Gestão da energia, água e emissões em segmentos energo … · 2019-11-29 · Aos meus pais Mathias e Neverita, por nos instruírem segundo a Palavra de Deus e pelo exemplo de vida,

UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS Faculdade de Engenharia Mecânica

FLÁVIO ROBERTO DE CARVALHO MATHIAS

Gestão da energia, água e emissões em segmentos energo-intensivos da

indústria brasileira

CAMPINAS 2019

FLÁVIO ROBERTO DE CARVALHO MATHIAS



Orientador: Prof. Dr. Sérgio Valdir Bajay

CAMPINAS 2019

Tese de Doutorado apresentada à Faculdade de Engenharia Mecânica da Universidade Estadual de Campinas como parte dos requisitos exigidos para obtenção do título de Doutor em Planejamento de Sistemas Energéticos.

ESTE EXEMPLAR CORRESPONDE À VERSÃO FINAL DA TESE DEFENDIDA PELO ALUNO FLÁVIO ROBERTO DE CARVALHO MATHIAS, E ORIENTADA PELO PROF. DR SÉRGIO VALDIR BAJAY.

UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS

FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA

COMISSÃO DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA

MECÂNICA

PLANEJAMENTO DE SISTEMAS ENERGÉTICOS

TESE DE DOUTORADO



Autor: Flávio Roberto de Carvalho Mathias

Orientador: Prof. Dr. Sérgio Valdir Bajay A Banca Examinadora composta pelos membros abaixo aprovou esta Tese: Prof. Dr. Sérgio Valdir Bajay, Presidente NIPE/UNICAMP

Profa. Dra. Carla Kazue Nakao Cavaliero PSE/FEM/UNICAMP

Profa. Dra. Elizabeth Ferreira Cartaxo FT/ UFAM

Prof. Dr. Carlos Alberto Mariottoni FEC/UNICAMP

Prof. Dr. Ivo Leandro Dorileo NIEPE / UFMT A Ata da defesa com as respectivas assinaturas dos membros encontra-se no processo de vida acadêmica do aluno.

Campinas, 30 de agosto de 2019.

Dedicatória

À minha esposa Andrea, que acreditou em meus ideais e me apoiou neste desafio, agradeço a compreensão e o incentivo para que eu pudesse dar sequência aos meus estudos. É com gratidão que compartilho com ela esta conquista.

Aos meus pais Mathias e Neverita, por nos instruírem segundo a Palavra de Deus e pelo exemplo de vida, incansável apoio e dedicação, a valorização, o incentivo e o investimento na educação proporcionado a todos os filhos. Aos meus irmãos Carlos e Cláudia pela presença constante e o apoio incondicional em todos os períodos da minha vida.

São para essas pessoas especiais que dedico esta tese, pois transmitiram a fé e a coragem necessárias para sempre renovar em Deus a minha confiança, e a seguir em frente na expectativa do melhor que Ele prepara para as nossas vidas.

Por fim, qualquer sucesso associado a este trabalho deve ser atribuído a Deus, que guiou os meus passos desde muito antes do início deste período “sabático” dedicado à vida acadêmica, viabilizando a conclusão deste projeto e o desenvolvimento de novas competências profissionais.

Agradecimentos

A realização e conclusão deste trabalho não teria sido possível sem o auxílio de diversas pessoas às quais presto minha homenagem:

Agradeço especialmente ao prof. Dr. Sérgio Valdir Bajay por aceitar me orientar durante o curso e a confiança depositada em mim, a sua dedicação ao compartilhar conhecimentos acumulados em mais de quatro décadas como professor, pesquisador e consultor, incentivando o meu avanço acadêmico desde o curso de mestrado.

Aos professores que fizeram parte da banca examinadora nos exames de qualificação (Profa. Dra. Carla Kazue Nakao Cavaliero e o Prof. Dr. Mauro Donizete Berni) e de defesa pela avaliação objetiva e acurada, como foram às contribuições propostas para o aperfeiçoamento deste trabalho.

Outros profissionais e instituições: - Aos coordenadores, pesquisadores e funcionários do Núcleo Interdisciplinar de Planejamento Energético (NIPE) nos projetos e nas rotinas de pesquisa desenvolvidas, e ao colega de curso Rafael Rodrigues da Silva pela parceria, cooperação e o incentivo em todas as fases do curso; - Ao engenheiro Marcelo Cremer do Instituto de Energia e Meio Ambiente (IEMA) pela orientação sobre a metodologia para a obtenção dos indicadores das emissões disponibilizadas na plataforma do Sistema de Estimativas de Emissões e Remoções de Gases de Efeito Estufa (SEEG); - A bibliotecária Andreza A. G. Milham do Departamento de Acervo e Informação Tecnológica – DAIT do Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT) pela intermediação na doação dos manuais de Conservação de Energia na Indústria para os segmentos industriais analisados neste trabalho; - À Unicamp, em especial aos coordenadores, professores e funcionários da pós-graduação do curso de Planejamento de Sistemas Energéticos (PSE) da Faculdade de Engenharia Mecânica (FEM) e da Biblioteca da Área de Engenharia e Arquitetura (BAE); - O presente trabalho foi realizado com apoio do CNPq, Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico – Brasil (Nº do Proc.: 140795/2015-4).

“Ser grato pelas coisas boas que nos acontecem na vida é fácil, mas ser grato por tudo que

temos na vida – o bom e o ruim, os momentos de alegria e os momentos de tristeza, os

sucessos e os fracassos, as recompensas e as rejeições – exige um árduo trabalho espiritual.

Somos pessoas gratas somente quando podemos dizer obrigado por tudo que nos trouxe ao

momento presente. Enquanto ficamos dividindo nossa vida entre pessoas e fatos que

gostaríamos de lembrar e pessoas e fatos que gostaríamos de esquecer, não podemos alegar

que a plenitude do nosso ser é uma dádiva de Deus pela qual devemos ser gratos. Não

tenhamos medo de olhar para todas as coisas que nos trouxeram até onde estamos hoje e

confiar que em breve veremos nelas a mão de um Deus que ama e orienta”

Henri Nouwen

Romanos 8:2; Salmos 37:5; Isaías 48:1; Provérbios 3:13

Resumo

A disponibilidade e o acesso às fontes de energia e água ocupam um papel vital na

agenda de desenvolvimento e prosperidade de um país, principalmente para o setor industrial.

O impacto do aquecimento global e as mudanças climáticas estão transformando o meio

ambiente do planeta, e provocam o aumento na frequência e na intensidade de eventos

climáticos extremos. O setor industrial é um dos maiores emissores de gases do efeito estufa

(GEE) do mundo. O presente trabalho analisa o potencial de melhoria na eficiência

energética, consumo de água e redução nas emissões de CO2 para este setor no Brasil.

Considera uma visão integrada da importância da gestão da energia e uma operação e

manutenção (O & M) otimizadas para algumas das principais indústrias brasileiras energo-

intensivas – ferro-gusa e aço, papel e celulose, petroquímica e cimento, visando obter

melhorias na sua produtividade e confiabilidade e economias nos seus consumos de energia e

água. Na tese também se avaliam políticas energéticas para reduzir as emissões de CO2 e o

consumo de energia na indústria. Com base nas melhores tecnologias disponíveis (BATs) e

em séries históricas de consumo energético de 2009 a 2017, foram estimados os seguintes

potenciais técnicos médios de conservação de energia: 19,6% na indústria de ferro-gusa e aço,

43,5% na indústria de papel e celulose, 20,1% a 46 % na produção de eteno e 11,8% na

indústria cimenteira. Por último, mas não menos importantes, são discutidos o desempenho

energético e o consumo de água e são apresentadas oportunidades para ganhos de eficiência

energética nestes segmentos industriais, pelos seus usos finais da energia.

Palavras Chave: Indústrias energo-intensivas; Análise energética; Eficiência energética;

Consumo de energia e água; Emissões de GEE.

Abstract

Availability and access to energy and water sources play a vital role in a country's

development and prosperity agenda, especially for the industrial sector. The impact of global

warming and climate change are transforming the world environment, increasing the

frequency and intensity of extreme weather events. The industrial sector is one of the biggest

greenhouse gas (GHG) emitters in the world. The present work analyses the potential for

improvement in the energy efficiency, water consumption and the CO2 emissions reduction

for this sector in Brazil. It considers an integrated vision of the importance of energy

management and an optimized operation and maintenance (O&M) for some of the main

Brazilian's energy-intensive industries - iron and steel, pulp and paper, petrochemical and

cement, to obtain improvements in their productivity and reliability and savings in their

energy and water consumption. The thesis also evaluates energy policies to reduce the

emissions of CO2 and energy consumption in industry. Based on the best available

technologies (BATs) and on historical series of energy consumption from 2009 to 2017, the

following average technical energy conservation potentials were estimated: 19.6% for the iron

and steel industry, 43.5% for the pulp and paper industry, 20.1% to 46% for the production of

ethylene and 11.8% for cement industry. Last but not least, the energy performance and water

consumption are discussed and opportunities for energy efficiency gains in these industry

sectors are presented for their energy end-uses.

Key Word: Energy-intensive industries; Energy analysis, Energy efficiency; Energy and water consumption; GHG emission.

Lista de Figuras

Figura 2. 1 - Estrutura das fases da pesquisa ............................................................................ 35

Figura 2. 2 - Estrutura das fontes de dados analisados ............................................................. 35

Figura 3. 1 - Classificação global dos 20 maiores economias em 2017 ................................... 41

Figura 3. 2 - Evolução do PIB brasileiro no período de 1970 a 2017 ...................................... 42

Figura 3. 3 - Evolução do VA da Indústria de transformação brasileira (1971 a 2017)........... 42

Figura 3. 4 - Comércio internacional: 20 principais países exportadores em 2017.................. 43

Figura 3. 5 - Comércio internacional: 20 principais países importadores em 2017 ................. 43

Figura 3. 6 - Distribuição percentual dos produtos industriais no comércio internacional em

2017 .......................................................................................................................................... 44

Figura 3. 7 - Evolução da balança comercial do Brasil no período de 1999 a 2017 ................ 44

Figura 3. 8 - Evolução da participação percentual da indústria no PIB brasileiro (1970 a 2017)

.................................................................................................................................................. 46

Figura 3. 9 - Participação percentual da estrutura dos custos e despesas nas indústrias de

transformação do setor industrial brasileiro em 2016 .............................................................. 47

Figura 3. 10 - Evolução do preço do barril de petróleo, em US$ de 2017, no período de 1861 a

2018 .......................................................................................................................................... 50

Figura 3. 11 - Evolução dos preços das fontes de energia no Brasil (1973 a 2017) ................. 50

Figura 3. 12 - a) Distribuição do consumo final de energia em 2016 e b) Distribuição das

emissões diretas de GEE em 2010 por setor da economia global ............................................ 51

Figura 3. 13 - Distribuição percentual do uso final da energia por segmentos industriais na

indústria mundial em 2014 ....................................................................................................... 52

Figura 3. 14 - Níveis de consumo de energia e potenciais de conservação de energia ............ 53

Figura 3. 15 - Distribuição dos recursos hídricos do planeta ................................................... 56

Figura 4. 1 - Ilustração das variáveis que podem influenciar a elaboração de políticas públicas

associadas com a gestão da energia, água e emissões .............................................................. 67

Figura 4. 2 - Reservação de água doce em percentual da capacidade dos reservatórios, de 2012

a 2016 ....................................................................................................................................... 74

Figura 4. 3 - Energia armazenada nos reservatórios da região SE/CO de 2001 a 2018 ........... 74

Figura 4. 4 - Projeções das emissões de CO2 associadas com energia nos cenários NPS e SDS

da Agência Internacional de Energia (2015 – 2040) ................................................................ 75

Figura 4. 5 - Evolução percentual dos investimentos públicos em energia associados com

tecnologias de baixo carbono, de 1974 a 2017 ......................................................................... 76

Figura 4. 6 - Perspectivas e visões sobre as políticas associadas com a gestão da energia, água

e emissões na indústria ............................................................................................................. 80

Figura 5. 1 - Ilustração de uma visão de desenvolvimento empresarial sustentável, através de

um sistema integrado de gestão ................................................................................................ 82

Figura 5. 2 - Ilustração de uma visão de gestão integrada de uma empresa industrial............. 84

Figura 5. 3 - Distribuição percentual das métricas adotadas pela ACEEE para avaliação do

desempenho energético do setor industrial dos países selecionados em 2018 ......................... 87

Figura 5. 4 - Ranking de eficiência energética da indústria, elaborado pela ACEEE em 2018,

em países selecionados ............................................................................................................. 87

Figura 5. 5 - Evolução do consumo de energia na indústria brasileira e da utilização de sua

capacidade instalada no período de 2003 a 2017 ..................................................................... 89

Figura 5. 6 - Classificação dos 20 países com maior número de SGEn certificados pela norma

ISO 50.001 no período de 2011 a 2017 .................................................................................... 93

Figura 5. 7 - Número de certificações de SGEn industriais pela norma ISO 50.001 no mundo

até 2017 .................................................................................................................................... 94

Figura 5. 8 - Distribuição das certificações de SGEn de indústrias brasileiras pela norma ISO

50.001 até 2015 ........................................................................................................................ 95

Figura 5. 9 - Normas complementares à ISO 50.001 ............................................................... 95

Figura 5. 10 - Ilustração dos ganhos na curva de aprendizado em projetos com integração

energética .................................................................................................................................. 98

Figura 5. 11 - Ilustração de uma aplicação de integração energética (processo químico) ....... 99

Figura 5. 12 - Ilustração de uma estrutura de gestão com o apoio da automação .................. 100

Figura 5. 13 - Ilustração da evolução das revoluções industriais ........................................... 102

Figura 5. 14 - Barreiras que dificultam a realização de projetos de EE na indústria ............. 103

Figura 5. 15 - Objetivos dos investimentos planejados pela indústria no Brasil em 2015 ..... 105

Figura 5. 16 - Exemplo de um processo de desenvolvimento de uma tecnologia .................. 108

Figura 5. 17 - Exemplo de um sistema convencional de fornecimento e consumo de água,

reuso de água e efluentes, e descarga de efluentes em instalações industriais ....................... 112

Figura 5. 18 - Representação de um processo industrial com variação na concentração da água

devido à absorção de um contaminante .................................................................................. 113

Figura 5. 19 - Ilustração de uma aplicação de integração do consumo de água e efluentes com

três sistemas operacionais ....................................................................................................... 114

Figura 5. 20 - Evolução, de 1990 a 2015, da distribuição percentual das emissões de CO2 por

setor da economia brasileira ................................................................................................... 119

Figura 5. 21 - Distribuição percentual das emissões de CO2 pela queima de combustíveis no

Brasil em 2015 ........................................................................................................................ 120

Figura 5. 22 - Distribuição da participação percentual dos segmentos industriais nas emissões

de CO2e da indústria brasileira nos anos de 1990 e 2016 ....................................................... 121

Figura 5. 23 - Evolução das emissões dos processos industriais no Brasil, de 1970 a 2017 .. 121

Figura 5. 24 - Evolução da proporção de material reciclado de produtos industriais

selecionadas no período 1993-2011 ....................................................................................... 122

Figura 5. 25 - Distribuição percentual da coleta de resíduos em 2017 ................................... 123

Figura 5. 26 - Distribuição dos materiais recolhidos na coleta seletiva ................................. 123

Figura 5. 27 - Ilustração do desempenho de equipamentos e instalações industriais ao longo

do tempo ................................................................................................................................. 127

Figura 5. 28 - Exemplo de uma estrutura organizacional industrial ....................................... 128

Figura 5. 29 - Exemplo da estrutura de um sistema de utilidades industrial .......................... 129

Figura 5. 30 - Oportunidades de melhorias e redução de perdas ............................................ 130

Figura 5. 31 - Árvore lógica – manutenção centrada em confiabilidade (análise para

equipamentos) ......................................................................................................................... 135

Figura 6. 1 - Evolução da utilização da capacidade instalada dos segmentos industriais

selecionados no Brasil no período de 2008 a 2017 ................................................................ 140

Figura 6. 2 - Evolução da evolução da rentabilidade do patrimônio de segmentos da indústria

brasileira no período de 2008 a 2017...................................................................................... 140

Figura 6. 3 - Evolução do preço internacional das commodities de 2002 até 2019 .............. 141

Figura 6. 4 - Evolução, de 2007 a 2016, da participação percentual das compras de energia,

água e esgoto no custo total da indústria de transformação no Brasil .................................... 142

Figura 6. 5 - Evolução do consumo final de energia dos segmentos industriais selecionados no

Brasil no período de 1970 a 2017 ........................................................................................... 142

Figura 6. 6 - Distribuição da participação no consumo final de energia na indústria brasileira

em 2017 e identificação dos segmentos industriais energo-intensivos .................................. 143

Figura 6. 7 - Evolução da participação no consumo de energia elétrica no Brasil no período de

1995 a 2017 ............................................................................................................................ 143

Figura 6. 8 - Parcela percentual do consumo de energia elétrica de segmentos industriais

atendida por autoprodução no Brasil em 2017 ....................................................................... 144

Figura 6. 9 - Estimativa da distribuição percentual das utilidades existentes no setor industrial

brasileiro ................................................................................................................................. 146

Figura 6. 10 - Estimativas de valores médios anuais, em m3/s, de retirada, consumo e retorno

de água no Brasil em 2017, por tipo de atividade .................................................................. 149

Figura 6. 11 - Fluxo de materiais, energia, água, resíduos e emissões decorrentes de processos

de produção............................................................................................................................. 150

Figura 6. 12 - Evolução do preço internacional e da produção mundial do minério de ferro de

1960 a 2018 ............................................................................................................................ 156

Figura 6. 13 - Evolução da produção brasileira de ferro gusa entre 2008 e 2018 .................. 157

Figura 6. 14 - Ranking dos 10 maiores países produtores de aço bruto em 2017 .................. 158

Figura 6. 15 - Evolução da produção dos maiores produtores de aço bruto, exceto a China, em

106t, de 2004 a 2017 .............................................................................................................. 158

Figura 6. 16 - Comércio dos 10 maiores países exportadores e importadores mundiais de aço,

mais o Brasil, em 2017 ........................................................................................................... 159

Figura 6. 17 - Evolução da capacidade instalada, produção de aço bruto e UCI das usinas

siderúrgicas brasileiras de 2004 a 2017 .................................................................................. 160

Figura 6. 18 - Evolução da produção de aço bruto pelas principais empresas no Brasil, de

2004 a 2017 ............................................................................................................................ 161

Figura 6. 19 - Evolução dos investimentos da indústria siderúrgica no Brasil de 2000 a 2017

................................................................................................................................................ 162

Figura 6. 20 - Evolução, de 1970 a 2017, do consumo final de energia, em 103 tep, por

segmento da metalurgia brasileira no período de 1970 a 2017 .............................................. 163

Figura 6. 21 - Evolução, de 1970 a 2017, do consumo específico de energia e do consumo

específico de energia elétrica, em GJ/t, da siderurgia brasileira no período de 1970 a 2017 . 163

Figura 6. 22 - Evolução percentual, da participação da energia elétrica e dos combustíveis no

custo das operações industriais na siderurgia brasileira no período de 2007 a 2016 ............. 164

Figura 6. 23 - Evolução do consumo e da autoprodução de energia elétrica na siderurgia

brasileira, em 103 MWh, no período de 2008 a 2017 ............................................................ 164

Figura 6. 24 - Evolução do consumo das principais fontes de energia da indústria brasileira de

ferro gusa e aço no período de 1970 a 2017 ........................................................................... 165

Figura 6. 25 - Distribuição percentual das fontes de energia utilizadas na indústria brasileira

de ferro gusa e aço em 2017 ................................................................................................... 166

Figura 6. 26 - Iniciativas e participação percentual na produção de unidades siderúrgicas no

Brasil que realizaram ações para reduzir seu consumo de energia ......................................... 167

Figura 6. 27 - Distribuição percentual do fornecimento, geração, consumo e perdas de energia

entre as atividades da indústria siderúrgica dos EUA ............................................................ 167

Figura 6. 28 - Evolução, de 2000 a 2017, das emissões de CO2e da produção de ferro gusa e

aço no Brasil (2000 a 2017) .................................................................................................... 172

Figura 6. 29 - Evolução do consumo específico de energia e das emissões específicas de CO2

da indústria siderúrgica mundial no período de 2003-2017 ................................................... 173

Figura 6. 30 - Evolução da produção de aço, em 103 t, e da geração específica de coprodutos e

resíduos, em kg/t aço bruto, na indústria siderúrgica brasileira no período de 2014 a 2017 .. 173

Figura 6. 31 - Fluxograma simplificado do processo de produção em uma indústria

siderúrgica integrada a coque, com as participações dos consumos de energia e água, e das

emissões, por etapa do processo ............................................................................................. 178

Figura 6. 32 - Distribuição dos segmentos de árvores plantadas no Brasil ............................ 180

Figura 6. 33 - Evolução da produção e UCI da indústria brasileiras de papel e celulose no

período de 2003 a 2018 .......................................................................................................... 182

Figura 6. 34 - Distribuição percentual dos tipos de papel produzidos no Brasil em 2018 ..... 183

Figura 6. 35 - Evolução do consumo dos principais energéticos utilizados na indústria de

papel e celulose no período de 1970 a 2017 ........................................................................... 184

Figura 6. 36 - Distribuição do consumo final de energia, em %, entre os energéticos utilizados

na indústria de papel e celulose brasileira em 2017 ............................................................... 184

Figura 6. 37 - Evolução do consumo energético específico e do consumo específico de

eletricidade na indústria de papel e celulose brasileira no período de 1988 a 2018 ............... 185


entre as atividades da indústria de produtos florestais dos EUA ............................................ 186

Figura 6. 39 - Evolução das emissões de CO2e oriundas da produção de papel e celulose no

Brasil, entre 2000 e 2017 ........................................................................................................ 194

Figura 6. 40 - Fluxograma simplificado do processo de produção em uma indústria de papel e

celulose integrada, com as participações dos consumos de energia e água, e das emissões, por

etapa do processo .................................................................................................................... 196

Figura 6. 41 - Evolução da UCI e dos investimentos em grande parte da indústria química

brasileira, de 2003 a 2018 ....................................................................................................... 198

Figura 6. 42 - Evolução da UCI em segmentos energo-intensivos da fabricação de produtos

químicos de uso industrial no Brasil, de 2003 a 2017 ............................................................ 199

Figura 6. 43 - Evolução do faturamento líquido, exportação e importação da indústria química

brasileira, de 1990 a 2018 ....................................................................................................... 200

Figura 6. 44 - Evolução do consumo total de energia e do consumo de energia elétrica na

indústria química brasileira no período de 1970 a 2017 ......................................................... 201

Figura 6. 45 - Evolução do consumo das principais das fontes de energia da indústria química

brasileira no período de 1970 a 2017...................................................................................... 201

Figura 6. 46 - Distribuição percentual das diversas fontes no consumo final de energia da

indústria química brasileira em 2017...................................................................................... 201

Figura 6. 47 - Evolução, de 2006 a 2017, do consumo específico e da geração interna

específica de energia elétrica das empresas associadas à Abiquim que participam do Programa

Atuação Responsável .............................................................................................................. 202


entre os processos da indústria química dos EUA .................................................................. 203

Figura 6. 49 - Evolução da captação de água, e dos efluentes lançados pela indústria química

brasileira, de 2006 a 2017 ....................................................................................................... 207

Figura 6. 50 - Evolução do consumo específico de água e do lançamento de efluentes pela

Braskem em 2002 e no período de 2014 a 2018..................................................................... 207

Figura 6. 51 - Evolução, de 2000 a 2017, das emissões de CO2e dos processos industriais e do

consumo de energia da indústria química no Brasil ............................................................... 208

Figura 6. 52 - Emissões específicas de GEE da Braskem em 2008 e no período de 2014 a

2018 ........................................................................................................................................ 209

Figura 6. 53 - Ranking da participação dos processos e produtos químicos nas emissões de

CO2e das indústrias químicas no mundo em 2017 ................................................................. 209

Figura 6. 54 - Evolução da geração de resíduos na indústria química brasileira, de 2006 a

2017 ........................................................................................................................................ 210

Figura 6. 55 - Principais rotas de reciclagem de plásticos...................................................... 210

Figura 6. 56 - Evolução das produções de clinquer e de cimento no Brasil, entre 2003 e 2017

................................................................................................................................................ 215

Figura 6. 57 - Evolução, de 1970 a 2017, do consumo dos principais energéticos utilizados na

indústria de cimento no Brasil ................................................................................................ 216

Figura 6. 58 - Distribuição percentual das diversas fontes no consumo final de energia da

indústria de cimento no Brasil em 2017 ................................................................................. 216

Figura 6. 59 - Evolução do consumo energético específico total e do consumo específico de

energia elétrica da indústria de cimento brasileira no período de 1970 a 2017 ...................... 217


entre os processos da indústria de cimento dos EUA ............................................................. 217

Figura 6. 61 - Emissões de CO2e nos processos industriais e no consumo de energia na

produção de cimento no Brasil, de 2000 a 2017 .................................................................... 219

Figura 6. 62 - Fluxograma simplificado do processo de produção de cimento Portland, via

seca, com as participações dos consumos de energia e das emissões, por etapa do processo 221

Lista de Tabelas Tabela 2. 1 - Critérios adotados no levantamento de dados e sua análise na tese .................... 36

Tabela 2. 2 - Objetivos e limitações dos indicadores técnicos e econômicos utilizados na tese

.................................................................................................................................................. 37

Tabela 3. 1 - Distribuição dos produtos na receita do comércio mundial em 2017 ................. 43

Tabela 3. 2 - Distribuição dos tipos de produtos não agrícolas exportados pelo Brasil em 2017

.................................................................................................................................................. 44

Tabela 3. 3 - Distribuição percentual dos grupos de mercadorias exportadas e importadas pelo

Brasil em 2016 .......................................................................................................................... 45

Tabela 3. 4 - Influências internas e externas sobre a produtividade das empresas .................. 45

Tabela 3. 5 - Valor adicionado, em 103 R$ e em participação percentual, dos segmentos

industriais analisados neste trabalho no VA da indústria de transformação brasileira em 2016

.................................................................................................................................................. 46

Tabela 3. 6 - Território, população, PIB e participação da indústria no PIB em alguns países

industrializados e nos BRICS ................................................................................................... 48

Tabela 3. 7 - Participação de países selecionados (industrializados e BRICS) no comércio

mundial em 2017 ...................................................................................................................... 48

Tabela 3. 8 - Consumo final de energia, participação da indústria e taxa média de crescimento

do consumo energético industrial no período de 1971 a 2017 ................................................. 54

Tabela 3. 9 - Projeções do crescimento do PIB, Brasil e BRICS, em % .................................. 55

Tabela 3. 10 - Previsão de crescimento anual médio, em %, da atividade econômica por região

para os países selecionados e por segmento da indústria no período de 2012 a 2040 .............. 55

Tabela 3. 11 - Distribuição percentual do consumo de água por setores no mundo em 1999,

2003 e 2010 .............................................................................................................................. 57

Tabela 3. 12 - Indicadores de consumo de energia de países selecionados (industrializados e

BRICS) e participação na emissão global de CO2 em 2016 ..................................................... 59

Tabela 3. 13 - Barreiras encontradas na realização de programas de eficiência energética nos

países em desenvolvimento ...................................................................................................... 62

Tabela 3. 14 - Propostas para reduzir as emissões e melhorar a eficiência energética no setor

industrial ................................................................................................................................... 63

Tabela 3. 15 - Benefícios da gestão da energia na indústria com base na eficiência energética

.................................................................................................................................................. 64

Tabela 4. 1 - Metas do Plansab para melhorias no abastecimento de água e tratamento do

esgoto no Brasil ........................................................................................................................ 73

Tabela 5. 1 - Benefícios associados com o aumento da eficiência energética na indústria ...... 83

Tabela 5. 2 - Exemplos de indicadores de desempenho empresarial e de desempenho

energético.................................................................................................................................. 85

Tabela 5. 3 - Intensidade energética da indústria dos países selecionados (industrializados e

BRICS) no período de 2012 a 2018.......................................................................................... 88

Tabela 5. 4 - Indicadores de desempenho energético e de existência de políticas de fomento à

eficiência energética na indústria nos países selecionados, em 2018 ....................................... 89

Tabela 5. 5 - Exemplos de sistemas operacionais em uma unidade de utilidades na indústria 90

Tabela 5. 6 - Áreas de atuação das empresas associadas à ABESCO ...................................... 97

Tabela 5. 7 - Estimativa da utilização e perdas de energia na indústria ................................... 98

Tabela 5. 8 - Exemplo de critérios adotados na avaliação de investimentos em eficiência

energética na indústria ............................................................................................................ 107

Tabela 5. 9 - Aplicações e usos da água na indústria ............................................................. 111

Tabela 5. 10 - Consumo de água nos segmentos industriais selecionados neste trabalho ..... 115

Tabela 5. 11 - Distribuição percentual do consumo de água por atividade nos segmentos

industriais selecionados neste trabalho ................................................................................... 116

Tabela 5. 12 - Exemplos de indicadores de desempenho e de programas de melhorias na

utilização da água em empresas e segmentos industriais no Brasil ........................................ 117

Tabela 5. 13 - Exemplos de indicadores de desempenho e programas de gestão de resíduos

nos segmentos industriais analisados neste trabalho .............................................................. 125

Tabela 5. 14 - Distribuição percentual dos homens-hora entre os serviços de manutenção

executados no Brasil ............................................................................................................... 131

Tabela 5. 15 - Indicadores de desempenho da manutenção para segmentos industriais

selecionados no Brasil em 2017 ............................................................................................. 132

Tabela 5. 16 - Distribuição percentual dos serviços de manutenção e participação do custo

total de manutenção no faturamento bruto de segmentos industriais selecionados no Brasil em

2017 ........................................................................................................................................ 132

Tabela 5. 17 - Indicadores de desempenho de manutenção industrial e benchmarks

correspondentes ...................................................................................................................... 133

Tabela 5. 18 - Potencial de melhorias na manutenção para os segmentos industriais

selecionados no Brasil ............................................................................................................ 134

Tabela 5. 19 - Políticas de manutenção: vantagens e desvantagens ....................................... 136

Tabela 6. 1 - Preços médios da geração de energia elétrica contratada nos leilões de novos

empreendimentos (2014-2017) ............................................................................................... 145

Tabela 6. 2 - Distribuição percentual da energia elétrica utilizada em força motriz por tipo de

equipamento/processo na indústria como um todo e em alguns de seus segmentos .............. 145

Tabela 6. 3 - Estimativas das distribuições percentuais, por usos finais, dos consumos de

energia elétrica nos segmentos industriais analisados neste trabalho..................................... 146

Tabela 6. 4 - Projeções do consumo energético específico, em GJ/t, dos segmentos industriais

analisados neste trabalho ........................................................................................................ 147

Tabela 6. 5 - Exemplos de recomendações de melhorias propostas pelo IACs nos diagnósticos

energéticos realizados em indústrias nos EUA com as correspondentes economias, custos e

paybacks médios ..................................................................................................................... 152

Tabela 6. 6 - Evolução, de 2015 a 2017, da produção brasileira de minério de ferro bruto e

comercializado, seu teor médio de ferro e valor unitário de comercialização ....................... 155

Tabela 6. 7 - Produção e exportação dos maiores produtores mundiais de minério de ferro em

2017 ........................................................................................................................................ 157

Tabela 6. 8 - Participação, em %, dos tipos de fornos de refino na produção de aço bruto nos

anos de 2016 e 2017 ............................................................................................................... 161

Tabela 6. 9 - Distribuição percentual do consumo de energia e percentual de perdas de energia

dos vários tipos de máquinas e equipamentos utilizados na indústria siderúrgica americana 168

Tabela 6. 10 - Consumos energéticos específicos, em GJ/t aço, por rota tecnológica e por

etapa do processo produtivo da indústria siderúrgica, utilizando as melhores tecnologias

disponíveis no mercado .......................................................................................................... 169

Tabela 6. 11 - Composição química, PCS e PCI do gás de coqueria e do gás de alto-forno . 174

Tabela 6. 12 - Seleção de tecnologias de uso comercial na indústria siderúrgica com potencial

de economia no consumo de energia e redução nas emissões ................................................ 175

Tabela 6. 13 - Estimativas de reduções no consumo de energia e na emissão de CO2 por

tonelada correspondente de produto adotando algumas tecnologias inovadoras comerciais na

indústria siderúrgica ............................................................................................................... 177

Tabela 6. 14 - Tecnologias inovadoras aplicadas em algumas usinas siderúrgicas para

diminuir emissões e melhor aproveitar resíduos .................................................................... 179

Tabela 6. 15 - Distribuição percentual do consumo e percentual de perdas de energia dos

vários tipos de máquinas e equipamentos utilizados na indústria de produtos florestais

americana ................................................................................................................................ 186

Tabela 6. 16 - Consumos energéticos específicos, em GJ/ADt , por tipo de matéria prima e

por processo de fabricação, utilizando as melhores tecnologias disponíveis comercialmente

para produtores de celulose de mercado ................................................................................. 188

Tabela 6. 17 - Consumos energéticos específicos, em GJ/ADt, por tipo de produto, utilizando

as melhores tecnologias disponíveis comercialmente para fabricantes de papel a partir de

celulose de mercado................................................................................................................ 188

Tabela 6. 18 - Consumos energéticos específicos, em GJ/ADt, por tipo de produto e processo,

utilizando as melhores tecnologias disponíveis comercialmente para fábricas integradas de

papel e celulose que utilizam madeira como matéria prima ................................................... 189

Tabela 6. 19 - Consumos específicos de água e balanço hídrico na indústria de celulose ..... 192

Tabela 6. 20 - Algumas medidas adotadas por empresas de papel e celulose no Brasil para

melhorar sua gestão hídrica .................................................................................................... 193

Tabela 6. 21 - Seleção de tecnologias de uso comercial na indústria de papel e celulose com

potencial de economia no consumo de energia e redução nas emissões ................................ 195

Tabela 6. 22 - Informações gerais sobre a indústria química brasileira ................................. 197

Tabela 6. 23 - Distribuição percentual do consumo e percentual de perdas de energia dos

vários tipos de máquinas e equipamentos utilizados na indústria química americana ........... 204

Tabela 6. 24 - Consumos energéticos específicos de BATs para a produção de eteno e de

amônia a partir de diversas matérias primas ........................................................................... 205

Tabela 6. 25 - Consumos energéticos específicos na produção de amônia e de produtos

químicos de alto valor agregado (HVCs) em países industrializados, em países em

desenvolvimento, de BATs e de BPTs ................................................................................... 205

Tabela 6. 26 - Consumos energéticos específicos de BATs para a produção de amônia a partir

de diversas matérias primas, em GJ/ t NH3 ............................................................................ 205

Tabela 6. 27 - Estimativa do potencial técnico de conservação de energia de alguns produtos

da indústria química brasileira ................................................................................................ 206

Tabela 6. 28 - Inovações tecnológicas nas novas plantas produtoras de eteno no mundo ..... 211

Tabela 6. 29 - Inovações tecnológicas e potenciais técnicos de melhorias nas plantas de eteno,

conforme as licenciadoras de tecnologia selecionadas ........................................................... 212

Tabela 6. 30 – Ações transversais que visam minimizar a geração de resíduos em processos

químicos ................................................................................................................................. 213

Tabela 6. 31 - Estimativa da distribuição do consumo de energia nas máquinas e

equipamentos nos processos de produção na indústria de cimento ........................................ 218

Tabela 7. 1 - Síntese dos valores dos indicadores utilizados para avaliar o desempenho dos

segmentos industriais brasileiros analisados neste trabalho ................................................... 225

Tabela 7. 2 - Estimativas qualitativas dos benefícios transversais que podem ser obtidos no

setor industrial com a implantação de ações visando reduzir o consumo de energia, água e

emissões .................................................................................................................................. 226

Tabela A. 1 - Balanço de água em uma usina siderúrgica integrada a coque ........................ 256

Tabela A. 2 - Volume específico de água consumida por rota de produção do segmento

siderúrgico em 2012 ............................................................................................................... 256

Tabela A. 3 - Volume específico de água captada pelo segmento siderúrgico de 2009 a 2011

................................................................................................................................................ 256

Tabela A. 4 - Volume específico de água doce captada por rota de produção do segmento

siderúrgico de 2009 a 2011 ..................................................................................................... 257

Tabela A. 5 - Volume específico de efluente água doce descartado pelo segmento siderúrgico

de 2010 a 2013 ........................................................................................................................ 257

Tabela A. 6 - Volume específico de efluente água doce descartado pelo segmento siderúrgico

de 2010 a 2013 ........................................................................................................................ 257

Lista de Abreviaturas e Siglas

ABESCO - Associação Brasileira das Empresas de Conservação de Energia

ABIQUIM - Associação Brasileira da Indústria Química

ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas

ABRAMAN - Associação Brasileira de Manutenção e Gestão de Ativos

ABCP - Associação Brasileira de Cimento Portland

ANEEL - Agência Nacional de Energia Elétrica

ANP - Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis

BAE - Biblioteca de Engenharia da Unicamp

BATs - Best Available Technologies

BCB - Banco Central do Brasil

BEN - Balanço Energético Nacional

BRACELPA - Associação Brasileira de Celulose e Papel

BRICS - Grupo formado pelo Brasil, China, Rússia e África do Sul

BNDES - Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico e Social

CE - Consumo específico

CICE - Comissão Interna de Conservação de Energia

CHP - Combined Heat and Power

CNAE - Classificação Nacional de Atividades Econômicas

CNI - Confederação Nacional das Indústrias

CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico

EE - Eficiência Energética

EIA - U.S. Energy Information Administration

EnMS - Energy Management Systems

ENAIQ - Encontro Anual da Indústria Química

EPA - U.S. Environmental Protection Agency

EPE - Empresa de Pesquisa Energética

ESCO - Energy Service Companies

ETA - Estação de Tratamento de Água

ETE - Estação de Tratamento de Efluentes

EU - European Union

FAO - Food and Agriculture Organization of the United Nations

FEM - Faculdade de Engenharia Mecânica

GAF - Gás de Alto Forno

GEE - Gases de Efeito Estufa

GHG - Greenhouse-gas

GWP - Global Warming Potential

HVAC - Heating, Ventilation and Air Conditioning

IAC - Industrial Assessment Centers

IAF - International Accreditation Forum

IAM - Integrated Assessment Models

IBA - Indústria Brasileira de Árvores

IBGE - Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística

ICCA - International Council of Chemical Associations

IEA - International Energy Agency

INDC - Intended Nationally Determined Contribution

IPCC - Intergovernmental Panel on Climate Change

IPEA - Instituto de Pesquisa Econômica Aplicada

ISO - International Organization for Standardization

KPI - Key Performance Indicators

MCTIC - Ministério da Ciência, Tecnologia, Inovação e Comunicações

MMA - Ministério do Meio Ambiente

MME - Ministério de Minas e Energia

M&V - Medição e Verificação

NPS - New Policies Scenario

NR-10 - Norma regulamentadora Nº 10 - Segurança em instalações e serviços em

eletricidade

NR-13 - Norma regulamentadora Nº 13 - Caldeiras, Vasos de Pressão,

Tubulações e Tanques Metálicos de Armazenamento

SDS - Sustainable Development Scenario

NIPE - Núcleo Interdisciplinar de Planejamento Energético

OCDE - Organização para a Cooperação e Desenvolvimento Econômico

OECD - Organization for Economic Co-operation and Development

OEE - Eficiência Global do Equipamento

OMC - Organização Mundial do Comércio

O&M - Operação e Manutenção

ONU - Organização das Nações Unidas

PAR - Plano de Aplicação de Recursos (PROCEL)

P&D - Pesquisa e Desenvolvimento

PDE - Plano Decenal de Energia

PIA - Pesquisa Industrial Anual

PIB - Produto Interno Bruto

PMEs - Pequenas e Médias Empresas

PNE - Plano Nacional de Energia

PNEf - Plano Nacional de Eficiência Energética

PNSB - Pesquisa Nacional Saneamento Básico

PROCEL - Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica

RCM - Reliability-centred Maintenance

PNRS - Política Nacional de Resíduos Sólidos

ROI - Receita Operacional Líquida

RP - Rentabilidade do patrimônio

SDS - Sustainable Development Scenario

SEEG - Sistema de Estimativas de Emissões e Remoções de Gases de Efeito

Estufa

SGEn - Sistemas de Gestão da Energia

SNIC - Sindicato Nacional das Indústrias de Cimento

SIRENE - Sistema de Registro Nacional de Emissões

TCAC - Taxa de Crescimento Anual Composta

tep - Tonelada equivalente de petróleo

toe - Tons of oil equivalent

TPM - Total Productive Maintenance

UCI - Utilização da Capacidade Instalada

UN - United Nations

UNFCCC - United Nations Framework Convention on Climate Change

UNESCO - United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization

UNIDO - United Nations Industrial Development Organization

DOE - U.S. Department of Energy

VA - Valor Adicionado

VAs - Voluntary Agreements

WB - World Bank

WEF - World Economic Forum

WTO - World Trade Organization

Sumário

1 INTRODUÇÃO ............................................................................................... 29

1.1 Justificativa e objetivos ................................................................................. 31

1.2 Escopo do trabalho ........................................................................................ 32

2 METODOLOGIA ............................................................................................ 34

3 COMPETITIVIDADE E DESEMPENHO DA INDÚSTRIA NACIONAL .. 38

4 POLÍTICAS E PROGRAMAS INTEGRADOS ............................................. 66

4.1 Energia........................................................................................................... 68

4.2 Água .............................................................................................................. 71

4.3 Emissões de GEE e reciclagem ..................................................................... 75

4.3 Operação e Manutenção (O&M) ................................................................... 78

4.4 Conclusões parciais ....................................................................................... 79

5 SISTEMAS DE GESTÃO NA INDÚSTRIA .................................................. 81

5.1 Gestão da energia .......................................................................................... 83

5.1.1 Ranking de eficiência energética da indústria em países selecionados ..... 86

5.1.2 Gestão da energia na área de utilidades de uma empresa industrial .......... 90

5.1.3 Edificações industriais ............................................................................... 91

5.1.4 A norma ISO 50.001 de sistemas de gestão da energia ............................. 92

5.1.5 As empresas de serviços energéticos ......................................................... 96

5.1.6 Integração Energética ................................................................................. 97

5.1.7 Geração distribuída de energia elétrica ...................................................... 99

5.1.8 Instrumentação, automação e softwares para diagnósticos energéticos .. 100

5.1.9 Indústria 4.0 e a gestão da energia ........................................................... 101

5.1.10 Investimentos em ganhos de eficiência energética ................................ 103

5.1.11 Inovações tecnológicas ........................................................................... 107

5.2 Gestão da Água na indústria ....................................................................... 110

5.3 Gestão das emissões e da reciclagem na indústria ...................................... 119

5.4 Gestão da operação e manutenção .............................................................. 126

5.5 Conclusões parciais ..................................................................................... 137

6 SEGMENTOS ENERGO-INTENSIVOS DA INDÚSTRIA BRASILEIRA 139

6.1 Competitividade .......................................................................................... 139

6.2 Energia......................................................................................................... 142

6.3 Água ............................................................................................................ 148

6.4 Emissões e resíduos ..................................................................................... 150

6.5 Cálculo do potencial técnico de conservação de energia e do payback de

projetos .............................................................................................................. 151

6.6 Ferro gusa e aço ........................................................................................... 154

6.6.1 Energia...................................................................................................... 162

6.6.2 Água ......................................................................................................... 170

6.6.3 Emissões e resíduos .................................................................................. 171

6.6.4 Inovações tecnológicas que propiciam economia de energia, redução de

emissões e aproveitamento de resíduos............................................................. 174

6.7 Papel e celulose ........................................................................................... 180

6.7.1 Energia...................................................................................................... 183

6.7.2 Água ......................................................................................................... 192


6.7.4 Inovações tecnológicas ............................................................................. 195

6.8 Indústria química ......................................................................................... 197

6.8.1 Energia...................................................................................................... 200

6.8.2 Água ......................................................................................................... 207


6.8.4 Inovações tecnológicas ............................................................................. 211

6.9 Cimento ....................................................................................................... 214

6.9.1 Energia...................................................................................................... 215

6.9.2 Água e emissões ....................................................................................... 218

6.9.3 Tecnologias que possibilitam economias de energia e redução de emissões

de gases que causam o efeito estufa .................................................................. 219

6.10 Conclusões parciais ................................................................................... 221

7 RESULTADOS FINAIS ................................................................................ 223

8 CONCLUSÕES .............................................................................................. 227

8.1 Sugestões para trabalhos futuros ................................................................. 230

REFERÊNCIAS ................................................................................................ 231

ANEXO A – Consumo específico de água no segmento siderúrgico brasileiro256

29 1 INTRODUÇÃO

As características do nível de industrialização e produtividade, a qualidade de vida e o

padrão de consumo de energia são indicadores do desenvolvimento econômico e social de um

país. Entre os setores da economia que mais consomem energia destaca-se a indústria.

Segundo o Banco Mundial (World Bank, 2018), o Brasil ficou em 2017 na oitava

posição no ranking global das duzentas economias avaliadas. Neste mesmo ano, o setor

industrial brasileiro foi responsável por 17% do produto interno bruto (PIB) nacional e por

aproximadamente 33,3% da energia primária consumida no país, conforme publicado no

Balanço Energético Nacional (BEN) de 2018 pela Empresa de Pesquisa Energética do

Ministério de Minas e Energia (EPE/MME, 2018a).

A participação do Brasil no comércio internacional em 2017 correspondeu a

aproximadamente 1,2% das exportações e 0,9% das importações globais. Os produtos

exportados, normalmente formados por commodities agrícolas e minerais que possuem os

preços estabelecidos internacionalmente, corresponderam em 2016 a 59,2% da balança

comercial do Brasil. Neste mesmo ano, as exportações e importações do grupo dos produtos

manufaturados corresponderam a 37,9 % e 77,1%, respectivamente. No período de 2015 a

2017 o comércio exterior brasileiro contribuiu com aproximadamente 12% do PIB nacional

(World Trade Organization, 2018a; ibid, 2018b).

O Brasil está posicionado na 80a posição no ranking de competitividade entre as 137

economias dos países avaliados pelo World Economic Forum (WEF) no período 2017-2018

(WEF, 2017).

O desempenho econômico da indústria de transformação brasileira nos últimos anos

apresentou um quadro de adversidades em virtude da recessão que o país está enfrentando.

A disponibilidade e o uso final eficiente das fontes de energia e água nos segmentos

industriais são fundamentais para a competitividade e contribuem para o aumento do valor

agregado do setor industrial no PIB brasileiro. O crescimento da produtividade industrial

demanda, entre outros aspectos, políticas públicas que influenciem o uso eficiente das

matérias primas, energia e água nos processos de produção, bem como uma visão empresarial

estratégica que contemple os investimentos na sustentabilidade e que promova a redução nas

emissões de poluentes e de gases que produzem o efeito estufa.

30

Nos períodos de crise energética e hídrica as deficiências sistêmicas na infraestrutura

dos sistemas de geração e transmissão de energia, juntamente com a redução do volume dos

reservatórios e as perdas de água nas redes de distribuição são percebidas pela sociedade.

Normalmente, as ações dos governos no curto prazo envolvem a formação de um comitê para

gestão da crise, o racionamento, elevação das tarifas e aplicação de multas, e a promessa da

realização de investimentos para corrigir as deficiências. Do outro lado, os empresários

também formam um grupo de trabalho multidisciplinar para gerir e implantar medidas

visando corrigir as perdas e eliminar os desperdícios de energia e água, como também

solicitam a redução do preço das tarifas de energia e a manutenção das outorgas para a

captação de água (rios, poços, ente outros), somados à criação de subsídios e linhas de crédito

para investimentos em melhorias tecnológicas.

Portanto, os ganhos na produtividade industrial poderão ser decorrentes da capacidade

de uma organização para implantar melhores práticas e inovações tecnológicas na produção

de bens e serviços, visando produzir com menor custo, reduzir o consumo específico de

materiais, energia e água, emissões e a geração de resíduos, e elevar os padrões de

desempenho da produção com menor impacto e maior preservação ambiental.

Diante do exposto, esta tese recorre a conhecimentos e ferramentas utilizadas pelas

áreas de engenharia, ciências naturais (ambientais) e economia empregada nas análises do

planejamento energético.

Embora as metodologias desenvolvidas nesta tese tenham tido uma influência direta da

formação multidisciplinar, capacitação e o desenvolvimento de novas competências

adquiridas no curso de pós-graduação em planejamento de sistemas energéticos da

FEM/Unicamp, também tiveram um peso significativo neste trabalho de pesquisa as

experiências pessoais obtidas na participação no Projeto Eficind (Estudo de prospecção de

potencial para a eficiência energética) 1 e os conhecimentos profissionais acumulados em uma

longa carreira do autor como engenheiro na indústria. A conjunção destes três fatores foi

muito importante para que as conclusões e as recomendações apresentadas possam contribuir

para o avanço do conhecimento nesta área, e também serem viáveis para aplicação na

indústria. Este trabalho é uma ampla extensão da pesquisa realizada pelo autor em sua

1 Financiado pela FINEP e executado no período de 2012 a 2015. O projeto foi coordenado pelo Núcleo

Interdisciplinar de Planejamento Energético (NIPE) da Unicamp, em conjunto com outras cinco universidades (PUCRS, UNIFEI, UNB, UFPE e UFAM), representando cada região do país. No projeto se avaliou o desempenho energético de alguns segmentos industriais energo-intensivos e de alguns segmentos do setor de serviços no país.

