduos sólidos da colheita, que podem incre- mentar ainda mais a disponibilidade de energia elétrica. Naturalmente, o emprego da palha da cana nas caldeiras, representando cerca de 140 kg por tonelada de cana colhida, traz no- vas questões de ordem prática, referentes à colheita, ao manuseio e à operação das caldeiras com esse biocombustível, mas que aos poucos vêm sendo enfrentadas com sucesso, permi- tindo que esses biocombustíveis sólidos possam ser colhidos e trazidos para as plantas indus- triais a preços convenientes (entre US$ 0,80 e US$ 1,80 por GJ). Entretanto, recomenda-se que cerca da metade da palha seja mantida sobre o solo, por razões agronômicas, como a redução da erosão, o reciclo de nutrientes e a manutenção de um nível mínimo de umidade no solo [Hassuani et al. (2005)]. Outro tema associado à geração de bioeletricidade voltada para a comercialização tem a ver com a operação em períodos fora da safra, quando ine- xiste a demanda de calor de processo, e que impõe o armazenamento de bagaço, mas que também vem sendo implementado em usinas de diversos países com resultados favoráveis, dependendo da matriz de oferta energética e das condições particulares de despacho. Na Tabela 18, mostra-se como as condições do vapor afetam diretamente a geração de ex- cedentes energéticos nas usinas de açúcar e bioetanol. Para o cálculo desses valores, foram considerados: uma produção de 280 kg de bagaço (50% de umidade) por tonelada de cana,

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vapor para processo a 2,5 bar de pressão e o uso de turbinas a vapor de contrapressão, exceto nos casos em que se assume a operação fora da safra ou com baixos consumos de vapor de processo, situações que impõem o emprego de turbinas de condensação, com o condensador operando a 0,12 bar. Nos dois casos em que se considera a utilização da palha, assume-se que 50% permanecem no campo, o que significa uma disponibilidade efetiva de 70 kg desse biocombustível por tonelada de cana colhida.

Tabela 18 – Energia elétrica e bagaço excedente em sistemas de co-geração na

agroindústria canavieira Parâmetros do sistema de co-geração Consumo de vapor de processo Período de geração Uso da palha Energia elétrica excedente Bagaço excedente

21 bar, 300° C 500 kg/tc safra não 10,4 kWh/tc 33 kg/tc

42 bar, 400° C 500 kg/tc safra não 25,4 kWh/tc 50 kg/tc

42 bar, 450° C 500 kg/tc safra não 28,3 kWh/tc 48 kg/tc

65 bar, 480° C 500 kg/tc safra não 57,6 kWh/tc 13 kg/tc

65 bar, 480° C 350 kg/tc safra não 71,6 kWh/tc 0 kg/tc

65 bar, 480° C 500 kg/tc ano todo 50% 139,7 kWh/tc 13 kg/tc

65 bar, 480° C 350 kg/tc ano todo 50% 153,0 kWh/tc 0 kg/tc

Fonte: CGEE (2005).

Como se observa na Tabela 18, há um importante incremento dos excedentes de energia elé- trica exportável associado à elevação da pressão. Além disso, para o contexto avaliado, com a redução do consumo do vapor de processo de 500 kg para 350 kg de vapor por tonelada de cana processada (kg/tc), tem-se um aumento de 24% nos excedentes de energia elétrica, e com utilização parcial da palha, os excedentes se ampliam em 141%. Vale ainda observar que, atualmente, têm sido implementados sistemas de co-geração no Brasil com caldeiras operan- do acima de 90 bar, com uma geração estimada, nesses casos, de 146 kWh por tonelada de cana, para a rede pública [Seabra (2008)]. Em outro estudo, indica-se que, considerando a tec- nologia mais eficiente ora disponível no âmbito dos sistemas a vapor para as usinas de açúcar – com geração de vapor a 105 bar e 525° C, redução da demanda de vapor de processo para 280 kg por tonelada de cana, aproveitamento total do bagaço e de 50% das pontas e folhas, com operação durante todo o ano –, seria possível entregar excedentes de 158 kWh por tone- lada de cana processada para a rede da concessionária [Walter e Horta Nogueira (2007)]. As tecnologias em desenvolvimento com a utilização de turbinas a gás, associadas a gaseifi- cadores, apresentadas no próximo capítulo, permitirão elevar a energia gerada para níveis superiores a 180 KWh.

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