A CANA-DE-AÇÚCAR E A

AGROENERGIA

INSTITUCIONAL

I GERA

WORKSHOP DE GESTÃO DE

ENERGIA E RESÍDUOS NA

AGROINDÚSTRIA

“TECNOLOGIAS PARA EFICIÊNCIA”

USP – PIRASSUNUNGA

11/05/06

O BRASIL E A

CANA-DE-AÇÚCAR NO MUNDO

• 109,4 milhões de toneladas de açúcar de

cana – Mundo. O Brasil produz 25,7 milhões

ou 23,5% do total;

• 44 milhões de m³ de álcool. O Brasil produz

16,5 milhões de m³ ou 37,5% do total;

• 36% da produção global da cana-de-açúcar.

ÁREA COM CANA-DE-AÇÚCAR

CENTRO / SUL – BRASIL

O BRASIL E A CANA DE

AÇÚCAR NO MUNDO

“50 ANOS ATRÁS, O MUNDO CONSUMIA

4 BILHÕES DE BARRIS DE PETRÓLEO

POR ANO E A TAXA MÉDIA DE

DESCOBERTA DE NOVOS POÇOS ERA

DE 30 BILHÕES DE BARRIS POR ANO.

HOJE NÓS CONSUMIMOS 30 BILHÕES

DE BARRIS POR ANO E A TAXA DE

DESCOBERTAS ESTÁ EM 4 BILHÕES DE

BARRIS POR ANO.”

Kjell Aleklett, Uppsala University, Sweden, Testimony before

the U.S. Congressional Hearings on Peak Oil

AS REVOLUÇÕES E O PETRÓLEO

DESAFIO

Após a II Guerra

Mundial US$ 1 / barril

Construção da

economia dos

Tigres AsiáticosUS$ 20 / barril <

?

Construção dos

países em

desenvolvimento

US$ 50 – 70 / barril

Recuperação da Europa, Japão, etc.

Nenhuma das grandes revoluções energéticas do

passado aconteceu por esgotamento do recurso, mas

sim, quando surgia outro mais eficiente e mais barato.

ENERGIA DA CANA-DE-AÇÚCAR NO

BRASIL

1 TON DE CANA-DE-AÇÚCAR CONTÉM:

140 kg de açúcar;

140 kg de fibra da palha (bagaço);

140 kg de fibra das folhas e pontas.

TOTAL: 0,165 tep ou 1 barril de petróleo

400 milhões de toneladas de cana (produção atual)

representam 30% da energia primária consumida no

Brasil.

ALGUNS IMPACTOS ECONÔMICOS

• A substituição da gasolina por etanol entre 1976 e

2004 correspondeu à economia de US$ 60,7

bilhões (ou US$ 121,3 bilhões quando se

considera as taxas de juros internacionais);

• A indústria brasileira de equipamentos mostrou

um desenvolvimento significativo;

• Centenas de milhares de empregos foram criados.

BIOELETRICIDADE

• DEFINIÇÃO

• Energia elétrica oriunda do processo de

transformação de energia térmica de

produtos energéticos, providos pela natureza

na forma de energia primária. O processo

mais comum de obtenção da bioeletricidade é

a co-geração.

BIOELETRICIDADE

• HISTÓRICO• No mundo foi utilizada desde a década de 60, sendo

que no Brasil foi mais amplamente difundida na

década de 90.

• O setor sucroalcooleiro e grandes empresas

brasileiras vêm aumentando gradativamente sua

auto-produção e vendendo seus excedentes aos

agentes de mercado, como ocorre na Alemanha (lei

recente), Estados Unidos e União Européia.

• Os mercados que mais negociam a bioeletricidade

são os dos Estados Unidos, da Noruega (Nord

Pool), da Argentina (Mercado Mayorista) e Brasil

(Câmara de Comercialização de Energia Elétrica).

O PROJETO DA TERMOELÉTRICA UTE

SÃO LUIZ, TEVE ORIGEM COMO UM

NOVO NEGÓCIO...

• Demanda futura;

• Programa de incentivo para fontes alternativas;

• Surgimento de mais um produto, agregando valor

ao segmento.