31 dissertação de mestrado em planejamento de sistemas energéticos na FEM/Unicamp, na qual

analisou o segmento industrial dos insumos básicos petroquímicos.

1.1 Justificativa e objetivos

A utilização final dos recursos energéticos e hídricos de forma eficiente na indústria,

além de trazer benefícios econômicos e financeiros para o país, contribui também para reduzir

as emissões de Gases de Efeito Estufa (GEE) e a geração de resíduos pela indústria brasileira,

bem como pode ajudar a melhorar a competitividade na exportação dos produtos

manufaturados.

Neste contexto, a pesquisa desenvolvida analisou a gestão da energia, água e emissões

do setor industrial brasileiro. O referencial escolhido para refletir o desempenho atual foi

delimitado para quatro importantes segmentos industriais energo-intensivos.

Assim, o objetivo central desta tese é apresentar de forma integrada oportunidades para

melhorar a competitividade da indústria brasileira através da gestão e uso final mais eficiente

das fontes de energia e água. Para tanto, considera-se o potencial técnico; as melhores

tecnologias disponíveis e boas práticas na operação e manutenção que viabilizem reduzir o

consumo específico de energia e água; e as emissões de GEE nos quatro segmentos industriais

energo-intensivos selecionados - siderúrgico, químico, papel & celulose e cimento. Além

disso, busca-se identificar e propor soluções para o aproveitamento energético dos resíduos

descartados por estes segmentos industriais.

As análises e os resultados do trabalho de pesquisa apresentados nesta tese permitem

atualizar, ampliar e aprimorar o entendimento, e indicam oportunidades de melhorias nos

processos de produção em cada segmento analisado da indústria brasileira. Para atingir o

objetivo central desta tese os objetivos específicos são:

i. Quantificar potenciais técnicos de redução no consumo de energia, água e emissões de

GEEs que podem ser obtidos através de boas práticas de gestão na operação e

manutenção (O&M) e aplicações das melhores tecnologias disponíveis, designadas na

literatura técnica como “Best Available Technologies” (BATs);

ii. Apresentar indicadores internacionais de desempenho nos processos de produção que

foram obtidos através de programas de melhoria na eficiência energética (EE), uso e

32

consumo de energia, água e emissões para os segmentos energo-intensivos analisados, e

comparar com os indicadores nacionais dos mesmos segmentos;

iii. Apresentar uma visão integrada da gestão no setor industrial com o sistema de gestão da

energia (SGEn), tendo como referência a norma ISO 50.001, que possa contribuir para a

redução no consumo de energia, água e emissões, incluindo o aproveitamento energético

dos resíduos;

iv. Apresentar propostas de políticas públicas que podem ser adotadas no Brasil para os

segmentos industriais energo-intensivos selecionados visando incentivar investimentos

em eficiência energética, melhorias na gestão e consumo de água, e o aproveitamento

energético dos resíduos industriais.

1.2 Escopo do trabalho

Para alcançar os objetivos propostos, este trabalho contém, além deste capítulo, mais

seis capítulos cujo conteúdo é resumido a seguir.

O Capítulo 2 descreve os métodos que foram adotados para obter as informações que

viabilizaram atingir os objetivos propostos e as limitações encontradas para formar uma base

de dados que embasou as análises e possibilitou gerar as conclusões apresentadas neste

trabalho.

No Capítulo 3 se discorre sobre a competitividade dos produtos manufaturados no

mercado internacional, tendo como referência as crises econômicas, energéticas e/ou hídricas

enfrentadas pelo país e o desempenho da indústria nacional. Destaca-se a necessidade do uso

eficiente da energia e água para o aumento da produtividade, e a redução das emissões para

uma produção mais limpa.

O Capítulo 4 relaciona políticas e programas integrados que visam melhorar a eficiência

energética (EE) e o desempenho na gestão da água e emissões na indústria. São destacadas

boas práticas que foram implantadas em alguns países industrializados que possibilitaram a

melhoria na eficiência energética e a redução nas emissões de GEEs. Com base nessas

experiências internacionais, o capítulo apresenta propostas de políticas públicas e

empresariais que visam melhorias na gestão da energia e água, tratamento de resíduos e

33 controle de emissões no setor industrial brasileiro, sob a perspectiva de uma produção mais

limpa, com baixa intensidade de carbono e menor impacto ambiental.

O Capítulo 5 discorre sobre os sistemas de gestão da energia, água e emissões na

indústria e destaca a importância da O&M industrial para a obtenção de ganhos na eficiência

energética e hídrica como sendo indissociável da melhoria na confiabilidade dos

equipamentos e instalações industriais. Neste capítulo se tecem considerações a respeito: (i)

dos investimentos, benefícios, barreiras e oportunidades de melhorias na eficiência energética

que podem ser obtidas com a certificação das organizações pela norma ISO 50.001; (ii) dos

softwares disponíveis para diagnósticos energéticos; (iii) dos benefícios para a gestão da

produção que podem ser obtidos com as tecnologias associadas com a “Indústria 4.0”; (iv) das

oportunidades de ganhos de eficiência energética via cogeração e geração distribuída de

energia; e (v) do financiamento de projetos de EE.

No Capítulo 6 se analisam, a guisa de estudos de caso, os seguintes segmentos

industriais energo-intensivos: siderúrgico, químico, papel & celulose e cimento. O capítulo

discorre sobre os custos e consumos específicos de energia, água e as emissões destas

indústrias, identifica oportunidades de melhoria que podem ser obtidas com a implantação das

melhores tecnologias e práticas industriais (BATs) e apresenta cálculos de potenciais técnicos

de conservação de energia para estes segmentos.

O Capítulo 7 sintetiza os principais resultados decorrentes deste trabalho, enquanto que

o Capítulo 8 apresenta as suas conclusões e propõe sugestões para futuros trabalhos de

pesquisa a serem desenvolvidos como desdobramentos das questões tratadas nessa tese.

34

2 METODOLOGIA

Durante o desenvolvimento da pesquisa foram consultadas várias fontes para obter as

informações, formar uma base de dados e consolidar as conclusões apresentadas nesta tese.

Inicialmente foi conduzida uma revisão na literatura para avaliar as publicações em livros e

artigos recentes sobre a gestão da energia na indústria com foco na eficiência energética,

água, emissões, geração e aproveitamento de resíduos nos segmentos energo-intensivos

selecionados, com particular atenção para uma visão integrada do uso final desses recursos.

Este trabalho coletou dados sobre volumes de produção física, consumo final de

energia, emissões, custos de insumos energéticos, desempenho e confiabilidade na O&M em

artigos acadêmicos e publicações de domínio público tais como balanços energéticos,

estatísticas setoriais e relatórios públicos de estudos nacionais e internacionais. O objetivo foi

construir uma base de dados que tornasse possível avaliar e comparar o desempenho dos

segmentos industriais selecionados, permitindo fazer uma análise crítica dos seus consumos

de energia, água e emissões, conforme indicado na Figura 2.1 e Figura 2.2.

Em seguida foram consolidados indicadores de produção industrial associados com a

utilização da capacidade instalada, consumo de energia, água e emissões e calculados os

consumos específicos de energia, água e emissões para cada segmento industrial analisado.

Em paralelo, foram identificadas inovações tecnológicas e as melhores práticas de gestão da

energia e de O&M.

Constituiu, também, objeto do levantamento de informações da pesquisa as políticas

públicas adotadas por países industrializados que priorizaram incentivos e investimentos em

eficiência energética para reduzir o custo com energia, aumentar a

produtividade/competitividade nos processos produtivos e mitigar os efeitos das mudanças

climáticas.

No levantamento de dados e informações técnicas e sua análise na tese foram adotados

os critérios indicados na Tabela 2.1. Os objetivos e as limitações dos indicadores técnicos

selecionados para este trabalho são apresentados na Tabela 2.2.

35

Fonte: Elaboração própria

Figura 2. 1 - Estrutura das fases da pesquisa


Figura 2. 2 - Estrutura das fontes de dados analisados

36

Tabela 2. 1 - Critérios adotados no levantamento de dados e sua análise na tese

CRITÉRIOS

INSTITUIÇÕES ENVOLVIDAS NO LEVANTAMENTO DE DADOS

Instituições públicas e privadas, nacionais, estrangeiras e internacionais, que atuam nas áreas de energia, meio ambiente, economia, indústria e tecnologia (MME/EPE, MME/DNPM, MMA/ANA, MDIC, MCTIC, CNI, ABDI, IBGE-PIA/SCN, BCB, BNDES, OMC, IEA, EIA, EU/UNECE, WBCSD, BM e FMI, US DOE, US EPA, ACEEE, ONU/UNIDO, ISO, entre outras) e associações dos segmentos industriais analisados (IAB, IBA, ABTCP, ABIQUIM, SNIC, WSA, EU/CEPI, EU/CEFIC, ICCA, CSI, entre outras).

PAISES ANALISADOS

Brasil e países selecionados (grupo da OCDE e BRICS) que se destacam na economia, produção industrial, comércio internacional de produtos manufaturados, gestão da energia (eficiência energética) e emissões (GEE).

TIPOS DE DOCUMENTOS CONSULTADOS

Livros, artigos publicados em periódicos classificados pela CAPES, preferencialmente A1 e A2 (Energy / Oxford, Journal of Cleaner Production, Energy Policy, Renewable & Sustainable Energy Reviews, entre outros), estudos e/ou relatórios técnicos / gerenciais, anuários com abordagens qualitativas e quantitativas, patentes e trabalhos apresentados em congressos.

ANO DE PUBLICAÇÃO

Documentos publicados nos últimos cinco anos, ou publicados em qualquer ano em função da relevância da abordagem para os objetivos da pesquisa.

ALCANCE

Nacional ou global

OBJETIVOS DA ANÁLISE

Avaliação do desempenho energético e ambiental (emissões de GEEs e gestão dos resíduos produzidos) dos segmentos industriais energo-intensivos selecionados e proposição de melhorias.

ABORDAGEM UTILIZADA

Gestão da energia (eficiência energética), gestão da água, controle das emissões de GEEs, aproveitamento energético de resíduos industriais, gestão dos ativos (BAT na O&M), inovações tecnológicas, políticas públicas de fomento, e programas integrados de eficiência energética.

CÁLCULOS EFETUADOS

(i) Escolha de indicadores de desempenho compatíveis com os dados coletados; (ii) cálculo dos consumos específicos de energia, água e emissões; (iii) seleção das melhores tecnologias e rotinas operacionais (BATs) nos segmentos industriais analisados; e (iv) estimativas de potenciais técnicos passíveis de obtenção com a aplicação das BATs nestes segmentos industriais no Brasil.


37

Tabela 2. 2 - Objetivos e limitações dos indicadores técnicos e econômicos utilizados na tese

INDICADORES DESCRIÇÃO OBJETIVO NA

TESE LIMITAÇÕES

CONSUMO ESPECÍFICO DE

ENERGIA

Energia consumida por produção física

(GJ/t)

Avaliar a evolução do consumo de

energia nos segmentos

selecionados e permitir o cálculo do seu potencial

técnico de conservação de

energia

Os dados disponíveis são normalmente disponibilizados em relatórios anuais das associações de produtores. Os relatórios de sustentabilidade das empresas apresentam dados agregados, sem identificar processos e/ou unidades de negócio. Os valores dependem das fronteiras dos volumes de controle adotados, ou seja, dos processos envolvidos.

CONSUMO ESPECÍFICO DE

ÁGUA

Água consumida por Produção física

(m³/t)

Avaliar a evolução do consumo de

água Idem ao item anterior.

EMISSÃO ESPECÍFICA DE

CO2e

Emissão de CO2e por

produção física (t CO2/t)

Avaliar a evolução das emissões de

GEEs

Idem ao item anterior. Para alguns dados não há a indicação da metodologia de cálculo adotada.

BEST

AVAILABLE

TECHNOLOGIES (BATs)

Melhores tecnologias disponíveis

comercialmente e boas práticas adotadas nas

indústrias

Avaliar o potencial técnico de

conservação de energia para os

segmentos selecionados

A comparação de desempenhos é possível para os segmentos industriais para os quais se dispõe de dados de consumo energético específico. No entanto, a tecnologia específica utilizada, a idade das instalações e dos equipamentos, o modelo de gestão, a confiabilidade e a taxa de utilização da capacidade instalada, por exemplo, são diferentes em cada instalação de um segmento industrial.

PAYBACK DOS PROJETOS DE EFICIÊNCIA

ENERGÉTICA

Retorno dos investimentos em projetos de

eficiência energética

(anos)

Estimar os prazos de retorno de investimentos

visando ganhos de eficiência energética

Os dados disponíveis em geral envolvem equipamentos da área de Utilidades das empresas.

UTILIZAÇÃO DA

CAPACIDADE INSTALADA

(UCI)

Porcentagem da capacidade

instalada sendo utilizada em um dado momento

por um segmento industrial

Avaliar a evolução da UCI

Estatísticas disponibilizadas pela CNI por grupos de produtos para os segmentos industriais selecionados


38

3 COMPETITIVIDADE E DESEMPENHO DA INDÚSTRIA NACIONAL

3.1 Competitividade

A pesquisa desenvolvida por Porter (1993) para entender a vantagem competitiva das

nações constatou que a produtividade com que o trabalho e o capital atuam é o principal

determinante no longo prazo para a prosperidade de um país. O comércio internacional e o

investimento estrangeiro podem contribuir para aumentar o nível da produtividade nacional ao

evitar a necessidade de produzir todos os bens e serviços dentro de um país, direcionando os

recursos para desenvolver os segmentos mais competitivos. No entanto, também pode

ameaçar a sobrevivência de outros segmentos industriais que não possam concorrer com os

produtos importados. Assim, a capacidade de exportar produtos manufaturados com maior

produtividade, e importar matérias primas e produtos com menor tecnologia, estimula o

comércio, a rentabilidade e a produtividade de um país industrializado.

A competitividade de um país depende da capacidade de sua indústria de inovar e

melhorar, tendo por base o desenvolvimento de novas tecnologias nos processos de produção

e melhores formas de fazer os produtos. A busca de uma maior competitividade

frequentemente demanda investimentos em habilidades e conhecimentos, assim como em

ativos físicos. Os ganhos de competitividade normalmente são incrementais, ou seja,

dependem mais da acumulação e do aperfeiçoamento de pequenas melhorias ao longo do

tempo do que de um grande avanço tecnológico revolucionário (PORTER, 1999).

Há políticas industriais que provêm incentivos ao desenvolvimento tecnológico pelo

lado da demanda, e políticas de ciência e tecnologia que visam desenvolver a capacitação

tecnológica pelo lado da oferta. Na ausência de um mercado competitivo, os investimentos em

inovação pelas empresas são menores, pois geralmente envolvem incertezas e riscos. As

políticas governamentais de fomento ao desenvolvimento tecnológico devem considerar o

fluxo tecnológico, ou seja, a transferência de tecnologia (investimentos em instalações,

equipamentos, licenciamento de patentes e serviços técnicos especializados), incentivos à

difusão da tecnologia importada em um ou mais segmentos industriais para maximizar a sua

39 aplicação, e as atividades de P&D nacionais que permitam assimilar e melhorar uma

tecnologia e/ou gerar uma tecnologia nacional (KIM, 2005).

Segundo Vazques (1999), o comércio exterior proporciona a abertura do país para o

comércio global e a elevação da produtividade. As exportações também permitem obter

divisas que viabilizam o pagamento das importações necessárias à vida econômica de um

país. O incentivo à exportação de produtos de maior valor agregado é uma das políticas que

viabilizam a melhoria na posição de um país no ranking dos países exportadores. Vazques

destaca as seguintes razões para se exportar:

� Formar reservas via superávit na balança comercial e ampliar a integração comercial

com outros mercados consumidores é um imperativo da política econômica de um

governo;

� Exportar reduz os riscos do negócio porque minimiza as sazonalidades nas vendas

internas;

� Trata-se de uma estratégia de defesa contra alterações imprevistas no mercado interno;

� Permite ganhar prestígio junto aos consumidores, pela capacidade de oferecer

produtos com qualidade e competitividade.

A globalização é uma realidade. A força motriz em um sistema capitalista no longo

prazo é o crescimento econômico e, como resultado, há um aumento na movimentação de

capital, bens e serviços através das fronteiras entre os países. Uma sociedade econômica e

tecnologicamente superior influencia os negócios internacionais. No entanto, com o aumento

da competição e das diferenças nas margens de lucro entre os países industrializados e os em

desenvolvimento, há a formação de alianças ou blocos comerciais visando equilibrar as

negociações entre os governos e minimizar, entre outros aspectos, os conflitos associados com

as regulamentações que envolvem as restrições aos fluxos cambiais, e os valores das tarifas de

importação e exportação (DIXON, 2004).

De acordo com o WEF (2012), a globalização, com a expansão da produção industrial e

dos mercados consumidores, aumentou a importância das pesquisas e do desenvolvimento de

inovações tecnológicas. Assim, entre outras tendências, há necessidade de: investimentos em

automação e tecnologias digitais para aperfeiçoar os sistemas de gestão e controle da

produção; desenvolvimento de novos produtos e processos de produção mais limpos;

estabelecimento de políticas visando reduzir o consumo de energia e as emissões de carbono,

para uma produção com menos impacto ambiental; e capacitação de recursos humanos para

40 atender as novas habilidades e competências técnicas e gerenciais requeridas nos processos de

produção.

Segundo Fleury e Fleury et al.(2004) uma das formas de avaliar a eficiência de uma

política industrial é a sua capacidade de induzir ações que promovam o dinamismo setorial

sem a aplicação de dispendiosos recursos. Assim, promover a internacionalização de forma

focalizada pode ser menos oneroso e poderá trazer mais benefícios para o país.

Aumentar a competitividade dos produtos manufaturados brasileiros no mercado

internacional é um desafio e os avanços têm sido menores do que o potencial do país, em

virtude do tamanho do mercado interno, do sucesso conquistado com a exportação de

commodities e das políticas públicas (tributária, trabalhista e previdenciária) vigentes. Assim,

nas últimas décadas a indústria de transformação nacional perdeu importância no PIB e tem

sido afetada pela pressão competitiva dos produtos importados (VELLOSO et al. , 2013).

Para Bacha e Bolle (2013a), após a década de 1970 os impactos decorrentes dos

períodos de recessão na economia nacional (1981-1983 e 1987-1992) e da crise na economia

mundial como a que ocorreu a partir de 2008 afetaram o desempenho da indústria nacional.

No entanto, também há no mundo uma tendência de redução do peso do setor industrial como

resultado de mudanças nos padrões de consumo, e da elevação da participação do setor de

serviços como decorrência do crescimento econômico. Portanto, a questão relevante para o

país não é a perda de participação do setor industrial no PIB, mas a criação de uma nova

política industrial que permita a integração do país à economia mundial.

Nos períodos das crises globais, como consequência da redução na demanda, há uma

maior oferta de produtos manufaturados no mercado internacional, o que impacta a indústria

nacional. Assim, quando os recursos são limitados é preciso avaliar o que preservar e

estimular na estrutura industrial existente e, devido às incertezas do cenário econômico,

priorizar a execução de políticas que possam dinamizar os segmentos onde o custo para

mantê-los é menor do que os benefícios gerados para a economia como um todo. Além disso,

o Estado brasileiro deve ter capacidade para acompanhar e cobrar o desempenho das empresas

beneficiadas por políticas públicas (BACHA e BOLLE, 2013b).

Em períodos de crise e cenários de crescimento desfavoráveis, a implantação de

melhorias no uso da energia e da água, e de ações para reduzir as emissões e resíduos, torna-

se um diferencial que se soma a outras medidas para reduzir os custos na produção e podem

contribuir para ganhos na competitividade.

41

Segundo o World Bank, o PIB global em 2017 foi de US$ 80.684 bilhões. Naquele

ano, as vinte maiores economias representaram 80% do PIB global. O PIB do Brasil foi de

US$ 2.056 bilhões e correspondeu a aproximadamente 2,5% do PIB mundial, conforme está

indicado na Figura 3.1 (WB, 2018).

Fonte: Elaboração própria com base em WB (2018)

Figura 3. 1 - Classificação global dos 20 maiores economias em 2017

A evolução do valor adicionado (VA) das indústrias na formação do PIB e as taxas de

consumo de energia são importantes indicadores do desenvolvimento econômico e

tecnológico do setor industrial.

Em virtude da intensidade e da duração da recessão interna enfrentada pelo país nos

últimos anos, que afetou principalmente o setor industrial, o PIB apresentou, no período de

2011 a 2017, uma taxa média de crescimento negativa de 0,1% ao ano (vide Figura 3.2); neste

mesmo período, o VA da indústria de transformação2 diminuiu 2,19% ao ano, em média (vide

Figura 3.3). Com a retomada da economia a partir do ano de 2017 as expectativas de mercado

preveem crescimento do PIB e da produção industrial (BCB, 2018b). Portanto, confirmado

esse cenário, o aumento na utilização da capacidade instalada, somado aos investimentos para

ganhos de produtividade e eficiência na indústria poderiam contribuir para manter ou

melhorar a competitividade do país, principalmente no grupo dos países que formam o BRICS

(Brasil, China, Rússia e África do Sul) e outras economias emergentes.

2 Valor adicionado (VA) é o valor que a atividade agregou aos bens e serviços consumidos no seu processo produtivo. É a contribuição ao PIB pelas diversas atividades econômicas. O VA da indústria de transformação é obtido pela diferença entre o valor bruto de produção e o consumo intermediário (insumos) absorvido pelas diversas atividades desta indústria.

19.391

12.238

4.872 3.677 2.622 2.597 2.583 2.056 1.935 1.653 1.578 1.531 1.323 1.311 1.150 1.016 851 826 684 679

24,0%

15,2%

6,0%4,6%

3,3% 3,2% 3,2% 2,5% 2,4% 2,0% 2,0% 1,9% 1,6% 1,6% 1,4% 1,3% 1,1% 1,0% 0,8% 0,8%

0%

5%

10%

15%

20%

25%

30%

-

5.000

10.000

15.000

20.000

25.000

Par

tici

paç

ão n

o P

IB M

un

dia

l

PIB

201

7 (b

ilhõ

es U

S$)

42

Fonte: Elaboração própria com base em BCB (2018a) e BEN (2018c)

Figura 3. 2 - Evolução do PIB brasileiro no período de 1970 a 2017

Fonte: Elaboração própria com base em EPE/MME (2018c)

Figura 3. 3 - Evolução do VA da Indústria de transformação brasileira (1971 a 2017)

No ranking da Organização Mundial do Comércio (WTO), em 2017 o Brasil ficou na 19a

posição em exportações e 20a posição em importações entre os vinte principais países líderes

no comércio internacional (Figura 3.4, Figura 3.5).

Naquele ano, 70% da receita das exportações globais foram de produtos manufaturados

(Tabela 3.1), tendo sido de 17% e 3% a participação dos produtos químicos e ferro-gusa / aço,

respectivamente (Figura 3.6).

A Figura 3.7 mostra que o Brasil teve superávit na balança comercial na maior parte dos

anos nas duas últimas décadas. O país destaca-se pela exportação majoritária de commodities

e importação principalmente de produtos manufaturados. A Tabela 3.2 e a Tabela 3.3

apresentam a distribuição dos tipos de mercadorias exportadas em 2017 e importadas e

exportadas em 2016, respectivamente (WTO, 2018a; ibid, 2018b).

567.272

1.297.673

2.610.638

2.915.0703.075.772

2.863.98411,3%

14,0%

5,2%

10,3%9,2%

-4,3%

0,8%

-2,9%

7,9%

-0,1%

3,2%

-4,3%

1,0%

-0,5%

5,3%

2,2%

3,4%

0,3%

4,4%

1,4% 1,1%

5,8%

3,2%

6,1%

-0,1%

7,5%

1,9%

3,0%

-3,5%

1,0%

-10%

-5%

0%

5%

10%

15%

0

500.000

1.000.000

1.500.000

2.000.000

2.500.000

3.000.000

3.500.000

1970

1972

1974

1976

1978

1980

1982

1984

1986

1988

1990

1992

1994

1996

1998

2000

2002

2004

2006

2008

2010

2012

2014

2016

Var

iaçã

o d

o P

IB (

%)

PIB

Bra

sil [

106

US$

pp

c (2

010)

]

2011-2017: -0,1% aa

162.037

251.452

391.076

355.010

451.836

449.341 446.675430.260

390.652

487.907

529.328

540.393

450.418

14,3%

18,4%

6,5%

10,8%

2,4%

10,4%

-6,1%

-4,3%

-5,1%

7,1%

8,2%

-1,2%

0,6%

-9,8%

9,6%

-3,9%

3,6%

-4,6%

-1,1%

-1,4%

3,1%

-0,8%

9,9%

1,1%

6,8%

-5,6%

10,2%

-0,8%

2,9%

-8,3%

-0,7%

-15%

-10%

-5%

0%

5%

10%

15%

20%

0

100.000

200.000

300.000

400.000

500.000

600.000

1970 1972 1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016

Var

iaçã

o d

o V

A (

%)

VA

Ind

. Tra

nsf

orm

ação

[106

US$

pp

c (2

010)

]

Coques no preço petróleo: 1973 e 1979 Crises na economia (2008: mundial e 2013-2016:

20011-2017: -2,2%

43

Fonte: Elaboração própria com base em WTO (2018a)

Figura 3. 4 - Comércio internacional: 20 principais países exportadores em 2017


Figura 3. 5 - Comércio internacional: 20 principais países importadores em 2017

Tabela 3. 1 - Distribuição dos produtos na receita do comércio mundial em 2017

Exportação de mercadorias por grupo de produtos

US$ bilhões %

Produtos Agrícolas 1733 10%

Combustíveis e produtos de mineração 2630 15%

Manufaturados 12011 70%

Outros 824 5%

Total 17198 100% Fonte: Elaboração própria com base em WTO (2018a)

2409

1842

1167

672 644 625 590 574478 453 447 432

328 268 259 234 223 212 195 157

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

Imp

ort

ação

(b

ilhõ

es

US$

)

44


Figura 3. 6 - Distribuição percentual dos produtos industriais no comércio internacional em 2017

Fonte: Elaboração própria com base em MICES (2018)

Figura 3. 7 - Evolução da balança comercial do Brasil no período de 1999 a 2017

Tabela 3. 2 - Distribuição dos tipos de produtos não agrícolas exportados pelo Brasil em 2017

Principais produtos não agrícolas exportados pelo Brasil (2017)

Exportação (milhões US$)

Participação nas Exportações

Minérios de ferro e concentrados 19.199 8,8%

Petróleo 16.625 7,6%

Automóveis 6.670 3,1%

Polpa celulósica, soda / sulfato 5.924 2,7%

Aeronaves 3.635 1,7%

Total 52.053 23,9% Fonte: Elaboração própria com base em WTO (2018b)

1,811,4

22,030,1

40,9 41,4 36,4

22,4 22,914,7

25,916,7 13,3

43,2

62,0

43,3

184,0

233,8

169,3

200,1

44,7

126,1138,2

-50

0

50

100

150

200

250

19

99

20

00

20

01

20

02

20

03

20

04

20

05

20

06

20

07

20

08

20

09

20

10

20

11

20

12

20

13

20

14

20

15

20

16

20

17

Co

mé

rcio

Ext

eri

or

Bilh

õe

s U

S$ F

OB

SALDO NA BALANÇACOMERCIAL

EXPORTAÇÃO

IMPORTAÇÃO

45

Tabela 3. 3 - Distribuição percentual dos grupos de mercadorias exportadas e importadas pelo Brasil em 2016

Comércio mundial do Brasil por grupo de mercadorias

Participação nas exportações

Participação nas importações

Produtos agrícolas 41,5% 8,7% Manufaturados 37,9% 77,1% Combustíveis e minerais 17,7% 14,1% Outros 2,9% 0,1% Fonte: Elaboração própria com base em WTO (2018b)

O Brasil no período 2012 a 2017 apresentou uma queda de 32 posições no ranking de

competitividade 3 entre os países avaliados pelo Fórum Econômico Mundial (WEF). Entre as

causas que provocaram esta deterioração e o pior desempenho do país neste ranking nos

últimos anos, destacam-se a crise interna na economia e na política, assim como as

deficiências na infraestrutura, entre outros fatores estruturais que afetam a competitividade do

país (FDC, 2016a; ibid, 2016b; WEF, 2017).

Segundo Buckley et al .(2012) a avaliação da competitividade das empresas pode ser

feita considerando os fatores endógenos, como a produtividade e, por outro lado, também os

fatores exógenos à empresa, como a existência de um ambiente propício à realização de

negócios. As condições básicas envolvem, entre outros aspectos, o ambiente

macroeconômico, político, jurídico e social do país. No entanto, há outras influências que

podem afetar a produtividade, como as indicadas na Tabela 3.4.

Tabela 3. 4 - Influências internas e externas sobre a produtividade das empresas

CONDIÇÕES INTERNAS CONDIÇÕES EXTERNAS

Capacidade de gestão do negócio Políticas macroeconômicas e comerciais

Relacionamento e a qualidade do ambiente de trabalho

Capacidade de diálogo eficaz com os representantes setoriais e entidades de classe

Tecnologia e equipamentos Qualidade das cadeias de valor: infraestrutura, desenvolvimento tecnológico, serviços, logística, etc.

Qualificação dos profissionais Ambiente regulatório e jurídico

Acesso a crédito favorável e sua boa utilização Mercado em crescimento

Recursos físicos e naturais: energia, terreno, etc.

Condições ambientais

Fonte: Elaboração própria com base em Buckley et al.(2012)

3 O Fórum Econômico Mundial define competitividade como o conjunto de instituições, políticas e

fatores que determinam o nível de produtividade de um país. A avaliação dos países leva em consideração alguns aspectos, tais como: educação e qualificação, serviços e infraestrutura, corrupção (ética nos negócios), tamanho do mercado e o ambiente econômico, inovação e empreendedorismo, mercado de trabalho, transferências fiscais (regulações, impostos e taxas).

46

A participação do VA da indústria no PIB brasileiro em 2017 foi de 17%. A queda na

participação da indústria foi mais acentuada a partir da década de 1990 com uma taxa média

de 1,72% ao ano, conforme está representado na Figura 3.8. Como consequência, houve uma

menor participação dos produtos manufaturados brasileiro no cenário mundial.

Entre os fatores que contribuíram para a redução no VA da indústria nacional nas

últimas décadas destaca-se: (i) a política cambial que favoreceu a importação de produtos

manufaturados; (ii) as crises na economia mundial; (iii) as deficiências na infraestrutura e o

“custo Brasil” que tornam os produtos nacionais menos competitivos para exportação.


Figura 3. 8 - Evolução da participação percentual da indústria no PIB brasileiro (1970 a 2017)

A Tabela 3.5 mostra que, em 2016, a participação dos segmentos selecionados neste

trabalho no VA da indústria de transformação foi de 16,9%.

Tabela 3. 5 - Valor adicionado, em 103 R$ e em participação percentual, dos segmentos industriais analisados neste trabalho no VA da indústria de transformação brasileira em 2016

INDÚSTRIAS DE TRANSFORMAÇÃO Valor adicionado

VA (10³ R$) Participação

(%)

Fabricação de produtos químicos 61.212.489 9,5%

Fabricação de celulose, papel e produtos de papel 28.610.934 4,4%

Produção de ferro-gusa e siderurgia 15.914.905 2,5%

Fabricação de cimento 3.352.831 0,5%

Fonte: Elaboração própria com base em IBGE (2018a).

29%

33% 33%

29% 30%

26%27%

23%20% 21% 20% 19%

17%

10%

15%

20%

25%

30%

35%

19

70

19

72

19

74

19

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19

78

19

80

19

82

19

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19

86

19

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19

90

19

92

19

94

19

96

19

98

20

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20

02

20

04

20

06

20

08

20

10

20

12

20

14

20

16

Par

tici

paç

ão d

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o P

IB

47

Os custos na indústria de transformação brasileira associados com a compra de energia

elétrica mais combustível e com água / esgoto em 2016 foram de R$ 69,8 bilhões (US$ 20.2

bilhões) e R$ 5,5 bilhões (US$ 1.6 bilhões), respectivamente, correspondendo a 2,3% do total

das despesas para energia e 0,2% para água (Figura 3.9). No período de 2007 a 2016, em

valores correntes, a taxa média de evolução anual dos custos com as fontes de energia

(eletricidade e combustíveis) e água / esgoto foi de 6,7% e 17,7%, respectivamente.

Fonte: Elaboração própria com base em IBGE (2018b)

Figura 3. 9 - Participação percentual da estrutura dos custos e despesas nas indústrias de transformação do setor industrial brasileiro em 2016

Conforme indicado na Tabela 3.6, em 2017 o bloco dos países que formam o BRICS

representava 23,2% do PIB mundial e 41,7% da população do planeta. No entanto, a

participação relativa da indústria no PIB no Brasil é a menor entre as economias deste bloco

de países em desenvolvimento.

A participação relativa do comércio exterior no PIB do Brasil também é a menor entre

os países indicados na Tabela 3.7. Entre as causas prováveis há o tamanho da economia

nacional com a produção industrial voltada para o consumo interno e, em função da

disponibilidade de recursos naturais (minerais e agrícolas), a priorização e as vantagens

competitivas na exportação de commodities.

40,0%

15,2%

14,0%

9,8%

6,8%

2,9%

2,6%

2,5%

2,3%

2,1%

0,9%

0,6%

0,2%

0,1%

Consumo de matérias-primas, materiais auxiliares e componentes

Depreciação

Gastos de pessoal

Demais custos e despesas operacionais

Custo das mercadorias adquiridas para revenda

Serviços industriais prestados por terceiros e de manutenção

Despesas não-operacionais

Aluguéis e arrendamentos

Compras de energia elétrica e consumo de combustíveis

Despesas com vendas, inclusive comissões

Consumo de peças, acessórios e pequenas ferramentas

Impostos e taxas

Água e esgoto

Despesas com arrendamento mercantil

48

Tabela 3. 6 - Território, população, PIB e participação da indústria no PIB em alguns países industrializados e nos BRICS

País Território Área (km²)

População em 2018*

PIB (2017) * US$ trilhões

Indústria (%PIB)

África do Sul 1.219.090 55.380.210 0,35 29,7

Alemanha 357.022 80.457.737 3,70 30,7

Brasil 8.515.770 208.846.892 2,06 20,7

Canadá 9.984.670 35.881.659 1,65 28,2

China 9.596.960 1.384.688.986 12,01 40,5

Coreia do Sul 99.720 51.418.097 1,54 39,3

EUA 9.833.517 329.256.465 19,49 19,1

Índia 3.287.263 1.296.834.042 2,60 41

Japão 377.915 126.168.156 4,87 30,1

Rússia 17.098.242 142.122.776 1,58 32,4

Mundo 7.405.107.650 80,27 30

Fonte: Fonte: Elaboração própria com base em CIA (2019)

*Estimativa

Tabela 3. 7 - Participação de países selecionados (industrializados e BRICS) no comércio mundial em 2017

Países

Participação das exportações no

comércio mundial, em %

Participação das importações no

comércio mundial, em %

Participação do comércio exterior no PIB nacional

(2015-2017), em %

EUA 8,7% 13,4% 13,4% União Europeia 15,2% 14,7% 17,1% China 12,8% 10,2% 19,1% Japão 3,9% 3,7% 17,1% Alemanha 8,2% 6,5% 42,7% Índia 1,7% 2,5% 20,5% Brasil 1,2% 0,9% 12,0% Canada 2,4% 2,5% 32,3% Coréia do Sul 3,2% 2,7% 40,7% Rússia 2,0% 1,3% 24,0% África do Sul 0,5% 0,6% 30,0% Fonte: Fonte: Elaboração própria com base em WTO (2018c)

49 3.2 Energia

Segundo Pinto Junior et al.(2007) a importância da oferta e da demanda de energia para o

desempenho do sistema econômico é resultado da interação entre as dimensões indicadas a

seguir:

� Macroeconômica (relação entre energia e PIB para as projeções de oferta e da

demanda de energia no médio e longo prazo, a comercialização do petróleo e o preço

das fontes de energia) e microeconômica (mercado consumidor e custo dos

energéticos, flutuação dos preços internacionais do petróleo e derivados, eletricidade e

gás natural);

� Tecnológica: capacitação tecnológica e industrial, processo de inovações tecnológicas

e o aproveitamento econômico da energia, técnicas e equipamentos de produção, e

programas de eficiência energética;

� Política internacional: relação comercial entre os países produtores e exportadores dos

recursos energéticos, principalmente o controle das reservas de petróleo e gás natural;

� Ambiental: desenvolvimento sustentável e os impactos ambientais decorrentes da

exploração e do uso das fontes de energia.

Aumentos no preço internacional do petróleo e as crises (políticas, financeiras e

conflitos armados), conforme ilustrado na Figura 3.10, influenciaram os países e favoreceram

os investimentos em P&D (equipamentos e processos industriais mais eficientes), programas

de eficiência energética e o desenvolvimento de fontes renováveis de energia. Portanto, para

minimizar os impactos decorrentes da elevação dos preços do petróleo e seus derivados, o

planejamento energético pode contribuir para orientar as decisões estratégicas associadas à

gestão da energia pelo governo e no setor industrial, principalmente para os segmentos

industriais energo-intensivos.

A redução das perdas e a eliminação dos desperdícios no uso final das fontes de energia

e água nas indústrias podem ser controladas internamente. Portanto, com a elevação dos

custos desses recursos, conforme ilustrado para as fontes de energia, no Brasil, na Figura 3.11,

o investimento em gestão da energia no setor industrial brasileiro com foco em eficiência na

utilização final da energia e água criará oportunidades para reduzir custos e aumentar a

lucratividade na produção.

50

Fonte: Elaboração própria com base em BP (2018) e OPEC (2018)

Figura 3. 10 - Evolução do preço do barril de petróleo, em US$ de 2017, no período de 1861 a 2018


Figura 3. 11 - Evolução dos preços das fontes de energia no Brasil (1973 a 2017)

Outra consequência da elevação dos preços dos combustíveis é o aumento nos preços do

transporte das mercadorias, que concorre com as pressões dos governos para reduzir as

emissões de CO2 no setor de transporte. Assim, atualmente há uma tendência na economia

chamada de continentização, que privilegia as relações de comércio e segurança energética

entre os países de um mesmo continente (bloco), visando assegurar seus interesses

econômicos, como ocorre com os países que fazem parte da União Europeia (RIFKIN, 2012).

Os incentivos para os programas de racionalização no consumo de energia e a troca de

equipamentos por outros mais eficientes evoluem em tempos de crise, normalmente devido às

422,8

516,8

170,2

0

100

200

300

400

500

600

700

1973

1975

1977

1979

1981

1983

1985

1987

1989

1991

1993

1995

1997

1999

2001

2003

2005

2007

2009

2011

2013

2015

2017

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ÓLEO COMBUSTÍVEL(US$/t)

GÁS NATURALCOMBUSTÍVEL (US$/10³m³)ELETRICIDADE INDUSTRIAL(US$/MWh)

CARVÃO VAPOR (US$/t)

CARVÃO VEGETAL (US$/m³)

Evolução dos preços (2006-2017):- Óleo combustível (US$/t) : 3,43% aa- Gás natural combustível (US$/10³ m³) : 8,72% aa

51 restrições ao acesso. Nas últimas décadas os países que fazem parte da Organização para a

Cooperação e Desenvolvimento Econômico (OCDE) reduziram não apenas o consumo de

energia, mais também as emissões de poluentes produzidos pelas indústrias em decorrência da

implantação de melhores práticas e tecnologias, voluntárias e compulsórias, ou pela

transferência de indústrias mais poluentes para outros países, bem como pelo aumento da

participação do setor de serviços na economia. As atividades industriais também contribuem

indiretamente para danos ambientais, por exemplo, na extração de recursos minerais e

produção siderúrgica; armazenamento e geração de produtos potencialmente perigosos, como

os utilizados na indústria química e petroquímica; e após acidentes com grandes impactos

ambientais, como os vazamentos, explosões e contaminações de recursos hídricos

(GOLDEMBERG e LUCON, 2008).

O setor industrial foi responsável por 28,8% do consumo final global de energia em

2016 (IEA, 2018a), e por 21% das emissões diretas (Escopo 1) 4 de GEE em 2010 (IPCC,

2014). A Figura 3.12 apresenta a distribuição global do consumo final de energia e as

emissões de GEE por setor da economia global.

Fonte: Elaboração própria com base em IEA (2018a) e IPCC (2014)

Figura 3. 12 - a) Distribuição do consumo final de energia em 2016 e b) Distribuição das emissões diretas de GEE em 2010 por setor da economia global

As indústrias de metais ferrosos, produtos químicos e petroquímicos, e papel foram

responsáveis por aproximadamente 55% do consumo global de energia do setor. A Figura

4 As emissões diretas de GEEs, também denominadas Escopo 1, são provenientes de fontes que

pertencem ou são controladas pela organização, como, por exemplo, as emissões da combustão em caldeiras e fornos, e veículos da empresa ou por ela controlados.

52 3.13 apresenta a distribuição da participação dos principais segmentos industriais no consumo

final de energia do setor industrial em 2014 (IEA, 2017a).

Fonte: Elaboração própria com base em IEA (2017a)

Figura 3. 13 - Distribuição percentual do uso final da energia por segmentos industriais na indústria mundial em 2014

Existem quatro balizadores de consumos específicos de energia para uma determinada

instalação industrial: o consumo específico médio atual da instalação; o consumo específico

da melhor tecnologia e sistema operacional disponível comercialmente (BAT) para aquele

tipo de instalação; o consumo específico da melhor tecnologia ainda em fase de pesquisa e

desenvolvimento (P&D) para aquele tipo de instalação; e o consumo específico mínimo,

teórico, necessário para aquela instalação industrial satisfazer as leis da Termodinâmica

(Figura 3.14). Este último valor é a meta teórica, inatingível, da qual pretendem se aproximar

os resultados de projetos de P&D. A diferença entre o consumo específico médio atual e o

consumo específico da melhor tecnologia ainda em fase de P&D é o potencial técnico que se

almeja atingir no longo prazo. Já a diferença entre o consumo específico médio atual e o

consumo específico da melhor tecnologia disponível comercialmente é o potencial técnico

passível de se atingir no curto, ou médio prazo.

Define-se o potencial econômico de conservação de energia como a parcela do potencial

técnico de curto prazo, ou médio prazo que já se mostra economicamente viável para uma

determinada instalação.

A avaliação do potencial técnico de conservação de energia dos setores da economia,

preferencialmente, por usos finais, é útil para o planejamento da implantação de programas de

eficiência energética. O potencial técnico que pode ser obtido com a utilização das melhores

práticas disponíveis (BAT) normalmente é acompanhado por uma analise do custo versus o

benefício estimado com a sua implantação. As políticas públicas de fomento à eficiência

21%

20%

14%

14%

10%

9%

7%

5%

Metais ferrosos

Químicos e Petroquímicos

Papel e impressão

Outros subsegmentos

Alimentos

Minerais não metálicos

Máquinas e equipamentos

Metais não ferrosos

53 energética podem ampliar o potencial econômico e facilitar a adoção das melhorias

tecnológicas, conforme ilustrado na Figura 3.14 (BAJAY, 2011; GOLDEMBERG, 2010).

Fonte: Elaboração própria com base em EIA (2018), Bajay (2011) e Goldemberg (2010)

Figura 3. 14 - Níveis de consumo de energia e potenciais de conservação de energia

Usualmente as diretorias das empresas precisam selecionar para implantação uma

parcela dos projetos economicamente viáveis disponíveis, já que, em geral, não há recursos

disponíveis e nem o desejo de implantar todos estes projetos. Com frequência, também,

muitos projetos de conservação de energia economicamente viáveis não são priorizados nesta

seleção. A parcela dos projetos que compõem o potencial econômico de conservação de

energia que tem boas chances de ser selecionado para implantação forma o chamado potencial

de mercado

Avaliações dos potenciais técnicos de conservação de energia dos setores da economia

são úteis para o planejamento da implantação de programas de eficiência energética.

Bajay et al. (2009) calcularam em 2007 os seguintes potenciais técnicos de conservação

de energia para os segmentos industriais energo-intensivos analisados neste trabalho, em

relação ao seu consumo energético total: ferro-gusa e aço – 20%; papel e celulose – 9%;

indústria química – 21%; e cimento – 19%.

Políticas públicas de fomento à eficiência energética podem ampliar o potencial

econômico de conservação de energia e facilitar a adoção de melhorias tecnológicas (BAJAY,

2011; GOLDEMBERG, 2010).

54

Conforme indicado na Tabela 3.8, o consumo industrial de energia dos países

desenvolvidos que fazem parte da OCDE apresentou uma taxa média de redução de 0,42% ao

ano no consumo de energia no período de 1971 a 2017 (MME, 2018). Entre os fatores que

contribuíram para essa redução podem ser destacados os investimentos em inovação visando

o aumento na eficiência dos equipamentos, o aumento no uso de material reciclado nos

processos de transformação de materiais metálicos e uma menor expansão na construção civil

em comparação com os países em desenvolvimento. No Brasil, a partir a década de 1980

houve um aumento na produção e exportação de aço, ferroligas e alumínio, que são indústrias

energo-intensivas. No período analisado na Tabela 3.8, o país apresentou uma taxa média de

crescimento de 3,1% ao ano no consumo industrial de energia. Esse valor é 9,1% maior que a

taxa do grupo formado pelos “outros países”, que tem uma participação da indústria no

consumo total de energia equivalente ao Brasil.

Tabela 3. 8 - Consumo final de energia, participação da indústria e taxa média de crescimento do consumo energético industrial no período de 1971 a 2017

Consumo de energia no setor industrial

Brasil Países da OCDE Outros países Mundo

1973 2017 1973 2017 1973 2017 1973 2017

Consumo de Energia (GJ)

948 3.625 40.181 33.437 23.434 80.517 64.404 117.511

Participação da Indústria

29,8% 33,3% 31,2% 19,7% 33,1% 33,1% 30,6% 26,7%

Taxa média de crescimento

3,1 % ao ano -0,42 % ao ano 2,84 % ao ano 1,38 % ao ano

Fonte: Elaboração própria com base em MME (2018)

A intensidade do consumo de energia na indústria varia entre os continentes e países em

função de suas atividades econômicas, desenvolvimento tecnológico e dos hábitos de

consumo. Segundo a IEA (2016), o consumo de energia na indústria no mundo deve crescer

em média 1,2% por ano no período de 2012 a 2040. Neste mesmo período, o consumo de

energia dos países não membros da OCDE e da OCDE deverá crescer, respectivamente, a

uma média de 1,5% ao ano e 0,5% ao ano.

As projeções de crescimento da economia nacional pelo Banco Mundial indicadas na

Tabela 3.9 para o período de 2018 a 2021, quando comparadas aos países que fazem parte dos

BRICS, revelam uma defasagem crônica do Brasil em relação a China e a Índia. Somado aos

problemas internos, caso ocorra uma crise no comércio mundial causada pela disputa

comercial entre EUA e China, a retomada do crescimento da economia do país ficará

55 comprometida. Como resultado das incertezas, as pesquisas recentes que avaliam a percepção

do mercado interno5 publicadas pelo Banco Central do Brasil revelam para 2019 uma

deterioração maior nas previsões de crescimento do PIB (0,81%) e do aumento da produção

industrial (0,65%).

Tabela 3. 9 - Projeções do crescimento do PIB, Brasil e BRICS, em %

PIB 2018* 2019 2020 2021 Média

Rússia 1,6 1,5 1,8 1,8 1,7

China 6,5 6,2 6,2 6,0 6,2

Índia 7,3 7,5 7,5 7,5 7,5

África do Sul 0,9 1,3 1,7 1,8 1,4

Brasil 1,2 2,2 2,4 2,4 2,1 Fonte: Elaboração própria com base em WB (2019)

*Estimativa

A Tabela 3.10 indica, para a maioria dos países relacionados na Tabela, um crescimento

projetado da atividade econômica maior para as indústrias dos segmentos não intensivos de

energia, revelando, no longo prazo, uma tendência para uma economia menos dependente de

recursos naturais - agrícolas e minerais. O Brasil é uma das exceções a esta tendência.

Tabela 3. 10 - Previsão de crescimento anual médio, em %, da atividade econômica por região para os países selecionados e por segmento da indústria no período de 2012 a 2040

Regiões

Indústria

Segmentos energo-intensivos

Segmentos não energo-intensivos

EUA 2,0 3,5

Canadá 1,8 2,2

Japão 0 0,4

Coreia 2,2 2,2

Rússia 2,3 1,8

China 4,3 4,8

Índia 5,4 5,8

Brasil 2,4 1,8 Fonte: Fonte: Elaboração própria com base em EIA (2016)

5 (Relatório Focus - https://www.bcb.gov.br/content/focus/focus/R20190712.pdf).

