2.2.1 Produção de energia e demanda energética das industrias de arroz
Segundo o último Balanço Energético Nacional (EPE, 2019) em 2018 a oferta de energia elétrica foi de 636,4 TWh onde 423,9 TWh foram provenientes de fonte hidráulica, correspondendo a 66,6% do total. O Brasil é conhecido por possuir uma matriz energética com grande participação de fontes renováveis, em especial a hidroeletricidade. Contudo, apesar das vantagens, ainda existe a necessidade de diversificar a matriz energética brasileira devido ao aumento do consumo previsto para os próximos anos. Isto porque a geração de energia pelas hidrelétricas depende de fatores climáticos e o potencial brasileiro já foi aproveitado em aproximadamente 61,3% (EPE, 2016). Do remanescente, há empecilhos técnicos, socioambientais e econômicos que dificultam a construção de novas hidrelétricas.
Outras opções de fontes renováveis que estão ganhando espaço, como a energia eólica e fotovoltaica, são, assim como as hidrelétricas, consideradas fontes não controláveis. Elas são assim definidas porque a geração da energia depende de fatores externos com complexidade para previsão de sua disponibilidade imediata. Uma alternativa com grande potencial e que não oferece este risco é a produção de energia com biomassa. No Brasil este tipo de energia já tem grande relevância principalmente devido a indústria sucroalcooleira do biodiesel. Existe, contudo, um potencial pouco explorado, mas já reconhecido, da biomassa residual, aquela proveniente dos resíduos sólidos e líquidos de atividades agroindustriais.
O aproveitamento energético da biomassa residual vai de encontro com a tendência de descentralização da energia uma vez que a produção pode ser realizada no próprio local de consumo ou em área próxima. A geração descentralizada apresenta diversas vantagens como a diminuição com custos de transmissão de energia, menores perdas nas redes e independência das grandes centrais hidrelétricas e termoelétricas.
Com a Resolução Normativa nº 482 da ANEEL de 2012 foram estabelecidos as condições de acesso de microgeradores e minigeradores de energias renováveis ao Sistema Interligado Nacional (SIN) e a criação do sistema de compensação de energia elétrica. Esta normativa, portanto, contribui para aumentar a confiabilidade do SIN retirando parte da pressão
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existente do sistema centralizado. Os benefícios da geração descentralizada passam a não ser somente para os locais que autoproduzem energia, mas também de todo o sistema. Isto porque o aumento do custo da energia está associado ao acionamento das usinas termelétricas, o que poderia ser menos expressivo com a injeção de energia da rede proveniente da geração descentralizada e independência do próprio local de geração. Atualmente o sistema de bandeiras tarifarias da ANEEL reflete esta condição, adicionando a conta de energia uma taxa de acordo com as condições de geração de energia, sendo as bandeiras: verde – condição favorável e sem acréscimo; amarela - menos favoráveis com acréscimo de R$ 0,01343 para cada quilowatt-hora (kWh) consumidos; vermelha patamar 1 - condições mais custosas de geração com acréscimo de R$ 0,04169 para cada quilowatt-hora kWh consumido; vermelha patamar 2 - condições ainda mais custosas de geração com acréscimo de R$ 0,06243 para cada quilowatt-hora kWh consumido (ANEEL, 2019).
Para a indústria a vantagem na geração de energia encontra-se na economia realizada em não pagar pelo consumo quando sua geração é equivalente e, quando existe energia sobressalente, esta vira um crédito para ser utilizado nos meses seguintes. É importante levar em conta nesse aspecto os horários tarifários, que são divididos em horário de ponta, das 18h às 21h exceto sábados domingo e feriados, caracterizado por ser um período de maior consumo, e horário fora de ponta que é relativo as outras 21h horas. Segundo relatório da PROCEL (ELETROBRAS, 2008) 94,4% das industrias estão no subgrupo tarifário A4 ou seja, tem tensão de fornecimento de 2,3 kV a 25 kV. Existem duas modalidades de tarifas cobradas para este subgrupo, a azul e a verde. A tarifa azul possui valores diferenciados em relação ao horário para o consumo e demanda enquanto a tarifa verde possui apenas esta diferenciação para o consumo. Os valores das tarifas de energia da Companhia de Energia Elétrica do Estado de Santa Catarina (CELESC,2019) para o subgrupo A4 estão apresentados na Tabela 2 a seguir:
Tabela 2 - Tarifas Subgrupo A4 CELESC relativas a out/2019
Tipo (sem tributos) Componente Demanda R$/kW Energia R$/kWh
Tarifa horária azul Ponta 30,2 0,47537
Fora da ponta 13,02 0,30644
Tarifa horária verde
Não se aplica 13,02 -
Ponta - 1,21087
Fora da ponta - 0,30644
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Somado com a necessidade das adequações ambientais pelas indústrias, a geração de energia através da biomassa residual traz benefícios em a produtividade econômica através da economia circular fazendo com que a indústria gere sua própria energia. É, portanto, um ponto de interesse já que de acordo com o relatório de 2019 do Ministério de Minas e Energia, as indústrias foram o setor responsável pelo segundo maior consumo energético do país em 2018 com 31,7% ficando atrás apenas do setor de transporte com 32,7%. O mesmo relatório apresenta que em 2018 foram consumidos 80,1 Mtep somente pelas indústrias. Dos subsegmentos industriais em 2018 o setor de alimentos e bebidas apresentou o consumo relativo de 23,76%, o maior entre as categorias (EPE, 2019). A principal forma de energia utilizada pelas indústrias foi a eletricidade (21,3%) seguida pelo bagaço da cana (16,3%).
Neste sentido as indústrias de beneficiamento de arroz são bastante relevantes pois produzem grandes quantidades de resíduos sólidos e efluentes líquidos assim como possuem altas demandas energéticas. Segundo Roomi (2007) o consumo de energia térmica do processo de parboilização varia de 312,19 MJ/ton a 446,19 MJ/ton em moinhos de arroz semi-modernos e 258,01 MJ/ton a 332,92 MJ/ton em moinhos de arroz modernos. Já para o processo de secagem a faixa encontrada para moinhos semi-modernos foi de 694,12 MJ/ton a 750,60 MJ/ton e para moinhos modernos foi de 519,40 MJ/ton a 703,89 MJ/ton. Outros estudos apresentam o valor de energia necessário para o processo de parboilização como em torno de 450 MJ/ton (ARAULLO, DE PADUA e GRAHAM, 1976; KAPUR, KANDPAL e GARG, 1997). Assim a demanda total da atividade pode chegar a valores superiores a 1.200 MJ/ton.
A necessidade de energia térmica no processo produtivo é mais um ponto vantajoso para o aproveitamento energético dos resíduos de biomassa por indústrias de arroz já que é possível realizar cogeração de energia. A cogeração é definida, segundo a instrução normativa da ANEEL nº 235 de 2006, como um processo que utiliza uma fonte de energia primária para produção de calor e energia mecânica, sendo que esta é geralmente convertida em energia elétrica. A vantagem da utilização está no aumento da eficiência do sistema comparando com um que não realiza produção combinada de calor e energia, tendo um rendimento global de 70% a 90% (SILVEIRA, 1994). Com isso existe a necessidade de menos combustível primário para a produção da mesma quantidade de energia.
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3 METODOLOGIA