... E BENEFÍCIOS INDIRETOS

• Novas tecnologias introduzidas;

• Estabilidade e confiabilidade

operacional;

• Agregar lucro ao negócio.

E O FUTURO? QUE NOVIDADES NOS

ESPERAM?

• Expansão da geração – cana crua, geração

de entressafra, maior produção de álcool;

• Evolução da Tecnologia – menor consumo

de processo, gaseificação;

• Outros produtos.

ENERGIA CONSUMIDA

• PROCESSAMENTO DA CANA:

• Energia Térmica: aquecimento,

concentração, cristalização, destilação, etc.;

• Energia Mecânica / Elétrica: acionamentos

(moendas, bombas, esteiras, etc).

HISTÓRICO

Como a usina obtém

energia ?

NO PASSADO

• ENERGIA TÉRMICA

• Obtida do vapor gerado a partir da combustão de biomassa (bagaço e / ou lenha) e combustível fóssil (usina comprava energia).

• ENERGIA MECÂNICA / ELÉTRICA

• Obtida em parte da rede pública (também comprava energia elétrica).

ATUALMENTE

• ENERGIA TÉRMICA, ELÉTRICA E MECÂNICA

• Obtidas totalmente a partir do vapor gerado

com a combustão do bagaço.

• DURANTE A SAFRA:

• É auto-suficiente em energia elétrica;

• Pode até exportar energia elétrica para a

rede e / ou energia térmica para outras

unidades anexas.

• ENTRESSAFRA

• Normalmente, compra energia elétrica

(pequena quantidade).

CONCEITO DE COGERAÇÃO DE

ENERGIA

• É a obtenção de várias formas secundárias

de energia (calor, eletricidade, trabalho) de

forma integrada a partir de uma única fonte

primária (combustível).

• Portanto, a usina já é cogeradora de

energia mesmo sem vender energia elétrica

ou térmica.

ÍNDICE KWH / TC

• Uma forma de expressar a quantidade

de energia que pode ser obtida pela

queima do bagaço para a conversão

nas formas Térmica, Elétrica e

Mecânica. Não inclui a energia na

forma de sacarose contida na cana que

é transformada em produtos finais

(açúcar e álcool).

CENÁRIO ATUAL (MÉDIA DAS USINAS)

CICLOS TÉRMICOS DE BAIXA EFICIÊNCIA

Pressão de Operação 22 bar / 300º C

Auto-suficiente em energia térmica e elétrica

Consumo de energia elétrica 15 kWh / tc

Consumo de energia mecânica 15 kWh / tc

Consumo de energia térmica 330 kWh / tc

Sobra de bagaço 7%

Utilização palha não

ESQUEMA

CENÁRIO ATUAL DA MAIORIA DAS USINAS

Caldeiras

Ac. MecânicosTurbo

Gerador

Para Processo

Operação somente na safra

Exportação: 0 kWh / tc

Sobra bagaço

DISTRIBUIÇÃO DA ENERGIA NA USINA

Energia Líquida

Total 100%

(358 kWh / tc)

Energia Elétrica / Mecânica

8% (30 kWh / tc)

Energia Térmica

Processo 92%

(330 kWh / tc)

Fonte: CTC

360330

30

PROPORÇÕES TÍPICAS ENTRE ENERGIA

TÉRMICA E ELETROMECÂNICA

TIPO DE INDÚSTRIA

ENERGIA

ELETROMECÂNICA

(% TOTAL)

Alimentos e Bebidas 7,00%

Açúcar e Álcool 9,10%

Papel e Celulose 21,3%

Petroquímica 23,4%

Têxtil 42,5%

Fonte: FUPAI

ESQUEMA – CENÁRIO ATUAL

(COM MELHORIAS)

Caldeiras

Ac. MecânicosTurbo

Gerador

Para Processo

Operação somente na safra

Exportação Máx. E.E. 10 kWh / tc

Sobra bagaço

CENÁRIOS ALTERNATIVOS

(ALGUMAS USINAS) CICLOS TÉRMICOS DE MAIS ALTA

EFICIÊNCIA

Pressões de Operação 63 bar / 480º C

Exportador de energia elétrica 40 kWh / tc

Consumo de energia elétrica 16 kWh / tc

Consumo de energia mecânica 15 kWh / tc

Consumo de energia térmica 330 kWh / tc

Sobra de bagaço 6%

Utilização palha não

POTENCIAL DA COGERAÇÃO EM USINAS

Previsões de Moagem (2005): Centro / Sul = 350 milhões tc Nordeste = 60 milhões tc

AlternativaGeração de

E.E.