56 3.3 Água

A água é um recurso finito, vulnerável, essencial e insubstituível, que deve ser gerido de

forma integrada, considerando os ciclos hidrológicos e a qualidade da água, sendo a sua

preservação um direito das futuras gerações. A água também deve ser reconhecida como bem

econômico, levando em consideração critérios de acessibilidade e equidade. Além de ser

considerada um bem público sob a responsabilidade dos governos, a água é importante para

muitas atividades econômicas, como a sua utilização nos setores agrícola e industrial (ZAAG

e SAVENIJE, 2006).

A água é um recurso natural essencial para a vida no planeta e o desenvolvimento das

sociedades. No entanto, os recursos referentes à agua doce são escassos, conforme ilustrado

na Figura 3.15. A sua disponibilidade é de aproximadamente 2,5% para todo o planeta. No

território brasileiro encontra-se aproximadamente 13% de toda a água doce do planeta

(MIERZWA e HESPANHOL, 2005).

Fonte: Elaboração própria com base em Mierzwa e Hespanhol (2005), Telles e Costa (2010)

Figura 3. 15 - Distribuição dos recursos hídricos do planeta

A demanda por água doce no planeta é crescente e as possibilidades de oferta limitadas,

portanto é necessária uma maior eficiência no uso da água, ou seja, produzir o mesmo volume

de bens e serviços com menos água. A irrigação é o maior consumidor de água entre os

setores da economia global e existem amplas oportunidades de melhoria nas regiões onde a

eficiência na sua utilização é baixa. Grande parte do comércio de commodities ocorre em

países em que há disponibilidade de água para a sua produção, que, em geral, é intensiva no

consumo deste recurso natural (HOEKSTRA, 2006).

96,5%

1%2,5%

Oceanos

Água Salobra

Água Doce

Água de Superfície:

0,3%

Água Subterrânea:

31%

Geleiras: 68,7%

57

Nas indústrias dos países desenvolvidos e em desenvolvimento o consumo de água

corresponde a 11% e 10%, respectivamente, do seu consumo total (TELLES e COSTA,

2010). A energia está intimamente ligada à água, principalmente na geração de eletricidade, e

nas transferências de calor com a utilização de água e vapor d’água. O setor agrícola é

responsável por aproximadamente 70% do consumo global de água. Portanto, a execução de

programas de eficiência energética nesses setores racionalizará o uso da água e será

determinante para aumentar a sua disponibilidade no futuro. No entanto, como a prioridade na

indústria é a de aumentar a produção, os ganhos obtidos com a redução nos custos com água

poderão ser reinvestidos para aumentar a produção; assim, embora o processo possa ficar

mais eficiente, o uso total de água pode não diminuir (UNESCO, 2015).

Nas últimas décadas a demanda global por água cresceu a uma taxa de 1% ao ano.

Embora o setor agrícola seja o maior usuário, conforme ilustrado na Tabela 3.11, há uma

tendência para o aumento na demanda nos setores industrial e urbano-doméstico. A partir da

década de 1990 a poluição hídrica e a deterioração da qualidade da água agravou o problema

nas regiões do planeta menos desenvolvidas (América Latina, Ásia e África), afetando quase a

metade da população mundial. Assim, torna-se prioritário o controle dos recursos hídricos e a

execução de políticas que promovam alterações significativas na demanda e nos padrões de

consumo de água. Os riscos de inundações e secas também aumentaram devido às mudanças

climáticas; o ciclo global da água se intensificou e poderá ser agravado nas regiões mais

úmidas tornando-se mais úmidas, como também as regiões mais secas tornando-se ainda mais

secas. Atualmente, 1,8 bilhões de pessoas no planeta são afetados pela desertificação e pelas

secas (UNESCO, 2018).

Tabela 3. 11 - Distribuição percentual do consumo de água por setores no mundo em 1999, 2003 e 2010

MUNDO 1999¹ 2003 (países

desenvolvidos)¹ 2003 (países

subdesenvolvidos)¹ 2010²

Doméstico 5% 11% 8% 10%

Industrial 7% 30% 10% 21%

Agrícola 88% 59% 82% 69%

Fonte: Elaboração própria com base em Telles e Costa (2010)¹ e Libânio (2010)²

58

No 8º Fórum Mundial da Água 6, realizado em 2018 no Brasil, foi informado que

aproximadamente 90% da população urbana tem acesso à água potável e 50% tem coleta de

esgoto. As perdas de água na distribuição são de cerca de 40% e há baixa integração na gestão

da água e do saneamento. Neste evento, foi destacada a necessidade de:

• Avançar na implantação, de forma coordenada, das políticas ambientais como a dos

recursos hídricos e de resíduos sólidos;

• Criar um programa nacional de proteção e recuperação de recursos hídricos, conservação

de áreas naturais em torno de mananciais e/ou bacias hidrográficas;

• Ampliar a avaliação da qualidade da água;

• Aprimorar os instrumentos econômicos para manter as florestas de forma

economicamente viável;

• Regulamentar o controle das perdas de água, pois as perdas nos sistemas de distribuição

são tarifadas e pagas pelos consumidores;

• Aprimorar a legislação visando incentivar o reuso da água; e

• Aproveitar a experiência internacional do monitoramento por indicadores para melhorar

as metodologias de avaliação das políticas públicas associadas com os recursos hídricos e

o lançamento de efluentes.

3.4 Emissões

Além de grandes consumidores de energia, os países listados na Tabela 3.12 também

são responsáveis por 65% das emissões globais de CO2, com destaque para a China e EUA

que juntos representam 43% dessas emissões.

À medida que os recursos naturais tornam-se escassos, os mesmos precisam ser

economizados. Igual raciocínio deve ser utilizado em relação à dispersão e assimilação

(reciclagem natural) dos resíduos gerados pelas atividades humanas. O dano causado pela

poluição é um dano social. Portanto, se as atividades de um agente econômico gerar um custo

pelo qual outro agente tem que pagar, a correção desta externalidade negativa pode ser feita

mediante a ação de representantes do Estado através, por exemplo, da imposição de um

6 (8º Fórum Mundial da Água: <http://8.worldwaterforum.org/pt-br/news>).

59 tributo. Para combater a degradação ambiental resultante da poluição, os governos

estabelecem legalmente limites que devem ser respeitados, conforme padrões de desempenho

considerados aceitáveis (MAY, 2010).

Tabela 3. 12 - Indicadores de consumo de energia de países selecionados (industrializados e BRICS) e participação na emissão global de CO2 em 2016

Países Energia

produzida (Mtoe)

Importação líquida de

energia (Mtoe)

TPES7 (Mtoe)

Consumo de eletricidade

(TWh)

Emissão de CO2

(Mt CO2)

Participação nas emissões globais

de CO2

Mundial 13.764 13.761 23.107 32.316 China 2.361 589 2.973 5.946 9.102 28% EUA 1.916 265 2.167 4.148 4.833 15% Índia 558 315 862 1.216 2.077 6% Rússia 1.374 -624 732 969 1.439 4% Japão 35 400 426 1.012 1.147 4% Alemanha 116 205 310 573 732 2% Coreia do Sul 51 247 282 544 589 2% Canada 476 -196 280 538 541 2% Brasil 283 8 285 520 417 1%

Fonte: Elaboração própria com base em IEA (2018a)

O princípio do poluidor-pagador foi adotado pelo sistema ambiental brasileiro. Portanto,

todos aqueles que obtêm lucro com a exploração de um recurso ambiental devem assumir e

internalizar os custos da poluição que possa ser resultante desta atividade econômica. Assim,

o objetivo desse princípio não é reparar a área atingida, mas evitar e reduzir a degradação do

meio ambiente, sem repassar os custos para a sociedade (RIBEIRO, 2010).

Segundo Veiga e Zatz (2008), há diversas visões sobre desenvolvimento sustentável.

Para alguns, depois que uma sociedade se tornar suficientemente rica em vez de continuar a

destruir o meio ambiente se comportará de outra forma, e tentará recuperar o que destruiu.

Para outros, a forma como aconteceu o desenvolvimento de um país não precisa acontecer da

mesma maneira em outros, pois se os padrões de consumo e descarte das sociedades mais

ricas forem adotados como um modelo em outras sociedades menos desenvolvidas, a biosfera

que já está comprometida não terá capacidade para se regenerar. Há outros que consideram

que as pesquisas científicas e tecnológicas viabilizarão a implantação de inovações

7 Total Primary Energy Supply (TPES): o fornecimento total de energia primária é composto por

produção + importações - exportações – abastecimento marítimo e aéreo internacional - mudanças no estoque de energia.

60 tecnológicas que serão capazes de substituir os recursos naturais, como, por exemplo, as

fontes não renováveis de energia, e evitarão ou contornarão os impactos decorrentes dos

atuais padrões de consumo e emissão. Alguns estudiosos consideram que o desenvolvimento

depende de como os recursos gerados pelo crescimento econômico são utilizados,

privilegiando alguns ou beneficiando o conjunto das sociedades.

Para Flannery (2007), o ceticismo tem um papel importante na ciência, pois uma teoria

só é válida enquanto não for desmentida. No entanto, este princípio pode ser desvantajoso

quando a sociedade reage com cautela às notícias sobre o impacto ambiental causado pelas

emissões atmosféricas, e a influência do aumento dos gases do efeito estufa (GEE) para o

aquecimento global e as mudanças climáticas em todo o planeta.

Para Nordhaus 8 (2018), os modelos de avaliação integrados (Integrated Assessment

Models - IAM) são abordagens importantes nas análises sobre mudanças climáticas, pois

partindo de uma base nas ciências naturais, estes modelos envolvem também as ciências

sociais e políticas. Uma das maiores deficiências dos IAM é que há dificuldades e limitações

na utilização de técnicas econométricas9 padrão para avaliar a confiabilidade e a precisão dos

dados obtidos com as projeções. Nas simulações do modelo a partir dos dados históricos com

o modelo DICE (Dynamic Integrated Model of Climate and the Economy) desenvolvido por

Nordhaus em 1989 (última revisão em 2016), as projeções das principais variáveis ambientais

(emissões, concentrações e temperatura) foram relativamente estáveis e semelhantes às

projeções do IPCC para 2050 e 2100. Entretanto, outras variáveis, como as econômicas

associadas com aumento na produção global, as questões tecnológicas relacionadas com a

descarbonização e o crescimento da produtividade foram consideradas particularmente

difíceis de lidar no longo prazo, pois apresentaram maior imprecisão nas estimativas e

deverão ser os principais fatores a serem pesquisados futuramente nas previsões associadas

com as mudanças climáticas.

Um dos indicadores adotados na economia da mudança climática que influencia as

políticas regulatórias dos governos sobre este tema é o custo social do carbono (Social Cost of

8 Prêmio Nobel de Economia em 2018 por seus estudos macroeconômicos integrados à questão ambiental

(mudanças climáticas). 9 A Econometria enfoca problemas inerentes à coleta e a análise de dados econômicos não experimentais

(dados observacionais) com o objetivo de entender a relação entre variáveis econômicas através da aplicação de um modelo matemático.

61 Carbon – SCC) 10. Em 2015 a estimativa de Nordhaus foi que este valor é de

aproximadamente US$ 31 por tonelada de CO2, em US$ de 2010, com este valor aumentando

em 3% ao ano em termos reais até 2050 (Nordhaus, 2017).

As indústrias energo-intensivas 11 são responsáveis por aproximadamente 30% das

emissões globais de GEE. Para atender às metas de redução nas emissões é necessário

acelerar a descarbonização nesses segmentos. Nas últimas décadas, estas indústrias têm

investido em programas de eficiência energética. No entanto, para cumprir os objetivos

propostos para os países que fazem parte da União Europeia de reduzir as emissões até o ano

de 2050 em aproximadamente 80% a 95% das emissões em relação aos valores de 1990, é

necessário não só a adoção de mudanças tecnológicas, que podem ser obtidas através da

implantação de inovações, mas também mudanças no comportamento dos consumidores e nas

estratégias para o setor industrial (WESSELING et al. , 2017).

O Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) tem apresentado relatórios sobre

a evolução das mudanças climáticas nas Conference of the Parties (COP), que são

promovidas periodicamente pela ONU (Organização das Nações Unidas - ONU / The United

Nations - UN). No acordo assinado em 1997 na UN COP3, conhecido como o Protocolo de

Kyoto e que entrou em vigor em 2005, os países desenvolvidos reconheceram que são os

principais responsáveis pelos altos níveis de emissões de GEE na atmosfera, como resultado

de mais de 150 anos de atividade industrial. Assim, com base neste protocolo, e nos

compromissos assumidos entre as partes em 2015 na COP21 em Paris através das INDC

(Intended Nationally Determined Contribution), as emissões de mais de uma centena de

países têm sido monitoradas e os registros mantidos atualizados. Estes inventários12 são

acompanhados com o objetivo de integrar os esforços, ajudando os países a se adaptarem para

mitigar os efeitos adversos das mudanças climáticas. O Acordo de Paris entrou em vigor em

2016 tendo como meta central o desenvolvimento de ações para manter o aumento da

temperatura global abaixo de 2º Celsius no longo prazo (UNFCCC 13, 2018).

10 O SCC é o valor associado aos danos causados por cada tonelada de CO2 ou seu equivalente que é

lançado na atmosfera. Quanto maior for este indicador, mais políticas são criadas pelos governos visando a redução nas emissões.

11 As indústrias energo-intensivas são responsáveis por converter o minério de ferro, bauxita, petróleo, calcário, dióxido de silício e biomassa em ferro e aço, alumínio, produtos químicos, cimento, vidro e papel.

12 Categorias e setores analisados: Energia (combustão e emissões fugitivas de combustíveis); Processos Industriais (produtos minerais, indústria química, produção de metais, entre outros); Solventes e outros usos do produto; Agricultura; e Resíduos.

13 UNFCCC (United Nations Framework Convention on Climate Change).

62

Segundo Sarkar e Singh (2010) nos países em desenvolvimento as principais barreiras

para a realização de investimentos em melhorias de eficiência energética, envolvem os

interesses de governos, fornecedores de equipamentos e serviços, usuários finais e agentes

financeiros, conforme estão indicadas na Tabela 3.13.

Tabela 3. 13 - Barreiras encontradas na realização de programas de eficiência energética nos países em desenvolvimento

INTERESSADOS BARREIRAS

GOVERNO

O preço da energia e impostos; falta de mecanismos que promovam incentivos e subsídios para programas de eficiência energética; o valor da tributação sobre a importação de equipamentos mais eficientes; deficiências nas diretrizes quanto à eficiência energética em normas, padrões e especificações técnicas.

FORNECEDORES

A baixa demanda e os custos para o desenvolvimento de equipamentos e instalações mais eficientes; deficiências técnicas e gerenciais nos processos de contratação de empresas especializadas (Energy Service Companies - ESCO) em projetos que visam ganhos de eficiência energética; capacidade de financiamento limitada para a implantação de projetos e instalações mais eficientes.

USUÁRIOS FINAIS

Falta de consciência quanto à importância da eficiência energética; falta de incentivos governamentais, disponibilidade de recursos financeiros, conhecimento e disposição para investir no desenvolvimento de tecnologia, velocidade na implantação de projetos e retrofit envolvendo ganhos de eficiência energética.

AGENTES FINANCEIROS

Percepção de risco no investimento em novas tecnologias associadas à eficiência energética; seleção de projetos com menor risco e maior retorno do investimento.

Fonte: Elaboração própria com base em Sarkar e Singh (2010)

A fim de superar as barreiras que dificultam o avanço da eficiência energética e reduzir

as emissões no setor industrial, o IPCC (2014) apresentou as propostas de ações indicadas na

Tabela 3.14.

Melhorar a eficiência energética dos segmentos industriais traz benefícios econômicos e

ambientais. A Tabela 3.15 mostra as oportunidades e benefícios de ações visando ganhos de

eficiência energética na indústria, segundo Rozite (2016).

A energia cumpre um papel indispensável em uma economia como a brasileira.

Recentes êxitos econômicos no país foram decorrentes da exploração de recursos energéticos

e investimentos na infraestrutura. No entanto, a corrupção no setor de energia precisa ser

combatida, pois é um dos principais males deste setor no Brasil. Apesar da forte presença de

fontes renováveis na matriz energética nacional, o recente aumento nas emissões de CO2

oriundas da produção e consumo de energia reforça a necessidade de políticas energéticas que

63 incentivem o uso de fontes renováveis de energia e avanços nos programas de eficiência

energética no país (LIN et al. , 2017).

Tabela 3. 14 - Propostas para reduzir as emissões e melhorar a eficiência energética no setor industrial

Propostas para a

indústria

Potenciais de redução na

intensidade energética da

indústria

Ações que podem ser

desenvolvidas na indústria

Aumentar as ações em eficiência energética

Modernização e implantação das BAT: 25%

Inovações tecnológicas: 20%

Melhorar as informações e o custo inicial dos investimentos: divulgar as oportunidades de melhorias; criar linhas de crédito para financiamento dos investimentos; regulamentação; incentivar ações voluntárias.

Melhorar a eficiência no uso dos materiais; reduzir a demanda de produtos e serviços

Consumo consciente: benefício econômico e ambiental

P&D: Desenvolver novas tecnologias de processos.

Reduzir as emissões de CO2 é a principal ação. Reduzir, também, as emissões de CH4, N2O e gases fluorados

Benefício ambiental - Projeções das emissões para 2050

no Cenário de Referência (Avaliados no AR5): aumento de

50% a 150%.

Redução nas emissões de hidrofluorcarbonetos via a otimização de processos e recuperação de gases refrigerantes.

Desenvolver programas de colaboração entre empresas visando reduzir o consumo de energia e materiais

Implantação de tecnologias mais eficientes, como a substituição de

motores elétricos por modelos mais eficientes, redução de vazamentos de vapor e ar

comprimido.

Integrar e/ou compartilhar os parques industriais: infraestrutura, informações, integração energética via a utilização de calor residual.

Melhorar a gestão de resíduos e reduzir a sua geração

Aumentar a parcela de material reciclado e reutilizado; implantar tecnologias para tratamento dos

resíduos, incluindo a recuperação de energia para reduzir a demanda

de combustíveis fósseis.

A parcela global de material reciclado e reutilizado é de cerca de 20% dos resíduos sólidos urbanos.

Fonte: Elaboração própria com base em IPCC (2014)

As pequenas e médias empresas representam grande parte da indústria mundial. Embora

o seu consumo individual de energia seja menor comparado com as indústrias energo-

intensivas, o consumo coletivo é significativo. Assim, os benefícios da eficiência energética

também podem contribuir para uma maior competitividade nessas indústrias. Entre os

64 benefícios que a eficiência energética pode desempenhar há a geração de empregos, serviços

de assessoria para melhorar a gestão da energia e água, os serviços de manutenção e

melhorias relacionados à correção de perdas de energia e redução na geração de resíduos,

entre outros (UNFCCC, 2017).

Tabela 3. 15 - Benefícios da gestão da energia na indústria com base na eficiência energética

OPORTUNIDADES BENEFÍCIOS

COMPETITIVIDADE E ECONOMIA

Promove ganhos e cria valor para o negócio ao reduzir os custos de produção e de energia (eletricidade e combustíveis) e, em alguns casos, ao destacar o compromisso com a eficiência energética ajuda no acesso a novos mercados; Aumenta a segurança energética e mitiga os riscos.

PRODUÇÃO

INDUSTRIAL

Melhora o fator de utilização da capacidade instalada; Viabiliza a execução de diagnósticos energéticos, permite calcular os consumos específicos (intensidade energética dos processos), quantifica as perdas de energia e identifica oportunidades de melhorias (potenciais de conservação de energia: técnico, econômico e de mercado).

OPERAÇÃO E MANUTENÇÃO

Melhora a produção (disponibilidade operacional) e reduz as intervenções de manutenção (confiabilidade) dos equipamentos e instalações.

INSTALAÇÕES E AMBIENTE DE TRABALHO

Melhora as condições dos ambientes de trabalho, a saúde e a segurança; Desenvolver novas competências e criar novas oportunidades de trabalho.

MEIO AMBIENTE Reduz às emissões, a poluição do ar e das águas, a geração de resíduos; otimiza o consumo de materiais.

Fonte: Elaboração própria com base em Rozite (2016)

3.5 Conclusões parciais

A partir do exposto neste capítulo, destacam-se as seguintes conclusões parciais:

i. O setor industrial busca melhorar o seu nível de competitividade e os segmentos

industriais normalmente tem um objetivo em comum: fazer mais com menos para

aumentar a lucratividade. Assim, para alcançar novos níveis de qualidade e

eficiência nos processos industriais que viabilizem ganhos na produtividade, é

necessário melhorar a gestão dos recursos nos processos de produção, como a

65

utilização da energia e água na produção de bens e serviços, pois garantir a

segurança energética e hídrica, e reduzir o custo da produção impacta o

desempenho das unidades de negócio das empresas;

ii. O governo brasileiro precisa adotar políticas de incentivo às exportações de

produtos manufaturados nos segmentos industriais em que o país pode ser

competitivo no mercado internacional. Assim, investir e aplicar as melhores

tecnologias (BAT) nos processos de produção industrial contribuirá para o

desenvolvimento do setor.

iii. Para o país almejar o desenvolvimento do setor industrial possuindo abundância

de recursos naturais (materiais, energia e água), precisa saber usá-los com maior

eficiência e menor impacto ambiental. É necessário, então, viabilizar um ambiente

econômico que favoreça os investimentos e a implantação de inovações

tecnológicas, aumento na qualidade dos produtos e melhorias na produtividade

através de uma produção mais limpa.

iv. Tomando como referência o custo social das emissões de carbono calculado por

Nordhaus, as empresas podem avaliar o impacto financeiro de uma futura

precificação mandatória (tributação sobre as emissões) em seus negócios e

comparar com os custos associados às opções de investimento para minimizar as

suas emissões, e com os instrumentos de mercado como o comércio de emissões e

as compensações de emissões.

v. Nos últimos anos, as políticas públicas e programas internacionais que incentivam

a eficiência energética no uso final das fontes de energia tem o propósito de

mitigar os impactos causados pela elevação nas taxas das emissões de GEE no

período pós-revolução industrial que contribuem com as mudanças climáticas no

planeta.

66

4 POLÍTICAS E PROGRAMAS INTEGRADOS

O Brasil é o país mais populoso da América Latina, possui um PIB, população,

território, recursos minerais, agrícolas, energéticos e hídricos que se destacam entre os países

que fazem parte do BRICS, e está entre as maiores economias do mundo.

As políticas públicas são ações de governo que envolvem a execução de serviços pelo

próprio Estado ou em atividades de regulamentação que podem influenciar, por exemplo, a

economia e o bem estar social de um país. As políticas públicas variam em função da visão

dos governantes e da sociedade. A avaliação de uma necessidade (atual ou futura) e a sua

relevância para a sociedade precede a elaboração das políticas. Com essa lógica, as políticas

públicas devem fazer parte de um planejamento estratégico que contemple o estabelecimento

de indicadores, organização e alocação dos recursos, acompanhamento da implantação e

avaliação dos resultados. No entanto, normalmente uma política pública é o resultado de um

processo de pressões políticas que é exercido por grupos organizados da sociedade que

influenciam a opinião pública e os gestores públicos, para se beneficiar com a sua

implantação no nível federal, estadual ou municipal (SILVA e SOUZA-LIMA, 2010).

A Figura 4.1 ilustra um exemplo das variáveis que podem influenciar a elaboração de

políticas públicas, como as que envolvem a gestão da energia, água e emissões, tais como:

i. Segurança energética e hídrica (confiabilidade no fornecimento);

ii. Gestão da energia e água (eficiência energética e hídrica);

iii. Produção / geração, transmissão e distribuição de energia (infraestrutura,

fornecimento de eletricidade e combustíveis, e o preço para os consumidores);

iv. Proteção ambiental (captação de água e preservação das nascentes, sustentabilidade

e proteção ambiental, redução das emissões de GEE e mitigação dos impactos

causados pelas mudanças climáticas); e

v. Crescimento econômico (investimento e desenvolvimento, qualidade de vida).

No entanto, há uma variável – as crises, que faz com que todas as ações que foram

retardadas ou não priorizadas, e que poderiam ter sido planejadas e executadas com

antecedência sejam aceleradas. Como exemplo tem-se as crises que ocorreram quando o preço

internacional do petróleo aumentou na década de 1970 e foi incentivada a eficiência

67 energética e a exploração de fontes alternativas de energia como a biomassa, assim como a

realização de investimentos em P&D para desenvolver as energias eólica e solar. Como

respostas às mudanças no clima ocasionadas pela concentração de gases na atmosfera que

causam estas mudanças, foram negociados, nas últimas décadas, acordos internacionais e

ações para mitigar os efeitos destas mudanças, com incentivos para a redução das emissões

que as causam e uma produção industrial mais limpa. Outro exemplo da importância das

crises nas políticas públicas é dado pelo racionamento de água e de energia elétrica, e a

elevação de suas tarifas quando ocorrem períodos de seca prolongada, como as que

aconteceram no Brasil em 2001, 2014 e 2015, que comprometeram a disponibilidade de água

nas regiões metropolitanas da região SE e requereram a geração de energia elétrica via

termoelétricas de elevado custo operacional, devido ao baixo nível de água dos reservatórios

das usinas hidrelétricas.


Figura 4. 1 - Ilustração das variáveis que podem influenciar a elaboração de políticas públicas associadas com a gestão da energia, água e emissões

68 4.1 Energia

O Plano Nacional de Eficiência Energética (PNEf) 14 considera que os ganhos em

eficiência energética são provenientes de duas parcelas: o progresso autônomo decorrente da

iniciativa de mercado, sem a interferência de políticas públicas e executado de maneira

natural, sendo feito através da reposição de equipamentos velhos e ineficientes por novos e

mais eficientes ou a utilização de novas tecnologias e/ou procedimentos operacionais que

permitam a produção de bens e serviços de uma forma mais eficiente; e o progresso induzido

decorrente de estímulos que são promovidos através de políticas públicas.

Para viabilizar a implantação de iniciativas de eficiência energética, o Banco Nacional

de Desenvolvimento Econômico e Social (BNDES) criou em 2015 uma linha de crédito de

apoio a projetos de eficiência energética, chamada BNDES Eficiência Energética em

substituição ao Proesco (Programa de Apoio a Projetos de Eficiência Energética), visando

financiar empreendimentos que contribuam para a economia de energia, aumentem a

eficiência global do sistema energético ou promovam a substituição de combustíveis de

origem fóssil por fontes renováveis. Os tipos de empreendimentos objeto desta linha de

crédito estão agrupados em quatro categorias: repotenciação de usinas; redes elétricas

inteligentes; edificações, com foco em ar condicionado, iluminação e geração distribuída

(incluindo cogeração) para unidades novas ou já existentes (retrofit); e processos produtivos,

com foco em cogeração, aproveitamento de gases de processo como fonte energética, entre

outras intervenções de melhoria (BNDES, 2015).

O programa de eficiência energética (PEE) das concessionárias em atendimento à

cláusula dos contratos de concessão de distribuição de energia elétrica e à Lei nº 9.991/0

determina que as concessionárias e permissionárias de serviços públicos de distribuição de

energia elétrica devam aplicar 0,5% da sua receita operacional líquida (ROI) anual em

programas de eficiência energética no uso final, isto é, em projetos executados em instalações

de clientes e/ou que proporcionem benefícios para o cliente. Os critérios para aplicação dos

recursos e procedimentos necessários para apresentação do Programa à ANEEL estão

estabelecidos nos Procedimentos do Programa de Eficiência Energética - Propee, aprovado

pela Resolução Normativa Nº 556/2013. Segundo a Lei nº 13.280 de maio de 2016, as

14Em 2011, conforme a Portaria Nº 594, o Ministério de Minas e Energia publicou o Plano Nacional de Eficiência Energética (PNEf), tomando como referência, entre outros estudos de planejamento para o setor de energia elaborados pela EPE, o Plano Nacional de Energia (PNE) e os Planos Decenais de Energia (PDEs).

69 concessionárias e permissionárias de distribuição de energia elétrica poderão aplicar até 80%

(oitenta por cento) dos recursos de seus programas de eficiência energética em unidades

consumidoras beneficiadas pela Tarifa Social de Energia Elétrica, em comunidades de baixa

renda e em comunidades rurais, na forma do parágrafo único do art. 5º desta Lei; a lei não

prevê uma destinação mínima obrigatória para esta categoria de consumidores. Dos recursos

destinados para eficiência energética, previstos no art. 1º, 80% serão aplicados pelas próprias

concessionárias e permissionárias de serviços públicos de distribuição de energia elétrica,

conforme regulamentos estabelecidos pela ANEEL, e 20% serão destinados ao Programa

Nacional de Conservação de Energia Elétrica (Procel), instituído pela Portaria Interministerial

nº 1.877, de 30 de dezembro de 1985, e ratificado pelo Decreto de 18 de julho de 1991

(ANEEL/MME, 2018).

Segundo Santana e Bajay (2016), desde os anos oitenta o governo brasileiro tem

promovido ações de eficiência no setor industrial, mas com retornos limitados. O progresso

observado até agora nos indicadores de eficiência energética no setor industrial do país

revelam potenciais técnicos significativos para conservação de energia, com destaque para os

segmentos das indústrias de ferro-gusa e aço, química, papel e celulose e cimento. Melhorias

podem ser capturadas no setor industrial brasileiro através de políticas que incentivem a

celebração de acordos voluntários para a realização de auditorias energéticas, programas de

Medição e Verificação (M&V), serviços de energia via as ESCOs, a criação de linhas de

crédito e o financiamento de melhorias associadas ao cumprimento de metas mínimas de

consumo específico de energia, entre outras iniciativas, visando além dos ganhos na eficiência

energética também a redução nas emissões de GEE.

Os países que fazem parte da União Europeia adotaram metas ambiciosas para melhorar

a eficiência energética em toda a sua economia. Entre as boas práticas e políticas adotadas

destaca-se a introdução de acordos voluntários (Voluntary Agreements – VAs), com o

objetivo de aumentar a eficiência energética em diferentes segmentos industriais. Há VAs

com ações específicas que os participantes devem realizar, e outras que estão associadas com

incentivos financeiros. Mesmo tendo apresentado algumas dificuldades na verificação do

cumprimento dos acordos e na comprovação da eficácia das ações implantadas, os VAs

tiveram um resultado melhor do que as regulamentações impostas, mas, segundo Abeelen et

al. (2016), não foram tão eficientes quanto os instrumentos baseados no mercado, como o

comércio das emissões.

70

No Brasil, o subprograma denominado Programa Nacional de Eficiência Energética

Industrial (Procel Indústria), que faz parte do Programa Nacional de Conservação de Energia

Elétrica (Procel), tem desenvolvido parcerias com algumas federações de indústrias e

instituições de ensino, capacitando multiplicadores e agentes industriais para implantar ações

de eficiência energética. Os benefícios, em termos de economias de energia elétrica auferidas

por conta destas parcerias, no entanto, não tem sido registrados na maior parte dos casos.

A Lei nº 13.280 de maio 2016, que destinou 20% dos recursos dos PEEs regulados pela

ANEEL para o Procel, estabeleceu a necessidade do Grupo Coordenador de Conservação de

Energia (GCCE) do Procel elaborar todo ano um Plano de Aplicação de Recursos (PAR), que

precisa ser aprovado pelo Comitê Gestor de Eficiência Energética (CGEE), ligado ao

Ministério de Minas e Energia.

Diversos projetos e programas podem ser selecionados, dentre as propostas enviadas ao

Procel, para receber recursos no PAR. O principal programa para o setor industrial, por

enquanto, é o Programa Aliança Estratégica para a Eficiência Energética, mais conhecido pela

designação “Programa Aliança”. Ele é executado pela Confederação Nacional da Indústria

(CNI) tem como objetivo inserir a cultura de eficiência energética de forma estruturada na

indústria brasileira. O orçamento deste programa no PAR 2017 (Programa Aliança 1.0) foi de

R$ 8,8 milhões. No ano seguinte, no PAR 2018 (Programa Aliança 2.0), o orçamento subiu

para R$ 10 milhões.

O Programa Aliança, em sua primeira fase, aplicará em 12 plantas industriais energo-

intensivas uma metodologia do U.S. Department of Energy (US DOE) para identificar e

implantar ações de melhoria do desempenho energético (a atuação do Programa no sistema

produtivo das fábricas também envolve o consumo de combustíveis, além do consumo de

energia elétrica), e integrar a cultura organizacional com a inserção de ações técnicas voltadas

para a eficiência energética para reduzir custos operacionais, manter ganhos energéticos e

reduzir emissões. Na segunda fase o Programa deverá ser expandido para 24 plantas

industriais. A execução do programa se dá por meio de acordos voluntários, com parte dos

custos cobertos pelas próprias indústrias e o compromisso de manter as práticas de gestão

otimizada da energia nas instalações por um mínimo de 24 meses (GCCE/MME, 2017;

GCCE/MME, 2018).

71

Segundo Garcia (2019), como resultado parcial alcançado na execução do Programa

Aliança em doze grandes empresas industriais 15, foram identificadas oportunidades de

economias de energia correspondentes a R$ 161 milhões (7,4% do custo destas empresas com

energia). Deste total, R$ 104,5 milhões foram aprovados para implantação (5% do custo com

energia). O investimento necessário para a implantação dessas melhorias foi de R$ 23,3

milhões, com um payback médio de 4 meses.

As indústrias atuam cada vez mais em mercados globais. Para os países industrializados

e os em desenvolvimento é importante o acesso às fontes de energia. Assim, a adoção de

políticas para o uso final eficiente da energia e uma gestão sustentável dos recursos naturais,

além de viabilizar a segurança energética, contribui para ganhos na competitividade das

indústrias, adia investimentos na produção de energéticos e contribui para a redução de

impactos ambientais da cadeia energética.

4.2 Água

Os recursos hídricos no Brasil são abundantes, mas não estão distribuídos igualmente

em todas as regiões, principalmente nos grandes centros urbanos e nas regiões mais

industrializadas do país. As mudanças climáticas poderão agravar os regimes de chuva e,

consequentemente, haverá regiões sujeitas a variações acentuadas no ciclo hidrológico, com

períodos de seca prolongados e/ou enchentes de grandes proporções.

Portanto, para atenuar os impactos nos períodos de crise há a necessidade de

investimentos em obras de infraestrutura para garantir as reservas técnicas via o aumento do

armazenamento de água em reservatórios e barragens, preservação dos mananciais, redução

na contaminação e o controle na vazão de captação, uso consciente via a conservação e reuso

da água, redução das perdas na distribuição e os desperdícios no uso final. No futuro, além do

aumento no custo para captação em locais mais distantes dos centros de consumo e no

tratamento da água devido a contaminações, haverá a necessidade de programar e alongar os

períodos de racionamento, tornando-os cada vez mais frequente para garantir o fornecimento.

15

Anglo American, Clariant, GM, Nexa, Aperam, Vallourec, Oxiteno, Rima, CSN, ArcelorMittal, Gerdau e Suzano Papel e Celulose.

72 Portanto, as ações voltadas para a eficiência no uso da energia e água podem contribuir para

atenuar os impactos decorrentes de uma escassez futura dos recursos hídricos.

Segundo a Lei Nº 9433/1997, que instituiu a Política Nacional de Recursos Hídricos,

entre outros fundamentos, princípios e instrumentos, considera que:

� A água é um bem de domínio público;

� A água é um recurso natural limitado, dotado de valor econômico;

� Em situação de escassez, o uso prioritário dos recursos hídricos é para o consumo

humano e a dessedentação de animais;

� A gestão dos recursos hídricos deve sempre proporcionar o uso múltiplo das águas;

� Deve haver uma utilização racional e integrada dos recursos hídricos com a gestão

ambiental;

� O acesso, regulamentado, é através da outorga dos direitos de uso dos recursos

hídricos;

� A cobrança é feita considerando que é uma remuneração pelo uso de um bem

público e visa a recuperação das bacias hidrográficas, estimular o investimento em

despoluição, incentivar o usuário a utilizar tecnologias limpas e poupadoras dos

recursos hídricos. Entre os parâmetros que podem ser utilizados para definir os

valores cobrados no âmbito dos Comitês de Bacia Hidrográfica (CBH), a Lei Nº

9433/1997 considera que quem usa e polui mais os corpos de água paga mais; quem

usa e polui menos, paga menos.

A água é um recurso natural de valor econômico, estratégico e social. No entanto, a sua

distribuição é variável no tempo (estações do ano). No território brasileiro dois terços da

população reside nas regiões SE e NE, que possuem, respectivamente, 6% e 3,3% dos

recursos hídricos disponíveis no país, e aproximadamente 75% da população do país reside

em áreas urbanas. Portanto, a alta concentração da população e a baixa disponibilidade hídrica

compromete a oferta de água, e, em períodos de secas prolongadas, esta condição é agravada

(TELLES e COSTA, 2010).

No Brasil, em 2008, a Pesquisa Nacional de Saneamento Básico (PNSB), realizada pelo

IBGE (2018c), indicou que os serviços de distribuição de água e coleta de esgoto atendiam a

99,4% e 44,8%, respectivamente, dos 5.564 municípios brasileiros.

A Tabela 4.1 apresenta as metas do Plano Nacional de Saneamento Básico - Plansab

para os anos de 2023 e 2033 a partir da situação em 2010, para as perdas na rede de

73 distribuição16 e para o tratamento do esgoto. A taxa média prevista é de uma redução de

0,99% ao ano nas perdas da rede de distribuição e um aumento médio de 2,47% no tratamento

do esgoto.

As deficiências na gestão dos sistemas de saneamento também afetam as indústrias,

pois, em uma crise hídrica com racionamento no fornecimento de água nas cidades, os

contratos de outorga para captação de água poderão ser reavaliados e o fornecimento de água

reduzido para as indústrias. Portanto, para minimizar os impactos e não comprometer a

operação das indústrias é necessário melhorar a gestão interna da água, reduzindo as perdas de

água e investindo em instalações para o reuso de água e efluentes.

Tabela 4. 1 - Metas do Plansab para melhorias no abastecimento de água e tratamento do esgoto no Brasil

ABASTECIMENTO DE ÁGUA E ESGOTO 2010 2023 2033

Índice de perdas na distribuição de água 39% 34% 31%

Tratamento de esgoto sanitário coletado 53% 77% 93%

Fonte: Elaboração própria com base em IPEA/ANA (2018)

A legislação ambiental referente à qualidade dos lançamentos de efluentes está

buscando minimizar os impactos nos recurso hídricos e, em casos extremos de contaminação,

podem suspender a licença de operação de algumas indústrias.

Nos últimos anos o Brasil tem enfrentado crises hídricas, conforme ilustrado na Figura

4.2. No período de 2012 a 2015 houve uma tendência de redução do armazenamento de água.

Em 2013 o volume armazenado ficou próximo das médias históricas, proporcionando um

aumento no volume armazenado para a geração de energia hidrelétrica do Sistema Interligado

Nacional (SIN). No entanto, entre os anos de 2014 e 2015 foram observadas as anomalias

negativas mais severas do histórico de chuvas no país (MMA/ONS, 2017). A energia

armazenada nos reservatórios da região SE/CO (Figura 4.3) indica que o sudeste brasileiro, a

região mais industrializada do país, a partir de maio de 2011 até maio de 2018 apresentou uma

taxa média de redução de 8,3% ao ano, indicando uma maior dependência da próxima estação

chuvosa para a recuperação e regularização do armazenamento (ONS, 2018).

16 As perdas podem ser devido a extravasamentos nos reservatórios, vazamentos nas redes de distribuição,

erros ou falhas no monitoramento e medições na rede, e consumo irregular nos pontos cadastrados ou não para faturamento (e. g. instalação de by pass em medidores para reduzir a conta de água).

74

Segundo Siegel (2017), o mundo está entrando em uma prolongada crise de falta d’água

em várias regiões do planeta. Esta crise já está sendo percebida, pois os padrões de chuva

estão mudando e com a elevação da temperatura média do planeta há mais evaporação.

Aproximadamente 600 milhões de pessoas já experimentam a escassez de água e, no longo

prazo, 20% da população mundial pode ser afetada pela falta d’água. Uma crise hídrica

provocará o aumento no preço dos alimentos e afetará a geração de energia. Não somente a

seca ameaça o futuro, mas também a poluição está limitando a utilização dos recursos

hídricos. No entanto, crises associadas com a falta de água e/ou deficiências nos sistemas de

saneamento podem ser controladas por meio de ações integradas envolvendo governo,

empresários e lideranças civis, pois este problema é resultado de más administrações.

Fonte: Elaboração própria com base em MMA/ONS (2017)

Figura 4. 2 - Reservação de água doce em percentual da capacidade dos reservatórios, de 2012 a 2016

Fonte: Elaboração com base em ONS (2018)

Figura 4. 3 - Energia armazenada nos reservatórios da região SE/CO de 2001 a 2018

57,6%63,2%

53,8% 54,5% 55,9%

0%

20%

40%

60%

80%

2012 2013 2014 2015 2016

Re

serv

ação

de

águ

a d

oce

no

Bra

sil

Crise Hídrica Crise Hídrica

75 4.3 Emissões de GEE e reciclagem

Segundo a Agência Internacional de Energia (IEA, 2018c), a produção e o uso da

energia estão entre as maiores fontes de emissão de GEE. A Figura 4.4 ilustra projeções feitas

pela AIE sobre a evolução das emissões de CO2 associadas com energia durante o período de

2015 a 2040 considerando dois cenários de desenvolvimento: a New Policies Scenario - NPS

e um cenário de desenvolvimento sustentável, a Sustainable Development Scenario – SDS 17.

Conforme indicado nesta figura, ações associadas com ganhos de eficiência energética

permitiriam reduzir em 40,2% as emissões do cenário NPS em 2040, se forem mantidas as

políticas já existentes e implantadas as políticas anunciadas no Acordo de Paris em 2015.

Segundo o IPCC (2018), há evidências de que após o período pré-industrial a elevação

crescente na temperatura média do planeta ocorreu como decorrência das ações antrópicas e

as emissões líquidas de CO2e de forçantes radioativos 18 não-CO2 contribuíram para o

aquecimento global. Como consequência, há riscos relacionados aos sistemas naturais devido

à elevação da temperatura que pode provocar em algumas regiões do planeta variações na

frequência e na intensidade das precipitações, como também em outras regiões período de

seca intensa.

Fonte: Elaboração própria com base em IEA (2018c)

Figura 4. 4 - Projeções das emissões de CO2 associadas com energia nos cenários NPS e SDS da Agência Internacional de Energia (2015 – 2040)

17 O cenário SDS descreve uma abordagem integrada para atingir os objetivos acordados entre os países

sobre mudança climática, qualidade do ar e acesso universal à energia moderna. 18 O forçamento radioativo significa que um agente climático tende a aquecer o planeta, como os GEE

originários das atividades humanas ou antrópicas, ao passo que outros “forçantes” radioativos podem resfria-lo, como as nuvens.

76

Segundo a Agência Internacional de Energia, a participação, em 2017, dos projetos

envolvendo eficiência energética e fontes renováveis de energia nos investimentos públicos

em projetos de P&D na área de energia associados com tecnologias de baixo carbono

corresponderam a 23% e 18%, respectivamente, conforme indicado na Figura 4.5 (IEA,

2018b).

Fonte: Elaboração própria com base em IEA (2018b)

Figura 4. 5 - Evolução percentual dos investimentos públicos em energia associados com tecnologias de baixo carbono, de 1974 a 2017

A estimativa das emissões de GEE do Brasil em 2015 foi de 1.368 milhões de toneladas

de CO2e (GWP/SAR) 19. Naquele ano os processos industriais20 foram responsáveis por 7%

das emissões líquidas21 do país, com destaque para os segmentos siderúrgico e de cimento,

que contribuíram, respectivamente, com 3,7% e 1,7% das emissões totais do setor (MCTIC,

2017).

Conforme o Ministério da Ciência, Tecnologia, Inovações e Comunicações (MCTIC),

órgão do governo federal brasileiro responsável pela publicação das estimativas e inventários

nacionais de emissões, em 2016 o Brasil ratificou o compromisso firmado em 2015 na COP

21 (21ª Conferência das Partes da UNFCC, em Paris) de adotar medidas para reduzir as

emissões de GEE. A Contribuição Nacionalmente Determinada (NDC) brasileira assumiu o

compromisso de reduzir as emissões em 37% em 2025 e 43% em 2030, tendo como

referência o ano de 2005 (MCTIC, 2018).

19 Para o GWP (Global Warming Potential) foram adotadas as referências do IPCC (Second Assessment

Report – SAR), 1995. 20 Emissões resultantes dos processos produtivos nas indústrias e que não são resultado da queima de

combustíveis. Os segmentos industriais considerados no cálculo destas emissões são os de produtos minerais, metalurgia e química, além da produção e consumo de HFCs e SF6.

21 Os resultados das emissões líquidas correspondem às remoções decorrentes do crescimento de florestas e campos naturais manejados.

77

De acordo com Goldemberg e Lucon (2008) a diferença da energia gasta na produção

utilizando material reciclado como o alumínio, plástico e aço em relação à requerida para

produzi-los a partir da matéria prima é de 75%, 57% e 57%, respectivamente, em cada

processo de produção destacado.

Além do gerenciamento dos respectivos resíduos gerados na produção, a legislação

pode aumentar a responsabilidade dos fabricantes em recolher, armazenar e dispor

adequadamente os seus produtos depois de comercializados respeitando o ciclo de vida, riscos

e os impactos ao meio ambiente.

Segundo Ribeiro e Morelli (2009), as indústrias podem buscar reduzir a geração de

resíduos nos processos de produção, e investir em alternativas economicamente viáveis para

reutilizar e/ou reciclar esses rejeitos dentro das empresas ou enviar para outros processos

produtivos. Ao reciclar alguns materiais os processos de produção podem reduzir o consumo

de energia em relação à energia requerida no processamento a partir da matéria prima como,

por exemplo, para o alumínio, vidro, papel, aço, plástico e borracha.

Em 2010: a Lei nº 12.305 instituiu a Política Nacional de Resíduos Sólidos (PNRS)

visando a prevenção e a redução na geração de resíduos. Esta política tem como proposta a

prática de hábitos de consumo sustentável e um conjunto de instrumentos para propiciar o

aumento da reciclagem e da reutilização dos resíduos sólidos (aquilo que tem valor

econômico e pode ser reciclado ou reaproveitado) e a destinação ambientalmente adequada

dos rejeitos (aquilo que não pode ser reciclado ou reutilizado).

Os processos de logística reversa promovem o retorno de resíduos sólidos urbanos pós-

consumo para aplicação na produção industrial, e são desenvolvidos através da reciclagem,

tratamento e reutilização de produtos, assegurando a destinação adequada de parte desses

resíduos. Entre os princípios desse processo destacam-se os acordos setoriais com o Poder

Público para atender a legislação que envolve a implantação de procedimentos para a coleta,

triagem, armazenamento e compra de produtos usados (NASCIMENTO e BORGHETTI,

2018). Outra iniciativa que está sendo implantada (e.g. estado de São Paulo), devido às

dificuldades e o custo para as organizações coletarem os resíduos derivados dos produtos

industrializados para atender a legislação e manutenção das licenças ambientais, foi a criação

de um sistema de créditos de logística reversa 22 para auxiliar as empresas a cumprir as

22 Certificados emitidos por empresas independentes (certificadoras) que comprovam um serviço de

logística reversa e destinação adequada de certa quantidade de resíduos. Esses certificados são comprados pelos produtores para remunerar o serviço de coleta e reciclagem (https://www.nhecotech.com/).

78 responsabilidades legais, aumentar a coleta e o aproveitamento de resíduos sólidos (FIESP,

2019).

4.3 Operação e Manutenção (O&M)

A gestão da manutenção tem mudando ao longo das últimas décadas tanto quanto as

outras áreas da indústria. Essas mudanças abrangem melhorias na gestão dos ativos

(instalações, equipamentos e edificações), implantação de novas tecnologias, técnicas e

ferramentas de manutenção, como também na organização dos serviços e atribuições da

manutenção nas empresas. No entanto, como as falhas dos equipamentos podem afetar a

segurança e o meio ambiente, a qualidade dos produtos, aumentar a indisponibilidade das

plantas para produzir e os custos de produção, há a necessidade de melhorar a eficiência e a

eficácia dos serviços de manutenção. Em face do exposto, a manutenção centrada em

confiabilidade (Reliability-centred Maintenance – RCM) é uma estratégia de otimização das

atividades de manutenção que analisa as falhas funcionais dos equipamentos, os modos,

efeitos e as consequências das falhas, e programa ações visando: (i) reduzir o custo global das

atividades de manutenção preventiva; (ii) minimizar a frequência das manutenções corretivas;

e (iii) aumentar a disponibilidade dos equipamentos e instalações para produzir (MOUBRAY,

1997).

As atividades de manutenção baseadas na condição dos equipamentos a partir do

monitoramento de parâmetros técnicos como, por exemplo, a temperatura do óleo e a

vibração, têm sido introduzidas nos sistemas de gestão industriais como pilares para garantir a

confiabilidade, reduzir a deterioração dos equipamentos e melhorar o desempenho energético.