Consumo

Vapor kg / tc

E. E.

excedente

kWh / tc

Potencial – Brasil

GWh / ano (2005)

Centro / Sul Nordeste

22 bar / 300º C

TG

contrapressão

Safra 500 0 – 10 3.500 600

45 bar / 480º C

TG

contrapressão

Safra 500 15 – 30 10.500 1.800

62 bar / 480º C

TG

contrapressão

Safra 500 20 – 40 14.000 2.400

FLUXOGRAMAS GERAIS

DA UTE SÃO LUIZ

FLUXOGRAMA

63 BAR – 3.200.000 TC

FLUXOGRAMA

63 BAR – 3.500.000 TC

450 KGV / TC

COM CONDENSAÇÃO

FLUXOGRAMA

63 BAR – 3.200.000 TC

420 KGV / TC

COM CONDENSAÇÃO

(REDUÇÃO DO CONSUMO DE VAPOR NO PROCESSO)

FLUXOGRAMA

63 BAR – 3.500.000 TC

420 KGV / TC

COM CONDENSAÇÃO

(REDUÇÃO DO CONSUMO DE VAPOR NO PROCESSO)

CONFIGURAÇÃO BÁSICA

DA UTE SÃO LUIZ

• Duas caldeiras para geração de vapor com

capacidade de 200 TVh com 67 kgf / cm² e 520º C;

• Dois turbo geradores de extração com contra

pressão de 25 MW;

• Um turbo gerador de condensação de 20 MW;

• Subestação elevadora de 13.800 V para 138.000 V,

com capacidade de 50 MW.

* Previsão

QUADRO DEMONSTRATIVO DA GERAÇÃO DE

ENERGIA ELÉTRICA – EXPORTAÇÃO

SafrasExportação

MWh

Moagem

tc

Índice

kWh / tc

2005 3.510 2.510.000 1,40

2006* 3.120 2.600.000 1,20

2007* 3.000 3.000.000 1,00

2008* 167.616 3.200.000 52,38

2009* 200.000 3.500.000 57,14

OPINIÕES SOBRE O

SEGMENTO

Biotecnologia e Agroenergia: o investimento em

pesquisa e desenvolvimento deve ser estimulado,

tendo a inovação tecnológica como meta. O Brasil

está diante da oportunidade ímpar de liderar em

posição de vanguarda a geração de fontes

energéticas renováveis, avançando além do

álcool combustível.

DESAFIOS AO AGRO

NEGÓCIO

Tom Coelho

Fonte: Revista Visão da

Agroindústria, 22/03/06

O presidente norte-americano George W. Bush citou em

um discurso sobre economia, na empresa JK Moving &

Storage, o programa brasileiro de biocombustível.

Segundo a BBC Brasil, Bush elogiou a iniciativa brasileira

e disse que o projeto é um exemplo de alternativa aos

derivados de petróleo. O presidente ainda mencionou a

tecnologia brasileira de carros bi-combustível, que aceitam

álcool e gasolina.

ETANOL

Bush elogia álcool

brasileiro

Fonte: Revista Dinheiro Rural,

Ano 3, Edição 016, Fev / 06

R$ 200 milhões

é quanto a Pacific Ethanol

planeja investir no Brasil em

uma usina de cana-de-açúcar.

BILL GATES PROCURA

UMA USINA DE

ÁLCOOL

Fonte: Revista Dinheiro Rural,

Ano 3, Edição 016, Fev / 06

Seriedade, dedicação e esforço serão

fundamentais para o aproveitamento

da amplitude de oportunidades que

apresenta o campo da agroenergia,

incluindo-se os impactos no campo da

agricultura alimentar.

Como lembrança final do tema,

recorda-se Victor Hugo e sua frase:

“Não há nada tão poderoso como

uma idéia cujo tempo chegou”.

OBRIGADO

PELA ATENÇÃO!

lac / ams – maio / 2006