As questões relacionadas com o desempenho da sustentabilidade (redução do consumo de

materiais, resíduos, emissões, água e energia) são consideradas nos processos de tomada de

decisão. Indicadores como o consumo de energia e a eficiência energética têm sido analisados

considerando o custo no ciclo de vida (Life Cycle Cost - LCC) e associados com as atividades

de manutenção dos equipamentos. Desta forma, as decisões de manutenção são programadas

também com o objetivo de melhorar o consumo específico de energia nos processos

produtivos (HOANG et al. , 2016; HOANG et al. , 2017).

79 4.4 Conclusões parciais

Portanto, a partir do exposto neste capítulo, destacam-se as conclusões parciais deste

trabalho descritas a seguir.

A eficiência energética e hídrica nos processos industriais compreende o uso de menos

energia e água para fornecer o mesmo produto ou serviço (ou o uso da mesma quantidade de

energia e água para fornecer mais produtos ou serviços). Portanto, para responder a questão

"como melhorar a eficiência energética e hídrica no setor industrial", além do aumento na

utilização da capacidade instalada das indústrias, é necessário avançar para além da noção

simplificada "consumir menos energia e água para reduzir o custo na produção" para um novo

paradigma apoiado em políticas público-privadas com base em uma gestão empresarial

ambientalmente sustentável, tendo por objetivos:

� Aumentar a competitividade dos produtos nacionais e mitigar os impactos ambientais

causados pelo consumo de energia (combustão), água (contaminações) e emissões de GEE

na indústria que provocam mudanças climáticas;

� Implantar boas práticas na operação e manutenção das instalações e equipamentos

industriais para atender com confiabilidade a programação de produção, reduzir as perdas

e aumentar a vida útil dos ativos industriais.

Finalmente, ao procurar identificar fatores determinantes que podem melhorar o

desempenho da indústria nacional se estará criando as condições que permitirão aumentar as

vantagens competitivas do Brasil. O grande desafio é direcionar os esforços e implantar

políticas público-privadas com uma visão de médio e longo prazo, conforme ilustrado na

Figura 4.6, para aumentar a eficiência energética e hídrica, como também os impactos

ambientais causados pelos processos de produção da indústria nacional.

80


Figura 4. 6 - Perspectivas e visões sobre as políticas associadas com a gestão da energia, água e emissões na indústria

81 5 SISTEMAS DE GESTÃO NA INDÚSTRIA

Os choques no preço do petróleo que ocorreram em 1973 e 1979, conforme ilustrado

na Figura 3.10, incentivaram os investimentos em programas de eficiência energética no setor

industrial através da adoção de ações voltadas ao uso eficiente dos derivados de petróleo e a

busca por outras fontes de energia para diversificar a matriz energética. Nas últimas décadas,

conforme ilustrado na Figura 3.4 e Figura 4.2, os investimentos públicos em eficiência

energética também aumentaram devido à preocupação com as questões ambientais causadas

pelas mudanças climáticas, como consequência do aumento global nas emissões de GEE.

A crise na economia nacional nos últimos anos, conforme ilustrado na Figura 3.2 e

Figura 3.3, contribuiu para a redução dos investimentos, incluindo projetos de ampliação da

capacidade produtiva e de modernização tecnológica da indústria brasileira. Os últimos anos

de recessão econômica no Brasil poderão comprometer ainda mais a competitividade dos

produtos industrializados.

Segundo Slack (1993), a importância estratégica da manufatura está em como é

percebido o seu desempenho pelos consumidores e na atuação dos concorrentes. Apresentar

um desempenho superior (qualidade, confiabilidade, preço) ao dos concorrentes no segmento

de negócio em que a empresa atua, pode demonstrar quanto uma empresa é competitiva.

Portanto, ainda que o mercado avalie o valor de um produto ou serviço, comparar o

desempenho operacional com os indicadores (benchmarking) das melhores empresas é uma

questão fundamental entre as estratégias que contribuem para melhorar a competitividade de

uma manufatura.

Investimentos em melhorias na eficiência energética e hídrica podem se transformar em

um diferencial competitivo para o setor industrial, pois, além de contribuírem para reduções

nos custos operacionais, estão alinhados com projetos e programas governamentais associados

com a mitigação das mudanças climáticas e sustentabilidade ambiental. A Figura 5.1 ilustra

uma visão de desenvolvimento empresarial sustentável, compreendendo uma estrutura

integrada dos vários sistemas de gestão da organização.

82


Figura 5. 1 - Ilustração de uma visão de desenvolvimento empresarial sustentável, através de um sistema integrado de gestão

Os benefícios decorrentes das ações voltadas para a implantação de melhorias na gestão

na indústria vão além das tradicionais abordagens como a redução no custo da produção e o

aumento da produtividade. Por esta perspectiva, os ganhos ficariam limitados aos locais onde

há produção industrial. Entretanto, conforme indicado na Tabela 5.1 para ações visando

ganhos de eficiência energética, além dos benefícios econômicos, também há benefícios

ambientais e sociais. Portanto, políticas que incentivam a eficiência energética e hídrica

podem ser integradas com programas de desenvolvimento sustentável visando reduzir

emissões e reciclar resíduos.

A Figura 5.2 mostra os vários tipos de atividades desenvolvidas em uma empresa

industrial, suas interações e um sistema integrado de gestão da empresa.

83

Tabela 5. 1 - Benefícios associados com o aumento da eficiência energética na indústria

PRODUÇÃO EMISSÕES - Reduzir os custos na produção (energia) e aumentar os lucros

- Reduzir as emissões de pó e poeiras / particulados

- Aumentar a produção, produtividade e competitividade

- Reduzir as emissões de GEE (CO, CO2, NOx, SOx)

- Melhorar o desempenho dos equipamentos - Melhorar a qualidade do ar - Reduzir o ciclo dos processos na produção - Diminuir a poluição - Aumentar a confiabilidade da produção OPERAÇÃO E MANUTENÇÃO RESÍDUOS

- Melhorar a operação e a gestão da manutenção - Aumentar o aproveitamento de combustíveis e gases residuais do processo

- Melhorar o controle dos processos de produção - Aumentar a recuperação do calor do processo produtivo

- Aumentar a confiabilidade dos equipamentos e instalações

- Reduzir as perdas e o desperdício de produtos, e o uso de materiais na produção

- Melhorar a gestão dos ativos - Redução de efluentes - Redução dos resíduos perigosos AMBIENTE DE TRABALHO OUTROS - Aumentar a empregabilidade profissional e a demanda por ESCOs (competência técnica em serviços de energia)

- Impactos macroeconômicos: reduzir e/ou adiar os investimentos públicos na geração de energia, e aumentar a segurança energética

- Melhorar a segurança - Reduzir as multas - Reduzir a quantidade de equipamentos de proteção individual (EPI)

- Reduzir as despesas e os custos de produção

- Melhorar a iluminação - Aumentar a satisfação dos empregados - Melhorar o controle da temperatura dos ambientes de trabalho

- Melhorar a imagem pública da empresa

Fonte: Elaboração própria com base em UNIDO (2011) e IEA (2014)

5.1 Gestão da energia

As grandes empresas normalmente possuem uma área corporativa responsável por

administrar as questões que envolvem a gestão da energia.

Quando uma grande organização possui várias unidades industriais, pode ser formada

uma unidade de negócios (diretoria, gerência ou até uma subsidiária) composta por

especialistas multidisciplinares que prestam serviços de consultoria para todas as plantas da

empresa. Nestes casos, a equipe tem domínio da tecnologia do processo de produção, faz

interface com a licenciadora da tecnologia (engenharia de projeto e fabricantes), resguarda a

confidencialidade dos dados da empresa e atua para melhorar o desempenho energético das

plantas.

84

Nas pequenas e médias empresas, no entanto, a gestão da energia normalmente se

resume à aquisição de energia elétrica e combustível. Estas empresas adotam como

indicadores de desempenho os respectivos custos para os processos de produção industrial.

Quando na empresa há uma CICE (Comissão Interna de Conservação de Energia), é

executado um programa de desenvolvimento das habilidades e competência técnicas do

pessoal de operação e manutenção (O&M) nas rotinas que envolvem o uso racional da energia

em equipamentos e o emprego de instrumentos de medição e verificação (M&V) das unidades

de utilidades e produção nas indústrias. Estes programas de treinamento podem integrar as

reciclagens dos técnicos de O&M associadas com as normas regulamentadoras NR-10

(instalações elétricas) e NR-13 (caldeiras, vasos de pressão, tubulações e tanques de

armazenamento).


Figura 5. 2 - Ilustração de uma visão de gestão integrada de uma empresa industrial

A Tabela 5.2 mostra exemplos de objetivos, indicadores e ações associadas à gestão

empresarial, de uma forma geral, e à gestão da energia, em particular.

85

Tabela 5. 2 - Exemplos de indicadores de desempenho empresarial e de desempenho energético

Fonte: Elaboração própria com base em Sivill et al.(2009)

86

5.1.1 Ranking de eficiência energética da indústria em países selecionados

Os países selecionados e analisados nesta seção apresentam aspectos econômicos e

sociais distintos, como indicado no Capítulo 3, e maior ou menor dependência externa de

energia. Dentre as alternativas energéticas, o uso eficiente das fontes de energia possibilita

uma produção industrial menos onerosa e uma menor necessidade da importação de recursos

energéticos, minimizando os custos causados pela volatilidade dos preços internacionais para

atender aumentos na demanda interna de energia.

Entre os fatores que contribuem para um país adotar políticas de fomento à eficiência

energética há necessidades e visões específicas como, por exemplo, para os Estados Unidos

há a preocupação com a segurança energética para os países que fazem parte da União

Europeia os compromissos firmados para mitigar os efeitos das mudanças climáticas

decorrentes das emissões de GEEs e para o Japão a melhoraria da competitividade. Nos países

em desenvolvimento, os programas de melhoria na eficiência energética podem contribuir

para ganhos na produtividade e para o crescimento econômico (BUSTAMANTE, 2018).

No ranking internacional de eficiência energética publicado em 2018 pelo American

Council for an Energy-Efficient Economy (ACEEE), as métricas de avaliação adotadas para

avaliar o setor industrial dos países selecionados totalizam um score máximo de 25 pontos. A

distribuição destas métricas está ilustrada na Figura 5.3. A intensidade energética na indústria

e os acordos voluntários com metas e incentivos representam 36% dos pontos. Neste ranking,

o Japão foi o país com a melhor colocação e o Brasil o 21o colocado, atingindo,

respectivamente, 86% e 30% do score máximo.

A Figura 5.4 ilustra o desempenho da indústria do Brasil com a indústria de alguns dos

países selecionados pela ACEEE em 2018.

A Tabela 5.3 apresenta a evolução da intensidade energética da indústria dos países

selecionados nesta seção da tese durante o período de 2012 a 2018. Segundo Pinto Junior et

al. (2007), este indicador representa a eficiência da utilização de energia para a geração de

riqueza. Assim, quanto maior for esse indicador, mais energia é necessária para gerar cada

unidade do Valor Adicionado (VA) ao PIB por um segmento da economia. Em 2018, o Japão

apresentou a maior eficiência da indústria na utilização de energia para a geração de riqueza

entre os países selecionados. Observe-se, também, nesta tabela, o bom desempenho da

87 indústria alemã durante todo o período analisado e o aumento da intensidade energética da

indústria brasileira ao longo destes anos.

Fonte: Elaboração própria com base em ACEEE (2018)

Figura 5. 3 - Distribuição percentual das métricas adotadas pela ACEEE para avaliação do desempenho energético do setor industrial dos países selecionados em 2018


Figura 5. 4 - Ranking de eficiência energética da indústria, elaborado pela ACEEE em 2018, em países selecionados

24%

12%

8%

8%8%

8%

8%

8%

8%

8%

Intensidade energética do setor industrial

Acordos voluntários de desempenho energético eincentivos (financeiros)

Política para incentivar o gerenciamento deenergia

Padrões mínimos de eficiência para motoreselétricos

Gestor da Energia na indústria

Auditorias energéticas obrigatórias

Investimento em pesquisa e desenvolvimentoindustrial (P & D)

Participação da produção de energia elétricaatravés de CHP

Políticas que incentivam a CHP

Intensidade energética da agricultura

1 2 7 13 14 17 18 19 21 25

21,5 20,5

16,514,5 13 12 10,5 10

7,5

1,5

0

5

10

15

20

25

30

Japão Alemanha Coreia doSul

India EUA China Canadá Rússia Brasil África doSul

Sco

re In

dú

stri

a -

20

18

POSIÇÃO NO RANKING INDÚSTRIA

88

Tabela 5. 3 - Intensidade energética da indústria dos países selecionados (industrializados e BRICS) no período de 2012 a 2018

Intensidade Energética da Indústria (joules/$ VA

industrial) 2012 2014 2016 2018

Japão 2,5 3,1 2,4 1,9

Alemanha 2,2 2,1 2,2 2,3

Coreia do Sul - 5,5 3,4 3,6

EUA 3,4 2,8 3,9 3,9

Canadá 5,3 2,6 3,3 5,5

Brasil 5,3 5,7 7,1 7,4

Índia - - 8,1 7,5

África do Sul - - 10,7 9,8

Rússia 9,6 7,1 7,9 10,7

China 10,2 9,8 10,7 11,8 Fonte: Elaboração própria com base em ACEEE (2018), ACEEE

(2016), ACEEE (2014) e ACEEE (2012).

A Tabela 5.4 mostra os resultados dos indicadores da indústria e políticas de gestão da

energia para os países selecionados. Destacam-se, entre as políticas analisadas, as auditorias

energéticas obrigatórias e os acordos voluntários que propiciam incentivos financeiros para o

cumprimento de metas pré-estabelecidas de redução no consumo específico de energia. Para

as indústrias energo-intensivas, melhorias no sistema de gestão da energia no curto prazo e

investimentos em P&D no longo prazo podem reduzir sua intensidade energética e contribuir

para aumentar a rentabilidade do negócio.

Comparações do desempenho do Brasil em relação aos países mais industrializados e

desenvolvidos economicamente (G7) e dos que fazem parte do bloco do grupo BRICS que

foram selecionados neste ranking possibilitam a identificação de oportunidades de melhorias e

aperfeiçoamentos nas políticas e boas práticas na gestão da energia que podem ser

implantadas no setor industrial brasileiro.

Conforme ilustrado na Figura 3.3 e Figura 5.5, de 2013 a 2016 o Brasil passou por uma

recessão na economia, que acarretou em reduções na utilização da capacidade instalada das

indústrias. Neste período, os programas de eficiência energética poderiam ter contribuído para

minimizar o consumo de energia, reduzindo a necessidade da utilização de mais energia para

gerar cada unidade do VA industrial.

89

Tabela 5. 4 - Indicadores de desempenho energético e de existência de políticas de fomento à eficiência energética na indústria nos países selecionados, em 2018

Países Sc

ore

EE

(% d

a po

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ção

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ade

ener

géti

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S$ V

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Pol

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stão

da

ener

gia

com

o a

adoç

ão d

a no

rma

ISO

50.

001

Japão 86% 1,9 3,1 9,1 Sim Sim Sim Sim

Alemanha 82% 2,3 14,2 6,2 Sim Não Sim Sim

Coreia do Sul

66% 3,6 9,8 9,3 Sim Não Sim Sim

Índia 58% 7,5 9,6 0,9 Sim Sim Sim Sim

EUA 52% 3,9 6,5 10,2 Acordo Não Não Sim

China 48% 11,8 13,0 4,0 Não Sim Sim Sim

Canadá 42% 5,5 6,7 4,5 Sim Não Sim Sim

Rússia 40% 10,7 57,8 1,4 Sim Não Sim Sim

Brasil 30% 7,4 6,7 0,6 Acordo Não Não Sim

África do Sul 6% 9,8 < 1 1,2 Não Não Não Não


Fonte: Elaboração própria com base em EPE/MME (2018c) e CNI (2018)

Figura 5. 5 - Evolução do consumo de energia na indústria brasileira e da utilização de sua capacidade instalada no período de 2003 a 2017

17.198

28.718

37.49134.209

35.75638.996

79,7%

80,6%

82,5%81,2%

77,0% 77,4%

70%

75%

80%

85%

90%

0

5.000

10.000

15.000

20.000

25.000

30.000

35.000

40.000

45.000

2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017

UC

I

10

³ te

p

CONSUMO ENERGIA INDÚSTRIA UTILIZAÇÃO CAPACIDADE INSTALADA

90 5.1.2 Gestão da energia na área de utilidades de uma empresa industrial

Para atender a demanda de energia dos processos industriais a unidade de Utilidades

planeja a operação dos equipamentos e sistemas operacionais conforme a demanda requerida

pelas áreas de Produção.

Na maioria das organizações a unidade de Utilidades é centralizada. Em grandes

complexos industriais pode ser necessária a implantação e o fornecimento das utilidades de

forma descentralizada para melhorar a eficiência no atendimento à demanda de produção.

A implantação de um sistema de gerenciamento de energia nas unidades de Utilidades

das indústrias, no molde proposto pela norma ISO 50.001, pode contribuir para um melhor

desempenho das fontes de energia, água e emissões, bem como servir de modelo para ampliar

os processos de gestão da energia em outras áreas administrativas e operacionais. A Tabela

5.5 apresenta os sistemas operacionais básicos de uma unidade de utilidades na indústria.

Tabela 5. 5 - Exemplos de sistemas operacionais em uma unidade de utilidades na indústria


91 5.1.3 Edificações industriais

As edificações industriais, normalmente, não são incluídas nos diagnósticos energéticos

efetuados na indústria e não recebem destaque nas avaliações energéticas que são feitas nas

unidades e equipamentos da produção. Portanto, ao desenvolver uma cultura de gestão da

energia, água e emissões nas áreas de apoio à produção industrial, como as dependências

administrativas, salas de controle, oficinas de manutenção, laboratórios, cozinha / restaurante,

entre outras edificações, é possível conquistar o apoio e o envolvimento necessários para

melhorar os indicadores de consumo total de energia, água e emissões de uma forma integral

em todas as instalações de uma organização.

Segundo o Zhou et al.(2009) cerca de 70% do consumo de energia nas edificações

industriais estão associados com sistemas de aquecimento, ventilação e ar condicionado

(HVAC - Heating, Ventilation and Air Conditioning), 20% com iluminação e 10% com as

utilidades. Estima-se que os potenciais de ganhos energéticos com melhorias nos sistemas de

HVAC e iluminação possam variar de 11% a 15%. Se forem considerados os volumes de

água potável consumidos e os resíduos gerados, as oportunidades de economias podem ser

ainda mais significativas.

Para Colleto (2018) a implantação de sistemas de gestão com foco em sustentabilidade

na O&M das edificações possibilita a identificação de oportunidades de economia de energia,

água e emissões, e o aumento do ciclo de vida das edificações. Nesse contexto, foram

desenvolvidas metodologias com requisitos e guias padronizados para a execução de

diagnósticos em edificações, tais como o sistema de classificação LEED (Leadership in

Energy and Environmental Design) 23 e os procedimentos definidos pela ASHRAE (American

Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers) 24. Estes regramentos

possibilitam avaliar, classificar, certificar (opcional) e gerenciar o desempenho energético de

instalações prediais, considerando, entre outros aspectos, a redução dos custos operacionais, o

conforto térmico, o nível de iluminação, a qualidade do ar dos ambientes, o consumo de água,

a limpeza e a geração de resíduos nestas instalações

23

LEED: <https://new.usgbc.org/leed> e < https://www.gbcbrasil.org.br/>. 24

ASHRAE: < https://www.ashrae.org/> e < https://www.ashraebrasil.org/sobre>.

92 5.1.4 A norma ISO 50.001 de sistemas de gestão da energia

Quando a International Organization for Standardization publicou, na década de 1990,

a norma ISO 14.001 (Sistema de Gestão Ambiental), começou o interesse pela integração

desse sistema de gestão com as normas implantadas anteriormente que tiveram ampla adoção,

como as normas da série ISO 9.001 (Sistemas de Gestão da Qualidade) e a norma britânica

OHSAS 18.001 (Sistemas de Gestão de Segurança e Saúde Ocupacional) 25. Considerando

que as normas da série ISO possuem uma estrutura semelhante, a expectativa era de que o

processo de integração seria facilitado e aumentaria a eficiência dos processos, pois, ao

trabalhar com as normas separadamente, a manutenção das certificações aumentaria os custos,

a possibilidade de duplicação de esforços e uma desnecessária burocracia com o volume de

documentos. Isso não significa que, necessariamente, as organizações que trabalham com

normas de diferentes sistemas de gestão devem fazer a integração, pois, assim procedendo,

este processo pode aumentar a complexidade em vez de melhorar a eficiência na gestão.

Portanto, como a natureza de cada norma é diferente, as decisões podem ser: não fazer a

integração, realizar uma integração parcial ou partir para uma integração completa (DAHLIN

e ISAKSSON, 2017).

Assim, a conveniência da implantação integrada, em uma instalação industrial, de um

sistema de gerenciamento da energia certificado segundo a norma ISO 50.001, com outras

boas práticas de gestão e certificação como, por exemplo, qualidade, meio ambiente (ISO

14.001) e gestão de ativos (ISO 55.000), deve ser cuidadosamente avaliada.

A adoção pelas organizações de sistemas de gerenciamento de energia (SGEn)

possibilita acompanhar o desempenho e identificar oportunidades de melhoria na eficiência

energética.

A partir do lançamento da norma ISO 50.001, em 2011, até 2017, foram certificados26

22.870 SGEn. As organizações, incluindo as indústrias, que fazem parte da União Europeia

lideraram o processo de certificação dos seus sistemas de gestão da energia por esta norma,

correspondendo a 83,2% das certificações emitidas (ISO, 2018).

25 A norma ISO 45001 (Sistemas de Gestão de Segurança e Saúde Ocupacional) substituiu, a partir de

março de 2018, a OHSAS 18.001. 26

A ISO faz uma pesquisa anual e os organismos credenciados para certificação informam o número de certificados emitidos em cada continente.

93

A Figura 5.6 apresenta a classificação dos vinte países com maior número de SGEn

certificados no período de 2011 a 2017, com destaque para a Alemanha que apresentou 8.314

certificações (36,3% do total das certificações emitidas).

Entre os cinco países com maior PIB, conforme indicado na Figura 3.1, os EUA e o

Japão só possuíam, respectivamente, 77 e 35 SGEn certificados em 2017. Entretanto, caso o

mercado demande a certificação de suas organizações pela norma ISO 50.001, como

aconteceu com a norma ISO 14.001 (Gestão Ambiental), os modelos de gestão da energia

adotados nestes países estão em condições de atender as adequações requeridas para a

certificação.

Em 2017 o Brasil possuía 49 SGEn certificados pela norma ISO 50.001 (0,2% do total).

Neste ano, o país ficou na 36ª colocação na classificação entre os 94 países avaliados pela ISO

por esta norma. Em relação ao grupo dos BRICS, a Figura 5.6 mostra que até 2017 a China,

Índia e Rússia possuíam, respectivamente, 32, 12 e 5 vezes mais SGEn certificados do que o

Brasil. Países europeus com economias semelhantes ou menores do que a do Brasil, como a

França e a Itália, também se destacaram em relação ao número de certificação dos SGEn pela

norma ISO 50.001 no período de 2011 a 2017.

Fonte: Elaboração própria com base em ISO (2018)

Figura 5. 6 - Classificação dos 20 países com maior número de SGEn certificados pela norma ISO 50.001 no período de 2011 a 2017

8314

3078

2307

1567

857

610

608

568

522

292

250

228

224

216

200

189

178

178

173

Alemanha

Reino Unido

França

China

Itália

Hungria

Índia

Espanha

República Checa

Taiwan

Rússia

Áustria

Bélgica

Tailândia

Irã

Ucrânia

Irlanda

Suécia

Polônia

94

Segundo a Agência Internacional de Energia (IEA, 2017b), as empresas e organizações

que adotaram a norma ISO 50.001 ou padrões semelhantes de gestão da energia podem obter

economias anuais de energia e financeiras de aproximadamente 10%.

No setor industrial, 10.376 SGEn foram certificados pela norma ISO 50.001 no período

de 2011 a 2017, ou seja, 45,4% do total mundial. A Figura 5.7 e a Figura 5.8 apresentam,

respectivamente, o total de SGEn certificados em segmentos industriais selecionados no

mundo até 2017 e no Brasil até 2015. Em 2015 o Brasil possuía 22 SGEn certificados na

indústria, ou seja 67% do total nacional. Adotando uma proporção equivalente em 2017, o

país deve ter aproximadamente 33 SGEn certificados na indústria nacional. Para uma

economia que está entre as dez maiores do planeta, estes valores indicam uma oportunidade

para se mudar a forma como o governo e os empresários estão conduzindo a execução das

políticas associadas com a gestão da energia no país.


Figura 5. 7 - Número de certificações de SGEn industriais pela norma ISO 50.001 no mundo até 2017

1302

923

888

826

307

275

232

197

175

133

117

99

0 200 400 600 800 1000 1200 1400

Metal básico e produtos fabricados de metal

Alimentos, bebidas e tabaco

Produtos químicos e fibras

Produtos de borracha e plástico

Mineração e pedreiras

Celulose, papel e produtos de papel

Concreto, cimento, cal, gesso, etc.

Produtos minerais não metálicos

Farmacêutica

Têxteis e produtos têxteis

Empresas de impressão

Fabricação de coque e produtos petrolíferos refinados

95


Figura 5. 8 - Distribuição das certificações de SGEn de indústrias brasileiras pela norma ISO 50.001 até 2015

A Figura 5.9 lista as normas publicadas pela ISO e pela ABNT (Associação Brasileira

de Normas Técnicas) que complementam a norma ISO 50.001.

Fonte: Elaboração própria com base em ISO (2018) e ABNT (2019)

Figura 5. 9 - Normas complementares à ISO 50.001

Segundo Rozite (2016), através do planejamento e da execução de diagnósticos

energéticos, que são componentes-chave dos SGEn, é possível: (i) entender as tecnologias dos

processos e as necessidades energéticas específicas de cada segmento industrial; (ii)

7

4

3

3

2

1

1

1

Máquinas e Equipamentos

Metalurgia

Combustível Nuclear

Equipamentos Elétricos

Transporte e Armazenamento

Produtos de Couro

Produtos Químicos

Construção

96 identificar as perdas de energia e estimar os respectivos custos; (iii) avaliar as prioridades e a

disponibilidade de recursos (financeiros e de pessoal) para o sistema de gestão da energia; (iv)

avaliar os impactos ambientais decorrentes da produção; (v) identificar as políticas existentes,

bem como as barreiras para a implantação das melhorias e como reduzi-las ou eliminá-las.

A certificação acreditada por uma norma internacional é obtida após auditorias por um

órgão certificador independente e reconhecido pela International Accreditation Forum (IAF),

que verifica se os requisitos propostos para um determinado sistema de gestão estão aderentes

às especificações da norma, se a gestão dos processos é controlada e se a implantação de

melhorias é contínua.

Segundo Lazarte (2016), a adoção da norma ISO 50.001 pode gerar uma economia de

energia estimada em US$ 600 bilhões até 2030.

A introdução de melhorias na eficiência energética tem sido identificada como uma

opção de menor custo para reduzir as emissões e melhorar a produtividade. A adoção de

padrões de gestão da energia conforme a norma ISO 50.001 apresenta um potencial de

economia de energia na faixa de 10% a 40%. A adoção da norma ISO 50.001 até 2030 nos

setores da economia industrial e serviços pode gerar uma economia de energia estimada em

US$ 700 bilhões, em US$ de 2016, e reduzir as emissões em 6.500 milhões de toneladas de

CO2 (MCKANE et al. , 2017).

5.1.5 As empresas de serviços energéticos

As empresas de serviços energéticos, mais conhecidas pela sigla ESCOs (Energy

Service Companies), desenvolvem atividades especializadas na área de energia e fornecem,

entre outras atividades, assistência técnica em contratos e projetos de fornecimento de

energia, gestão e implantação de projetos visando melhorar a eficiência energética de uma

instalação predial e/ou industrial, medição e verificação (M&V) e execução de diagnósticos

para identificar oportunidades para reduzir as perdas e evitar os desperdícios de energia.

Algumas concessionárias de energia criaram ESCOs, como empresas subsidiárias, para

atuar no mercado assessorando os clientes a mapear oportunidades de melhoria no

desempenho energético, executar estudos de viabilidade técnica e financeira, como a

implantação de sistemas de cogeração, e substituição de equipamentos por outros

97 tecnologicamente mais modernos e eficientes. Normalmente estas empresas possuem

condições financeiras para investir e executar projetos de melhorias associados a contratos de

ganhos compartilhados (contratos de desempenho).

As áreas de atuação no Brasil das empresas vinculadas à Associação Brasileira das

Empresas de Conservação de Energia (Abesco) envolvem, conforme indicado na Tabela 5.6,

principalmente a execução de serviços de eficiência energética, geração de energia e gestão

do consumo final de energia elétrica.

Tabela 5. 6 - Áreas de atuação das empresas associadas à ABESCO

Áreas de Atuação Fornecimento de equipamentos, produtos e serviços

Meio ambiente Saneamento, biogás, aterro sanitário e energia renovável

Mecânica Sistemas de aquecimento, ventilação, ar condicionado e ar comprimido

Cogeração Biomassa e diesel

Elétrica Diagnóstico energético, gestão da energia, implantação de projetos, sistemas elétricos e geradores

Automação Predial e industrial Fonte: Elaboração própria com base em ABESCO27

5.1.6 Integração Energética

Nos processos de transformação dos combustíveis e na conversão da eletricidade em

outras formas de energia há perdas consideráveis. Estima-se que 63% do total das fontes

primárias de energia consumidas no mundo sejam perdidas nos processos de combustão e

transferência de calor. Forman et al. (2016) estimaram que as perdas de energia no setor

industrial correspondem a 51% da energia utilizada, conforme está indicado na Tabela 5.7. O

percentual e as faixas da temperatura associadas às perdas de energia na exaustão e efluentes

correspondem a aproximadamente 42% (T<100°C), 38% (T≥ 300°C) e 20% (100°C <T<

299°C). Portanto, investimentos direcionados para a integração energética, como a

recuperação e o aproveitamento do calor rejeitado em alguns processos industriais,

apresentam oportunidades para melhorar a eficiência energética e reduzir as emissões de GEE

(FORMAN et al. , 2016).

27

Áreas de atuação e empresas associadas da Abesco: <http://www.abesco.com.br/pt/associados/#sf-{%224%22:%22Brasil%22,%22search-id%22:%22associados%22}>.

98

Tabela 5. 7 - Estimativa da utilização e perdas de energia na indústria

Participação

Aplicação da energia (exemplos: acionamento e movimentação, aquecimento, refrigeração, iluminação) 49%

- Perdas de energia: exaustão (exemplos: gás de combustão, vapor) e efluentes (exemplos: fluidos refrigerantes, como água e ar) 30%

- Outras perdas de energia (exemplos: radiação, convecção, condução, resistência elétrica, transmissões) 21%

Fonte: Elaboração própria com base em Forman et al.(2016)

O desempenho energético de equipamentos e instalações industriais pode ser otimizado

através de sua integração energética utilizando como ferramenta, por exemplo, a metodologia

de análise Pinch.

Para Kemp (2007), o primeiro conceito chave em uma análise Pinch é o estabelecimento

de metas para a redução de energia. Em uma instalação industrial ineficiente há várias

oportunidades para economizar energia. No entanto, quando bem projetadas e mantidas, as

oportunidades para melhorar o desempenho energético são mais difíceis. Na análise Pinch as

metas são “alvos termodinâmicos” que indicam de forma objetiva o potencial que o processo

pode alcançar se a recuperação de calor dos sistemas de aquecimento e resfriamento de uma

instalação for projetada adequadamente. A Figura 5.10 ilustra os ganhos de tempo e de

economia de energia que se pode obter com a integração energética vis-à-vis a otimização

tradicional dos projetos e a Figura 5.11 ilustra uma aplicação da integração energética em uma

instalação de uma indústria química.

Fonte: Elaboração adaptada com base em Kemp (2007)

Figura 5. 10 - Ilustração dos ganhos na curva de aprendizado em projetos com integração energética

99

Fonte: Elaboração adaptada com base em Kemp (2007)

Figura 5. 11 - Ilustração de uma aplicação de integração energética (processo químico)

A análise Pinch faz uso de conceitos termodinâmicos e de transferência de calor ao

avaliar as correntes frias e quentes de um processo, permitindo identificar o consumo mínimo

de energia requerido por um processo. Segundo Zemp (2016), ao avaliar o potencial de

aumento de recuperação de energia, a análise Pinch considera o impacto de incluir (ou não)

determinadas correntes no sistema de recuperação de energia, e identifica o impacto ambiental

e econômico relacionado ao consumo de combustível e/ou água em processos existentes ou

em novos projetos.

5.1.7 Geração distribuída de energia elétrica

Além de reduzir o consumo de eletricidade via os sistemas de gestão de energia, as

indústrias podem investir na geração própria de energia elétrica para reduzir o valor da

compra para atender a demanda dos processos internos, como também se integrar ao sistema

elétrico para comercializar o excedente e gerar renda extra para a organização.

Através de sistemas de cogeração é possível desenvolver simultaneamente a geração de

energia elétrica ou mecânica ou energia térmica, a partir da queima de um combustível.

Devido às vantagens deste sistema, em vários países os governos têm incentivado a sua

aplicação (LORA e HADDAD; 2006). A cogeração é amplamente praticada nos segmentos

100 industriais energo-intensivos e a sua participação no atendimento da demanda de energia

elétrica tem crescido nos últimos anos no Brasil devido ao aumento do preço da energia

elétrica (BAJAY et al., 2018).

Dentre os combustíveis mais utilizados nas instalações de cogeração industrial no país,

destacam-se os resíduos industriais e o gás natural. Nas usinas siderúrgicas, por exemplo, as

unidades de cogeração queimam gases de coqueria, alto forno e aciaria, além do gás natural

em menor escala. O bagaço da cana e, mais recentemente, a palha da cana colhida

mecanicamente são os combustíveis consumidos nas plantas de cogeração das usinas de

açúcar e álcool.

Os programas de eficiência energética são fundamentais para o desenvolvimento

sustentável. Segundo Bajay et al. (2018) a oferta local de energéticos, renováveis sempre que

possível, deve ser promovida, ao mesmo tempo em que o uso racional de todos os energéticos

consumidos nas instalações.

5.1.8 Instrumentação, automação e softwares para diagnósticos energéticos

A automação e a melhoria dos sistemas de controle da produção contribuem, entre

outros objetivos, para o monitoramento do consumo de energia, água e as emissões em um

processo industrial. A Figura 5.12 ilustra uma estrutura de automação na indústria que pode

contribuir para melhorar o desempenho do negócio.

Fonte: Elaboração própria com base em Bonavita (2013)

Figura 5. 12 - Ilustração de uma estrutura de gestão com o apoio da automação

101

Os modelos de simulação disponibilizados gratuitamente nos portais do Procel INFO e do

DOE na Internet são ferramentas que podem ser utilizadas nos diagnósticos energéticos para

as análises e quantificação dos potenciais de economia no consumo de energia na indústria.

Após a análise de vários destes modelos, Silva (2013) recomendou, para os principais

sistemas consumidores de energia usualmente encontrados na indústria, a utilização dos

seguintes simuladores:

a) Calor de processo: CRC (Procel) e SSAT (DOE);

b) Aquecimento direto: Mark IV (Procel) e PHAST (DOE);

c) Força motriz (motores elétricos): BDMotor (Procel);

d) Ar comprimido: E3AC (Procel) e AirMaster+ (DOE);

e) Bombeamento: PSAT (DOE) e VSD Calculator (DOE);

f) Refrigeração e resfriamento: Mark IV (Procel); e

g) Ventilação: FSAT (DOE) e VSD Calculator (DOE).

5.1.9 Indústria 4.0 e a gestão da energia

O setor industrial passa por mais uma “onda” com a introdução de novas tecnologias na

gestão da produção que estão sendo implantadas via a automação e a integração dos sistemas

de controle dos processos de produção.

Sistemas informatizados para a medição, controle e gestão da energia visando obter

ganhos na eficiência energética também estão sendo desenvolvidos para a indústria, nesta

“onda” que está sendo considerada como a Quarta Revolução Industrial (4IR) 28, chamada de

Indústria 4.0.

A transformação da automação industrial que ocorreu nas últimas décadas com a

informatização, digitalização, medição e controle, evoluiu para a implantação da internet das

coisas, armazenamento de dados na nuvem, inteligência artificial e realidade aumentada, big

data (análise de grande volume de dados), entre outras inovações digitais que estão afetando

em graus diferentes todos os setores da economia. O impacto nas empresas dependerá da

sofisticação das ferramentas que forem implantadas nos processos produtivos (OECD, 2017).

28 Fourth Industrial Revolution (4IR)

102

A Figura 5.13 ilustra, de forma simplificada, o processo de evolução das revoluções

industriais desde a mecanização da energia até a atualidade, com as transformações digitais

trazidas pela Indústria 4.0.

Fonte: Elaboração adaptada com base em Padilha Júnior (2018)

Figura 5. 13 - Ilustração da evolução das revoluções industriais

A instalação de instrumentos de medição do consumo e o controle integrado do fluxo da

energia em uma instalação industrial é um processo complexo. No entanto, a redução nos

custos com a introdução de melhorias na gestão e no uso final eficiente da energia nos

processos de produção industrial, ao longo da vida útil dos equipamentos e instalações, poderá

ser significativa.

A introdução dos avanços tecnológicos da Indústria 4.0 nos processos de produção com

a utilização das melhores tecnologias de automação e digitalização disponíveis no mercado é

um processo desafiador. As oportunidades de melhoria de produtividade decorrentes do

armazenamento e análise on line de indicadores de desempenho energético, tais como o fluxo

de massa e energia, pressão, temperatura, nível, combustão e emissões, entre outros,

possibilitam a formação de históricos da O&M dos equipamentos, agilizam a avaliação do

desempenho dos equipamentos e o monitoramento dos custos da produção, detectam a

103 tendência do consumo de energia e, quando necessário, permitem a correção de desvios para

reduzir as perdas de energia.

5.1.10 Investimentos em ganhos de eficiência energética

Melhorar a eficiência energética nas indústrias através da gestão da energia é importante

devido ao potencial de benefícios econômicos que podem ser identificados e implantados nos

processos de produção. No entanto, para apoiar a implantação de medidas de EE é necessário

entender as barreiras que impedem e afetam as decisões nos diferentes segmentos industriais.

O potencial técnico das medidas que podem melhorar a eficiência energética é limitado por

políticas (públicas e empresariais) que incentivam a sua implantação, tecnologias dos

processos disponíveis para aplicação, rotinas internas e o fluxo de informações nos processos

de tomada de decisão, como também as limitações financeiras e as definições de prioridades

que restringem os investimentos em EE.

A Figura 5.14 apresenta um ranking de barreiras que afetam as decisões de

investimentos em projetos de eficiência energética, conforme a perspectiva de 263 empresas

da Alemanha e de especialistas em energia consultados por Wohlfarth et al.(2018).

Fonte: Elaboração própria com base em Wohlfarth et al.(2018)

Figura 5. 14 - Barreiras que dificultam a realização de projetos de EE na indústria

0 1 2 3 4 5

Priorização de outros investimentos

Indisponibilidade e falta de tempo

Restrições financeiras

Medidas consideradas não lucrativas

Dificuldades para implantar

Dificuldades para motivar

O custo com energia é pequeno no total da produção

Não há gerenciamento de energia (SGEn)

Dificuldades para convencer (departamentos)

Dificuldades para convencer (gestores)

Falta de informação ou visão geral do mercado

Fornecimento da tecnologia requerida

Score (1 a 5)

104

Segundo Wohlfarth et al.(2018), as questões financeiras se destacam entre as principais

barreiras para a implantação de melhorias na eficiência energética. Esse aspecto envolve,

normalmente, a falta de priorização de recursos para os investimentos em projetos de EE,

limites baixos para os prazos de payback dos projetos, dificuldades burocráticas para obter

financiamentos para estes projetos, ou a falta de autonomia para tomar decisões sobre a

priorização dos investimentos nestes projetos. No entanto, uma análise mais detalhada pode

identificar oportunidades de melhorias na eficiência energética dos processos produtivos, ou

da área de Utilidades da empresa que proporcionam aumentos na rentabilidade e lucratividade

para o negócio. Para atenuar as barreiras que dificultam a implantação de melhorias na

eficiência energética sugerem-se as seguintes ações:

i. Obter informações com empresas pioneiras na implantação de SGEn e divulgar os

resultados obtidos;

ii. Implantar medidas de eficiência energética de fácil execução com o pessoal próprio e, com

os resultados obtidos, incentivar os investimentos em outras melhorias que possam trazer

mais rentabilidade para o negócio;

iii. Promover auditorias na gestão da energia (manutenção da certificação) e diagnósticos

energéticos adequados ao segmento industrial em que a indústria atua, e implantar

ferramentas de auto avaliação do consumo de energia; e

iv. Incentivar os gestores da produção a mudar os critérios de decisão quanto às prioridades e

a viabilidade dos investimentos em eficiência, considerando tanto os benefícios tangíveis

como os intangíveis para melhorar a produtividade e competitividade.

Conforme indicado na Figura 5.15, elaborada com base em levantamento da CNI

(2015), investimentos visando melhorias no processo produtivo atual e no aumento da

capacidade produtiva atual representaram 61% do total de investimentos planejados pela

indústria brasileira em 2015.

105

Fonte: Elaboração própria com base em CNI (2015)

Figura 5. 15 - Objetivos dos investimentos planejados pela indústria no Brasil em 2015

Investimentos focados diretamente em ganhos de eficiência energética estão diluídos no

pequeno grupo denominado “Outros” na Figura 5.15. Evidentemente, investimentos em

melhorias no processo produtivo atual e na introdução de novos processos produtivos devem

produzir melhorias na eficiência energética das empresas envolvidas, mas estas melhorias

frequentemente nem são estimadas quando as empresas não possuem algum sistema de gestão

de energia.

Ainda segundo a CNI, os recursos necessários para o financiamento e a execução dos

investimentos em 2014 tiveram como fontes recursos próprios e financiamentos disponíveis

na rede bancária, com uma participação de 62,2% e 35,8%, respectivamente. Em anos de crise

na economia, com redução da utilização da capacidade instalada das indústrias, ocorre uma

redução nos investimentos com recursos próprios. Concomitantemente, devido às incertezas

na condução da recuperação na economia, o mercado financeiro também reduz a

disponibilidade de capital para investimentos. Esta diminuição nas duas fontes de

investimentos pode comprometer a competitividade dos produtos manufaturados.

A análise da viabilidade econômica dos projetos que propiciam ganhos de eficiência

energética deve ser feita com base no ciclo que vida dos equipamentos e instalações

envolvidos. O custo total de um projeto deste tipo pode ser calculado pela Equação 5.1.

�� = �� +� + � + �� + �� +�� + �� + �� (5.1)

onde:

36,1%

25,1%

17,8%

15,7%

4,2% 1,0%Melhoria no processoprodutivo atual

Aumento da capacidade dalinha atual

Introdução de novosprodutos

Manutenção da capacidadeprodutiva

Introdução de novosprocessos produtivos

Outros

106

- CTLCC = custo total considerando o ciclo de vida dos equipamentos e instalações;

- CI = custo inicial (preço de compra dos equipamentos e acessórios);

- CM = custo da montagem e comissionamento;

- CE = custo com energia;

- CO = custo com a operação (operadores);

- CMAN = custo com a manutenção (peças de reposição e mantenedores);

- CP = custo com as perdas programadas na operação (down time);

- CA = custo com aspectos ambientais;

- CD = custo com o descomissionamento do equipamento.

Sá (2010) observa que o componente do custo com energia, na Equação (5.1), pode

representar de 70% a 80% do custo total ao longo da vida útil.

Um dos dilemas associados com investimentos em eficiência energética diz respeito à

demonstração das oportunidades e os ganhos financeiros correspondentes. Para identificar os

ganhos, é necessário executar um diagnóstico energético, seguido de uma campanha de M&V

do desempenho energético que ateste os ganhos obtidos. Para diminuir as incertezas e o custo

do diagnóstico, inicialmente podem ser selecionados alguns sistemas consumidores de energia

e programada a execução do diagnóstico em “equipamentos piloto”. Após a consolidação dos

resultados com a aplicação da metodologia em alguns sistemas operacionais, o diagnóstico

pode ser estendido para outras unidades operacionais da instalação.

Segundo Fleiter et al. (2013), os critérios adotados nas análises da atratividade dos

projetos podem afetar as decisões dos investimentos em medidas e tecnologias para melhorar

a eficiência energética na indústria. A Tabela 5.8 apresenta exemplos destes critérios.

107

Tabela 5. 8 - Exemplo de critérios adotados na avaliação de investimentos em eficiência energética na indústria

Fonte: Elaboração própria com base em Fleiter et al.(2013)

5.1.11 Inovações tecnológicas

Segundo Slack (1993), a tecnologia dos processos define a natureza da operação29 de

uma manufatura30. A exploração das opções tecnológicas pode ser feita levando em

consideração a escala da capacidade produtiva, o grau de automação e o grau de integração do

processo produtivo. A automação dos processos produtivos permite reduzir a variabilidade no

sistema de produção, pois, ao regular, sincronizar e padronizar os fluxos torna previsível uma

produção. No entanto, além dos investimentos em bens de capital, há oportunidades para

ganhos ao se repensar a forma como é gerenciada a operação como um todo, considerando a

sua eficácia, eficiência e confiabilidade.

Nos últimos anos, muitas políticas públicas e programas que incentivam a eficiência

energética no uso final das fontes de energia têm o propósito de mitigar os impactos causados

pelas elevadas taxas das emissões de GEE no período pós-revolução industrial que

29 Operação: grupo de todos os processos empresariais relacionados com a produção de bens e serviços. 30 Manufatura: transformação de matérias-primas.

108 contribuem com as mudanças climáticas no planeta. Assim, a implantação de inovações

tecnológicas e as boas práticas na gestão da energia tornaram-se estratégicas para o negócio.

Os investimentos em novas tecnologias como as melhores tecnologias disponíveis

comercialmente (BATs - Best Available Technologies), modernização dos equipamentos e

processos produtivos, juntamente com a implantação de inovações via projetos de P&D são

fundamentais para melhorar a gestão da energia.

Os recursos ambientais ainda são suficientes para atender a demanda, mas os impactos

ambientais decorrentes da exploração e o processamento dos materiais pela indústria,

particularmente aqueles relacionados com a geração e o uso da energia, indicam a necessidade

da implantação de melhorias, desde o projeto até a produção, passando pela mudança nos

hábitos de consumo e descarte dos resíduos de produtos manufaturados pela sociedade.

Assim, destaca-se o estímulo para a eficiência no uso dos materiais, eficiência no uso da

energia e redução nas emissões de CO2 nos processos de produção industriais (Allwood et al.,

2011).

A Figura 5.16 ilustra os estágios do processo de desenvolvimento de uma nova

tecnologia.

Fonte: Elaboração própria com base em DOE (2009)

Figura 5. 16 - Exemplo de um processo de desenvolvimento de uma tecnologia

109

Segundo Wesseling et al.(2017), as principais barreiras à inovação nos segmentos

industriais energo-intensivos são:

i. Os longos ciclos de investimento fornecem poucas “janelas” de oportunidade para uma

mudança de tecnologia;

ii. As margens de lucro menores e cíclicas desses segmentos reduzem a disponibilidade de

capital para os investimentos, como também não favorecem prazos maiores para o retorno

dos investimentos;

iii. Os altos custos e uma potencial perda de participação de mercado caso ocorram falhas no

processo produtivo, aumentam a percepção de risco que as inovações podem trazer para o

negócio;

iv. Poucas oportunidades para testar e melhorar as inovações;

v. As melhorias incrementais já obtidas e o desempenho das tecnologias dos processos já

existentes dificultam a implantação de inovações radicais;

vi. O foco na reforma de instalações industriais de grande porte já construídas (investimento

brownfield) 31, inibe ainda mais as inovações radicais.

Na última década aumentaram as pesquisas sobre a aplicação de nanotecnologia em

processos e produtos manufaturados. Segundo a ABDI (2010), o tema nanoenergia

compreende o estudo de dispositivos em nanoescala, ou processos que agem sobre a energia

em suas várias formas (e. g. térmica, química, elétrica, radiante, nuclear) para geração de

energia, transmissão, uso e armazenamento em aplicações baseadas em energia elétrica,

hidrogênio, energia solar ou biocombustíveis. Aplicações como nanofibras e nanotubos de

carbono podem ser usadas como suporte na geração e armazenamento de energia, e os

nanocatalizadores são exemplos de inovações que já estão sendo comercializadas.

Melhorias no projeto de trocadores de calor muitas vezes são limitadas pela

condutividade térmica dos fluidos de transferência de calor. Os nanofluidos são considerados

uma nova geração de fluidos de transferência de calor que podem ser usados em várias

indústrias para melhorar as propriedades térmicas, especialmente a condutividade térmica.

Aplicações específicas incluem a transferência de calor em processos industriais, como a

recuperação de energia de gases combustíveis, resfriamento e aquecimento, armazenamento

térmico e lubrificação em partes móveis de máquinas e equipamentos (JAMA et al. , 2016).

31

É um termo que designa os investimentos em instalações abandonadas, ociosas ou subutilizadas cuja expansão ou revitalização é complicada por contaminações ambientais reais ou percebidas.

110

Muitas pesquisas foram desenvolvidas desde a década passada focadas em nanofluidos

para melhorar a eficiência de sistemas térmicos. Melhorias nos nanomateriais têm permitido a

produção de nanopartículas híbridas (nanocompósitos). A tendência das pesquisas de

nanofluidos está se movendo em direção a tipos híbridos de nanofluidos (LEONG et al. ,

2017).

Muitas pesquisas experimentais relacionadas aos nanofluidos focam na síntese,

caracterização, propriedades termofísicas e métodos de produção dos fluidos de transferência

de calor, mas pesquisas e artigos relacionados às suas aplicações industriais e impactos

ambientais são relativamente escassos (RANGA BABU et al. , 2017).

5.2 Gestão da Água na indústria

A gestão da água na indústria começa pela gestão da demanda, visando o uso racional

da água. Após estabelecer as características do consumo, como a quantidade e a qualidade

requerida pelo processo industrial, é necessário fazer a gestão da oferta, com a identificação

das opções que sejam técnica e economicamente mais adequadas para o negócio,

considerando, entre as opções, a utilização da água de reuso dos próprios efluentes e a

reavaliação dos contratos de fornecimento junto à concessionária de água (CNI/ FIESP,

2013).

Na gestão da demanda, entre outros aspectos, é importante a designação de um gestor

para acompanhar e coordenar as atividades envolvendo os recursos hídricos utilizados nas

instalações industriais, tais como:

i. Elaboração de um fluxograma dos processos do sistema de água e efluentes;

ii. Compilação do consumo de água por setores da empresa;

iii. Identificação dos principais poluentes que interferem na qualidade da água utilizada

nos processos de produção e escolha dos métodos mais adequados para o tratamento

da água e efluentes;

iv. Elaboração de um manual técnico com as informações do sistema de água e efluentes,

especificando os equipamentos, tubulações e acessórios da rede, e indicando o volume

e o nível dos reservatórios, assim como as vazões e as pressões requerida para a

operação de cada sistema operacional;

111

v. Redução das perdas físicas e desperdícios; e

vi. Estabelecimento de rotinas de inspeção e manutenção da rede de água e efluentes.

Em 2015 as regiões Sudeste, Sul e Nordeste foram responsáveis por 85% da demanda

de água no país. As maiores demandas estão localizadas na região Sudeste. As indústrias de

produtos alimentícios, fabricação de bebidas, celulose, papel e produtos de papel, produtos

derivados de petróleo e biocombustíveis, produtos químicos e metalurgia são os segmentos

industriais que mais consomem água no Brasil (ANA, 2017).

Segundo Mierzwa e Hespanhol (2005), o ramo de atividade e a capacidade de produção

de uma indústria determinam as características de qualidade (físicas, químicas e biológicas) e

a quantidade de água (vazão e pressão) requerida para uso no processo de produção.

O consumo de água nos processos industriais, conforme indicado na Tabela 5.9, é

importante para os processos produtivos. Portanto, é necessário garantir a sua disponibilidade,

qualidade e confiabilidade no fornecimento. O descarte dos efluentes precisa ser controlado

para minimizar os riscos de contaminação ambiental, pois além da possibilidade de multas,

como a água é um bem público a contaminação dos mananciais impactará na imagem da

organização e poderá provocar ameaças à licença de operação das unidades poluidoras.

Tabela 5. 9 - Aplicações e usos da água na indústria

APLICAÇÕES USOS DA ÁGUA

Matéria prima Incorporada ao produto final (ex. bebidas, produtos de higiene), ou utilizado para gerar outros produtos (ex. hidrogênio na eletrólise)

Fluido auxiliar Preparação de suspensões, soluções químicas e reagentes químicos

Geração de vapor Conversão da água em vapor e acionamento de turbinas

Fluido de aquecimento e/ou resfriamento

Trocas térmicas

Transporte e assimilação de contaminantes

Lavagem de equipamentos e instalações

Consumo humano Instalações sanitárias e refeitórios

Segurança Combate a incêndio

Outros usos Consumo em usos gerais, com recuperação, ou sem recuperação

Fonte: Elaboração própria com base em Mierzwa e Hespanhol (2005) e Telles e Costa (2010)

Para melhorar a gestão da água, a CNI (2013) recomenda que as empresas: (a)

conheçam as características dos mananciais que fornecem a água que captam; (b) calculem os

112 fluxos e os balanços hídricos dos seus processos de produção; (c) identifiquem e avaliem os

riscos associados à confiabilidade no seu suprimento de água; (d) implantem boas práticas

voltadas ao uso racional e à conservação dos recursos hídricos; (e) estabeleçam indicadores de

desempenho e monitorem o cumprimento de metas de redução na captação e consumo de

água, assim como na descarga de efluentes via o aumento no reuso / reaproveitamento das

águas; e (f) estabeleçam e implantem um plano de ação, e avaliem e divulguem o desempenho

resultante.

A Figura 5.17 indica um exemplo dos fluxos de água e efluentes em um sistema

convencional de fornecimento e consumo de água na indústria. A água ao entrar em contato

com os materiais processados na produção é contaminada. A qualidade requerida, a

concentração inicial aceitável de contaminantes e a taxa de aumento da contaminação da água

em um processo industrial são decorrentes da transferência de massa. A máxima concentração

aceitável para o reuso da água em um processo industrial leva em consideração, entre outros

fatores, a máxima solubilidade, limitações da taxa de incrustação (troca térmica e corrosão

dos materiais), o fluxo mínimo requerido pelo processo e as concentrações admissíveis para o

tratamento da água e efluentes (SMITH, 2005).

.

Fonte: Elaboração própria com base em Mathias (2014)

Figura 5. 17 - Exemplo de um sistema convencional de fornecimento e consumo de água, reuso de água e efluentes, e descarga de efluentes em instalações industriais

113

Segundo Mierzwa e Hespanhol (2005), os estudos da viabilidade do reuso da água e

efluentes devem considerar as limitações técnicas (qualidade da água requerida para uma

determinada aplicação), operacionais e econômicas existentes. O nível de reuso dos efluentes

na indústria depende das técnicas de tratamento adotadas, das características dos efluentes

tratados e dos requisitos ambientais para o descarte nos recursos hídricos.

Uma técnica que avalia de uma maneira integrada o consumo de água, a troca de massa

no processo e o potencial máximo do reuso da água / efluentes nas operações industriais é a

metodologia do ponto mínimo de consumo de água (Water Pinch). Nesta metodologia,

inicialmente identifica-se os consumos mínimos requeridos de água e o volume dos efluentes

gerados. Para aumentar a eficiência do uso da água no processo e a concepção do sistema de

distribuição de água e efluentes, verificam-se os fluxos mínimos requeridos e a viabilidade de

reuso de água e efluentes. Finalmente, são propostas melhorias com o objetivo de minimizar o

consumo de água, maximizar o reuso e minimizar a geração de efluentes (MIERZWA E

HESPANHOL, 2005).

A Figura 5.18 representa esquematicamente um processo industrial que requer a

utilização de água, que concentra um contaminante ao longo de sua passagem pelo processo.

A carga de contaminante transferida para a água pode ser calculada através de um balanço de

massa, conforme indicado na Equação 5.2:

Fonte: Elaboração adaptada com base em Mierzwa e Hespanhol (2005) e Smith (2005)

Figura 5. 18 - Representação de um processo industrial com variação na concentração da água devido à absorção de um contaminante

114

∆�� =�á��. ∆� = �á��[�á��í�� − �á�� !��] (5.2)

Onde:

∆mC: variação da carga do contaminante;

mágua: massa de água;

∆C: variação da concentração (C) da massa de água.

A Figura 5.19 apresenta um exemplo de concepção de três sistemas operacionais que

requerem o consumo de água. Inicialmente, na parte (a) da Figura, se utiliza apenas água

limpa no fornecimento de cada sistema. Após análise da integração do consumo de água e

liberação de efluentes (vazões requeridas e concentrações de contaminantes admissíveis na

entrada de cada sistema), seguido ou não de tratamento, constatou-se ser possível reduzir o

consumo de água limpa através do reuso de efluentes de um sistema para os outros sistemas.


Figura 5. 19 - Ilustração de uma aplicação de integração do consumo de água e efluentes com três sistemas operacionais

115

Fernandez e Garrido (2002) argumentam que, caso o fornecimento de água para as

indústrias, hipoteticamente, fosse interrompido, o custo de oportunidade da água seria

considerado como um gasto adicional que as empresas teriam que fazer para encontrar

soluções alternativas como, por exemplo, a obtenção de outorga para a captação em uma

bacia hidrográfica e a reciclagem de suas águas. Neste caso, a opção interna, através dos

investimentos em instalações próprias para o tratamento e reuso da água é uma alternativa que

além de reduzir os custos da compra de água potável, permite manter a produção e garantir

uma segurança hídrica para a empresa.

A Tabela 5.10 apresenta faixas de consumos específicos de água para os segmentos

industriais analisados neste trabalho, segundo Mierzwa e Hespanhol (2005) e Telles e Costa

(2010), enquanto que a Tabela 5.11 mostra a distribuição percentual do consumo de água

nestes segmentos por tipo de atividade: resfriamento sem contato, processo e atividades afim,

e usos sanitários e outros usos.

Tabela 5. 10 - Consumo de água nos segmentos industriais selecionados neste trabalho

SEGMENTO INDUSTRIAL Unidades Segundo Mierzwa e

Hespanhol (m³/unidade)

Segundo Telles e Costa

(m³/unidade) Papel & celulose

- Polpa mecânica t 30-40 15-200

- Polpa obtida pelo processo sulfato t 170-500 Branqueamento da celulose: 80-200 - Polpa obtida pelo processo sulfito t 300-700

- Polpa e papel integrados t 200-250

- Fabricação de papel t 30-250

- Papel jornal t 165-200

- Papel fino t 900-1000

- Papel para impressão t 500

Indústria química

- Amônia sintética t líquida 129

- Soda cáustica t 60,5-200

- Borracha sintética t 100-150

Siderurgia

- Alto forno t 50-73

- Aço acabado / semi acabado t 22-27

- Laminação t 8-50

- Deposição eletrolítica de metais m³ de

solução 1-25

Cimento Portland t 0,55-2,5 Fonte: Elaboração própria com base em Mierzwa e Hespanhol (2005) e Telles e Costa (2010)

116

1 t = 10³ kg (tonelada métrica)

Tabela 5. 11 - Distribuição percentual do consumo de água por atividade nos segmentos industriais selecionados neste trabalho

SEGMENTO INDUSTRIAL Resfriamento sem contato

Processo e atividades afins

Uso sanitário e outros

Aço 56 43 1

Papel & celulose

- Fábricas de celulose e papel 18 80 1

- Fibras celulósicas sintéticas 69 30 1

- Fibras orgânicas celulósicas 94 6 < 0,5

Produtos químicos

- Borracha sintética 83 17 < 0,5

- Cloro e álcalis 85 14 1

- Fertilizantes fosfatados 71 28 1

- Fertilizantes nitrogenados 92 8 < 0,5

- Materiais plásticos e resinas 93 7 < 0,5

- Produtos químicos inorgânicos 83 16 1

- Produtos químicos orgânicos 91 9 1

Cimento 82 17 1 Fonte: Elaboração própria com base em CNI/ FIESP (2017)

O Projeto Aquapolo 32 desenvolvido no Polo Petroquímico do ABC, em São Paulo, é

um bom exemplo da produção de água de reuso de esgoto industrial tratado pela Companhia

de Saneamento Básico de São Paulo (Sabesp). O projeto foi criado através de uma parceria

entre a Braskem Ambiental e a Sabesp e é o 5º maior empreendimento do tipo no mundo. O

fornecimento mantém a qualidade requerida pela indústria e é regular mesmo em períodos de

crise hídrica (IPEA/ANA, 2018). A economia de água potável é de 2,58 bilhões de litros por

mês.

As ações direcionadas para economizar água, segundo o Sistema de auto avaliação de

Eficiência Hídrica (SAVEH) 33 desenvolvido pela AMBEV34 (Companhia de Bebidas das

Américas) possibilitou à empresa reduzir 40% no consumo de água nos últimos 13 anos.

Nesta plataforma, o preenchimento de um autodiagnostico gera um plano de ação que visa

diminuir as perdas e aumentar a eficiência no uso da água nas unidades da empresa.

32

Mais informações sobre o Projeto Aquapolo estão disponíveis em <http://www.aquapolo.com.br/>. 33 Disponível em: < https://saveh.com.br/conheca/>. 34 Metas e compromissos da empresa com a sustentabilidade e a conservação da água:

<https://www.ambev.com.br/sustentabilidade/agua>.

117

Segundo Fernandez e Garrido (2002) caso o fornecimento de água para as indústrias,

hipoteticamente, fosse interrompido o custo de oportunidade da água seria considerado como

um gasto adicional que as empresas teriam que fazer para encontrar soluções alternativas

como, por exemplo, a obtenção de outorga para a captação em uma bacia hidrográfica e a

reciclagem de suas águas. Neste caso, a opção interna através dos investimentos em

instalações próprias para o tratamento e reuso da água é uma alternativa que além de reduzir

os custos da compra de água potável, permite manter a produção e garantir uma segurança

hídrica para a empresa.

A Tabela 5.12 apresenta exemplos de desempenhos e de programas de conservação de

água em diversas empresas e segmentos industriais no país.

Tabela 5. 12 - Exemplos de indicadores de desempenho e de programas de melhorias na utilização da água em empresas e segmentos industriais no Brasil

Empresas e associações

Segmento industrial

Exemplos e indicadores de desempenho

ArcelorMittal / ES

Siderurgia

Para manter a sua produção em razão da crise hídrica no estado do ES em 2016, a empresa adotou medidas para a redução da demanda de água doce através de diminuição de perdas hídricas, modernização da estação de tratamento de água e intensificação dos processos de reuso (400 m³/h para fins industriais) e recirculação interna (97%), e a utilização da água do mar em processos de resfriamento (95,5% da água usada atualmente nas instalações). Há estudos em andamento para projetos de dessalinização.

Cabot Indústria química

Aproveitamento de 100% dos efluentes industriais.

Basf Indústria química

Em 2012 a empresa assumiu o compromisso do uso sustentável da água. Como meta corporativa global planejou reduzir o consumo de água potável em seus processos produtivos em 50% até 2020 a partir dos indicadores de 2010.

Rhodia Indústria química

Implantação de tecnologia para tratar o lodo gerado na ETA. Com esta iniciativa, a empresa reduziu a captação de água em 75m³/h e zerou o volume de sólidos despejados no Rio Atibaia.

Elekeiroz Indústria química

Projetos de reuso da água, captação de água de chuva e campanhas de conscientização de funcionários visando reduzir a captação de água do Rio Jundiaí. Estes projetos permitiram a redução na captação de 18.600m³/ano para 16.800m³/ano.

Lanxess Indústria química

Projetos de retrolavagem ou reutilização de água implantada reduziram o consumo de água em aproximadamente 50% em relação a 2004, bem como a quantidade de resíduos caiu 40%.

118

Empresas e Associações

Segmento Industrial

Uso racional de Água: exemplos e indicadores de desempenho (continuação Tabela 5.12)

Braskem Braskem

Indústria química

O consumo específico médio de água em 2016 foi de 4 m³/t, enquanto que o índice de efluentes líquidos foi de 1,11 m³/t. A empresa investiu no período de 2002 a 2016 em projetos de melhoria hídrica R$ 280 milhões e obteve uma economia de R$ 175 milhões com a redução de custos com tratamento de efluentes líquidos e custos operacionais com o consumo de água. Iniciativas: - UNIB SP: reuso de água via o Projeto Aquapolo que foi implantado em 2012 com capacidade para produzir 1.000 litros/s de água de reuso a partir de esgoto tratado das empresas do Polo Petroquímico do ABC de SP. - UNIB BA: Projeto “Água Viva” em parceria com Cetrel para reaproveitamento de águas pluviais e efluentes tratados. Na primeira fase a meta foi fornecer de 500m³/h a 800m³/h de água tratada para as indústrias petroquímicas do Polo Petroquímico de Camaçari. A economia de energia foi de 1 kWh/m³ de água de reuso em relação aos processos tradicionais. - Aproveitamento da água de chuva no estacionamento da UNIB BA.

Instituto Aço Brasil

Indústrias siderúrgicas

Desenvolve iniciativas associadas com a gestão dos recursos hídricos visando: reduzir vazamentos; diminuir a captação nos mananciais hídricos; reformar, aumentar a capacidade e ampliar a recirculação de água (média de 96%); utilizar água de reuso; e monitorar a qualidade da água e o tratamento de efluentes.

Bracelpa (Associação Brasileira de Celulose e Papel)

Papel & celulose

A referência internacional de captação de água para o processo industrial é de 30m³/t a 50m³/t de celulose produzida. - A Fibria desenvolve programas para circular a água 4,2 vezes antes de ser tratada e devolvida ao rio, e opera com uma captação de 30,6m³/t. No período de 1997 a 2012 o consumo de água caiu de 92m³/t de adt (celulose seca ao ar, com 10% de umidade) para 31m³/t de adt. Neste período, a média de reciclagem da água foi de 85%. - A Cenibra no período de 1977 até 2012 reduziu o consumo de água de 690 m³/tsa para 42,43 m³/tsa, neste período a redução média foi de -7,7 % ao ano.

Abiquim (Associação Brasileira da Indústria Química)

Indústrias químicas

No período de 2006 a 2011 o volume médio de água captado caiu de 7,41m³/t para 5,48m³/t de produto e a água consumida caiu de 4,42m³/t para 3,16m³/t de produto. Em relação aos efluentes lançados, o valor caiu de 2,4m³/t para 1,81m³/t de produto. A reciclagem de efluentes neste período aumentou de 19,8% para 22,2%.

ABCP (Associação Brasileira de Cimento Portland)

Indústrias de cimento

Calcula o consumo de água, eficiência e intensidades métricas, e apresenta relatórios de dados com os indicadores de desempenho e informa as partes interessadas (internas e externas). Aproximadamente 99% do parque brasileiro usa o processo via “seca”. A água é utilizada nas torres de resfriamento e na injeção nos moinhos, representando um consumo de 100 litros/t de clinquer.

Fonte: Elaboração própria com base em CNI (2013) e Lima (2018)

119 5.3 Gestão das emissões e da reciclagem na indústria

A Figura 5.20 mostra, utilizando estimativas do Ministério da Ciência, Tecnologia,

Inovação e Comunicações - MCTIC35, como a distribuição das emissões de CO2 entre os

setores da economia brasileira evoluiu entre 1990 e 2015. Em 2015, o setor de energia foi

responsável por 33% das emissões, seguido pela agropecuária com 31%, uso da terra,

mudança do uso da terra e florestas com 24%, processos industriais com 7% e tratamento de

resíduos com 5% (MCTIC, 2017).

Fonte: Elaboração própria com base em MCTIC (2017)

Figura 5. 20 - Evolução, de 1990 a 2015, da distribuição percentual das emissões de CO2 por setor da economia brasileira

A Figura 5.21 apresenta a distribuição das emissões associadas à queima de

combustíveis fósseis em 2015. As maiores participações são do setor de transporte,

responsável por 44% das emissões, seguido pela indústria com 21%.

35

O Decreto Nº 9.172/2017 oficializou o Sistema de Registro Nacional de Emissões (Sirene) que está sob a responsabilidade do MCTIC, como instrumento oficial para disponibilizar os resultados de emissões de GEE, que incluem as estimativas anuais do país.

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

19

90

19

92

19

94

19

96

19

98

20

00

20

02

20

04

20

06

20

08

20

10

20

12

20

14

Tratamento de Resíduos

Processos Industriais

Energia

Agropecuária

Uso da terra, Mudança doUso da Terra e Florestas

120

Fonte: Elaboração própria com base em SEEG/IEMA (2018)

Figura 5. 21 - Distribuição percentual das emissões de CO2 pela queima de combustíveis no Brasil em 2015

Em 2014 e 2015, com a crise hídrica e o menor nível dos reservatórios das usinas

hidrelétricas, a geração de eletricidade através de usinas termelétricas contribuiu para o

aumento da participação das emissões do setor de energia no total das emissões.

Segundo o SEEG/IEMA36 (2018), as atividades industriais podem gerar emissões

atmosféricas através da queima de combustíveis (geração de calor ou energia elétrica),

disposição de resíduos (tratamento de efluentes e incineração) e nos processos industriais

(transformação química ou física dos materiais). Conforme pode ser observado na Figura

5.22, o segmento das indústrias de ferro gusa e aço e os fabricantes de cimento responderam,

respectivamente, em 2016 por 27% e 21% das emissões de CO2e do setor industrial brasileiro.

O segmento das indústrias químicas ocupa a terceira posição com uma participação de 10%.

As emissões do segmento de papel e celulose, em função das características do processo de

produção com matéria prima de base florestal, é a menor entre os segmentos selecionados

para análise neste trabalho (3%).

36 O Sistema de Estimativas de Emissões e Remoções de Gases de Efeito Estufa (SEEG) é uma iniciativa do Observatório do Clima. O Terceiro Inventário Nacional de emissões de gases de efeito estufa usa as diretrizes publicadas pelo IPCC em seu Segundo Relatório de Avaliação (AR2), de 1995. No entanto, a NDC brasileira, apresentada no Acordo de Paris em 2015, foi elaborada usando os fatores de emissão do relatório mais recente do IPCC, o AR5, de 2013. Assim, o SEEG converteu toda a série de dados para os fatores de emissão da AR5. As emissões por atividade econômica estão disponíveis em: <http://plataforma.seeg.eco.br/economic_activity>.

44%

21%

20%

6%

9%

Transporte

Industrial

Geração de eletricidade

Produção de combustíveis

Outros

121


Figura 5. 22 - Distribuição da participação percentual dos segmentos industriais nas emissões de CO2e da indústria brasileira nos anos de 1990 e 2016

A Figura 5.23 apresenta a evolução das emissões dos processos industriais brasileiros

no período de 1970 a 2017. Os segmentos formados pelas indústrias de produtos minerais e

produção de metais foram responsáveis em 2017 por aproximadamente 78% das emissões dos

processos industriais


Figura 5. 23 - Evolução das emissões dos processos industriais no Brasil, de 1970 a 2017

0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35%

Ferro gusa e aço

Cimento

Outras indústrias

Química

Não ferrosos e outros da Metalurgia

Alimentos e Bebidas

Cerâmica

Papel & celulose

Mineração e Pelotização

Ferro ligas

Têxtil

1990 2016

0

10

20

30

40

50

60

19

70

19

72

19

74

19

76

19

78

19

80

19

82

19

84

19

86

19

88

19

90

19

92

19

94

19

96

19

98

20

00

20

02

20

04

20

06

20

08

20

10

20

12

20

14

20

16

Emis

sõe

s C

O2

e (

Mt)

GW

P-A

R5

Indústria Química Produtos Minerais Produção de Metais

122

A lei que instituiu a Política Nacional de Resíduos Sólidos (PNRS) prevê a prevenção e

a redução na geração de resíduos e apresenta diretrizes visando o aumento da reciclagem e a

reutilização dos resíduos sólidos. Esta lei também determina que aquilo que não tem valor

econômico e nem pode ser reciclado e/ou reaproveitado deve ter uma destinação adequada.

No entanto, aproximadamente 50,5% da destinação dos resíduos no Brasil em 2008 eram

feitas em vazadouros a céu aberto, ou seja, em lixões sem nenhum tratamento (IBGE, 2018c).

Só 11,6% dos municípios que possuem serviços de manejo de resíduos sólidos possuem

unidades de triagem de resíduos recicláveis. Portanto, na grande maioria dos municípios

brasileiros a coleta de materiais que possam ter valor econômico, como alumínio e papel, é

feita por catadores e cooperativas de catadores de materiais recicláveis.

A Figura 5.24 apresenta a evolução da proporção de material reciclado no Brasil no

período de 1993 a 2011. Como destaque entre os materiais reciclados está o alumínio, que

apresentou em 2011 um índice de 98,3%, pois apresenta facilidade no acondicionamento,

transporte e maior valor na revenda.

Fonte: Elaboração própria com base em IBGE (2018d)

Figura 5. 24 - Evolução da proporção de material reciclado de produtos industriais selecionadas no período 1993-2011

98,3

57,1

47

27,1

0

20

40

60

80

100

19

93

19

94

19

95

19

96

19

97

19

98

19

99

20

00

20

01

20

02

20

03

20

04

20

05

20

06

20

07

20

08

20

09

20

10

20

11

Pro

po

rção

de

mat

eri

al r

eci

clad

o (

%)

Latas dealumínio

Papel

Vidro

Embalagens PET

Latas de aço

Embalagenslonga vida

123

Visando aplicar a lei de resíduos sólidos, diversas empresas firmaram com o governo

federal o Compromisso Empresarial para Reciclagem (CEMPRE, 2018) 37. O objetivo deste

acordo é a recuperação e retorno de embalagens como matéria prima para as indústrias. O

acordo para o período 2015-2017 envolveu 732 municípios, onde estão 63% da população

brasileira (130.719.535 habitantes). Foram estabelecidas, como metas, aumentar a

recuperação em 20% da fração seca do lixo urbano e reduzir em 22% a quantidade de

embalagens dispostas em aterros, em comparação a 2012.

A Figura 5.25 apresenta o resultado da distribuição da coleta de resíduos em 2017. Nos

locais em que há coleta seletiva a distribuição de resíduos apresenta a composição apresentada

na Figura 5.26. No Brasil, 1.227 municípios possuíam coleta seletiva em 2018 e apenas 17%

da população era atendida com este serviço.

Fonte: Elaboração própria com base em Cempre (2018)

Figura 5. 25 - Distribuição percentual da coleta de resíduos em 2017

Fonte: Elaboração própria com base em Cempre (2018)

Figura 5. 26 - Distribuição dos materiais recolhidos na coleta seletiva

37 Empresas associadas ao CEMPRE (http://cempre.org.br/sobre/id/1/institucional): AJINOMOTO, AMBEV, ARCOR, BRASKEM, BRF, CARGIL, COCA-COLA, COLGATE-PALMOLIVE, DANONE, FEMSA, HEINEKEN, HERSHEY´S, KLABIN, MCDONALDS, MONDELEZ, NESTLÉ, NESTLÉ WATERS, OWENS ILLINOIS, PÃO DE AÇUCAR, PEPSICO, SC JOHNSON, SIG COMBILOC, TETRA PAK, UNILEVER, VERALLIA e VIGOR.

51,4%

16,7%

13,5%

13,1%

2,9%

2,4%

Fração molhada

Outros

Plástico

Papel e papelão

Metais

Vidro

26%

22%

13%

12%

10%

9%

3%

3%

2%

Rejeitos

Papel e papelão

Plástico

Alumínio

Metais ferrosos

Vidro

Eletrônicos

Outros

Embalagem longa vida

124

A hierarquia de gestão dos resíduos, conforme recomenda a OCDE, envolve (CNI,

2014):

� Prevenir a produção de resíduos, ou reduzir a quantidade gerada;

� Reduzir a toxidade ou os impactos negativos do resíduo que é gerado;

� Reutilizar os materiais recuperados;

� Reciclar, compostar ou recuperar materiais para uso como matérias primas e insumos de

novos produtos;

� Recuperar a energia por incineração, biodigestão, ou processos similares;

� Reduzir o volume dos resíduos antes da disposição final; e

� Dispor dos resíduos sólidos de maneira ambientalmente adequada, geralmente em aterros

sanitários.

A recuperação energética visa aproveitar o potencial energético que um resíduo possa

ter, sendo considerada também como uma forma de aplicação econômica para alguns

resíduos. O aproveitamento energético dos resíduos gerados na indústria normalmente

envolve a sua queima em substituição a outras fontes de energia, como o carvão ou o gás

natural. A Lei nº 12.305 (PNRS) estabelece que “Poderão ser utilizadas tecnologias visando à

recuperação energética dos resíduos sólidos urbanos, desde que tenha sido comprovada sua

viabilidade técnica e ambiental e com a implantação de programa de monitoramento de

emissão de gases tóxicos aprovado pelo órgão ambiental”.

A Tabela 5.13 apresenta exemplos de desempenho e gestão dos resíduos nas indústrias.

125

Tabela 5. 13 - Exemplos de indicadores de desempenho e programas de gestão de resíduos nos segmentos industriais analisados neste trabalho

Empresas Segmento Industrial

Gestão de Resíduos: exemplos e indicadores de desempenho

ABCP (Associação Brasileira de

Cimento Portland)

Fabricantes de cimento

Para cada tonelada de clinquer produzido são necessárias 1,5 a 1,7 toneladas de matéria prima e para cada tonelada de cimento, 60 a 130 kg de óleo combustível ou seu equivalente. Os resíduos passíveis de serem coprocessados nos fornos de clinquer são provenientes de diversas indústrias, principalmente dos setores químico, petroquímico, metalúrgico, alumínio, automobilístico, papel e celulose, além de resíduos sólidos urbanos (RSU) tratados. Entre os resíduos mais comuns encontram-se as borrachas, solventes, tintas e óleos usados, borras de petróleo e de alumínio, além de solos contaminados e lodos das estações de tratamento. Destacam-se, ainda, os pneus inservíveis. Em 2013 os resíduos coprocessados apresentaram a seguinte distribuição: resíduos com potencial energético (31%), matéria prima alternativa (30%), pneus (23%) e biomassa (16%).

Abiquim (Associação Brasileira da

Indústria Química)

Indústria química

“Os indicadores estabelecidos para avaliar a gestão dos resíduos sólidos são aqueles relativos à intensidade de geração de resíduos perigosos e não perigosos. Ambos os indicadores mostram uma redução, desde 2006 até 2012 de 12,8% e 20,7%, respectivamente. Como resultado da gestão de resíduos houve um aumento dos resíduos sólidos reciclados, tanto não perigosos como perigosos, desde 2006 até 2012, em 19,2% e 18,8%, respectivamente, em relação ao ano base 2006”.

IAB (Instituto

Aço Brasil) Siderurgia

“Em 2013 houve uma geração específica de 594 kg de coprodutos e resíduos para cada tonelada de aço produzido. Neste mesmo ano, os principais coprodutos gerados pela indústria do aço foram escórias de alto-forno (37%) e escórias de aciaria (29%), seguidos de finos e pós (14%), lamas (5%), carboquímicos (2%) e outros (13%). 88% dos resíduos gerados foram reaproveitados, caracterizando-se como coprodutos, 6% foram destinados ao estoque e os outros 6% enviados à disposição final em aterros”. “As escórias de alto forno geradas são destinadas à indústria cimenteira”. “As escórias de aciaria, após resfriamento, passam pela etapa de beneficiamento. Em 2013, estes coprodutos foram aplicados, principalmente, em sub-bases, bases e capas asfálticas de pavimentos rodoviários (62%), nivelamento de terrenos (20%), corretivos e fertilizantes de solos (8%), produção de cimento (5%), lastros ferroviários (1%) e outros, como estradas vicinais, gabiões e rip-raps (5%)”. “Em sua maioria, os finos, pós e lamas gerados durante o processo de fabricação de aço retornam ao processo produtivo, assim como os gases gerados na coqueria, alto-forno e aciaria são utilizados internamente para produção de energia elétrica, reaquecimento de placas, entre outros fins, evitando o consumo de insumos sucedâneos, como óleo combustível e gás natural”. “A carepa de aço passou a ser reutilizada para enchimento enclausurado de contrapesos de alta densidade. Esse tipo de material é destinado, por exemplo, às máquinas de terraplenagem e construção pesada, e ainda aos rebocadores de portos”.


126 5.4 Gestão da operação e manutenção

A busca de ganhos de eficiência energética ganhou força como algo inerente à

implantação de inovações tecnológicas e melhorias na gestão da operação dos equipamentos e

instalações. A identificação e correção das fontes de perdas e desperdícios de energia fazem

parte dos programas de eficiência energética, mas não, necessariamente, destacam a

necessidade de aperfeiçoar o desempenho da confiabilidade da manutenção dos

equipamentos. A gestão dos ativos e o desempenho das atividades de manutenção contribuem

para a confiabilidade dos equipamentos e, consequentemente, a disponibilidade das plantas

para produzir. Portanto, para uma gestão dos ativos industriais no padrão “World Class” é

necessário desenvolver programas de melhoria nos processos de O&M visando aumentar a

confiabilidade e o desempenho técnico durante a vida útil dos equipamentos.

Nas avaliações energéticas e na análise de desempenho de uma instalação industrial

normalmente são identificados desvios em alguns requisitos originais de projeto, operação

e/ou manutenção, inclusive requisitos legais como as emissões decorrentes dos processos de

combustão, gestão adequada dos resíduos, captação de água e lançamento de efluentes. Após

corrigir, ou minimizar esses desvios, as instalações e equipamentos podem funcionar

conforme os requisitos técnicos de projeto. Podem ser identificadas algumas oportunidades de

melhoria no projeto para aumentar o desempenho energético de um equipamento como, por

exemplo, modificações nos sistemas de monitoramento e controle ou, quando requerido em

função da elevação nas taxas de falha ou obsolescência tecnológica, a programação de

investimentos para a substituição por um equipamento novo e tecnologicamente mais

eficiente. No entanto, para melhorar o desempenho energético associado com as falhas dos

equipamentos que afetam os programas de produção devido a uma menor confiabilidade,

disponibilidade, produtividade, qualidade ou utilização da capacidade instalada (UCI) de uma

planta, é necessário introduzir melhorias na gestão da operação e manutenção (O&M) dos

ativos da instalação industrial.

Uma análise integrada da gestão da O&M com a gestão da energia nas áreas de

produção e no uso das utilidades industriais permite avaliar, além do desempenho de uma

instalação, equipamento ou sistema operacional, o impacto do custo da energia consumida

durante a vida útil e as oportunidades de melhoria energética para a sua utilização de forma

eficiente.

127

A energia é um dos recursos mais importantes para a produção de bens e serviços nas

indústrias. Portanto, os desvios que afetam o desempenho energético precisam ser

identificados, quantificados, qualificados e corrigidos visando eliminar os desperdícios e

minimizar as perdas de energia e água, diminuir as emissões e os impactos ambientais ao

longo do ciclo de vida dos equipamentos e instalações industriais.

Segundo Sullivan et al. (2010), entre outras responsabilidades, a operação e a

manutenção (O&M) devem fazer o controle do desempenho e a programação de manutenção

dos equipamentos. A eficiência operacional e econômica das instalações ao longo do ciclo de

vida dos equipamentos envolve a combinação de técnicas de manutenção preventiva,

preditiva e centradas em confiabilidade que tem, entre outros objetivos, prevenir ou diminuir

as falhas dos equipamentos e visam aumentar a eficiência, confiabilidade e segurança das

instalações, conforme ilustrado na Figura 5.27. A execução de rotinas padronizadas de O&M

com medição e verificação (M&V) e a coleta de dados em tempo real, com a emissão de

relatórios técnicos e gerenciais, permitem identificar oportunidades de melhorias de baixo

custo ou sem custos da eficiência energética das instalações, que podem ser executadas pela

equipe de O&M. Muitas dessas ações não dependem da contratação de serviços ou da

execução de projetos; sua implantação pode ser fácil e os ganhos podem ser rápidos.

Fonte: Elaboração adaptada com base em Sullivan et al.(2010)

Figura 5. 27 - Ilustração do desempenho de equipamentos e instalações industriais ao longo do tempo

128

Segundo Hoang et al. (2016), a introdução, nos sistemas de gestão industrial, das

intervenções de manutenção preventiva com base nos resultados do monitoramento da

condição dos equipamentos a partir da avaliação de indicadores técnicos tais como as

características do óleo lubrificante e os níveis de vibração das máquinas, otimizou a

programação dos serviços, os custos da manutenção e a disponibilidade operacional dos

equipamentos. No entanto, além do acompanhamento de desempenho via indicadores técnicos

e o custo da manutenção, é necessário introduzir nas estratégias de gestão das atividades de

O&M os impactos das atividades de manutenção sobre o consumo de energia e a eficiência

energética dos equipamentos.

5.4.1 Operação

As organizações industriais necessitam de vários departamentos para executar as

funções que permitem a produção de bens e serviços. Com o desenvolvimento tecnológico e a

organização dos processos de produção, conforme exemplificado no organograma da Figura

5.28, foram criados departamentos especializados para fazer a gestão da operação e a gestão

da manutenção dos equipamentos. Em todas as instalações há uma área chamada de

Utilidades que gerencia, entre outras atribuições, o fornecimento das fontes de energia

elétrica, combustíveis, gases e água que são utilizadas nas unidades de produção. A Figura

5.29 ilustra um exemplo da estrutura dos sistemas de uma área de Utilidades industrial.


Figura 5. 28 - Exemplo de uma estrutura organizacional industrial

129


Figura 5. 29 - Exemplo da estrutura de um sistema de utilidades industrial

Segundo Ribeiro (2014), a manutenção produtiva total (Total Productive Maintenance –

TPM) significa a falha zero e quebra zero dos equipamentos, conjuntamente com defeito zero

nos produtos e perda zero no processo. Trata-se de uma filosofia de manutenção preventiva

que evoluiu no Japão a partir dos anos 1970 visando maximizar a eficiência dos

equipamentos. No entanto, a sua aplicação não é restrita às atribuições do departamento de

manutenção industrial. Neste modelo de gestão os profissionais que trabalham na operação

podem executar atividades simples de manutenção como, por exemplo, trabalhos de inspeção

usando os sentidos, limpeza, reaperto e lubrificação. O pessoal de manutenção é responsável

pelas atividades mais complexas visando manter e melhorar a confiabilidade dos

equipamentos. As sugestões de melhorias são encaminhadas para o departamento de

engenharia, que analisa as oportunidades para aumentar o desempenho dos equipamentos e

das instalações. Para maximizar o desempenho operacional dos equipamentos e da produção

em processos contínuos é necessário minimizar ou eliminar as perdas, como as indicadas na

Figura 5.30, que afetam a disponibilidade, a eficiência operacional dos equipamentos e a

qualidade dos produtos.

130

Fonte: Elaboração própria com base em Ribeiro (2014)

Figura 5. 30 - Oportunidades de melhorias e redução de perdas

5.4.2 Manutenção

As inovações tecnológicas e gerenciais introduzidas na indústria nas últimas décadas

revolucionaram os processos de produção. A automação dos processos industriais permitiu

aumentar a produção e melhorar a produtividade. Os sistemas de monitoramento e controle

dos equipamentos aumentaram a possibilidade de identificar e prevenir avarias visando

aumentar a confiabilidade dos equipamentos durante a vida útil38. Com o tempo, conforme

ilustrado na Figura 5.27, o desempenho dos equipamentos deteriora. Após a identificação de

38 A vida útil refere-se ao período da vida de em equipamento ou componente que se estende desde a

“juventude”, quando começa a operação, até o período do “envelhecimento”, quando normalmente as taxas de falha podem aumentar. Uma nova tecnologia pode tornar um equipamento “obsoleto”, ou menos produtivo durante a sua vida útil (mesmo que esteja bem conservado). Nestes casos, ele poderá ser substituído para melhorar o desempenho requerido para o processo produtivo e aumento da produtividade.

131 defeitos, é necessário programar intervenções planejadas de manutenção para evitar falhas,

conservar o desempenho previsto no projeto e atender as demandas da produção.

A Tabela 5.14, utilizando dados da Associação Brasileira de Manutenção e Gestão de

Ativos (Abraman), indica a distribuição dos homens-hora entre os diversos tipos de

manutenção no Brasil: corretiva, preventiva, preditiva e outros.

Tabela 5. 14 - Distribuição percentual dos homens-hora entre os serviços de manutenção executados no Brasil

Tipos de manutenção

Média do período 1995-2013

2017

Corretiva (28,7±2,5) % 38%

Preventiva (36,3±3,0) % 41%

Preditiva (18,0±0,8) % 14%

Outros (17,1±4,0) % 8%

Fonte: Elaboração própria com base em Abraman (2017, 2013, 2011)

A manutenção industrial é uma das áreas que contribui para ganhos na produtividade

durante a vida útil dos equipamentos. Assim, melhorar a gestão dos ativos e as técnicas de

manutenção possibilita reduzir os custos de produção, pois a perda de produção por paradas

não programadas afeta toda a cadeia produtiva, ou seja, desde o fornecedor de matéria prima,

o processo de produção até a entrega do produto ao cliente final (TAVARES et al. , 2005).

O desempenho da manutenção brasileira segundo a Abraman (2017) apresentou, em

2017, um valor médio para a disponibilidade dos equipamentos e a indisponibilidade por

manutenção de 87% e 8%, respectivamente. Para os segmentos industriais analisados neste

trabalho, os resultados de suas manutenções em 2017 estão indicados na Tabela 5.15 e Tabela

5.16.

Segundo Filho (1996), falha é uma perda da capacidade de um item para realizar sua

função específica, defeito é o desvio de uma característica de um item em relação aos seus

requisitos e a quebra é uma falha que provoca a indisponibilidade ou incapacidade de um item

para desempenhar sua função requerida.

132

Tabela 5. 15 - Indicadores de desempenho da manutenção para segmentos industriais selecionados no Brasil em 2017

Segmentos industriais selecionados

Disponibilidade dos equipamentos

Indisponibilidade por manutenção

Idade média dos equipamentos

(anos)

Químico e Saneamento 88% 13% 28

Mineração e Siderúrgico 88% 8% 20

Petróleo e Petroquímico 88% 2% 18

Papel & Celulose e Plástico 92% 3% 24

Fonte: Elaboração própria com base em Abraman (2017)

Tabela 5. 16 - Distribuição percentual dos serviços de manutenção e participação do custo total de manutenção no faturamento bruto de segmentos industriais selecionados no Brasil em 2017

Tipos de manutenção

(2017)

Manutenção corretiva

Manutenção preventiva

(baseada no tempo)

Manutenção preditiva

(baseada na condição)

Outras atividades de manutenção

Razão do custo total da

manutenção pelo faturamento

bruto das empresas

Químico e Saneamento

25% 50% 20% 5% 5%

Mineração e Siderúrgico

60% 23% 13% 5% 5%

Petróleo e Petroquímico

47% 39% 14% 0% 4%

Papel & Celulose e Plástico

24% 31% 31% 14% 3%

Fonte: Elaboração própria com base em ABRAMAN (2017)

A Tabela 5.17 apresenta uma amostra de indicadores com os benchmarks de

manutenção indicados pela NASA (2008) a partir de dados atualizados em 2008 pela Society

of Maintenance and Reliability Professionals 39, e por Kelly (2006) a partir de estudos da

empresa Fluor Daniel 40.

39

SMRP: https://smrp.org/ 40

Fluor Daniel: empresa multinacional de engenharia, construção, manutenção e serviços (https://www.fluor.com/).

133

Tabela 5. 17 - Indicadores de desempenho de manutenção industrial e benchmarks correspondentes

Indicador Método de cálculo Benchmark¹ Benchmark²

Disponibilidade dos Equipamentos (Manutenção) #$ �%��&$!��'�($�í)�%(�!�$(�!�!��*�(�*'��

#$ �%��&$!��(%��+��(�!�$(�!�! > 95%

Média > 93%

Manutenção (Preditiva + Preventiva) #$ �%��,& !�-�%&��(!��' ')�.(!�)�� ')��

#$ �%��,& !�-�%&��(!��' ')�.(!�)�� ')�.*$!!� ')�� 70%

Manutenção (Corretiva) #$ �%��,& !�-�%&��*$!!� ')��

#$ �%��,& !�-�%&��(!��' ')�.(!�)�� ')�.*$!!� ')�� 30%

Cumprimento da Programação de Manutenção Preventiva #$ �%��&$!��/�*� ��00�� çã$(!�)�� ')�

#$ �%��&$!��(!$�!�0��(�!�0�� çã$(!�)�� ')� > 90%

Manutenção Preventiva / Custo �!ç�0�� $��0�� çã$(!�)�� ')�

�� $#$ �%�� çã$ 15% - 18%

Manutenção Preditiva / Custo �!ç�0�� $��0�� çã$(!��' ')�

�� $#$ �%�� çã$ 10% - 12%

Planejamento dos trabalhos de manutenção #$ �%��&$!��(%��+��0�� çã$

#$ �%��&$!�� !�-�%&��00�� çã$ > 95%

Cumprimento da Programação (Manutenção) #$ �%��&$!��(!$�!�0��(�!�0�� çã$

#$ �%��&$!�� !�-�%&��00�� çã$ > 90%

Horas Extras de Manutenção #$ �%��&$!��/ !�� !�-�%&��00�� çã$

#$ �%��&$!�� !�-�%&��00�� çã$ ≤ 5%

Manutenção Corretiva (emergência) #$ �%��&$!�� !�-�%&��(�%�0�� çã$�0�0�!�ê�*'�

#$ �%��&$!�� !�-�%&��(�%�0�� çã$ ≤ 10%

Manutenção Corretiva (emergência) / Manutenção (Preditiva + Preventiva)

#$ �%��&$!�� !�-�%&��(�%�0�� çã$�0�0�!�ê�*'�

#$ �%��&$!�� !�-�%&��(!��' ')�.(!�)�� ')�� ≤ 20%

Falhas encontradas nas inspeções dos purgadores ú0�!$��(�!��$!��*$05�%&��

#$ �%��(�!��$!��'��(�*'$��$� ≤ 10%

Falhas encontradas nas inspeções termográficas ú0�!$��5�%&��*$� !��

#$ �%��'��(�çõ�� !0$�!á5'*��/�*� �� ≤ 3%

Plano de manutenção executado pelos Operadores #$ �%��,& !�-�%&��(�%$�$(�!��$!��00�� çã$

#$ �%��,& !�-�%&��(%��$��0�� çã$ > 25%

Custo da manutenção / Vendas �� $#$ �%�� çã$

#$ �%��7��5� �!�0�� $� < 3%

Número de sugestões por profissional de manutenção / Ano > 4 Fonte: Elaboração própria com base em NASA (2008)¹ e Kelly (2006)²

134

Ao comparar os valores indicados na Tabela 5.15 e Tabela 5.16 com os valores de

benchmarks indicados na Tabela 5.17, destaca-se o potencial de melhoria nos indicadores de

desempenho da manutenção do setor industrial brasileiro, conforme apresentado na Tabela

5.18.

Tabela 5. 18 - Potencial de melhorias na manutenção para os segmentos industriais selecionados no Brasil

Segmentos industriais selecionados

Disponibilidade dos equipamentos

Manutenção (Preventiva +

Preditiva)

Químico e Saneamento 5,7% a 7,9% 0

Mineração e Siderúrgico 5,7% a 7,9% 94%

Petróleo e Petroquímico 5,7% a 7,9% 32,1%

Papel & Celulose e Plástico 1,1% a 3,3% 12,9% Fonte: Elaboração própria

Em uma manutenção centrada na confiabilidade (RCM), é necessário fazer o cadastro

dos equipamentos e instrumentos, definir os modos de falha (periódica ou aleatória, e as

técnicas de detecção), executar uma classificação de criticidade para os equipamentos e

definir a política de manutenção mais indicada que deve ser aplicada para prevenir essas

falhas, conforme ilustrado na Figura 5.31. As estratégias de RCM são úteis para o

planejamento e a programação dos serviços de manutenção e inspeção. Ao analisar a função

do equipamento e os padrões de desempenho (requisitos de projeto versos operacionais) e as

causas que podem provocar falhas funcionais, bem como a probabilidade e as consequências

das falhas funcionais, é possível agir pro ativamente para aumentar a confiabilidade e a

disponibilidade dos equipamentos para a operação (NASA, 2008).

135

Fonte: Elaboração própria com base em NASA (2008)

Figura 5. 31 - Árvore lógica – manutenção centrada em confiabilidade (análise para equipamentos)

Segundo Sullivan et al.(2010) na execução das atividades de manutenção em instalações

de alto desempenho, menos de 10% envolvem serviços de manutenção corretiva, 25% a 35%

são intervenções programadas de manutenção preventiva, e 45% a 55% das atividades

envolvem serviços de preditiva visando aumentar a confiabilidade da manutenção. Bem

como, há vantagens e desvantagens nos tipos de manutenção normalmente executados como

parte das políticas adotadas pelas empresas na gestão dos ativos, como as indicadas na Tabela

5.19.

136

Tabela 5. 19 - Políticas de manutenção: vantagens e desvantagens

POLÍTICAS DE MANUTENÇÃO

VANTAGENS DESVANTAGENS

CORRETIVA Equipamentos não críticos e pequenos ou os componentes

são simples; Apresentam

pequena possibilidade de

falha; e fazem parte de sistemas

redundantes.

- Menor custo no curto prazo (garantia do fabricante e/ou montador para equipamentos novos em operação);

- Reduz os custos nas previsões das despesas no orçamento de manutenção (ex. reduzir a contratação de serviços de inspeção e/ou preventivas, aumentar o intervalo entre preventivas, postergar as paradas para manutenção);

- Menos staff (pessoal de engenharia de manutenção, inspeção e projeto).

- Aumento nos custos de O&M no médio

prazo (Realidade versus Orçado); - Aumento no tempo decorrente de

paradas não planejadas e no custo da produção por indisponibilidade do equipamento (não há reserva);

- Uso ineficiente dos recursos (serviço fora de programação) e aumento nos custos se for necessário à execução dos serviços em horas extras;

- Decorrente da falha há possibilidade de danos secundários em outros componentes (custo materiais) ou no processo de produção (perdas);

- Redução da vida útil e necessidade de substituição de peças ou uma recuperação mais onerosa;

- Aumento no custo com os estoques de peças sobressalentes críticas.

PREVENTIVA Equipamentos

sujeitos a desgaste e com padrões de falhas conhecidos.

Precisam atender as recomendações do

manual do fabricante e/ou

Legislação (NR-10 e NR-13).

- Melhor gestão do custo efetivo. Economia estimada de 12% a 18% em relação à execução após a falha (corretiva);

- Permite flexibilidade na periodicidade de manutenção;

- Aumento da expectativa de vida útil e da confiabilidade (minimizar o número de falhas), ao executar as intervenções e controlar a degradação de um componente até um nível aceitável antes de programar a substituição por um novo; - Economizar de energia (consumo específico).

- Falhas catastróficas podem acontecer,

como por exemplo, em função de mecanismos de danos nos materiais (ex. fluência, corrosão sob tensão) que não são avaliados pelos métodos tradicionais de inspeção nas manutenções preventivas (ex. folgas, nível, vazamento, desgaste, corrosão);

- Há o risco de uma intervenção desnecessária introduzir algum defeito que não existia antes da execução da preventiva e que pode levar a uma falha (ex. um erro na folga deixada na montagem de componentes).

PREDITIVA Equipamentos

críticos que apresentam falhas

aleatórias e não são sujeitos a desgaste

com o tempo, e podem apresentar

falhas induzidas em preventivas.

- Maior disponibilidade operacional para

os equipamentos; - Permite programar intervenções

preventivas antes de uma falha provocar a parada de um equipamento;

- Economia estimada de 8% a 12% em relação à execução a intervalos determinados (preventiva);

- Economia de energia (consumo específico).

- Maior investimento em atividades de inspeção (pessoal qualificado e equipamentos para os diagnósticos e o monitoramento dos equipamentos);

- O potencial de economia com as inspeções não é facilmente quantificado e percebido pela gerência da O&M.

Fonte: Elaboração própria com base em Sullivan et al.(2010)

137



i. O estímulo à implantação de programas de gestão da energia com foco na melhoria da

eficiência energética para o setor industrial ainda é um desafio estratégico no Brasil. A

realização de diagnósticos energéticos regulares, o estabelecimento de metas de redução

no consumo de energia para os segmentos industriais energo-intensivos, a celebração de

acordos voluntários com entidades e/ou empresas desses segmentos para a formação de

um banco de dados e a criação de indicadores de desempenho no uso final dos

energéticos ainda são raros;

ii. Os programas de gestão da energia nacionais e os órgãos governamentais responsáveis

pela área de energia e emissões deveriam criar incentivos para que as indústrias

implantassem sistemas de gestão da energia. Além do benefício com a redução do

consumo de energia e emissão de GEE, caso o mercado internacional demande a

certificação das organizações pela norma ISO 50.001, como aconteceu com a norma ISO

14.001 (Gestão Ambiental) e a norma ISO 9.001 (Gestão da Qualidade), os modelos de

gestão da energia adotados no país estariam em condições de atender as adequações

requeridas para a obtenção da certificação;

iii. Durante o período de transição para uma matriz energética mais limpa, é necessária a

execução de políticas e programas energéticos por parte dos governos dos países, como a

implantação das melhores práticas de gestão da energia, água e a redução nas emissões,

associadas com a execução de investimentos para o desenvolvimento e a implantação de

tecnologias inovadoras e mais limpas nos processos de produção industrial,

principalmente nos segmentos energo-intensivos, visando à obtenção de ganhos na

eficiência energética no uso final da energia e a redução dos impactos que contribuem

com as mudanças climáticas.

iv. Tendo em vista a importância da inovação tecnológica para se aumentar a produtividade

no setor industrial, contribuindo para o desenvolvimento econômico e social de um país,

o estímulo às atividades de pesquisa e desenvolvimento (P&D) e à formação de

competências técnicas e gerenciais é um tema que precisa estar sempre presente nas

diretrizes e na execução da política industrial no Brasil.

138 v. A gestão dos recursos hídricos na indústria reduz o consumo, aumenta o reuso, reduz os

custos com a compra e captação, e minimiza as multas com efluentes lançados fora das

especificações previstas na legislação ambiental;

vi. Medidas que buscam reduzir as emissões e os impactos ambientais causados pela

produção industrial, como as mudanças no padrão de consumo de matérias primas e no

descarte de materiais (logística reversa), são fundamentais para um desenvolvimento

empresarial sustentável.

vii. A eliminação do passivo ambiental associado à disposição adequada dos resíduos

coletados, em especial os resíduos sólidos via coleta seletiva para o seu aproveitamento

através de reuso e reciclagem, exige a criação de linhas de crédito para investimentos que

viabilizem o tratamento adequado por parte dos gestores públicos e empresariais;

viii. As perdas nos processos de produção afetam a produtividade das empresas. A gestão da

O&M tem uma responsabilidade direta na preservação dos ativos ao longo da vida útil. A

escolha da estratégia de manutenção com foco em confiabilidade para os equipamentos

contribui para ganhos na produtividade e a redução do custo efetivo na produção.

ix. A partir das análises dos resultados do monitoramento do desempenho dos equipamentos

e instalações, é possível planejar as manutenções preventivas, minimizar as manutenções

corretivas e aumentar a disponibilidade dos equipamentos para a produção.

x. Para mitigar os impactos das falhas dos equipamentos ou interrupções no fornecimento

de utilidades, tais como energia elétrica, combustíveis e água para a produção industrial,

é necessária à existência de um sistema de gestão da manutenção com foco em

manutenção centrada em confiabilidade (RCM), integrado com o sistema de gestão da

energia (SGE).

139

6 SEGMENTOS ENERGO-INTENSIVOS DA INDÚSTRIA BRASILEIRA

6.1 Competitividade

O setor industrial brasileiro executou nas últimas décadas investimentos para aumentar

a capacidade de produção, modernizar os equipamentos e instrumentos de medição,

informatizar e automatizar os sistemas de medição e controle de processo, principalmente nos

segmentos energo-intensivos, visando obter ganhos de produtividade, reduzir os custos de

produção e melhorar a competitividade dos produtos comercializados no mercado

internacional.

O impacto na indústria de transformação brasileira associado à crise da economia

nacional no período de 2013 a 2018 provocou uma queda de 9% na utilização da capacidade

instalada (UCI) da indústria de transformação, que apresentou uma UCI média de 75% neste

período (CNI, 2018). Assim, os investimentos que poderiam ter sido implantados neste

período para a expansão da produção e melhoria na produtividade das indústrias foram

adiados e/ou cancelados.

A UCI e a rentabilidade do patrimônio (RP) 41 dos principais segmentos industriais

energo-intensivos do Brasil caíram após as crises na economia mundial em 2008 e no período

de recessão interna após o ano de 2013 (FOLEGO, 2018), conforme está ilustrado na Figura

6.1 e Figura 6.2.

Os dados das Figuras 6.1 e 6.2 revelam que:

i. No período de 2008 a 2014, a RP do segmento químico e petroquímico apresentou

uma taxa média de crescimento de 19,5% ao ano, oscilou nos anos seguintes e em

2017 foi de 6,9%. A UCI dos produtos químicos (exceto perfumaria, sabões,

detergentes e produtos de limpeza e de higiene pessoal) no período de 2011 até 2017

apresentou uma taxa média de queda de 1,68% ao ano;

41

A rentabilidade do patrimônio mede o retorno do investimento para os acionistas. Ela resulta da divisão do lucro líquido ajustado após o Imposto de Renda (IR) sobre o patrimônio líquido ajustado.

140

ii. O segmento de papel e celulose apresentou a mais alta RP em 2009 (18,6%), mas, de

2009 até 2017 a taxa média de queda da RP foi de 9,2%% ao ano. A média da UCI no

período de 2008 a 2017 foi de 88,7%;

iii. O segmento de construção apresentou uma RP de 16% em 2009, mas, daquele ano até

2016, a taxa média de queda da sua RP foi de 17,9%% ao ano, com a RP em 2017

chegando a -3,3%; e

iv. No período analisado, a RP Segmento de siderurgia e metalurgia apresentou uma taxa

média de queda de 18,25% ao ano, a maior entre os segmentos analisados. A sua UCI

no mesmo período apresentou uma taxa média de queda de 1,6% ao ano.

Fonte: Elaboração própria com base CNI (2018)

Figura 6. 1 - Evolução da utilização da capacidade instalada dos segmentos industriais selecionados no Brasil no período de 2008 a 2017

Fonte: Elaboração própria com base em Folego (2018), Martins (2015) e Exame (2012).

Figura 6. 2 - Evolução da evolução da rentabilidade do patrimônio de segmentos da indústria brasileira no período de 2008 a 2017

87,9

76,5

74,6

75,9

60

65

70

75

80

85

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95

2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017

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Celulose, papel e produtosde papel

Químicos

Produtos de minerais nãometálicos

Metalurgia

-3,3

7,86,9

1,4

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10

15

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08

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09

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12

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16

20

17

Re

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bili

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mô

nio

(%

)

Indústria deConstrução

Papel eCelulose

Química ePetroquímica

Siderurgia eMetalurgia

141

A queda na rentabilidade e a redução dos investimentos em inovações tecnológicas nos

processos e em melhorias nas instalações industriais poderão refletir na perda de

competitividade dos produtos manufaturados destes segmentos no mercado internacional.

Conforme ilustrado na Figura 6.3, os preços das commodities no mercado internacional

diminuíram na última década, com alguma recuperação dos preços dos metais e da energia

nos últimos anos. Somando este efeito ao adiamento dos investimentos na modernização e

ampliação da capacidade produtiva na indústria, caso o baixo crescimento da economia

brasileira perdure a competitividade dos produtos manufaturados brasileiros será afetada.

Fonte: Elaboração própria com base em ITAU (2019) 42

Figura 6. 3 - Evolução do preço internacional das commodities de 2002 até 2019

Entretanto, conforme apresentado no Capítulo 5 deste trabalho, há boas oportunidades

para se melhorar a gestão dos ativos industriais, através da implantação de boas práticas na

gestão da O&M, energia, água e emissões. Nesse contexto, o acesso a fontes de matéria prima

e energia, a segurança no fornecimento e o uso eficiente desses recursos, a redução dos custos

com eletricidade e combustíveis nos processos de produção, somado com a redução das

emissões e o aproveitamento energético dos resíduos podem afetar diretamente o desempenho

da indústria brasileira.

42

Obs.: ICI - Índice Commodities Internacional (preço médio internacional das principais commodities) , que leva em conta os seguintes produtos:

� Agrícolas: trigo, milho, soja, açúcar, algodão, café e cacau; � Metais: minério de ferro, cobre, alumínio, níquel, zinco, chumbo e estanho; � Energia: petróleo e gás natural.

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

mar

-02

mar

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-19

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cip

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(US$

)

ICI Agrícolas

ICI Metais

ICI Energia

142 6.2 Energia

Conforme indicado na Figura 6.4, em 2016 as participações dos custos da energia

(eletricidade e combustíveis), água e esgoto no custo total da indústria de transformação

corresponderam, respectivamente, a 2,3% (US$ 20,1 bilhões) e 0,2% (US$ 1,6 bilhões).

Fonte: Elaboração própria com base em IBGE (2018b)

Figura 6. 4 - Evolução, de 2007 a 2016, da participação percentual das compras de energia, água e esgoto no custo total da indústria de transformação no Brasil

A Figura 6.5 ilustra a evolução, desde 1970, do consumo final de energia nos segmentos

industriais energo-intensivos analisados neste capítulo. O setor industrial brasileiro consumiu

86.487 mil tep em 2017 e foi responsável por 35,3% do consumo final de energia brasileiro

EPE/MME (2018c). Neste mesmo ano, conforme ilustrado na Figura 6.6, os segmentos

industriais energo-intensivos selecionados neste trabalho foram responsáveis por 47,6% do

consumo final da indústria.


Figura 6. 5 - Evolução do consumo final de energia dos segmentos industriais selecionados no Brasil no período de 1970 a 2017

2,6% 2,6% 2,5%2,7% 2,6% 2,5%

2,3% 2,2%2,5%

2,3%

0,1% 0,1% 0,1% 0,1% 0,1% 0,1% 0,1% 0,1% 0,1% 0,2%

0%

1%

2%

3%

2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016Par

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Compras de energia (eletricidade e combustíveis) Água e esgoto

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5.000

10.000

15.000

20.000

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70

19

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19

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19

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19

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19

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19

86

19

88

19

90

19

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19

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19

96

19

98

20

00

20

02

20

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20

06

20

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20

10

20

12

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14

20

16

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(10

³ t

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)

CIMENTO FERRO GUSA E AÇO

QUÍMICA PAPEL E CELULOSE

143


Figura 6. 6 - Distribuição da participação no consumo final de energia na indústria brasileira em 2017 e identificação dos segmentos industriais energo-intensivos

A participação relativa da indústria no consumo de energia elétrica no Brasil em 2017

correspondeu a aproximadamente 36% do consumo nacional, conforme está indicado na

Figura 6.7 (EPE/MME, 2018d). No período de 2013 a 2016, quando a recessão na economia

nacional foi maior, a participação relativa da indústria apresentou uma taxa de queda no

consumo de aproximadamente -2,51% ao ano.

Fonte: Elaboração própria com base em EPE/MME (2018d)

Figura 6. 7 - Evolução da participação no consumo de energia elétrica no Brasil no período de 1995 a 2017

Segundo o MME (2018), a geração total de autoprodutores de eletricidade em 2017 foi

estimada em 96,8 TWh, representando 18,4% do consumo final brasileiro de energia elétrica.

29%

19%15%

8%

7%

5%

5%

2%1%

9%

ALIMENTOS E BEBIDAS

FERRO GUSA E AÇO

PAPEL E CELULOSE

QUÍMICA

NÃO-FERROSOS E OUTROS METALÚRGICOS

CIMENTO

CERÂMICA

FERRO LIGAS

TÊXTIL

OUTRAS INDÚSTRIAS

26% 27% 27% 28% 28% 27%26%

25% 25%24% 24% 24% 24% 24%

26% 26% 26% 26% 27% 28% 28% 29% 29%

46% 46% 45%43% 42% 43% 43%

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47% 46% 46% 46%45%

42%43% 42%

41%40%

38%36% 36% 36%

13% 13% 14% 15% 15% 15% 16% 15% 15% 15% 15% 16% 16% 16%17% 17% 17% 18% 18% 19% 20% 19% 19%

15% 14% 14% 15% 15% 15% 15% 15% 15%14% 15% 15% 14% 14% 15% 14% 15% 15% 15% 15% 16% 16% 16%

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20%

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40%

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1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

2009

2010

2011

2012

2013

2014

2015

2016

2017

Par

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ergi

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ca RESIDENCIAL

INDUSTRIAL

COMERCIAL

OUTROS

144 Naquele ano, 57,6% do total da energia gerada por autoprodutores de eletricidade foram

destinados ao consumo próprio (sem uso da rede pública), 13,8% corresponderam à

participação acionária em hidrelétricas distantes dos locais de consumo, e 28,6% foram

vendidos no mercado (energia elétrica excedente). Conforme indicado na Figura 6.8, os

segmentos de papel & celulose e o de siderurgia, analisados nesse trabalho, geraram,

respectivamente, 60,1% e 51,1% do seu consumo de eletricidade em 2017.


Figura 6. 8 - Parcela percentual do consumo de energia elétrica de segmentos industriais atendida por autoprodução no Brasil em 2017

Conforme indicado na Figura 3.11, a tarifa média da energia elétrica industrial em 2017

foi de US$ 170,2 por MWh. Ao se comparar este valor com os preços médios contratados nos

leilões de diversos tipos de novas usinas entre 2014 e 2017 (Tabela 6.1), encontra-se

diferenças de mais de US$ 100 por MWh. Portanto, a migração para o mercado livre dos

consumidores industriais elegíveis e/ou a utilização de sistemas de cogeração, sobretudo com

resíduos industriais, pode reduzir os custos com a compra de energia elétrica e, quando se

dispõe de montantes elevados de resíduos para alimentar as unidades de cogeração, gerar

receita extra com a comercialização do excedente de energia.

Segundo o MME (2011), a força motriz é o principal uso final da energia elétrica na

indústria, correspondendo a 68% do consumo total deste energético. A Tabela 6.2 apresenta

estimativas da distribuição da energia elétrica utilizada como força motriz por tipo de

equipamento/processo nos segmentos industriais analisados neste trabalho. Os sistemas de

bombeamento, ventilação e compressão, e os processos de fabricação respondem por mais de

50% deste uso final.

133

77,7

60,151,1

38,123

10,5 8,11,1

0

20

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80

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140

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nsu

mo

145

Tabela 6. 1 - Preços médios da geração de energia elétrica contratada nos leilões de novos empreendimentos (2014-2017)

Preço Médio Contratado 2014 2015 2016 2017

R$/MWh US$/MWh R$/MWh US$/MWh R$/MWh US$/MWh R$/MWh US$/MWh

BIO 202 80 235 75 218 63 219 66

Gás 206 80 247 77 258 75 213 65

UHE¹ 121 54 182 61 150 43

PCH² e CGH³ 162² 63² 205² 64² 213 65 196 60

Eólica 134 56 191 53 99 30

Solar 216 88 299 81 146 44

Carvão 202 79 146 44 Legenda: Biomassa (BIO), Usinas Hidrelétricas¹, Pequenas Centrais Hidrelétricas², Central Geradora Hidrelétrica³

Obs.: R$ em valores correntes e o US$ da cotação do dia do leilão.


Tabela 6. 2 - Distribuição percentual da energia elétrica utilizada em força motriz por tipo de equipamento/processo na indústria como um todo e em alguns de seus segmentos

Segmentos Bombas Ventiladores Compressores

de ar Refrigeração Manuseio

Processos de fabricação

Outros

Siderurgia 8,7% 15,3% 14,3% - 47,1% 12,6% 1,9%

Cimento 20,4% 14,5% 16,1% 0,2% 11,1% 33,3% 4,4%

Papel & Celulose 32,9% 20,6% 4,8% 0,6% 7,7% 22,3% 11,1%

Química 27,5% 12,5% 29,3% 2,5% 1,5% 24,9% 1,9%

Setor Industrial1 18% 12% 7% 2% 45% 15% Fonte: Elaboração própria com base em MME (2007) e Procel/Eletrobras (2008)1

146

A Figura 6.9 apresenta uma estimativa da distribuição das utilidades existentes no

setor industrial brasileiro e a Tabela 6.3 indica estimativas da distribuição por usos finais

do consumo de energia elétrica nos segmentos analisados neste trabalho, segundo uma

pesquisa efetuada em 2005 pelo Procel/Eletrobras (2008) em 478 instalações industriais.

Os sistemas com maior participação na indústria envolvem o uso de ar comprimido, vapor

e água em processos de troca térmica.

Fonte: Elaboração própria com base em Procel/Eletrobras (2008)

Figura 6. 9 - Estimativa da distribuição percentual das utilidades existentes no setor industrial brasileiro

Tabela 6. 3 - Estimativas das distribuições percentuais, por usos finais, dos consumos de energia elétrica nos segmentos industriais analisados neste trabalho

Segmento Industrial Força motriz

Eletrotermia Iluminação

Metalurgia Básica 53% 37% 10%

Químico 99% 0,5% 0,5%

Cimento 97% - 3% Fonte: Elaboração própria com base em Procel/Eletrobras (2008)

O Plano Decenal de Energia 2027 (PDE 2027), publicado pelo MME/EPE (2018),

compreendendo o período de 2018 a 2027, assume economias de energia na indústria de

1%, 3% e 6%, respectivamente, em relação às demandas de energia final projetadas por

este plano para 2018, 2022 e 2027. Para o consumo industrial de energia elétrica, o Plano

assume economias de 0,8%, 2,4% e 5,6% %, respectivamente, em relação às demandas

deste energético projetadas para 2018, 2022 e 2027. A Tabela 6.4 apresenta projeções do

PDE 2017 referentes à evolução futura (reduções) do consumo energético específico dos

segmentos industriais analisados neste trabalho.

90,7%

35,6%

31,5%

25,1%

16,2%

12,5%

6,5%

3,2%

Ar comprimido

Vapor

Água de resfriamento

Água gelada

Fluido refrigerante

Água quente

Fluido térmico

Ar quente

147

Tabela 6. 4 - Projeções do consumo energético específico, em GJ/t, dos segmentos industriais analisados neste trabalho

Segmentos industriais

2018 2022 2027

Ferro gusa e aço 19,6 19,0 18,3

Papel e celulose 18,2 17,5 17,0

Cimento 3,1 3,0 2,9

Químico * 5,9 5,7 5,5 *Estimativa do autor43

Fonte: Elaboração própria com base em MME/EPE (2018), EPE/MME

(2018c), Abiquim (2018b) e CNI (2012)

Segundo o MME (2011), entre outros aspectos que dificultam a implantação de um

sistema de gestão da energia na indústria contemplando ações regulares visando ganhos de

eficiência energética, destacam-se: (i) há a necessidade da formação e capacitação de

equipes multidisciplinares para tratar das questões que envolvem a gestão da energia com

foco em eficiência energética; (ii) os investimentos em eficiência energética competem

com investimentos na produção (para aumento da capacidade, melhorias na qualidade do

produto e segurança das instalações); (iii) os projetos que envolvem a otimização do

consumo de combustíveis são reduzidos, quando comparados com projetos buscando

ganhos no consumo de energia elétrica; (iv) os investimentos em eficiência energética têm

dificuldades de acesso às linhas de financiamento; (v) não há, no Brasil, incentivos fiscais

para os investimentos em eficiência energética; e (vi) há a necessidade de se construir uma

base de dados com indicadores do desempenho energético por setor industrial e processo

de produção e o estabelecimento de rotinas periódicas de avaliação do desempenho

energético nas indústrias.

Segundo Mejia (2015), a execução de diagnósticos energéticos não é uma prática

rotineira nos setores industriais energo-intensivos no Brasil. Há várias boas práticas e

inovações tecnológicas que podem ser avaliadas durante um diagnóstico energético em

uma instalação industrial. Planilhas eletrônicas e softwares disponíveis gratuitamente na

Internet podem facilitar muito avaliações energéticas na indústria.

O portal EU-MERCI (2019), aponta as seguintes boas práticas transversais que

podem ser adotadas para a melhoria do desempenho energético do setor industrial:

a) Execução de diagnósticos energéticos em sistemas de vapor;

43 Obtidas através de uma regressão exponencial ajustada sobre dados de consumo energético específico divulgados pela Abiquim (2018b) e CNI (2012).

148

b) Execução de diagnósticos energéticos em sistemas de aquecimento;

c) Avaliação do desempenho energético das caldeiras e fornos;

d) Avaliação do desempenho dos queimadores;

e) Avaliação do isolamento térmico das linhas de vapor, funcionamento dos purgadores e

oportunidades de melhoria com a recuperação do condensado, recuperação do vapor de

flash e do calor residual (integração energética);

f) Avaliação do desempenho dos motores elétricos (viabilidade para aumentar a

eficiência), manutenções das subestações (transformadores);

g) Adoção de variadores de velocidade (VSD) para o acionamento de bombas e

ventiladores (onde há viabilidade para melhorar a eficiência);

h) Execução de diagnósticos energéticos nos sistemas de refrigeração;

i) Avaliação dos dados de projeto e o desempenho operacional das bombas,

compressores, ventiladores e exautores;

j) Avaliação do desempenho dos equipamentos rotativos (preditiva);

k) Execução de manutenção preventiva (cumprimento dos planos);

l) Avaliação da necessidade de retrofit nas turbinas (vapor e/ou gás);

m) Avaliação da necessidade de retrofit no sistema de iluminação;

n) Avaliação e otimização dos sistemas de ar comprimido e ventilação;

o) Identificação de oportunidades para implantação de cogeração;

p) Avaliação de combustíveis alternativos;

q) Implantação de melhorias no sistema de controle e gestão da energia.

6.3 Água

Conforme ilustrado na Figura 6.10, elaborado com dados da ANA (2018), em 2017 a

indústria brasileira foi responsável por 9,1% da vazão de retirada de água, 8,8% do

consumo e 9,5% do retorno de água para os corpos hídricos no país.

149

Fonte: Elaboração própria com base em ANA (2018c)

Figura 6. 10 - Estimativas de valores médios anuais, em m3/s, de retirada, consumo e retorno de água no Brasil em 2017, por tipo de atividade

Nas duas últimas décadas houve um aumento na retirada de água (captação para uso)

de aproximadamente 80% e, em função do histórico da evolução dos usos no país, está

previsto até o ano de 2030 um aumento de 24% na retirada de água. Portanto, quando o

balanço hídrico for desfavorável (redução nas precipitações e aumento na temperatura),

haverá vulnerabilidades para atender as demandas dos segmentos industriais. Além disso,

em períodos de crise hídrica há a possibilidade de reduções maiores do que a média nos

níveis dos reservatórios das usinas hidrelétricas, com a consequente elevação no preço da

eletricidade.

Entre as iniciativas que podem ser adotadas para reduzir a captação e o consumo de

água doce em instalações industriais, destacam-se: (i) melhorias na gestão e no

monitoramento dos recursos hídricos; (ii) conscientização para reduzir as perdas físicas e o

desperdício de água nas instalações; (iii) elaboração e execução de plano de manutenção

nos componentes hidráulicos; (iv) ampliação do número de sistemas operacionais com

recirculação de água; (v) controle da pressão e redução dos vazamentos de água; (vi)

captação e utilização de água salgada / salobra, quando há disponibilidade e viabilidade

para uso nos processos; (vii) captação de água da chuva e a construção de reservatórios

para o seu armazenamento; (viii) setorização e monitoramento da qualidade da água e de

seus efluentes; (ix) elaboração de indicadores de consumo (quantidade de água por unidade

de produto); (x) tratamento de efluentes industriais antes de serem descartados, para

0 500 1000 1500 2000 2500

Irrigação

Abastecimento urbano

Indústria

Uso animal

Termelétrica

Abastecimento rural

Mineração

(m³/s)

RETIRADA

CONSUMO

RETORNO

150

minimizar os impactos em corpos hídricos; e (xi) outras ações para o reuso da água e

efluentes (CNI, 2013; IAB, 2012).

6.4 Emissões e resíduos

as emissões decorrentes das atividades industriais são causadas pelas transformações

químicas ou físicas de materiais nos processos industriais, pela produção e consumo de

energia na indústria e pelo tratamento de efluentes industriais e incineração de resíduos nas

fábricas. Entre as iniciativas que podem contribuir para reduzir as emissões, destacam-se: o

aumento na eficiência energética e da participação de fontes renováveis de energia na

matriz elétrica, a substituição de combustíveis fósseis por biocombustíveis, e mudanças no

modal de transporte de carga com a expansão da malha ferroviária.

Conforme ilustrado na Figura 6.11, a produção de bens envolve fluxos de materiais,

energia, água, resíduos e emissões. A área destacada nesta figura é a fronteira adotada nas

avaliações deste trabalho.

Fonte: Elaboração própria com base em ICCA (2016)

Figura 6. 11 - Fluxo de materiais, energia, água, resíduos e emissões decorrentes de processos de produção

151

6.5 Cálculo do potencial técnico de conservação de energia e do payback de projetos

Segundo Saygin et al.(2011a), é importante se comparar o desempenho energético

médio de segmentos industriais ou fábricas com o desempenho energético de instalações

similares produzindo os mesmos bens com as melhores tecnologias e práticas operacionais

disponíveis no mercado. Este processo de comparação é denominado benchmarking e as

melhores tecnologias e práticas são usualmente designadas pela expressão inglesa “Best

Available Technology” (BAT) 44. A diferença percentual entre o consumo específico médio

de um segmento industrial ou fábrica e tal consumo em um segmento industrial ou fábrica

utilizando BAT é denominado potencial técnico de conservação de energia. A Equação 6.1

ilustra o cálculo deste potencial para um segmento industrial i:

8��$��!)�çã$��!�'�' =�9:�;<=9

�9 · 100 (6.1)

onde:

PT Conservação de Energia i: potencial técnico de conservação de energia no segmento industrial i

(%);

CE i: consumo específico médio de energia do segmento industrial i; e

CEBAT i: consumo específico de energia do segmento industrial i com a utilização das BAT.

A Equação 6.2 permite calcular o período de retorno simples 45, mais conhecido pelo

nome em inglês “payback”, de um projeto envolvendo ganhos de eficiência energética

(EE):

8ABCADE�!$+� $ =��)�� '0�� $�$(!$+� $��$�

*$�$0'��%�$*�� $��!�'�,(!$('*'��(�%$(!$+� $�$� (6.2)

Em 1976, como consequência dos embargos e do aumento no preço do petróleo, o

Departamento de Comércio americano criou os Energy Analysis and Diagnostic Centers

com o objetivo de ajudar as instalações industriais das pequenas e médias empresas

44

As estimativas do BAT e estatísticas publicadas sobre as melhores tecnologias variam em função do critério de análise e do volume de controle adotado em um determinado processo para um segmento industrial.

45 O payback simples não leva em conta os juros do investimento ao longo do tempo.

152

(PMEs) a reduzir os custos com energia e melhorar seu desempenho energético.

Atualmente, este programa é administrado pelo US DOE e chama-se Industrial Assessment

Centers (IAC) 46. Neste programa já foram executadas mais de 18.800 avaliações

energéticas pelo IACs, que geraram 142.450 recomendações (a economia média anual

decorrente da recomendação para as empresas é de US$ 136.909). Os IACs fornecem

avaliações técnicas gratuitas que são realizadas por equipes de estudantes e professores de

engenharia de vinte e oito universidades de todo o país (University of Dayton, Lehight

University e University of Miami, entre outas). A cada ano mais de 500 estudantes de

engenharia recebem treinamento prático capacitando, assim, as próximas gerações de

engenheiros especializados em energia para atuar na indústria nesta área.

A Tabela 6.5 lista diversas recomendações resultantes de diagnósticos energéticos

realizados pelos IACs, junto com as economias, custos e paybacks associados a cada uma

destas recomendações.

Tabela 6. 5 - Exemplos de recomendações de melhorias propostas pelo IACs nos diagnósticos energéticos realizados em indústrias nos EUA com as correspondentes economias, custos e paybacks

médios

Recomendações transversais de

melhorias nas instalações industriais

Número de recomendações

Economia média (US$)

Custo médio (US$)

Payback médio (anos)

Estabelecer programa de manutenção preditiva

203 8,524 2,064 0,5

Executar reparos de motores em oficinas certificadas

22 3,109 4,055 1,3

Manter o equipamento limpo 36 26,593 20,016 0,4

Usar filtro nos compressores de ar 70 3,627 2,169 0,5 Desligar o sistema de aquecimento com vapor “steam tracing” quando não for necessário

11 8,030 296 0,5

Efetuar o pagamento das contas em dia

61 2,967 72 0,1

Indústrias de metal primário Executar limpeza dos condensadores e torres de resfriamento

7 2,029 891 0,4

Eliminar fuga de gases inertes, e vazamentos de ar comprimido 325 9,656 2,370 0,4

Otimizar o fluxo do ar de combustão 22 56,985 18,541 0,5

Indústrias de papel Executar manutenção ou substituir purgadores de vapor

21 24,090 3,129 0,4

46

<https://iac.university/>

153

Continuação Tabela 6.5 Número de

recomendações

Economia média (US$)

Custo médio (US$)

Payback

médio (anos)

Corrigir vazamentos de vapor 30 31,123 2,788 0,2 Executar manutenção e instalação de isolamento nas linhas de vapor / água quente

57 8,853 4,007 0,7

Eliminar fuga de gases inertes, e vazamentos de ar comprimido

214 8,573 2,105 0,5

Analisar a relação ar/combustível 36 22,644 7,872 0,8 Upgrade nos sistemas de compressores

21 12,238 9,930 1,1

Indústrias químicas Adotar válvulas de controle de fluxo no sistema de água (otimização)

7 12,134 2,721 1

Estabelecer programação de manutenção nos queimadores das caldeiras

5 673,742 12,430 0,1

Corrigir vazamentos em linhas e válvulas

28 32,017 13,034 0,6

Executar manutenção ou substituir purgadores de vapor

49 71,376 12,908 0,3

Corrigir vazamentos de vapor 37 603,533 15,721 0,3 Executar manutenção e instalação de isolamento nas linhas de vapor / água quente

68 11,536 7,938 1,3

Operar com motores elétricos mais eficientes

66 18,588 34,210 3,6

Indústrias de produtos minerais não metálicos Eliminar fuga de gases inertes, e vazamentos de ar comprimido

186 9,006 4,848 0,5

Instalar temporizadores e termostatos 16 3,020 1,372 0,7 Ajustar os queimadores para uma operação mais eficiente

6 82,933 27,523 1,4

Analisar a relação ar/combustível 21 64,035 24,287 0,6 Operar com um sistema fechado de água para reduzir as perdas

6 11,161 10,227 1

Operar com motores elétricos mais eficientes

35 3,728 9,172 3,1

Melhorar os sistemas e mecanismos dos transportadores de correia

74 4,478 2,491 0,8

Fonte: Elaboração própria com base em IAC (2019)

154

6.6 Ferro gusa e aço

A indústria siderúrgica brasileira é composta por um conjunto de unidades formadas

por: (i) usinas integradas, que executam os processos de redução do minério de ferro,

refino e conformação do aço; (ii) usinas semi-integradas, que recebem ferro-gusa e ferro

esponja produzidos por outras usinas, ou utilizam aço reciclado no processo de refino; e

(iii) produtores independentes, que produzem exclusivamente ferro-gusa (BAJAY et al. ,

2015).

A rota tecnológica mais utilizada no mundo e no Brasil para a produção de aço nas

usinas integradas envolve altos-fornos – AF (Blast Furnaces – BF) na redução de minério

de ferro processado em unidades de pelotização, ou de sinterização, com o auxílio de

coque de carvão, e fornos com injeção de oxigênio (Basic Oxygen Furnace – BOF) na

etapa de refino. Esta rota é energo-intensiva.

No Brasil, algumas usinas integradas utilizam carvão vegetal oriundo de florestas

plantadas ao invés de coque de carvão nos altos fornos.

Uma rota pouco utilizada no Brasil em usinas integradas envolve a produção de ferro

esponja em fornos de redução direta (Direct Reduced Iron – DRI), ao invés de ferro-gusa,

e a alimentação do ferro esponja, eventualmente junto com sucata de aço, em fornos

elétricos a arco (Electric Arc Furnaces – EAF) para a produção de aço. A intensidade da

energia consumida pode ser menor que a rota BF/BOF, dependendo do porte da planta e

das características do combustível e do minério de ferro.

As usinas semi-integradas utilizam fornos elétricos a arco no refino do aço. Esta rota

apresenta menor consumo de energia devido à ausência da etapa de redução do minério de

ferro e de unidades de coqueamento e sinterização, ou pelotização.

O Brasil ocupa uma posição de destaque na produção siderúrgica mundial, tendo

como vantagens competitivas a quantidade das reservas de minério de ferro e a boa

qualidade do teor de ferro da produção mineral nacional.

Segundo a Agência Nacional de Mineração (ANM/MME, 2019), em 2017 80% do

valor total da produção mineral brasileira correspondeu à classe das substâncias metálicas

(ferrosos e não ferrosos) e representou R$ 88,5 bilhões, com destaque para o minério de

ferro ROM47, que correspondeu a 71,1% da produção mineral comercializada. A empresa

47 A produção bruta de minério (ROM) é a quantidade de minério bruto produzido no ano, obtido diretamente da mina, sem sofrer qualquer tipo de beneficiamento.

155

Vale S.A. é a principal empresa produtora, que respondeu por 79,2% da produção nacional

de minério de ferro naquele ano.

A Tabela 6.6 apresenta a evolução da produção bruta e do beneficiamento do minério

de ferro nacional no período de 2015 a 2017. Neste período, a produção nacional bruta de

minério de ferro apresentou uma taxa média de redução de 0,87% ao ano. A Tabela ilustra

a elevação substancial do teor médio de ferro que o beneficiamento propicia. Nas

transações comerciais, os valores da produção beneficiada, em US$/t, foram de 4 a 6 vezes

maiores do que as obtidas na comercialização do minério bruto.

Tabela 6. 6 - Evolução, de 2015 a 2017, da produção brasileira de minério de ferro bruto e comercializado, seu teor médio de ferro e valor unitário de comercialização

Unidades 2015 2016 2017

Produção bruta de minério de ferro 10³ t 595.606 595.606 585.337

Teor médio de Fe % 54,6 54,6 54,4

Produção beneficiada de minério de ferro 10³ t 430.836 430.836 453.704

Teor médio de Fe % 64,0 64,0 63,7

Produção bruta comercializada de minério de ferro 10³ t 16.218 4.647 3.518

- Valor / tonelada US$/t 6,6 8,3 7,5

Produção beneficiada comercializada de minério de ferro 10³ t 418.619 424.034 450.109

- Valor / tonelada US$/t 30,0 31,2 43,9

Dólar/venda (média do ano) R$/US$ 3,34 3,48 3,19

Fonte: Elaboração própria com base em ANM/MME (2019a, 2019b, 2019c) e EPE/MME (2018c)

A elevação do preço do minério de ferro no período de 2004 a 2011 no exterior

favoreceu os investimentos na expansão da produção siderúrgica mundial e brasileira. No

entanto, o cenário adverso da queda no valor do minério de ferro a partir de 2011, ilustrado

na Figura 6.12, associado ao excesso de oferta de produtos siderúrgicos no mercado

internacional, provocou uma forte queda na rentabilidade do segmento siderúrgico

nacional.

156

Obs.: Preço do minério de ferro em dólares americanos constantes por tonelada de minério seco

Fonte: Elaboração própria com base em WB (2019) e WSA (2018a, 2016 e 2009)

Figura 6. 12 - Evolução do preço internacional e da produção mundial do minério de ferro de 1960 a 2018

Segundo a World Steel Association 48 (WSA, 2018a), o maior produtor mundial de

minério de ferro é a Austrália, seguido pelo Brasil. Em 2017 a produção desses países

correspondeu, respectivamente, a 53,2% e 23,4% das exportações mundiais, conforme

indicado na Tabela 6.7. Neste mesmo ano, a China foi responsável pela importação de

68,2% do total de minério de ferro comercializado no mundo, seguido pelo Japão com 8%

e Coréia do Sul com 4,6%. O continente asiático responde por aproximadamente 16,6% da

produção e 85,1% das importações globais de minério de ferro.

Segundo o Sindifer (2019), em 2018 a produção de ferro gusa no Brasil foi de 32.522

mil toneladas. Conforme indicado na Figura 6.13, houve uma queda, entre 2008 e 2018, na

produção de ferro gusa por parte dos produtores independentes, que foi mais que

compensada por aumentos na produção das usinas siderúrgicas integradas, tanto as

baseadas em coque de carvão mineral como as que utilizam carvão vegetal.

48 A World Steel Association (WSA) é uma associação industrial, cujos membros representam

aproximadamente 85% da produção mundial de aço, incluindo mais de 160 produtores de aço, inclusive 9 das 10 maiores siderúrgicas, associações nacionais e regionais da indústria do aço, e institutos de pesquisa do aço.

151

123

57

62

72

884

2.163

0

500

1.000

1.500

2.000

2.500

0

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60

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160

19

60

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63

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84

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20

02

20

05

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08

20

11

20

14

20

17

Pro

du

ção

Mu

nd

ial (

10

6t)

Pre

ço d

o m

iné

rio

de

fe

rro

(re

al

US$

/t)

Produção (Milhões t)

157

Tabela 6. 7 - Produção e exportação dos maiores produtores mundiais de minério de ferro em 2017

Unidade Produção Exportação

Austrália 10³ t 883.357 872.751

Brasil 10³ t 435.532 383.537

Índia 10³ t 201.815 28.057

China 10³ t 115.000 0

Rússia 10³ t 106.508 21.040

África do Sul 10³ t 62.258 66.432

Ucrânia 10³ t 60.498 37.409

Iran 10³ t 55.087 21.783

Canadá 10³ t 49.009 41.174

EUA 10³ t 47.642 10.609

Total dos 10 maiores produtores 10³ t 2.016.706 1.482.792

Participação dos 10 maiores produtores na produção e exportação mundial de minério de ferro % 93,3 90,4

Total mundial 10³ t 2.162.524 1.639.523 Fonte: Elaboração própria com base em WSA (2018a)

Fonte: Elaboração própria com base em SINDIFER (2019)

Figura 6. 13 - Evolução da produção brasileira de ferro gusa entre 2008 e 2018

Segundo o IAB (2018a; ibid, 2018b), a indústria siderúrgica nacional possui 30

usinas, sendo 15 integradas e 15 semi-integradas, que responderam em 2017 por,

respectivamente, 86% e 14% da produção nacional de aço. A produção brasileira em 2017

correspondeu a 2,1% da produção mundial (1.673,9 milhões de toneladas) e a 53,5% da

produção da América Latina (64,2 milhões de toneladas), ocupando a 9º posição entre os

dez maiores produtores no mundo, conforme indicado na Figura 6.14.

24.38125.960

2.148

2.453

8.342

4.109

0

5.000

10.000

15.000

20.000

25.000

30.000

2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018

Ferr

o G

usa

(1

0³

t)

Usinas Integradas (Coque de Carvão Mineral)

Usinas Integradas (Carvão Vegetal)

Produtores Independentes (Carvão Vegetal)

158

Fonte: Elaboração própria com base em IAB (2018b)

Figura 6. 14 - Ranking dos 10 maiores países produtores de aço bruto em 2017

A China apresentou no período de 2004 a 2017 uma taxa média de aumento na

produção de 8,65% ao ano, tendo atingido em 2017 uma produção de 831,7 milhões de

toneladas, que correspondeu a 49,7% da produção mundial. Neste mesmo período,

conforme ilustrado na Figura 6.15, a taxa média anual de aumento na produção dos demais

países que fazem parte do grupo dos BRICS – Brasil, Rússia e Índia foram de,

respectivamente, 0,34%, 0,64% e 9,12%. Entre todos os países avaliados, na última década

a Índia apresentou a maior taxa de crescimento na produção de aço e ocupa a 3ª posição no

ranking dos maiores produtores.

Fonte: Elaboração própria com base em IAB (2018b, 2015, 2010)

Figura 6. 15 - Evolução da produção dos maiores produtores de aço bruto, exceto a China, em 106t, de 2004 a 2017

49,7%6,3%6,1%

4,9%4,3%4,2%

2,6%2,2%2,1%

1,4%

ChinaJapãoIndiaEUA

RússiaCoréia do Sul

AlemanhaTurquia

BrasilItália

0

20

40

60

80

100

120

140

20

04

20

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20

06

20

07

20

08

20

09

20

10

20

11

20

12

20

13

20

14

20

15

20

16

20

17

Pro

du

ção

de

aço

bru

to (

10

6t)

Japão

India

EUA

Rússia

Coréia do Sul

Alemanha

Turquia

Brasil

Itália

159

A Figura 6.16 destaca os países que mais comercializaram aço no mundo em 2017. O

Brasil ocupou a 11ª posição entre os maiores exportadores. Naquele ano, entre os países

exportadores, a China destacou-se com um volume comercializado de 74,8 Mt de aço,

seguido pelo Japão e Coreia do Sul com, respectivamente, 37,5Mt e 31,4 Mt, evidenciando

a força do continente asiático neste segmento industrial no comércio mundial.

Fonte: Elaboração própria com base em WSA (2018b)

Figura 6. 16 - Comércio dos 10 maiores países exportadores e importadores mundiais de aço, mais o Brasil, em 2017

A Figura 6.17 ilustra a evolução da capacidade instalada e da produção de aço bruto

das usinas siderúrgicas brasileiras, que apresentaram, no período de 2004 a 2017, taxas

médias de crescimento de 3,1% ao ano e 0,33% ao ano, respectivamente. Segundo o

Instituto Aço Brasil (IAB, 2018), em 2018 a produção nacional de aço bruto foi de 34.735

mil toneladas, valor 1,1% maior que o obtido em 2017, quando a produção foi de 34.350

mil toneladas e a UCI foi 68%. Nos últimos anos os níveis de produção estão sendo

equivalentes aos do período 2007-2008, que antecedeu a crise na economia mundial. A

produção e utilização da capacidade instalada no período 2016-2018 indicam uma

retomada, mas este segmento ainda sofre o impacto da crise na economia nacional.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

Co

mé

rcio

Mu

nd

ial (

Mt)

Exportação Importação

160

Fonte: Elaboração própria com base em IAB (2018a, 2018b, 2017, 2015 e 2010)

Figura 6. 17 - Evolução da capacidade instalada, produção de aço bruto e UCI das usinas siderúrgicas brasileiras de 2004 a 2017

As vendas internas de aço representaram em 2018 52,6% do total de aço produzido.

Neste mesmo ano foram importados 2.400 mil toneladas e o saldo na balança comercial foi

de 11.692 mil toneladas. No período de 2008 a 2018 as vendas internas diminuíram em

média 2% ao ano e as exportações aumentaram em média 4,1% ao ano. Nesse contexto,

uma maior oferta de aço no mercado internacional aumenta a concorrência, e pode

comprometer ainda mais a recuperação das siderúrgicas brasileiras (IAB, 2018b).

O somatório da produção das empresas indicadas na Figura 6.18 correspondeu em

2017 a 91,5% da produção de aço bruto no Brasil. Naquele ano, os estados do Rio de

Janeiro, Minas Gerais e Espírito Santo responderam por 83,3% da produção nacional.

Nesta última década, a instalação de novas usinas contribuiu para aumentar a capacidade

da produção brasileira de aços semiacabados (placas): a Ternium Brasil (antiga Companhia

Siderúrgica do Atlântico - CSA) entrou em operação em 2010 e a Companhia Siderúrgica

do Pecém (CSP) em 2016, com capacidades instaladas para produzir, respectivamente, 5

milhões e 3 milhões de placas de aço por ano.

34.35034.022

50.35097%

63% 62%

68%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

0

10.000

20.000

30.000

40.000

50.000

60.000

2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017

UC

I

Aço

Bru

to (

10

³ t)

Produção de Aço Bruto Capacidade Instalada (Aço Bruto/Ano)

Utilização da capacidade Instalada (UCI)

161

Fonte: Elaboração própria com base em SGM/MME (2018) e IAB (2018a, 2018b, 2017, 2015 e 2010)

Figura 6. 18 - Evolução da produção de aço bruto pelas principais empresas no Brasil, de 2004 a 2017

Conforme indicado na Tabela 6.8, em 2016 e 2017 mais de 70% dos processos de

produção de aço bruto do segmento siderúrgico nacional e mundial utilizaram na aciaria

fornos do tipo LD (Conversor a Oxigênio ou Processo Linz-Donawitz) / BOF (Basic

Oxygen Furnace). Os fornos do tipo EAF (Electric Arc Furnace) e EOF (Energy

Optimizing Furnace) foram responsáveis pelo restante da produção.

Tabela 6. 8 - Participação, em %, dos tipos de fornos de refino na produção de aço bruto nos anos de 2016 e 2017

Tipos de fornos no refino

2017 2016

Brasil Mundo Brasil Mundo

LD/BOF 77,6% 73% 77,3% 77,3%

EAF 21% 26,5% 21,1% 21,1%

EOF 1,4% 0,5% 1,6% 1,6% Fonte: Elaboração própria com base em IAB (2018b)

Os segmentos da construção civil, bens de capital e automotivo foram responsáveis

em 2016 por 38,1%, 31,4% e 19,6%, respectivamente, do consumo total dos produtos

siderúrgicos no país (IAB, 2018a).

A crise na economia nacional afetou, nos últimos anos, os investimentos em obras de

infraestrutura e em projetos habitacionais, diminuindo o consumo de aços longos. Quedas

0

1.000

2.000

3.000

4.000

5.000

6.000

7.000

8.000

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10.000

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20

16

20

17

Pro

du

ção

de

aço

bru

to p

or

em

pre

sa (

10

³ t)

ArcelorMittal Tubarão

Gerdau

Ternium Brasil

Companhia SiderúrgicaNacional (CSN)

Usiminas

ArcelorMittal Aços Longos

Companhia Siderúrgica doPecém (CSP)

ArcelorMittal SulFluminense

162

nas vendas internas, nestes anos, forçaram os fabricantes de máquinas e equipamentos e a

indústria automotiva a reduzir o seu consumo de aço, composto, sobretudo, por aços

planos. Portanto, para compensar a queda nas vendas internas a partir de 2013, houve um

aumento das exportações brasileiras.

Os investimentos efetuados pela indústria siderúrgica nacional no período de 2004 a

2009 aumentaram em média 36,6% ao ano. No entanto, conforme ilustrado na Figura 6.19,

a crise na economia mundial e a recessão na economia brasileira nos últimos anos fizeram

com que os investimentos no segmento diminuíssem, em média, 20,7% ao ano a partir de

2009.

Fonte: Elaboração própria com base em IAB (2018a, 2018b e 2014a)

Figura 6. 19 - Evolução dos investimentos da indústria siderúrgica no Brasil de 2000 a 2017

6.6.1 Energia

A indústria metalúrgica brasileira em 2017 foi responsável pelo consumo final de

22.906 mil tep. Este valor correspondeu a 29,6% do consumo final do setor industrial

naquele ano (EPE/MME, 2018c). A Figura 6.20 ilustra a evolução do consumo de energia

a partir de 1970 por segmento da metalurgia. No ano de 2017 as indústrias de ferro gusa e

aço, não ferrosos e outros da metalurgia, mineração e pelotização, e ferro-ligas foram

responsáveis por, respectivamente, 18,4%, 6,5%, 3,1% e 1,5% deste consumo final. O

consumo energético final das indústrias de ferro gusa e aço decresceu, em média, 1,4% ao

ano durante o período de 2011 a 2017, refletindo o aumento da oferta de aço de outros

1.234

1.335

857

824

946

1.894

3.055

2.550

3.597

4.507

3.709

3.092

3.185

2.127

2.379

1.291

1.250

706

0

1.000

2.000

3.000

4.000

5.000

20

00

20

01

20

02

20

03

20

04

20

05

20

06

20

07

20

08

20

09

20

10

20

11

20

12

20

13

20

14

20

15

20

16

20

17

Inve

stim

en

tos

(10

6 U

S$)

163

países no mercado mundial, a crise econômica nacional e os efeitos destes dois fatores

sobre o desempenho deste setor neste período.


Figura 6. 20 - Evolução, de 1970 a 2017, do consumo final de energia, em 103 tep, por segmento da metalurgia brasileira no período de 1970 a 2017

A Figura 6.21 mostra a evolução do consumo específico de energia e do consumo

específico de energia elétrica na produção siderúrgica no Brasil no período de 1970 a 2017.

Neste período, a taxa média de redução do consumo específico de energia foi de 0,58% ao

ano, frente a uma taxa média de crescimento da produção de aço de 4% ao ano.


Figura 6. 21 - Evolução, de 1970 a 2017, do consumo específico de energia e do consumo específico de energia elétrica, em GJ/t, da siderurgia brasileira no período de 1970 a 2017

0

5.000

10.000

15.000

20.000

19

70

19

72

19

74

19

76

19

78

19

80

19

82

19

84

19

86

19

88

19

90

19

92

19

94

19

96

19

98

20

00

20

02

20

04

20

06

20

08

20

10

20

12

20

14

20

16Co

nsu

mo

fin

al d

e e

ne

rgia

(1

0³

tep

)

FERRO GUSA E AÇO FERRO-LIGAS

MINERAÇÃO E PELOTIZAÇÃO NÃO-FERROSOS E OUTROS DA METALURGIA

25,5

29,5

23,724,9

22,420,9

19,4

1,3 2,1 2,2 1,9 2,1 2,0

0

5

10

15

20

25

30

35

1970

1972

1974

1976

1978

1980

1982

1984

1986

1988

1990

1992

1994

1996

1998

2000

2002

2004

2006

2008

2010

2012

2014

2016

Co

nsu

mo

Ee

spe

cífi

co d

e E

ne

rgia

-C

E (G

J/t)

CE total de energia (GJ/t) CE Eletricidade (GJ/t)

164

Segundo a Pesquisa Industrial Anual (PIA – Empresa) realizada pelo IBGE em 2016,

os custos com energia elétrica e consumo de combustíveis na produção de ferro-gusa e de

ferro-ligas foram de US$ 355,2 milhões, correspondendo a 22,2% dos custos operacionais

(Figura 6.22). No período em que a recessão neste segmento foi mais severa (2014 a 2016),

a taxa média da participação desses custos aumentou 38,9% ao ano.

Fonte: Elaboração própria com base em IBGE (2018e)

Figura 6. 22 - Evolução percentual, da participação da energia elétrica e dos combustíveis no custo das operações industriais na siderurgia brasileira no período de 2007 a 2016

Em 2017 o consumo de energia elétrica do segmento siderúrgico foi de 18.652 GWh

(67.177 GJ). A Figura 6.23 ilustra a evolução do consumo e da autoprodução de energia

elétrica na siderurgia brasileira. Em 2017 a autoprodução atendeu a 57% do consumo de

eletricidade deste segmento industrial, sendo 49% suprido por centrais termelétricas e 8%

por usinas hidrelétricas (IAB, 2018a).

Fonte: Elaboração própria com base em EPE/MME (2018c) e IAB (2018b, 2017, 2015 e 2014a)

Figura 6. 23 - Evolução do consumo e da autoprodução de energia elétrica na siderurgia brasileira, em 103 MWh, no período de 2008 a 2017

14,3%15,9%

14,7%17,0%

13,1%15,9%

12,0% 11,5%

16,0%

22,2%

0%

5%

10%

15%

20%

25%

2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016

Par

tici

paç

ão %

da

en

erg

ia

no

s cu

sto

s o

pe

raci

on

ais

18.652

10.947

0

5.000

10.000

15.000

20.000

25.000

2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017

10

³ M

Wh

Consumo de energia elétrica Geração Própria de Energia Elétrica

165

Segundo o DTTM/MME (2018), a autoprodução de energia elétrica nos segmentos

industriais de mineração e de não ferrosos em 2017 foi de 40% e 31%, respectivamente.

Em função do preço de mercado da energia elétrica e das demandas das unidades de

produção, parte da energia elétrica excedente que foi gerada pelas usinas pode ser

comercializada. Segundo Bajay et al. (2015), esta condição é comum nas usinas integradas

que produzem placas, devido à ausência de unidades de laminação; assim, há excedentes

de energia elétrica que podem ser vendidos, propiciando receita extra para as usinas. Nas

usinas semi-integradas, por outro lado, que possuem fornos elétricos na aciaria,

normalmente é necessário a aquisição de energia elétrica para suprir a demanda destes

fornos.

Conforme ilustrado na Figura 6.24, a utilização de gás natural na indústria de ferro

gusa e aço brasileira apresentou um crescimento médio de 4,7% ao ano a partir dos anos

1990 até 2017. O carvão vegetal cresceu em média 8,9% ao ano neste segmento industrial

nas décadas de 1970 e 1980, mas, a partir dos anos 1990 até 2017, apresentou uma redução

média no consumo de 2,3% ao ano. Neste mesmo período, o carvão mineral apresentou um

crescimento médio de 18% ao ano, compensando a diminuição da participação do carvão

vegetal na matriz deste segmento. A matriz energética deste segmento é a mais intensiva,

na indústria brasileira, na utilização de carbono.


Figura 6. 24 - Evolução do consumo das principais fontes de energia da indústria brasileira de ferro gusa e aço no período de 1970 a 2017

0

1.000

2.000

3.000

4.000

5.000

6.000

7.000

8.000

9.000

19

70

19

72

19

74

19

76

19

78

19

80

19

82

19

84

19

86

19

88

19

90

19

92

19

94

19

96

19

98

20

00

20

02

20

04

20

06

20

08

20

10

20

12

20

14

20

16

Co

nsu

mo

de

en

erg

ia (

10

³ te

p)

GÁS NATURAL CARVÃO MINERAL

GÁS DE COQUERIA COQUE DE CARVÃO MINERAL

ELETRICIDADE CARVÃO VEGETAL

166

Em 2017 o consumo final de energia nas usinas siderúrgicas brasileiras foi de 15.948

mil tep. A Figura 6.25 ilustra a distribuição das fontes de energia consumidas por estas

usinas naquele ano. Observe-se, nesta figura, a predominância dos consumos de coque de

carvão mineral, carvão vegetal, carvão mineral e eletricidade, nesta sequência.


Figura 6. 25 - Distribuição percentual das fontes de energia utilizadas na indústria brasileira de ferro gusa e aço em 2017

Quando é necessário racionar o consumo de energia, como ocorreu no país com a

energia elétrica em 2001, normalmente as indústrias estabelecem metas de redução do

consumo e implementam melhorias em motores elétricos e sistemas de bombeamento,

reduzem vazamentos de ar comprimido, melhoram trocas térmicas e aumentam a geração

própria de energia elétrica, entre outras ações. A Figura 6.26 mostra iniciativas adotadas

por usinas siderúrgicas no Brasil para reduzir seu consumo de energia, destacando o

percentual de adesão das iniciativas (IAB, 2012).

A Figura 6.27 apresenta a distribuição do fornecimento, geração, consumo e perdas

de energia entre as atividades da indústria siderúrgica dos EUA. Nesta ilustração destacam-

se no consumo e nas perdas os processos de aquecimento, e máquinas e equipamentos que

fazem parte dos processos de produção. O consumo de energia nos processos fora da

produção corresponde a 9,1%.

7,3%

13,3%

7,4%

46,1%

10,1%

14,6%

1,3% GÁS NATURAL

CARVÃO MINERAL

GÁS DE COQUERIA

COQUE DE CARVÃO MINERAL

ELETRICIDADE

CARVÃO VEGETAL

OUTRAS

167

Fonte: Elaboração própria com base em IAB (2012)

Figura 6. 26 - Iniciativas e participação percentual na produção de unidades siderúrgicas no Brasil que realizaram ações para reduzir seu consumo de energia

Fonte: Elaboração própria com base em DOE (2018a)

Figura 6. 27 - Distribuição percentual do fornecimento, geração, consumo e perdas de energia entre as atividades da indústria siderúrgica dos EUA

A Tabela 6.9 reproduz resultados de um levantamento feito pelo Department of

Energy (DOE, 2018a) sobre a distribuição do consumo e das perdas de energia nas

máquinas e equipamentos utilizados na indústria siderúrgica nos EUA. Destacam-se no

consumo de energia os equipamentos de manipulação e processamento de materiais que

correspondem a quase 60% do consumo total. Em relação às perdas de energia, destacam-

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80%

Treinamento (sensibilização)

Otimização nos controles de processo(automação)

Reaproveitamento de gases do processo deprodução

Redesenho do processo

Substituição de combustíveis

Reforma ou substituição de equipamentos (+eficientes)

168

se os compressores de ar e os equipamentos de processamento de materiais com perdas de

mais de 80% do seu consumo de energia.

Tabela 6. 9 - Distribuição percentual do consumo de energia e percentual de perdas de energia dos vários tipos de máquinas e equipamentos utilizados na indústria siderúrgica americana

Máquinas e equipamentos Distribuição do consumo de energia Perdas

Bombas 8,6% 44,4%

Ventiladores 15,2% 50%

Compressores de ar 14,3% 86,7%

Manipulação de materiais 46,7% 22,4%

Processamento de materiais 12,4% 84,6%

Outros sistemas 1,9% 50%

Total 100,0% - Fonte: Elaboração própria com base em DOE (2018a)

Os consumos energéticos específicos das etapas de produção de ferro-gusa e aço das

diversas rotas tecnológicas atualmente utilizadas no mundo, empregando as melhores

tecnologias disponíveis no mercado (BATs) estão listados na Tabela 6.10.

169

Tabela 6. 10 - Consumos energéticos específicos, em GJ/t aço, por rota tecnológica e por etapa do processo produtivo da indústria siderúrgica, utilizando as melhores tecnologias disponíveis no

mercado

Etapas do processo produtivo

Rotas

AF/BOF Smelting reduction

/ BOF DRI/EAF

EAF com sucata

Preparação de material

Sinterização 1,9 1,9

Peletização 0,6 0,6

Coqueamento 0,8

Produção de ferro-gusa

Alto forno (AF) 12,2

Gaseificação do carvão integrada com a redução do minério de ferro (Smelting reduction)

17,3

Forno de redução direta (DRI) 11,7

Produção de aço

Conversor a oxigênio (BOF) -0,4 -0,4

Forno elétrico a arco (EAF) 2,5 2,4

Refino 0,1 0,1

Lingotamento e laminação

Lingotamento contínuo 0,1 0,1 0,1 0,1

Laminação a quente 1,8 1,8 1,8 1,8

SUBTOTAL 16,5 19,5 18,6 4,3

Laminação a frio e acabamento

Laminação a frio 0,4 0,4

Acabamento 1,1 1,1

TOTAL 18 21 18,6 4,3

Fonte: Elaboração própria com base em IETD/IIP (2019a)

Em 2017, 86% da produção de aço bruto no Brasil foram manufaturados em usinas

integradas e os restantes 14% em usinas semi-integradas (IAB, 2018b). Utilizando estas

parcelas da distribuição da produção brasileira de aço entre os tipos de usinas como pesos e

adotando 17,5 GJ/t aço como o consumo energético específico da BAT de usina integrada

representativa da produção destas usinas no país 49 e 4,3 GJ/t aço como o consumo

energético específico da BAT de usina semi-integrada, obtém-se a média ponderada de

15,6 GJ/t aço como o consumo energético específico de BATs que representam o mix

brasileiro de produção de aço oriundo de usinas integradas e semi-integradas em 2017.

49

Parte da produção brasileira de aço em 2017, como as placas de aço exportadas pela Ternium Brasil e a Companhia Siderúrgica do Pecém, não envolveu as operações de laminação a frio e acabamento.

170

Conforme indicado na Figura 6.21, o consumo energético específico médio da

produção de aço no Brasil em 2017 foi de 19,4 GJ/t aço. Este dado contempla tanto a

produção de aço oriunda de usinas integradas, como a produção de usinas semi-integradas.

Substituindo estes dois valores de consumos energéticos específicos - 19,4 GJ/t aço e 15,6

GJ/t aço – na equação (6.1), obtém-se um potencial técnico médio de 19,6% de economia

de energia no parque produtor de aço no país naquele ano.

Este resultado está aderente com os potenciais técnicos de conservação de energia

estimados por Bajay et al. (2015) para três segmentos da indústria siderúrgica brasileira:

usinas siderúrgicas integradas – 28,4%; usinas siderúrgicas semi-integradas – 23,1%; e

produtores independentes de ferro-gusa – 34,6%. O valor menor do potencial técnico

estimado nesta tese reflete o impacto, no consumo energético específico médio do setor, da

implantação, nos últimos anos, de duas novas usinas integradas, de consumo energético

específico menor, por não contemplarem as operações de laminação e acabamento, além

das melhorias tecnológicas e operacionais implantadas nas demais usinas recentemente.

6.6.2 Água

Segundo a CNI (2013), nos processos siderúrgicos 75% da água é utilizada em

processos de transferência de calor (resfriamento), 13% para o controle de emissões

atmosféricas (remoção de particulados e absorção de gases nas operações de acabamento) e

12% para o condicionamento de materiais (e. g. remoção de carepas, serviços de

decapagem, operações de acabamento). Estima-se que as perdas por evaporação da água

nos processos siderúrgicos sejam da ordem de 5%.

A recirculação da água é uma prática adotada nos processos de produção das usinas

siderúrgicas nacionais. Segundo o IAB (2018a), em 2017 as empresas siderúrgicas

recircularam 5.837 Mm³ de água, através de sistemas de água em circuitos fechados,

correspondendo a 96% de toda a água doce requerida nos processos de produção.

No ANEXO A estão indicados, como referência para consulta, os consumos

específicos de água nas indústrias siderúrgicas no período de 2009 a 2013. Estas

estatísticas não foram mais divulgadas nos relatórios de sustentabilidade mais recentes das

empresas.

171

6.6.3 Emissões e resíduos

A indústria siderúrgica tem um papel importante no combate às mudanças climáticas,

pois a desaceleração do aquecimento global implicará na necessidade de redução das

emissões de CO2e neste segmento industrial. Conforme foi indicado na Figura 5.22, em

1990 e 2016 as participações da indústria de ferro gusa e aço nas emissões de GEE do setor

industrial brasileiro foram de 33% e 27%, respectivamente.

A produção do ferro gusa, seguido da produção de aço bruto e aço liga, envolvem

reações complexas, com sucessivos processos de aquecimento, combustão, trocas térmica,

aproveitamento de gases (coqueria, alto-forno e aciaria), geração de subprodutos e

aproveitamento de resíduos de processo, entre outras fases da produção.

Segundo o SEEG/IEMA (2018), a utilização de carvão vegetal 50 com origem em

reflorestamento no processo de redução do minério de ferro, como também o aumento da

reciclagem do aço em fornos elétricos contribuem para a redução das emissões de GEE nas

unidades de aciaria. Na produção de ferro gusa e aço, em 2016, as emissões associadas

com o consumo de combustíveis redutores e de carboidratos fundentes, e a queima de

combustíveis representaram, respectivamente, 85%, 4% e 11% das emissões totais desta

indústria.

A Figura 6.28 ilustra a evolução, de 2000 a 2017, das emissões de CO2e do processo

industrial e da energia na produção de ferro gusa e aço no Brasil.

50

Uma importante diferença entre a rota associadas ao uso do carvão vegetal em relação à rota com o uso do carvão mineral está na friabilidade do carvão vegetal, ou seja, sua menor resistência física ao peso de coluna da carga de minério de ferro e outros produtos utilizados no carregamento de um alto-forno. Por este motivo, há uma redução na produtividade devido a menor altura e volume de carregamento no forno a carvão vegetal.

172


Figura 6. 28 - Evolução, de 2000 a 2017, das emissões de CO2e da produção de ferro gusa e aço no Brasil (2000 a 2017)

Os indicadores apresentados na Figura 6.29 foram calculados pela World Steel

Association (WSA, 2018c) usando o consumo energético específico das rotas de produção

de aço e as intensidades de CO2 para o forno básico a oxigênio e o forno elétrico a arco. Os

indicadores também foram ponderados com base na participação de cada rota na produção

total de aço. O indicador emissão específica inclui apenas as emissões de CO2, porque

estas representam 93% de todas as emissões de gases de efeito estufa da indústria

siderúrgica mundial (WSA, 2018c).

Adotando a mesma metodologia da WSA, as emissões específicas brasileiras no

período de 2015 a 2017 foram de 1,9 toneladas de CO2 por tonelada de aço bruto (IAB,

2018a). No entanto, ao se adotar a metodologia do IPCC, as emissões específicas da

indústria do aço no país, calculadas pelo IAB para o mesmo período, foram de 1,8

toneladas de CO2 por tonelada de aço bruto.

36,640,1

32,1

43,6

39,4

43,0

5,17,0

5,3 6,2 5,8 7,3

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017

Emis

sõe

s C

O2e

(M

t) G

WP

-AR

5

Processo Industrial Energia

173

Fonte: Elaboração própria com base em (WSA, 2018c)

Figura 6. 29 - Evolução do consumo específico de energia e das emissões específicas de CO2 da indústria siderúrgica mundial no período de 2003-2017

Segundo o IAB (2016, 2018a), os coprodutos e resíduos gerados nos processos

siderúrgicos, quando há tecnologias que permitem a sua utilização de forma

ambientalmente adequada, podem ser utilizados como matéria-prima ou fonte de energia

no processo da usina ou em outros processos industriais. Conforme ilustrado na Figura

6.30, no período de 2014 a 2017 a geração específica de coprodutos e resíduos pela

siderurgia apresentou um valor médio de 596,5 kg por tonelada de aço bruto, sendo 42%

deste total composto por escórias de alto-forno e 19% por escórias de aciaria.

Aproximadamente 98% da escória de alto-forno são vendidas para a indústria de cimento,

e em torno de 25% da escória de aciaria é reutilizada na própria usina.

Fonte: Elaboração própria com base em o IAB (2016, 2018a)

Figura 6. 30 - Evolução da produção de aço, em 103 t, e da geração específica de coprodutos e resíduos, em kg/t aço bruto, na indústria siderúrgica brasileira no período de 2014 a 2017

19

201,6

1,83

1,4

1,5

1,6

1,7

1,8

1,9

18

18,5

19

19,5

20

20,5

21

EE (

t C

O2/

t aç

o b

ruto

)

CE

Ene

rgia

(G

J/t

aço

bru

to)

Consumo específico de energia Emissão Específica de CO2

599594

585

607

550

570

590

610

630

650

30.000

32.000

34.000

36.000

38.000

40.000

2014 2015 2016 2017

Kg/

t aç

o b

ruto

10

³t

Produção de aço Geração específica de Coprodutos e Resíduos

174

No Brasil a geração de escória de aciaria LD (conversor a Oxigênio ou processo

Linz-Donawitz) varia de 94,4 kg/t a 148,7 kg/t de aço líquido, com um volume médio de

109,5 kg/t de aço. Este valor médio é superior aos valores mencionados em referências

internacionais (100 kg/t e 105 kg/t de aço), provavelmente devido a um menor pré-

tratamento do ferro gusa nos processos de desfosforação e dessiliciação, exigindo um

maior consumo de cal. A geração das sucatas de aciaria LD / MLC (Máquina de

Lingotamento Contınuo) varia de 22,4 kg/t a 61,8 kg/t de aço líquido, com um volume

médio de 36 kg/t de aço. Este valor médio é inferior ao indicado em referências

internacionais (49,3 kg/t de aço); entretanto, há um potencial técnico de melhoria para

algumas usinas no país de 20% (DÁBREU, 2009).

Em função do poder calorífico do gás de coqueria, a indústria siderúrgica tem

aproveitado este gás como combustível nas caldeiras para a geração de vapor. O gás de

alto-forno também tem sido coletado para acionar turbinas a gás e turbinas de topo para

gerar energia elétrica em algumas usinas. Segundo DÁbreu (2009), a recuperação do gás

de aciaria 51 pode ter um aproveitamento de até 93,7%. A Tabela 6.11 apresenta a

composição química e os poderes calorífico superior (PCS) e inferior (PCI) do gás de

coqueria e do gás de alto-forno.

Tabela 6. 11 - Composição química, PCS e PCI do gás de coqueria e do gás de alto-forno

Gás de coqueria Gás de alto-forno Composição (% em volume)

Hidrogênio (61,4) e Metano (24,74) e outros gases

Nitrogênio e Argônio (55) e CO (30) e outros gases

PCS (kcal/m³) 5.020 996 PCI (kcal/m³) 4.460 982

Fonte: Elaboração própria com base em Garcia (2013)

6.6.4 Inovações tecnológicas que propiciam economia de energia, redução de emissões e aproveitamento de resíduos

As inovações tecnológicas de uso comercial apresentadas nas Tabelas 6.12 e 6.13,

compiladas pelo IETD/IIP (2019a), propiciam economias no consumo específico de

51

Nos balanços energéticos publicados pela Associação Brasileira de Metalurgia, Materiais e Mineração (ABM) o poder calorífico dos gases de aciaria das usinas varia entre 7,2 GJ/Ndam³ a 8,4 GJ/Ndam³.

175

energia e reduções nas emissões de CO2 por tonelada de aço. Estimativas destes ganhos

estão indicadas nestas tabelas.

Tabela 6. 12 - Seleção de tecnologias de uso comercial na indústria siderúrgica com potencial de economia no consumo de energia e redução nas emissões

Etapas do processo de produção / Tecnologias

Coqueria

O coque é utilizado como um agente redutor e fonte de energia na rota AF/BOF. Em fornos mais

modernos são necessários de 460 a 480 kg/ t de metal quente (a media global é de 500 kg/t metal quente). Nos AF com injeção de combustível complementar o consumo de coque pode ser inferior a 300 kg/t de metal quente.

Para cada tonelada de coque são utilizadas de 3,5 a 5 GJ de energia e 1,6 toneladas de carvão metalúrgico. Um teor de 1% de cinzas no coque pode aumentar a demanda de coque em 2%. Portanto, quanto menor for o teor de cinzas melhor é o carvão.

Os processos que utilizam coque seco (Coke Dry Quenching - CDC) podem reduzir em até 40% o consumo de energia (1,5 GJ/t de coque e 0,55 GJ de eletricidade podem ser recuperados)

Estima-se uma redução de CO2 superior a 50.000 t/ano convertendo um sistema de coque com capacidade de 25t/h de coque úmido para seco.

A automação e sistemas de controle de processos podem levar a uma economia de combustíveis de até 10%. Estima-se esta economia em 0,17 GJ/t de coque.

Melhorias nos controles de processo podem reduzir as emissões em até 3,8 kg de CO2/t de coque. A instalação de variadores de velocidade nos compressores de GCO pode economizar de 6 a 8 MJ/t

de coque e contribuir para reduzir as emissões em 0,12 kg CO2/t de coque. De 25 a 30% do volume em peso do carvão carregado no AF é eliminado com gases, chamados de

gás de coqueria (GCO). Este gás tem uma quantidade calor que varia entre 17 e 20 MJ/Nm³, sendo normalmente empregado para aquecimento em fornos de coque, outros fornos e na geração de energia.

Aproximadamente 70% do GCO é usado nos processos de fabricação de ferro (AF) e aço, 15% para aquecimento de fornos de coque e 15% para a produção de eletricidade.

O GCO tem uma quantidade de energia de 6 a 8 GJ que pode ser recuperada para cada tonelada de coque produzido. Sinterização

Na sinterização são processadas e aglomeradas as partículas de minério de ferro para o carregamento no AF. O produto resultante desse processo melhora a permeabilidade da carga e facilita a redução no AF.

A otimização do processo de sinterização (Environmentally Process Optimized Sintering - EPOSINT), reduz o volume de gases poluentes gerados em até 40% (o potencial para reduzir as emissões específicas de NOx é de 25 a 30%), economiza energia e coque, aumenta a produtividade e reduz as emissões dos gases que causam o efeito estufa.

O consumo de coque e gás de combustão no processo EPOSINT é reduzido em 2 a 5 kg/t de sínter e 10 MJ/t de sínter, respectivamente, mas há aumento no consumo de eletricidade.

A recuperação de gás residual no processo de sinterização pode trazer uma economia de combustível de até 0,55 GJ/t de sínter e um aumento na geração de eletricidade de 1,4 kWh/t de sínter.

A automação e sistemas de controle dos processos podem levar a uma economia de energia de 2 a 5%. Estima-se esta economia em 0,05 GJ/t de sínter.

Estima-se que melhorias nos controles de processo podem reduzir as emissões em até 5 kg de CO2/t de sínter.

176

BOF - Forno básico a oxigênio

Estima-se que a recuperação de calor e gás do BOF propicie os seguintes benefícios: • Economia de 0,125 GJ/t de aço na combustão; • A recuperação dos gases do forno BOF pode reduzir o consumo de energia em 3%; e • As emissões de GEE podem ser reduzidas em até 50 kg/t de aço.

BOF e EAF (Forno elétrico a arco)

A oxidação do CO em CO2 e a transferência da energia liberada por esta reação para o metal durante o processo de combustão no forno BOF pode reduzir em 30% o consumo de energia no forno BOF e de 50 a 100 kWh/t de aço o consumo de eletricidade no forno EAF.

Forno EAF

Os fornos EAF são utilizados para produção de aço carbono e aços ligas utilizando, principalmente, sucata ferrosa (80% da matéria prima).

A quantidade de energia teórica requerida para fundir a sucata e as demais cargas no forno é de 350 a 370 kWh/t de aço. Essa energia é fornecida pelo arco elétrico, injeção de combustível fóssil, ou pela oxidação da matéria prima.

O consumo usual de eletricidade nos fornos EAF é de 300 a 550 kWh/t de aço. A utilização de redes neurais artificiais no controle de fornos EAF pode propiciar uma economia no

consumo de energia elétrica de 30 kWh/t aço e um potencial de redução nas emissões de 17,6 kg de CO2/t de aço.

O emprego de sistemas avançados de controle e automação, de uma forma geral, podem reduzir em até 14% o consumo de energia elétrica e até 6% o consumo de gás natural.

O monitoramento e controle dos gases de combustão do forno podem resultar em uma economia de 0,05 GJ/t de aço e um potencial de redução nas emissões de 8,8 kgCO2/t de aço.

Economias de 0,016 a 0,2 GJ/t de aço podem ser geradas com o pré-aquecimento da sucata. A substituição de fornos EAF a corrente alternada (CA) por modernos fornos EAF de corrente

contínua (CC) pode trazer economias de energia de até 0,072 GJ/t de aço e redução nas emissões de até 5,9 kg de CO2/t de aço.

A adoção de um forno EAF hermético propicia uma economia de energia estimada em até 110 kWh/t de aço.

O consumo específico de energia em fornos EAF pode ser reduzido em 0,06 GJ por tonelada de aço com a instalação de variadores de velocidade nos ventiladores dos fornos.

Uma economia de eletricidade de 1,1 kWh/t de aço e redução nas emissões de 10 kg CO2/t de aço podem ser obtidas nos fornos EAF com a instalação de transformadores UHP (Ultra High Power).

Fonte: Elaboração própria com base em IETD/IIP (2019a)

177

Tabela 6. 13 - Estimativas de reduções no consumo de energia e na emissão de CO2 por tonelada correspondente de produto adotando algumas tecnologias inovadoras comerciais na indústria

siderúrgica

Redução no consumo

específico de energia (GJ/t)

Redução na emissão

específica de CO2 (tCO2/t)

Instalação de usinas de última geração para produção de eletricidade

-2,83 -0,44

Resfriamento do coque a seco -1,46 -0,01

Recuperação de calor e gás de resíduos do BOF -0,91 -0,04

Lingotamento contínuo -1,73 -0,85

Pré-aquecimento da sucata -0,29 -0,04 Recuperação de calor residual da planta de sinterização

-0,39 -0,01

Otimização da mistura pellet de sinterização/minério de ferro

-0,36 -0,03

Emprego de queimadores Oxyfuel nos fornos EAF 0,01 -0,01

Injeção de carvão pulverizado no alto-forno (BF) 0,01 0,00

Turbina de recuperação de gás -0,11 0,00

Recuperação do calor residual dos gases -0,16 -0,02 Fonte: Elaboração própria com base em Pardo et al. (2012)

Segundo o IAB (2018a), a indústria siderúrgica nacional realizou, no biênio 2016-

2017, investimentos de R$ 2 bilhões em ações de proteção ambiental. Estes recursos foram

direcionados a melhorias dos processos de produção, com foco em programas de eficiência

energética e hídrica.

A destinação adequada dos resíduos siderúrgicos é fundamental para minimizar os

impactos ambientais, reduzir os custos de produção e gerar receita extra para o negócio.

Segundo Araújo (2005), para cada tonelada de ferro gusa produzida em alto-forno, entre

outros produtos, são consumidos 1.560 kg de minério de ferro (65% Fe) e 800 kg de coque 52, são gerados 273 kg de escória e emitidos 43,5 kg de poeira e lama. Cada tonelada de

aço líquido produzido em forno elétrico gera de 120 kg a 220 kg de escória (Silva, 2015).

A Tabela 6.14 apresenta exemplos de tecnologias inovadoras que estão sendo aplicadas em

algumas usinas siderúrgicas para minimizar as emissões e aproveitar os resíduos gerados

nestas plantas.

52 O coque é um combustível derivado da aglomeração de carvão mineral. Ele consiste de matéria mineral e carbono, fundidos juntos. O coque é cinza, duro e poroso, e como combustível é praticamente isento de fumaça. Ocorre na natureza, mas a maioria é produzida industrialmente.

178

Segundo o IAB (2013), a rota de produção integrada é responsável por cerca de 70%

da produção mundial de aço. Assim, há a necessidade da utilização de carvão mineral ou

vegetal na etapa de redução. Como as reações químicas no alto-forno são necessárias na

produção do ferro-gusa, para reduzir as emissões de CO2 os esforços têm sido direcionados

para o aumento da eficiência energética incluindo, por exemplo, o aproveitamento de gases

de processo e a injeção de finos de carvão.

A Figura 6.31 apresenta um fluxograma simplificado do processo de produção de

uma usina siderúrgica integrada que utiliza coque, com estimativas da participação dos

consumos de energia, água e nas emissões de CO2e em cada etapa do processo produtivo.

Fonte: Elaboração própria com base em Pardo et al. (2012) e Brown et al. (1996)

Figura 6. 31 - Fluxograma simplificado do processo de produção em uma indústria siderúrgica integrada a coque, com as participações dos consumos de energia e água, e das emissões, por etapa do

processo

179

Tabela 6. 14 - Tecnologias inovadoras aplicadas em algumas usinas siderúrgicas para diminuir emissões e melhor aproveitar resíduos

Fornecedores Sustentabilidade / Produtividade Referência Adotada nas siderúrgicas: Posco 5a maior siderúrgica no mundo em 2017 (http://www.posco.com/homepage/docs/eng6/jsp/s91a0000001i.jsp) e Companhia Siderúrgica do Pecém - CSP (https://www.cspecem.com/pt-br/), que entrou em operação no Brasil em 2016.

A escória líquida da aciaria é basculada em um tambor rotativo. Com a injeção de água no tambor para o resfriamento, há a granulação (cura) da escória, em seguida ocorre a separação magnética. Neste processo, a transformação da escória em insumo pronto é acelerada para destiná-lo as indústrias de cimento. Bem como, esta escória é de qualidade superior à que poderia ser obtida de forma tradicional (tempo para cura é de no mínimo um mês).

IAB (2018a)

Fornecedor: Tenova (https://www.tenova.com/products-technologies/)

Extração do ferro contido nos pós, escórias e carepas do forno elétrico a arco (EAF) para evitar a poluição do solo e do ar. Recupera os óxidos de Zn, Cd e Pb.

Silva (2015)

Fornecedor: Danieli (https://www.danieli.com/#)

Forno Waelz (faz a recuperação do pó de óxido de zinco do EAF) e um sistema hidrometalúrgico para transformar ZnO em zinco eletrolítico. Bem como permite extrair o ferro gusa desse material para retornar ao refino no forno EAF, economizando sucata e ferro esponja DRI.

Silva (2015) Sistema integrado de monitoramento a laser e análise

de gases (CO, CO2), água na carcaça no forno EAF, e da temperatura dos gases na saída do forno EAF. Como resultado reduz o consumo de energia elétrica em 15 KWh/t de aço líquido, monitora os vazamentos de água na carcaça do forno, e possibilita diminuir em 1,5 minuto o tempo do forno ligado.

SMS Sigmag (https://www.sms-group.com/)

DSG (Dry Slag Granulation): neste processo de granulação a seco da escória é possível recuperar a energia contida na escória quente do alto-forno e do forno elétrico; e reduz a emissão de gases sulfurosos. Parte desse resíduo siderúrgico torna-se um insumo e reduzir o clinquer utilizado nas indústrias de cimento. Silva

(2015) Sistema de despoeiramento na Redução: coifas e capuzes que captam os finos e poeiras dos silos intermediários, impedindo que esse material particulado seja misturado e dificulte o fluxo adequado de gás no carregamento dos altos-fornos.

Primetals Technologies (https://www.primetals.com/pt/) e Baosteel Engineering & Technology Group Co (http://www.baosteel.com/group_en/)

Granulação da escória de aciaria do conversor LD e do forno EAF, e recuperação de gases siderúrgicos.

Silva (2015) Processo contínuo de laminação de tiras ESP (endless

strip production) e de recirculação seletiva de gás em sinterizações.

Fonte: Elaboração própria conforme as referências indicadas

180

6.7 Papel e celulose

As indústrias de papel e celulose atuam cada vez mais em mercados globais.

Segundo a Indústria Brasileira de Árvores (IBA) e a Food and Agriculture Organization of

the United Nations (FAO), o Brasil em 2017 foi o segundo maior produtor e o maior

exportador mundial de celulose, com uma participação de 10% e 20% dos respectivos

totais. Naquele ano, o segmento de árvores plantadas teve uma receita bruta de R$ 73,8

bilhões; este valor correspondeu a uma participação de 6,1% no valor adicionado pelo setor

industrial e 1,1% no PIB brasileiro. A indústria de base florestal nacional apresentou um

superávit de US$ 9 bilhões, com as exportações deste segmento representando 3,9% do

total exportado pelo país. Os projetos de investimento até 2020 são de aproximadamente

R$ 14 bilhões, com a destinação de R$ 3,2 bilhões para o plantio de árvores e de R$ 3,5

bilhões para a ampliação da capacidade de produção (IBA, 2019a; IBA, 2018; FAO, 2019).

A área de florestas plantadas no país corresponde a 7,84 milhões de hectares,

formada principalmente por eucalipto e pinus. Estima-se que este total de árvores absorve

1,7 bilhões de toneladas de CO2e da atmosfera. Destas florestas, 5,8 milhões de hectares de

árvores plantadas possuem certificado de manejo florestal. Para cada hectare de florestas

plantadas é conservado 0,7 hectare de área natural, contribuindo para aumentar a captação

de CO2 da atmosfera. Conforme ilustrado na Figura 6.32, as indústrias de celulose e papel

respondem por 35% do consumo de madeira no país, seguidos pelos produtores

independentes, siderurgia e carvão vegetal, que juntos representam 43% do total. O Brasil

é líder mundial na produção de aço a partir de carvão vegetal, e também é um dos dez

maiores produtores mundiais de painéis de madeira (IBA, 2019a; 2018).

Fonte: Elaboração própria com base em IBA (2019a)

Figura 6. 32 - Distribuição dos segmentos de árvores plantadas no Brasil

0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 40%

Celulose e Papel

Produtores independentes

Siderurgia e carvão vegetal

Investimentos financeiros - Timos

Painéis de madeira e pisos laminados

Produtos sólidos de madeira

Outros

181

No Brasil, mais de 98% da celulose produzida provém de dois tipos de madeira: o

eucalipto, que é a principal fonte de celulose utilizada no país, e o pinus. O eucalipto

fornece celulose de fibra curta, adequada para alguns tipos de papéis, como os de imprimir

e escrever; estas fibras conferem opacidade ao papel, mas sua resistência mecânica não é

elevada. O país tem uma elevada produtividade florestal nas suas plantações de eucalipto,

o que lhe assegura uma elevada competitividade no mercado mundial da celulose. O pinus,

por seu turno, fornece celulose de fibra longa, que é mais resistente e adequada para alguns

tipos de papel, como o papel para embalagens.

O processo de fabricação de celulose mais utilizado no Brasil e no mundo é o Kraft,

que produz fibras de alta qualidade para vários tipos de papel. Este processo requer

grandes quantidades de energia térmica e apresenta menor rendimento de fibra (converte

45% da madeira em celulose). Ele permite a recuperação dos reagentes químicos utilizados

na polpação e possibilita uma elevada geração de vapor com a queima dos componentes

orgânicos da lixívia em caldeiras de recuperação; este vapor é utilizado na geração de

energia elétrica em unidades de cogeração das fábricas de celulose que utilizam este

processo.

O processo de polpação a sulfito é empregado na produção de papéis especiais. Este

processo requer elevadas quantidades de energia. As empresas que utilizam este processo

são capazes de gerar a maior parte de suas necessidades de energia elétrica utilizando os

resíduos da produção.

As fibras produzidas no processo de polpação mecânica são mais fracas, mas

apresentam um elevado rendimento de fibra. Este processo possibilita a recuperação de

calor e, por conseguinte, possui uma demanda específica de energia menor do que os

processos Kraft e sulfito. A polpação mecânica utilizando fibras longas é empregada para

produzir papel jornal.

A produção de pastas com fibras recuperadas requer bem menos energia do que com

fibras virgens e também emite bem menos CO2.

A casca da madeira, além de possuir pequena quantidade de fibras utilizáveis,

prejudica o processo de polpação. A sua remoção é importante para reduzir o teor de

sujeira na polpa, o consumo de reagentes na polpação e no branqueamento, aumentar o

rendimento de celulose, e melhorar a lavagem e a depuração da polpa.

Na indústria, na etapa de preparação do material, as cascas que são removidas das

toras são utilizadas como combustível nas caldeiras de biomassa.

182

Parte da celulose produzida no Brasil é convertida em papel em fábricas integradas,

que produzem celulose e a transformam em papel no mesmo local, enquanto que outra

parte é secada e enfardada para ser comercializada internamente no país, ou exportada.

Esta segunda parcela é denominada celulose de mercado. A celulose destinada a produzir

papeis de cor branca passa, em sua fabricação, por um processo de branqueamento.

Fábricas que só produzem papel utilizam celulose de mercado, papel reciclado, ou

uma mistura de ambas as matérias primas.

Em uma fábrica integrada, as etapas do processo de produção são: preparação de

materiais; polpação; lavagem e branqueamento (quando aplicável); fabricação de papel;

revestimento do papel (quando aplicável); e acabamento.

A Figura 6.33 ilustra a evolução da produção e utilização da capacidade instalada

(UCI) da indústria de papel e celulose brasileira no período de 2003 a 2018. Neste período,

a taxa média de crescimento da produção foi de 4,2% ao ano e da UCI foi de 0,39% ao

ano. Segundo a IBA (2019a), em 2018 a produção nacional de celulose foi de 21.085 mil

toneladas e a produção de papel foi de 10.451 toneladas. Na última década, apesar da crise

na economia brasileira que afetou o setor industrial nacional, os níveis de UCI e da

produção neste segmento foram crescentes na maior parte dos anos.

Fonte: Elaboração própria com base em IBA (2019a), CNI (2019) e EPE/MME (2018c)

Figura 6. 33 - Evolução da produção e UCI da indústria brasileiras de papel e celulose no período de 2003 a 2018

Já as exportações de papel são menos importantes no mercado do papel produzido no

país. A produção de papel brasileira cresceu no período de 2009 a 2018 a uma taxa média

anual de 1,15%, enquanto que o crescimento das exportações se deu a uma taxa média

16.985

31.536

83,6%

87,3%

90,5%

87,3%

88,6%

80%

85%

90%

95%

100%

0

5.000

10.000

15.000

20.000

25.000

30.000

35.000

20

03

20

04

20

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20

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20

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14

20

15

20

16

20

17

20

18

UC

I (m

éd

ia a

nu

al)

10

³ t

PRODUÇÃO (10³ t) Utilização da Capacidade Instalada

183

anual de somente 0,05%. As exportações de papel em 2018 representaram 19,3% da

produção e o principal mercado importador foi a América Latina, que respondeu por

66,3% da receita auferida com o total das exportações de papel. Conforme ilustrado na

Figura 6.34, os principais tipos de papel produzidos no Brasil em 2018 foram papel para

embalagens e papel para imprimir e escrever, que respondem por 52% e 23%,

respectivamente, do total produzido (IBA, 2019a; 2019b).

Fonte: Elaboração própria com base em IBA (2019a)

Figura 6. 34 - Distribuição percentual dos tipos de papel produzidos no Brasil em 2018

6.7.1 Energia

Segundo o balanço energético publicado pela EPE/MME (2018c), em 2017 o

consumo final de energia do segmento das indústrias de papel e celulose foi de 12.677

ktep.

A Figura 6.35 ilustra a evolução do consumo dos principais energéticos utilizados na

indústria de papel e celulose brasileira no período de 1970 a 2017. O consumo de gás

natural cresceu, em média, 11% ao ano a partir dos anos 1990. No mesmo período, o

consumo de óleo combustível diminuiu, em média, 7% ao ano. A partir dos anos 1980, o

consumo de lixívia aumentou, em média, 6% ao ano e, conforme ilustrado na Figura 6.36,

teve uma participação de 51% na matriz energética desta indústria em 2017, seguido pelos

consumos de eletricidade e lenha, que responderam, cada um, por 16% do consumo total.

Como a lixívia é um resíduo do processo de produção da celulose pelo processo Kraft, que

é queimada, após concentração de seu teor de sólidos, em caldeiras de recuperação

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60%

Embalagens

Imprimir e escrever

Fins sanitários

Papelão

Outros

Imprensa

184

química, sua produção é proporcional à produção de celulose por este processo, majoritário

no Brasil.


Figura 6. 35 - Evolução do consumo dos principais energéticos utilizados na indústria de papel e celulose no período de 1970 a 2017


Figura 6. 36 - Distribuição do consumo final de energia, em %, entre os energéticos utilizados na indústria de papel e celulose brasileira em 2017

A Figura 6.37 indica a evolução do consumo energético específico total e do

consumo específico de energia elétrica na produção de papel e celulose no Brasil no

período de 1988 a 2018. A produção física utilizada no denominador destes dois consumos

específicos foi a produção de papel mais as exportações de celulose, já que a produção de

celulose comercializada no país é matéria prima utilizada na produção de papel, que é o

produto final desta indústria. Pode-se observar, na Figura 6.37, a tendência de queda do

consumo energético específico total até 2012 e sua estabilização nos anos subsequentes e

uma tendência de queda gradual do consumo específico de eletricidade a partir de 1992.

0

1.000

2.000

3.000

4.000

5.000

6.000

7.000

19

70

19

72

19

74

19

76

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19

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19

84

19

86

19

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19

90

19

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19

94

19

96

19

98

20

00

20

02

20

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20

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20

08

20

10

20

12

20

14

20

16

Co

nsu

mo

de

en

erg

ia (

10

³ te

p)

GÁS NATURAL LENHA LIXÍVIA

OUTRAS RENOVÁVEIS ÓLEO COMBUSTÍVEL ELETRICIDADE

51%

16%

16%

6%6%

3% 2% LIXÍVIA

ELETRICIDADE

LENHA

GÁS NATURAL

OUTRASRENOVÁVEISOUTRAS FONTES

ÓLEOCOMBUSTÍVEL

185

No período de 1988 a 2018, o consumo energético específico total e de eletricidade

diminuíram, em média, 0,53% ao ano e 0,93% ao ano, respectivamente. Em 2018, os

valores do consumo energético específico total e do consumo específico de eletricidade

foram 22,25 GJ/t e 3,42 GJ/t, respectivamente.

Fonte: Elaboração própria com base em EPE/MME (2019)

Figura 6. 37 - Evolução do consumo energético específico e do consumo específico de eletricidade na indústria de papel e celulose brasileira no período de 1988 a 2018


de energia entre as atividades da indústria de produtos florestais dos EUA 53. Nesta

ilustração destacam-se no consumo e nas perdas os processos de aquecimento, e máquinas

e equipamentos que fazem parte dos processos de produção. O consumo de energia nos

processos fora da produção corresponde a 11,3%.

53

Segundo o US DOE, os produtores florestais são divididos em duas categorias: fabricantes de produtos de madeira e fabricação de papel. Destaque-se que, naquele país, há empresas que produzem papel e celulose e, também, produtos de madeira em processos integrados.

26,0

22,4

22,2

4,53,5 3,4

0

5

10

15

20

25

30

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19

99

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20

01

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20

18

Co

nsu

mo

s e

ne

rgé

tico

s e

spe

cífi

cos

(GJ/

t)

Anos

Consumo energético específico total Consumo específico de eletricidade

186

Fonte: Elaboração própria com base em DOE (2018b)

Figura 6. 38 - Distribuição percentual do fornecimento, geração, consumo e perdas de energia entre as atividades da indústria de produtos florestais dos EUA

A Tabela 6.15 apresenta os resultados de um levantamento feito pelo Department of

Energy (DOE, 2018b) sobre a distribuição do consumo e das perdas de energia nas

máquinas e equipamentos utilizados na indústria de produtos florestais nos EUA.

Destacam-se no consumo de energia a participação das bombas e ventiladores, que

respondem por 53,7% do consumo total. Em relação às perdas de energia, destacam-se os

compressores de ar e os equipamentos de processamento de materiais com perdas de mais

de 80% do seu consumo de energia.

Tabela 6. 15 - Distribuição percentual do consumo e percentual de perdas de energia dos vários tipos de máquinas e equipamentos utilizados na indústria de produtos florestais americana


Bombas 32,9% 52,1% Ventiladores 20,8% 51% Compressores de ar 4,9% 85,7% Manipulação de materiais 7,9% 29,4% Processamento de materiais 22,5% 83,5% Outros sistemas 11,0% 60% Total 100% - Fonte: Elaboração própria com base em DOE (2018b)

187

Durante a década de 1980 e parte da década de 1990 a Associação Nacional de

Fabricantes de Papel e Celulose (ANFPC) realizava levantamentos anuais do consumo

energético e da produção de cada empresa membro da Associação. Isto possibilitava a

realização de estudos detalhados do consumo energético setorial e de estimativas de

potenciais técnicos de conservação de energia, como o realizado por Bajay, Carvalho e

Ferreira (1998). Utilizando estes levantamentos de dados da ANFPC, estes pesquisadores

encontraram os seguintes potenciais técnicos de conservação de combustíveis, por tipo de

fábrica: 12,3% nas plantas que fabricam celulose de mercado; 52,6% nas plantas que

fabricam papel, exceto papel sanitário; 51,4% nos produtores de papéis sanitários; e 82,6%

nas plantas integradas. A base de dados da ANFPC também permitiu estimar os seguintes

potenciais técnicos de conservação de eletricidade, pelos mesmos tipos de fábricas: 33%

nos produtores de celulose de mercado; 47% nos fabricantes de papéis, exceto sanitários;

40% nos fabricantes de papéis sanitários; e 36% nas plantas integradas. Estas estimativas

foram obtidas comparando os consumos energéticos médios com os mínimos, por tipo de

fábrica, encontrados na base de dados da ANFPC, ou seja, as BATs escolhidas neste

estudo foram as das fábricas mais eficientes, em termos de consumos energéticos

específicos, em cada categoria de fábrica.

Na segunda metade dos anos 1990 a ANFPC passou a ser designada como

Associação Brasileira de Celulose e Papel (Bracelpa) e parou de realizar o levantamento

anual dos consumos energéticos das empresas associadas, o que dificultou sobremaneira a

realização de estudos de consumo e autoprodução de energia por tipo de fábrica, como

mencionado no parágrafo anterior. Os relatórios estatísticos anuais da Bracelpa, no entanto,

eram bem detalhados em relação à produção, vendas, faturamento, investimentos, etc. das

empresas associadas.

Os consumos energéticos específicos envolvidos na fabricação de celulose e papel

através de diversos processos e tipos de fábricas, empregando as melhores tecnologias

disponíveis no mercado (BATs) estão listados nas Tabelas 6.16 a 6.18. A Tabela 6.16 se

aplica a produtores de celulose de mercado, a Tabela 6.17 a fabricantes de papel a partir de

celulose de mercado e a Tabela 6.18 a fábricas integradas de papel e celulose.

188

Tabela 6. 16 - Consumos energéticos específicos, em GJ/ADt 54 , por tipo de matéria prima e por processo de fabricação, utilizando as melhores tecnologias disponíveis comercialmente para produtores

de celulose de mercado

Matéria prima

Produto Processo Consumo

específico de combustível

Vapor exportado específico

Consumo específico de eletricidade

Eletricidade produzida específica

Consumo energético específico

total

Madeira Polpa de mercado

Kraft 11,2 2,3 -2,36 11,1

Sulfito 16 2,5 18,5

Termo mecânico

-1,3 7,9 6,6

Papel Polpa

recuperada 0,3 1,2 1,5

Outras Polpa de mercado

Polpação 10,5 -4,2 1,4 - 7,7

Fonte: Elaboração própria com base em IETD/IIP (2019b)

Tabela 6. 17 - Consumos energéticos específicos, em GJ/ADt, por tipo de produto, utilizando as melhores tecnologias disponíveis comercialmente para fabricantes de papel a partir de celulose de

mercado

Produto Processo

Consumo específico de combustível para gerar

vapor



total

Papel de imprimir e escrever Máquina de papel 6,7 2,3 9,0

Papel com revestimento Máquina de papel 7,5 2,9 10,4

Papel jornal Máquina de papel 5,1 2,1 7,2

Papel cartão Máquina de papel 6,7 2,9 9,6

Papel para embalagens Máquina de papel 5,9 1,9 7,8

Papel para fins sanitários Máquina de papel 6,9 3,6 10,5


54 Air dried metric ton.

189

Tabela 6. 18 - Consumos energéticos específicos, em GJ/ADt, por tipo de produto e processo, utilizando as melhores tecnologias disponíveis comercialmente para fábricas integradas de papel e

celulose que utilizam madeira como matéria prima

Produto Processo Consumo

específico de combustível



total

Papel de imprimir e escrever, sem revestimento, branqueado

Kraft 14 4,3 18,3

Papel para embalagens, sem branqueamento

Kraft 14 3,6 17,6

Papel de imprimir e escrever revestido e branqueado

Sulfito 17 5,4 22,4

Papel de imprimir e escrever, sem revestimento, branqueado

Sulfito 18 4,3 22,3

Papel jornal Termo

mecânico -1,3 7,9 6,6

Papel para revista Termo

mecânico -0,3 7,6 7,3

Papel cartão 50% Termo mecânico

3,5 8,3 11,8

Papel cartão, sem destintamento Termo

mecânico 8 3,2 11,2

Papel jornal, com destintamento Termo

mecânico 4 3,6 7,6

Papel para fins sanitários, com destintamento

Termo mecânico

7 4,3 11,3


Em meados de 2014 houve uma fusão entre a Bracelpa e algumas outras associações

que tem florestas plantadas como principal matéria prima, formando a Indústria Brasileira

de Árvores (Ibá). Um aspecto negativo desta fusão foi a descontinuidade da publicação de

estatísticas detalhadas da indústria de papel e celulose, como as contempladas nos

relatórios estatísticos anuais da Bracelpa, o que dificultou ainda mais a realização de

estudos detalhados sobre consumo e autoprodução de energia nesta indústria. Hoje, por

exemplo, não há mais estatísticas disponíveis sobre a produção de celulose e papel por tipo

de fábrica, informação esta que é essencial nas análises energéticas desta indústria.

Apesar desta grande dificuldade, nesta seção se apresenta uma estimativa

aproximada do potencial técnico total de conservação de energia nesta indústria em 2018,

cujo cálculo requer uma estimativa do consumo energético específico de BATs que

representam o mix brasileiro de produção de celulose e papel em 2018. Para se obter esta

grandeza é necessário, primeiro, se obter a distribuição dos componentes da produção

190

física desta indústria naquele ano e se estimar com que tipos de fábricas estes componentes

foram produzidos.

Do portal da Ibá na Internet se pode compilar que a produção física, ou produtos

finais, desta indústria em 2018, no valor de 25.165 . 103 t, foi composta por 14.722 . 103 t

de exportações de celulose, 5.368 . 103 t de papéis para embalagens, 2.517 . 103 t de papéis

de imprimir e escrever, 1.231 . 103 t de papéis para fins sanitários, 741 . 103 t de papel

cartão, 480 . 103 t de outros tipos de papéis e 104 . 103 t de papel imprensa. As

participações relativas destes componentes da produção física setorial são os pesos da

média ponderada no cálculo do consumo energético específico das BATs que representam

o atual mix de produção de celulose e papel no país.

A estimativa dos tipos de fábricas que produzem cada um dos componentes da

produção física de papel e celulose requer a adoção de várias hipóteses, já que não existem

dados publicados a respeito. Como as exportações brasileiras de celulose são quase todas

de celulose de eucalipto branqueada e o processo Kraft é o mais utilizado no país para

produzir este tipo de celulose, assume-se aqui que toda a celulose de mercado exportada é

fabricada com este processo e que o consumo energético específico de sua BAT é 11,1

GJ/t, conforme indicado na Tabela 6.16. Segundo a Associação Nacional dos Aparistas de

Papel (ANAP), em 2016 foram recicladas as seguintes porcentagens de tipos de papel:

aparas de papel de embalagem – 81,7% do consumo aparente, ou 72,2% da produção;

aparas de papel branco – 35,7% do consumo aparente, ou 29,7% da produção; e aparas de

papel cartão – 25,6% do consumo aparente, ou 18,6% da produção (ANAP, 2016). Um

índice de perdas de massa de 10% é comum na conversão destas aparas em papel

reciclado; este valor foi adotado aqui para todos estes tipos de aparas. Assumiu-se, então,

que 65% (72,2% . 0,9) da produção de papel para embalagens ocorreu em fábricas de papel

reciclado, com um consumo energético específico de sua BAT de 9,3 GJ/t [7,8 GJ/t

(Tabela 6.17) mais 1,5 GJ/t (Tabela 6.16)], e o restante foi produzido em fábricas

integradas, com uma BAT de consumo energético específico de 17,6 GJ/t (Tabela 6.18).

Analogamente, se assumiu que 26,7% (29,7% . 0,9) da produção de papéis de imprimir e

escrever e 16,7% (18,6% . 0,9) da produção de papel cartão ocorreram em fábricas de

papéis reciclados, cujos consumos energéticos específicos das BATs são, respectivamente,

11,2 GJ/t [9,7 GJ/t (Tabela 6.17) 55 mais 1,5 GJ/t (Tabela 6.16)] e 11,1 GJ/t [9,6 GJ/t

55 Média entre os consumos energéticos específicos para se produzir papel de imprimir e escrever e papel com revestimento.

191

(Tabela 6.17) mais 1,5 GJ/t (Tabela 6.16)]. O restante da produção de papéis de imprimir e

escrever e de papel cartão em 2018 teria sido proveniente de fábricas integradas, cujos

consumos energéticos específicos das BATs, segundo a Tabela 6.18, são de 18,3 GJ/t e

11,8 GJ/t, respectivamente. Assumiu-se que toda a produção de papéis para fins sanitários

e de outros tipos de papéis, entre os quais se destacam os chamados papéis especiais,

ocorrem em fábricas de papel que utilizam celulose de mercado e cujos consumos

energéticos específicos de suas BATs são, respectivamente, 21,6 GJ/t [10,5 GJ/t (Tabela

6.17) mais 11,1 GJ/t (Tabela 6.16)] e 21,5 GJ/t [10,4 GJ/t (Tabela 6.17) mais 11,1 GJ/t

(Tabela 6.16)]. Finalmente, assumiu-se que todo o papel jornal é produzido em fábricas

integradas, com um consumo energético específico de 6,6 GJ/t (Tabela 6.18) na BAT

correspondente.

A utilização de todos estes valores permitiu calcular o consumo energético

específico da BAT equivalente que representa o atual mix de produção de celulose e papel

no país como sendo de 12,57 GJ/t. Confrontando este valor com o consumo energético

específico da indústria de papel e celulose brasileira em 2018, que foi de 22,25 GJ/t, se

chega (Equação 6.1) a um potencial técnico de conservação de energia de 43,5%.

Segundo a Pesquisa Industrial Anual (PIA – Empresa) do IBGE, em 2016 os custos

com energia elétrica e consumo de combustíveis na produção de celulose e na produção de

papel foram de US$ 299,1 milhões e US$ 587,1 milhões, respectivamente. Esses valores

corresponderam, naquele ano, a 10,1% do custo operacional total na produção de celulose

e 16,3% na produção de papel (IBGE, 2018e). Portanto, medidas que buscam obter ganhos

na eficiência energética são importantes para aumentar a produtividade neste segmento no

Brasil.

Segundo a IBA (2019a), em 2016 o segmento produziu 67,5 milhões de GJ de

energia a partir de fontes renováveis. Naquele ano, esta geração representou 69% do

consumo energético do segmento. Em 2017 o consumo total de energia elétrica do

segmento de papel e celulose foi de 23.243 GWh (83.674.800 GJ). Conforme indicado na

Figura 6.8, a contribuição da autoprodução no atendimento deste consumo foi de 60,1%.

192

6.7.2 Água

A Tabela 6.19 mostra a evolução do consumo específico de água captado na

indústria de celulose brasileira. Este valor foi reduzido, em média, 4% ao ano no período

de 1970 a 2015. O processo de armazenamento permite o reuso da água por cinco ciclos e,

após o tratamento de efluentes, pode ser lançado de volta aos recursos hídricos. No

entanto, no processo de produção 19,7% da água captada é evaporada e 0,3% permanecem

contidos na celulose (IBA, 2017).

Tabela 6. 19 - Consumos específicos de água e balanço hídrico na indústria de celulose

Captação de água Unidade 1970

(m³/t celulose)

180 a 200

2000 25 a 50

2015 22 a 40

Balanço hídrico Unidades

Captação (m³/t celulose) 30

Armazenamento m³ 150

Água evaporada (m³/t celulose) 5,9

Água na celulose (m³/t celulose) 0,1

Lançamento de efluentes tratados (m³/t celulose) 24 Fonte: Elaboração própria com base em IBA (2017)

Algumas iniciativas para melhorar a gestão hídrica em empresas de papel e celulose

estão indicadas na Tabela 6.20. Segundo Santi (2015), estas medidas foram reações para

mitigar os impactos causados pela crise hídrica do período de 2014 a 2015, como, também,

levaram em conta a importância da eficiência no uso da água na produção (segurança

hídrica) e a gestão sustentável dos processos de produção (tratamento da água e efluentes).

193

Tabela 6. 20 - Algumas medidas adotadas por empresas de papel e celulose no Brasil para melhorar sua gestão hídrica

Empresa Iniciativas na gestão hídrica

Fíbria – Unidade de

Jacareí

A recuperação da água branca dos extratores permitiu uma redução de 1.500 m³/h (80% de reaproveitamento). Aproveitamento de 65% da água evaporada (700 m3/h) no processo de concentração do licor negro.

Suzano

Na crise hídrica de 2014/15, como plano de prevenção para o agravamento da crise, foram avaliadas as situações de redução na produção e projetos de redução no consumo de água. Sem investimentos, a empresa reduziu o consumo em 160 m³/h em relação ao ano de 2014. Em janeiro de 2015 o consumo estava em 2.930 m³/h. Ações planejadas: reduzir mais 410 m³/h a partir do fechamento dos circuitos da secadora e da máquina de papel 56 MP2, e do reaproveitamento da água da produção de celulose e do setor de utilidades.

Bignardi Papéis

Com capacidade para produzir 60 mil t/ano de papel, a racionalização do consumo de água está entre os principais objetivos da empresa devido à baixa disponibilidade hídrica, o custo da emissão do efluente e a necessidade de melhorias nos indicadores de sustentabilidade. Entre as melhorias destacam-se: o fechamento de circuitos; a utilização de tecnologias a seco; e a reutilização de efluentes. A empresa realizou em 2003 investimentos em um novo flotador e filtros de areia contínuos na linha da MP1. Em 2008 reformou a MP2 com a instalação de uma nova linha de tratamento de água. Em 2009 e 2010 investiu na substituição do sistema de selagem de bombas centrífugas e na compra de peneiras rotativas e flotador, além de decantadores centrífugos para o lodo primário; efetuou, também, melhorias no sistema de automação do processo e nos sistemas de aeração das lagoas de estabilização. As melhorias implantadas em 15 anos fizeram com que o consumo específico de água fresca, que era de 76,8 m³/t, fosse reduzido para 16,7 m³/t em 2010. A reutilização do efluente está em 6,3 m³/t, e o reuso de água do efluente passou para 73%. Simultaneamente com a redução do consumo específico de água, melhorou-se o tratamento químico requerido para evitar obstruções no circuito de água.

Fonte: Elaboração própria com base em Santi (2015)


Segundo o IBA (2019), nas atividades florestais 99,7% dos resíduos sólidos (e. g.

cascas, galhos e folhas) são mantidos no campo para proteção e adubação do solo. Nas

atividades industriais 66% dos resíduos são destinados para geração de energia como

combustível nas caldeiras, e 25% dos resíduos da produção de serrados (e. g. cavacos e

serragem) e as aparas de papel são reutilizados no mesmo segmento. Os resíduos oriundos

56

MP: Máquina de Papel.

194

das caldeiras, tais como a lama de cal e as cinzas representam 5% do total de resíduos

sólidos industriais; eles são reutilizados na indústria de cimento. A taxa de reciclagem de

papel no Brasil em 2016 foi de 64,5% do consumo aparente de papel naquele ano (ANAP,

2016). Mesmo com um limite técnico para a quantidade de vezes que os diferentes tipos de

papel podem ser reciclados, a adição de fibra virgem no processo de aproveitamento desse

material permite o reuso e a obtenção de um papel com padrão aceitável de qualidade para

comercialização. Portanto, o aproveitamento dos resíduos sólidos, além de atender a

legislação, aumenta a produtividade e a lucratividade deste segmento.

A Figura 6.39 ilustra a evolução, entre 2000 e 2017, das emissões de CO2e

decorrentes da geração e consumo de energia e da geração de resíduos (efluentes sólidos e

líquidos) na produção de papel e celulose no Brasil. Observe-se, nesta figura, o forte

crescimento, neste período, das emissões associadas à geração de resíduos.


Figura 6. 39 - Evolução das emissões de CO2e oriundas da produção de papel e celulose no Brasil, entre 2000 e 2017

Conforme indicado na Figura 5.22, em 2016 a participação da indústria de papel e

celulose nas emissões de CO2e do setor industrial brasileiro foi de 3%.

Considerando a emissão indicada na Figura 6.39 e a produção física desta indústria

em 2017, de 23.670.000 toneladas, tem-se uma emissão específica, naquele ano, de 0,51

tCO2e/t de produto 57.

57

Não foi considerado neste cálculo o abatimento nas emissões decorrente do reflorestamento.

5,0

4,25,12,1

4,7

7,0

0

2

4

6

8

20

00

20

01

20

02

20

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20

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20

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07

20

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09

20

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11

20

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13

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14

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15

20

16

20

17

Emis

sõe

s C

O2e

(M

t)G

WP

-AR

5

Energia produção Papel e Celulose Resíduos produção Celulose

195


As inovações tecnológicas de uso comercial apresentadas na Tabela 6.21, compiladas

pelo IETD/IIP (2019b), propiciam economias no consumo específico de energia e reduções

nas emissões de CO2 por tonelada de produto. Estimativas destes ganhos estão indicadas

nesta tabela.

Tabela 6. 21 - Seleção de tecnologias de uso comercial na indústria de papel e celulose com potencial de economia no consumo de energia e redução nas emissões

Etapas do processo de produção / tecnologias

Preparação do material

A substituição de transportadores pneumáticos por transportadores de correia pode propiciar uma redução no consumo de energia em 17,2 kWh/t no transporte de cavacos e aparas.

O descascador tipo berço consome menos energia do que os outros métodos de descasque. Estima-se uma redução no consumo energético em 0,025 GJ/t de toras descascadas. Apresenta um potencial de redução nas emissões de 2,93 kg CO2/t de madeira. Polpação

A implantação de um sistema de controle contínuo do digestor possui um potencial de economia de energia de 1%.

A utilização do aditivo auxiliar de polpa denominado ChemStone OEA-11 aumenta a eficácia do licor de cozimento, previne o cozimento excessivo e melhora a uniformidade e o rendimento do produto. Estima-se uma economia de energia de 0,131 GJ/t de madeira processada.

Foram relatadas economias de energia de 8 a 10% com o emprego de fosfato como aditivo na polpação. Fabricação de papel

A utilização de unidades de cogeração pode melhorar a eficiência energética das fábricas de papel e gerar uma economia com combustíveis de 10 a 20%.

A otimização do sistema de vácuo para desaguamento pode gerar economias de energia entre 20 e 40%.

A adoção da tecnologia Evaporador Thermodyne reduz o consumo de energia na secagem em até 50%.

O uso do software Dryer Management System no controle do secador pode reduzir o consumo de vapor em 2 t/h.

A otimização dos requisitos de ar da máquina de papel pode gerar uma redução do consumo energético específico de até 0,76 GJ/t de papel e uma redução de até 6,3 kWh/t de papel, no consumo específico de eletricidade.

A substituição dos secadores por sifões estacionários economizou 0,89 GJ/t de papel devido à maior eficiência na secagem.

Estima-se uma economia de até 1,1 GJ/t de papel com o emprego de cilindro de secagem direta. Estima-se uma redução no consumo de vapor de 1,6 GJ/t de papel com a utilização do sistema

Condebelt na secagem do papel. O emprego da radiação infravermelha para controle do perfil de umidade da folha de papel

propicia uma economia de 0,7 GJ/t de papel. Estima-se uma economia de 5 GJ/t de papel com a utilização da tecnologia de conformação a

seco da folha de papel. O pré-tratamento da polpa antes da secagem possibilita uma economia de 1,7 GJ/t de papel.


196

A Figura 6.40 apresenta um fluxograma simplificado do processo de produção em

uma indústria de celulose e papel integrada, com estimativas da participação dos consumos

de energia (primária), água e das emissões de CO2 em cada etapa do processo produtivo.

Fonte: Elaboração própria com base em CEPI (2013) e Brown et al. (1996)

Figura 6. 40 - Fluxograma simplificado do processo de produção em uma indústria de papel e celulose integrada, com as participações dos consumos de energia e água, e das emissões, por etapa do

processo

197

6.8 Indústria química

A indústria química atua cada vez mais em mercados globais. Medidas que buscam

obter ganhos na eficiência energética são muito importantes para a produtividade neste

segmento no Brasil.

Classificações dos setores da economia em estatísticas econômicas em geral incluem

as refinarias de petróleo dentro da indústria química. Os balanços energéticos, inclusive o

Balanço Energético Nacional (BEN), no entanto, classificam as refinarias no setor

energético e contabilizam suas conversões de petróleo em derivados no bloco dos Centros

de Transformação.

A Tabela 6.22 apresenta informações gerais sobre a indústria química nacional que

possui quatro polos petroquímicos em operação e um polo em construção – Complexo

Petroquímico do Rio de Janeiro (Comperj) 58, e 961 fábricas de produtos químicos de uso

industrial (ABIQUIM, 2018a).

Tabela 6. 22 - Informações gerais sobre a indústria química brasileira

Refinarias

17 refinarias de petróleo com capacidade para processar 2,4 milhões barris/dia.

Produção em 2017: 956.928 mil barris de petróleo.

Craqueadores

4 unidades de insumos básicos petroquímicos. Capacidade anual de produção em 2017: - Eteno: 3.952 mil ton. - Propeno: 1.585 mil ton.

Polos petroquímicos

4 polos petroquímicos, responsáveis por 65% do faturamento líquido da indústria química em 2018.

Indústrias de produtos químicos de uso industrial

O faturamento líquido estimado em 2018 foi de US$ 127,9 bilhões, correspondendo a 12% do VA industrial e 2,4% do PIB brasileiro (base 2016).

Os investimentos programados para o período 2017-2022 são de aproximadamente US$ 3,3 bilhões.

Fonte: Elaboração própria com base em ANP (2018), ABIQUIM (2018c)

Segundo a Abiquim (2018b), no período de 1994 a 2017 a produção da indústria

química brasileira aumentou em média 1,82% ao ano, tendo como referência o ano 1994.

58 O Comperj está com as obras suspensas, e quando entrar em operação aumentará a capacidade de produção nacional dos petroquímicos básicos de 1ª e 2ª geração.

198

A Figura 6.41 ilustra a utilização da capacidade instalada (UCI) e dos investimentos

na fabricação de produtos químicos exceto os de perfumaria, sabões, detergentes e

produtos de limpeza e higiene pessoal no período de 2011 a 2018. Neste período, a taxa de

redução na UCI foi de 1,15% ao ano. Como pode ser observada nesta figura, durante vários

anos a redução da UCI coincidiu com redução nos investimentos.

Entre os produtos químicos de uso industrial, os que pertencem às categorias de

produtos petroquímicos básicos (benzeno; butadieno; eteno; metanol; propeno g.p. (grau

polímero); propeno g.q. (grau químico); tolueno; o-xileno; p-xileno e xilenos mistos),

resinas termoplásticas (EVA; PEAD; PEBD; PEBDL; PS; PP; PVC e PET), cloro e álcalis

(ácido clorídrico; cloro; hidróxido de sódio (líquido) e hipoclorito de sódio), e produtos

químicos intermediários para fertilizantes (ácido fosfórico; ácido nítrico; ácido sulfúrico;

ácido sulfúrico fumegante; amônia; fosfato de diamônio; fosfato de monoamônio; nitrato

de amônio e uréia) são produtos energo-intensivos de consumo elevado. A Figura 6.42

mostra a evolução da UCI destas categorias entre 2003 e 2017. Podem-se observar, nesta

figura, tendências de redução na UCI destas categorias, exceto na de resinas

termoplásticas.


Figura 6. 41 - Evolução da UCI e dos investimentos em grande parte da indústria química brasileira, de 2003 a 2018

0

1

2

3

4

5

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75

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85

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20

18

Inve

stim

en

tos

(US$

bilh

õe

s)

UC

I (%

)

UCI Investimentos

199

Fonte: Elaboração própria com base em ABIQUIM (2017)

Figura 6. 42 - Evolução da UCI em segmentos energo-intensivos da fabricação de produtos químicos de uso industrial no Brasil, de 2003 a 2017

Segundo a Abiquim (2018c), o faturamento líquido do grupo de produtos químicos

de uso industrial em 2018 correspondeu a 50,1% (US$ 64,1 bilhões) do total do

faturamento da indústria química. Fazem parte deste grupo os petroquímicos básicos, as

resinas termoplásticas, cloro e álcalis, e os intermediários para fertilizantes, com uma

participação correspondente a US$ 10,5 bilhões, US$ 10,3 bilhões, US$ 1,8 bilhões e US$

4,2 bilhões, respectivamente.

A Figura 6.43 ilustra a evolução do faturamento líquido, exportação e importação da

indústria química brasileira no período de 1990 a 2018. No período de 2008 a 2018, o

déficit médio na balança comercial foi de aproximadamente US$ 25,2 bilhões por ano.

60

70

80

90

100

2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017

UC

I (%

)

Produtos petroquímicos básicos Resinas termoplásticas

Cloro e Álcalis Intermediários para fertilizantes

200

Fonte: Elaboração própria com base em ABIQUIM (2018a, 2018c, 2015a, 2014)

Figura 6. 43 - Evolução do faturamento líquido, exportação e importação da indústria química brasileira, de 1990 a 2018

6.8.1 Energia

A Figura 6.44 ilustra a evolução do consumo total de energia e do consumo de

energia elétrica da indústria química brasileira de 1970 a 2017. As reduções tanto do

consumo total de energia como do consumo de eletricidade de 2008 a 2017 refletem as

diminuições do faturamento líquido, dos investimentos e, sobretudo, da UCI na maioria

dos anos neste período.

O consumo das principais das fontes de energia da indústria química durante o

período de 1970 a 2017 está indicado na Figura 6.45. O consumo de gás natural a partir

dos anos 1980 cresceu, em média, 7,35% ao ano. No mesmo período, o consumo de óleo

combustível diminuiu, em média, 7,45% ao ano. O consumo de eletricidade cresceu, em

média, 4,6% ao ano. Conforme ilustrado na Figura 6.45 e Figura 6.46, as outras fontes

secundárias do petróleo foram a fonte de energia mais consumida em 2017, representando

33% do consumo total.

-1,2 -1,5 -1,3 -2 -2,9 -4,6 -5,4 -5,9 -6,5 -6,4 -6,7 -7,3 -6,3 -6,2 -8,6 -7,9 -8,5 -13,2-23,2

-15,7-20,7

-26,5-28,2-31,9-31,2-25,5-22,1-23,5

-29

31,8 28,6 29,9 31,4 35,641,4 42,8 46,2 43,8

36,343,6

38,8 37,345,5

60,3

72,382,5

104,3

124,6

101,9

128,8

150144,3147,7146,9

111,9

107,3

121,4127,9

19

90

19

91

19

92

19

93

19

94

19

95

19

96

19

97

19

98

19

99

20

00

20

01

20

02

20

03

20

04

20

05

20

06

20

07

20

08

20

09

20

10

20

11

20

12

20

13

20

14

20

15

20

16

20

17

20

18*

Fatu

ram

en

to e

bal

ança

co

me

rcia

l (U

S$ B

ilhõ

es)

Déficit Balança Comercial

Faturamento Líquido

Exportação

Importação

201


Figura 6. 44 - Evolução do consumo total de energia e do consumo de energia elétrica na indústria química brasileira no período de 1970 a 2017


Figura 6. 45 - Evolução do consumo das principais das fontes de energia da indústria química brasileira no período de 1970 a 2017


Figura 6. 46 - Distribuição percentual das diversas fontes no consumo final de energia da indústria química brasileira em 2017

1.166

7.7156.969

227

1.985 1.856

0

1.000

2.000

3.000

4.000

5.000

6.000

7.000

8.000

9.000

19

70

19

72

19

74

19

76

19

78

19

80

19

82

19

84

19

86

19

88

19

90

19

92

19

94

19

96

19

98

20

00

20

02

20

04

20

06

20

08

20

10

20

12

20

14

20

16

Co

nsu

mo

de

en

erg

ia (

10

³ te

p)

INDÚSTRIA QUÍMICA (TOTAL) ELETRICIDADE

0

500

1.000

1.500

2.000

2.500

3.000

Co

nsu

mo

de

en

erg

ia (

10

³ te

p)

GÁS NATURAL ÓLEO COMBUSTÍVEL

GÁS LIQUEFEITO DE PETRÓLEO ELETRICIDADE

OUTRAS SECUNDÁRIAS DE PETRÓLEO

33%

31%

27%

9%

OUTRAS SECUNDÁRIAS DE PETRÓLEO

GÁS NATURAL

ELETRICIDADE

OUTRAS FONTES

202

Em 2017 o consumo de energia elétrica da indústria química foi de 1.856 mil tep,

representando 27% do seu consumo energético total (Figura 6.46). Conforme indicado na

Figura 6.8, a contribuição da autoprodução neste ano correspondeu a 10,5%. Processos de

integração energética com sistemas de cogeração podem representar uma boa oportunidade

para reduzir os custos com a compra de eletricidade. Investimentos na utilização de

motores de alto rendimento e a instalação de variadores de velocidade também podem

contribuir significativamente para reduzir os custos operacionais associados com o

consumo de eletricidade.

A Abiquim, utilizando dados fornecidos pelas empresas associadas, encontrou que o

consumo energético específico da indústria química brasileira diminuiu de 10 GJ/t em

2001 para 6,3 GJ/t em 2010; durante este mesmo período o consumo específico de

eletricidade decresceu de 1,5 GJ/t para 1,3GJ/t (CNI, 2012).

Segundo a Abiquim (2018b), em 2017 o consumo específico de energia elétrica das

empresas associadas que participam do Programa Atuação Responsável foi de 348 kWh/t

de produto, e 94% deste consumo foram adquiridos da rede pública. A Figura 6.47 ilustra a

evolução do consumo específico e da geração interna específica de energia elétrica destas

empresas no período de 2006 a 2017. Durante este período, a taxa média de redução do

consumo específico foi de 1,6% ao ano e a geração interna para atender a produção ou ser

vendida foi reduzida em 50%. Em 2017, 48% da energia gerada internamente por estas

empresas foi comercializada.

Fonte: Elaboração própria com base em ABIQUIM (2018b)

Figura 6. 47 - Evolução, de 2006 a 2017, do consumo específico e da geração interna específica de energia elétrica das empresas associadas à Abiquim que participam do Programa Atuação

Responsável

416348

42 32 33 22

0

100

200

300

400

500

2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017kWh

/t d

e p

rod

uto

Consumo de energia elétrica Gerada internamente

203


de energia entre os processos da indústria química dos EUA. Nesta ilustração destacam-se

no consumo e nas perdas os processos de aquecimento, e as máquinas e equipamentos que

fazem parte dos processos de produção. O consumo de energia nos processos fora da

produção corresponde a 9%.

Fonte: Elaboração própria com base em DOE (2018c)

Figura 6. 48 - Distribuição percentual do fornecimento, geração, consumo e perdas de energia entre os processos da indústria química dos EUA


Energy (DOE, 2018c) sobre a distribuição do consumo e das perdas de energia nas

máquinas e equipamentos utilizados na indústria química nos EUA. Destacam-se no

consumo de energia a participação das bombas e compressores de ar, que respondem por

58% do consumo total. Em relação às perdas de energia, destacam-se os compressores de

ar e os equipamentos de processamento de materiais com perdas de mais de 80% do seu

consumo de energia.

204

Tabela 6. 23 - Distribuição percentual do consumo e percentual de perdas de energia dos vários tipos de máquinas e equipamentos utilizados na indústria química americana


Bombas 28,2% 55,6%

Ventiladores 12,9% 56%

Compressores de ar 29,9% 88,2%

Manipulação de materiais 1,6% 33,3%

Processamento de materiais 25,5% 85,5%

Outros sistemas 1,9% 64%

Total 100,0% Fonte: Elaboração própria com base em DOE (2018c)

As Tabelas 6.24 a 6.26 apresentam os consumos energéticos específicos das

melhores tecnologias disponíveis no mercado (BATs) em alguns processos energo-

intensivos da indústria química, segundo algumas fontes da literatura técnica consultada. A

Tabela 6.24 contém consumos energéticos específicos de BATs compilados por Worrell et

al. (2008) para a produção de eteno a partir do craqueamento da nafta e do etano, e para a

produção de amônia a partir do gás natural, ou utilizando o carvão como matéria prima.

Saygin et al.(2011a) compilaram, na Tabela 6.25, não só os consumos energéticos

específicos de BATs, como também os de BPTs (melhores práticas) na produção de

amônia e de produtos químicos de alto valor agregado (HVCs), além de faixas de

consumos específicos encontradas em países desenvolvidos e países em desenvolvimento.

É comum se levar em conta, no cálculo do consumo energético específico requerido na

produção de produtos químicos, o conteúdo energético de matérias primas utilizadas no

processo de produção. Isto está indicado na Tabela 6.26, na compilação feita pelo

IETD/IIP (2019d) de consumos energéticos específicos de BATs para a produção de

amônia a partir de várias matérias primas.

205

Tabela 6. 24 - Consumos energéticos específicos de BATs para a produção de eteno e de amônia a partir de diversas matérias primas

Segmentos industriais Unidade BAT Eteno - Craqueamento da nafta GJ/t 11 - Craqueamento do etano GJ/t 12,5 Amônia - Amônia de gás natural GJ/t NH3 28 - Amônia de carvão GJ/t NH3 34,8

Fonte: Elaboração própria com base em Worrell et al.(2008)

Tabela 6. 25 - Consumos energéticos específicos na produção de amônia e de produtos químicos de alto valor agregado (HVCs) em países industrializados, em países em desenvolvimento, de BATs e

de BPTs

Segmentos Industriais Unidade

Países Industrializados

Países em desenvolvimento BAT BPT

- HVCs GJ/t HVCs 12,6 - 18,3 17,1 – 18,3 10,6 12,5 - Amônia GJ/t NH3 33,2 – 36,2 35,9 – 46,5 23,5 31,5

Fonte: Elaboração própria com base em Saygin et al.(2011a)

Legenda: HVCs (High-Value Chemicals)59

Tabela 6. 26 - Consumos energéticos específicos de BATs para a produção de amônia a partir de diversas matérias primas, em GJ/ t NH3

Matérias primas para a produção de amônia

Eletricidade MP Combustível Vapor Total

- Amônia de gás natural 0,29 20,67 10,93 -3,87 28 - Amônia de carvão 3,7 20,67 17,33 -1,3 40 - Amônia de óleo 0,7 20,67 16,13 -1,5 36

Fonte: Elaboração própria com base em IETD/IIP (2019d)

Segundo Saygin et al.(2009), no mundo, os processos de craqueamento a vapor a

partir da nafta, etano e óleo diesel correspondem, respectivamente, a 47%, 48% e 5%. Para

a produção de amônia, o processo que utiliza gás natural como matéria prima representa

71% da produção total. Na produção de cloro, os processos via diafragma, mercúrio e

membrana correspondem, respectivamente, a 33%, 20% e 47%.

Uma razão para o consumo mais elevado de energia no craqueamento a vapor do

etano é que, neste processo, há menos integração energética e temperaturas mais altas dos

gases de combustão do que no craqueamento a vapor da nafta (SAYGIN et al., 2009).

59

Olefinas leves (eteno e propeno) e aromáticos [benzeno, tolueno e xilenos (BTX)] são chamados “produtos químicos de alto valor agregado” (HVCs).

206

A Tabela 6.27 apresenta valores observados de consumos energéticos específicos de

alguns produtos da indústria química brasileira. Com base nos consumos específicos dos

BATs e BPTs indicados na tabela, foram calculados os potenciais técnicos de conservação

de energia destes produtos e os resultados obtidos compõem a última coluna da tabela.

Tabela 6. 27 - Estimativa do potencial técnico de conservação de energia de alguns produtos da indústria química brasileira

Produtos Capacidade de produção

(k t)

CE de energia (GJ/t)60

BAT (GJ/t)

BPT (GJ/t)

Potencial técnico de

conservação de energia (%)

Eteno (2009-2012)61

- Craqueamento da nafta 3.232 13,4 – 20,3 11 12,5 20,1 – 46

- Craqueamento do etano 520 19,9 – 22,5 12,5 37,2 – 44,4

Polietileno (2009-2017) 3.055 2,8 – 8,1 1,0 – 1,6 64,3 – 80

Polipropileno (2009-2017) 1.850 1,4 – 2,6 0,1 93 – 96

Cloro soda (2003-2012) 3.911 3,8 – 4,5

- Cloro 1.384 4,43 1,9 57

PVC (2003-2012) 1.010 9,9 – 12,6 1,7 82,8 – 86,5

Amônia (2012 – 2017)

- Amônia (Gás Natural) 1.588 25,3 23,5 - 28 31,5 7

Fonte: Elaboração própria com base em Moraes (2015), Mathias (2014), Saygin et al.(2011a, 2011b),

Abiquim (2015b) , Braskem62 e Petrobras61

Segundo a Pesquisa Industrial Anual (PIA – Empresa) realizada pelo IBGE (2018e)

em 2016, os custos com energia elétrica e o consumo de combustíveis na produção da

indústria química foram de US$ 2.337 milhões. Em 2016 este valor correspondeu a 4,8%

dos custos operacionais. Portanto, medidas que buscam obter ganhos na eficiência

energética e o aumento na geração interna de eletricidade são importantes para aumentar a

produtividade neste segmento no Brasil.

60 A amplitude dos valores é devido à idade das plantas, estado de conservação, tecnologia de processo e a taxa de utilização da capacidade instalada. 61

A Braskem possui uma planta que produz 200 kt de eteno a partir de álcool, que é transformado em polietileno. Portanto, a capacidade total para a produção de eteno da empresa é de 3.952 mil toneladas. 62 Informação pessoal.

207

6.8.2 Água Segundo a Abiquim (2018b), em 2017 o volume específico de água captada pela

indústria química brasileira foi de 6,5 m³/t de produto. Neste ano, a emissão específica de

efluentes correspondeu a 2,2 m³/t de produto. O reaproveitamento de água em 2017 foi de

1,55 m³/t de produto. A Figura 6.49 ilustra a evolução da captação de água, e dos efluentes

lançados em cursos d’água ou enviados a estações de tratamento externas no período de

2006 a 2017. Neste período, a taxa média de redução na captação de água e nos efluentes

lançados foi de 1,2% e 2,8% ao ano, respectivamente. No entanto, a trajetória decrescente

na captação de água se inverteu e aumentou a partir de 2015.


Figura 6. 49 - Evolução da captação de água, e dos efluentes lançados pela indústria química brasileira, de 2006 a 2017

A Figura 6.50 mostra a evolução do consumo específico de água e da geração de

efluentes da Braskem, maior petroquímica nacional, em 2002 e no período de 2014 a 2018.

Desde 2001 o consumo específico de água aumentou, em média, 0,21% ao ano, e o

lançamento de efluentes diminuiu, em média, 3% ao ano.

Fonte: Elaboração própria com base em BRASKEM (2018)

Figura 6. 50 - Evolução do consumo específico de água e do lançamento de efluentes pela Braskem em 2002 e no período de 2014 a 2018

7,46,5

3,02,2

0,0

2,0

4,0

6,0

8,0

10,0

2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017

m³/

t d

e p

rod

uto

Água Captada Efluentes lançados

4,1 4,2 4,1 4,0 4,0 4,3

1,91,3 1,2 1,1 1,1 1,2

0

2

4

6

2002 2014 2015 2016 2017 2018

(m³/

t)

Consumo de Água Geração de Efluentes Líquidos

208


Conforme indicado na Figura 5.22, em 1990 e 2016 as participações da indústria

química nas emissões de CO2e do setor industrial brasileiro foram de 16% e 10%,

respectivamente.

Segundo a Abiquim (2018b), em 2017 as emissões de GEE do Escopo 1 e do Escopo

2, segundo a metodologia GHG Protocol 63, foram de 323 kgCO2e/t de produto e 30

kgCO2e/t de produto, respectivamente.

A Figura 6.51 ilustra a evolução das emissões de CO2e dos processos industriais e do

consumo de energia das indústrias químicas brasileiras no período de 2000 a 2017.

Segundo o SEEG/IEMA (2019), em 2017 as emissões destas duas fontes somaram 19,2

milhões de toneladas de CO2e 64.

Fonte: Elaboração própria com base em IEEE (2019)

Figura 6. 51 - Evolução, de 2000 a 2017, das emissões de CO2e dos processos industriais e do consumo de energia da indústria química no Brasil

As emissões específicas de GEE da Braskem em 2008 e durante o período de 2014 a

2018 estão indicadas na Figura 6.52. Desde 2008 as emissões específicas de GEE da

empresa, conforme o escopo 1 do GHG Protocol, diminuíram, em média, 1,53% ao ano.

63 GHG Protocol: Escopo 1 (emissões provenientes de operações próprias ou controladas pela organização) e Escopo 2 (emissões indiretas provenientes da aquisição de energia elétrica consumida pela organização). 64 Metodologia do IPCC: referência emissões GWP-AR5

0

5

10

15

20

20

00

20

01

20

02

20

03

20

04

20

05

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06

20

07

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08

20

09

20

10

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11

20

12

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13

20

14

20

15

20

16

20

17

Emis

sõe

s C

O2

e (

Mt)

GW

P-

AR

5

Processos Industriais Energia

209

Fonte: Elaboração própria com base em BRASKEM (2018)

Figura 6. 52 - Emissões específicas de GEE da Braskem em 2008 e no período de 2014 a 2018

Segundo o ranking de participação de processos e produtos nas emissões de CO2e da

indústria química no mundo, elaborado por Boulamanti e Moya (2017) e ilustrado na

Figura 6.53, as unidades de insumos petroquímicos básicos, incluindo a produção de

aromáticos, mais as produções de amônia e cloro responderam por 60,5% das emissões de

GEE em 2017.

Fonte: Elaboração própria com base em IEEE (2019)

Figura 6. 53 - Ranking da participação dos processos e produtos químicos nas emissões de CO2e das indústrias químicas no mundo em 2017

O volume total de resíduos gerados pela indústria química brasileira em 2017 foi de

6,14 kg/t de produto. Deste total, 51% foram de resíduos não perigosos e 49% de resíduos

perigosos. Naquele ano, 33,1% dos resíduos não perigosos foram reciclados, reutilizados

e/ou reaproveitados, e 69,2% dos resíduos perigosos foram reaproveitados (ABIQUIM,

2018b). A Figura 6.54 ilustra a evolução da geração de resíduos no período de 2006 a

0,659

0,564 0,540,585

0,5190,565

0,72

0,63 0,63 0,640,57

0,61

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

2008 2014 2015 2016 2017 2018Emis

sõe

s (

tCO

2e

/t)

Intensidade de Emissões de GEE (Escopo 1) Intensidade de Emissões de GEE (Escopo 1+2)

25,5

19,6

10,69,2

4,8 3,8 3,4 2,9 2,6 2,6 1,5 0,4

13,2

0

5

10

15

20

25

30

Par

tici

paç

ão n

as E

mis

sõe

s G

EE (

%)

210

2017, neste período a taxa média de redução foi de 2,9% ao ano. No entanto, a trajetória

decrescente na geração de resíduos se inverteu e aumentou a partir de 2016.


Figura 6. 54 - Evolução da geração de resíduos na indústria química brasileira, de 2006 a 2017

A economia circular associada ao uso consciente do plástico e o descarte responsável

desses resíduos sólidos pelos consumidores, o gerenciamento da coleta, armazenamento,

classificação e beneficiamento, e a reciclagem do plástico constituem um dos maiores

desafios da atualidade, devido, entre outros aspectos, ao volume crescente, complexidade e

o impacto dos resíduos (ciclo de vida), e as consequências para a saúde e o meio ambiente.

A Figura 6.55 ilustra as principais rotas que podem ser adotadas para a reciclagem dos

plásticos.

Fonte: Elaboração própria com base em Piva e Wiebeck (2004) e FIESP (2018)

Figura 6. 55 - Principais rotas de reciclagem de plásticos

8,526,14

02468

10

2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017

(kg/

t d

e p

rod

uto

)

GERAÇÃO DE RESÍDUOS

211


O desenvolvimento de novas tecnologias de processo para a fabricação dos produtos

químicos envolve incertezas e riscos. Segundo Wongtschowski (2002), essas

vulnerabilidades estão associadas com a demanda, as margens para o negócio e a

introdução de novas tecnologias.

A Tabela 6.28 apresenta as principais inovações tecnológicas que foram implantadas

nas plantas de eteno nas últimas décadas.

Tabela 6. 28 - Inovações tecnológicas nas novas plantas produtoras de eteno no mundo

Etapa do processo Inovações tecnológicas

Craqueamento Avanços no projeto das serpentinas dos fornos de pirólise; Melhorias nas caldeiras de recuperação de calor; e Aumento da eficiência de combustão nos fornos de pirólise.

Resfriamento do gás e compressão

Melhor utilização de calor disponível na água de resfriamento; Pressão mais baixa no sistema inter-estágio de compressão; e Temperatura da gasolina mais alta na coluna de fracionamento primário.

Área fria (Fracionamento)

Expansão do gás para otimizar a alimentação do sistema da coluna desmetamizadora; e Uso de trocadores com superfície estendida para melhorar a eficiência na transferência de calor.

Utilidades Cogeração: Instalação de turbina a gás para gerar energia elétrica; Balanço de energia: otimização no uso do vapor; Maior eficiência dos sistemas de acionamento / compressão.

Fonte: Elaboração própria a partir de Neelis et al.(2008)

Os dois processos tradicionais de produção de eteno e propeno são o

craqueamento a vapor (steam cracker) e o craqueamento catalítico fluido (FCC - Fluid

Catalytic Cracking). Segundo Leite (2013), os principais licenciadores de tecnologia para

uma unidade de pirólise são a KBR (Kellogg Brown & Root), Linde AG, ABB - Lummus,

Stone & Webster (SSW) e a Technip. As licenciadoras, conforme indicado na Tabela 6.29,

vêm, ao longo do tempo, incorporando desenvolvimentos tecnológicos com o objetivo de

reduzir custos de produção.

212

Tabela 6. 29 - Inovações tecnológicas e potenciais técnicos de melhorias nas plantas de eteno, conforme as licenciadoras de tecnologia selecionadas

Empresas

Licenciadoras Inovações tecnológicas Benefícios

Technip / SSW

SMK e USC M-Coil: carga a gás GK6 e USC U-Coil: carga líquida TLE tipo duplo tubo SFT (Swirl Flow Tube): tubos helicoidais para melhorar as trocas térmicas.

Melhora o desempenho das plantas, em termos de seletividade, capacidade e duração da campanha.

ABB - Lummus OCT: tecnologia de conversão de olefinas Integração de turbinas a gás com os fornos de pirólise

Reduz em 25% o consumo de energia e na emissão de gases de efeito estufa

KBR ACO (Advanced Catalytic Olefins)

Produz propileno e etileno em uma razão de 1/1; Rendimento de 10-25% maior do que o do craqueamento a vapor.

UOP/Hydro, Lurgi e ExxonMobil

Methanol to Olefins (MTO): é uma tecnologia que utiliza a conversão do gás natural em olefinas, também conhecida como Gas to Olefins (GTO).

Technip, Lummus, Ondeo Nalco, Chevron / Philips, GE Betz

Tecnologias anti coque nos tubos dos fornos de pirólise

Aumenta a campanha dos fornos de pirólise (intervalo para descoqueamento) e reduz a temperatura da parede dos tubos e o consumo de combustíveis

Sandvik Tubos aletados de aço austenítico com elevados valores de Cr e Ni

Resistência às temperaturas do forno e apresenta maior área interna para troca térmica

Raschig-Jaeger Technologies CoFlo: Processo de destilação

Economia de energia de 10% e redução no custo da destilação de 33%

Fonte: Elaboração própria com base em Mathias et al.(2014)

Os biocombustíveis e bioprodutos podem ser uma alternativa para a redução de

emissões de gases de efeito estufa e uma garantia de segurança energética durante fortes

elevações do preço do petróleo e/ou risco no seu fornecimento devido a problemas

geopolíticos. A substituição do petróleo por matérias primas de origem renovável, como a

biomassa e seus derivados, já começou a ser praticada. A transição para uma economia

menos dependente do petróleo e mais “verde”, está promovendo o desenvolvimento de

olefinas leves, principalmente eteno e propeno, a partir da biomassa. Há, também,

213

pesquisas em andamento, pela Gevo Inc. e pela LyondellBasell, para o desenvolvimento de

novas rotas tecnológicas para a produção de olefinas C4 a partir de fontes renováveis. Com

o isobuteno é possível produzir éter etil-terbutílico (ETBE), metil metacrilato, poli-

isobuteno, iso-octeno, biodiesel e outros produtos químicos (LEITE, 2013).

A LyondellBasell desenvolveu a tecnologia Lupotech T e é líder de mercado nas

tecnologias de resinas termoplásticas PEBD (Polietileno de baixa densidade), obtido

através da polimerização do eteno, e EVA (Acetato de Vinila), obtido através do

copolímero de etileno e acetato de vinila. As principais características da tecnologia

Lupotech incluem custos menores no investimento e produção de plantas com capacidade

para produzir até 450 kt/ano, partidas e mudanças de grau mais rápidas, incluindo maior

confiabilidade.

As questões relacionadas com a segurança e o meio ambiente na operação devem

ser consideradas no início dos projetos para evitar problemas ambientas e a necessidade da

implantação de soluções mais complexas e onerosas, como as decorrentes da poluição

causadas pelos resíduos gerados nos processos químicos, conforme indicado na Tabela

6.30..

Tabela 6. 30 – Ações transversais que visam minimizar a geração de resíduos em processos químicos

Processos Ações Benefícios

- Reações químicas

- Processos de separação e sistemas de reciclo

• Realização de análises do ciclo de vida (materiais e energia) e análises dos impactos ambientais na fase de projeto;

• Otimização de reações químicas para reduzir ou eliminar a formação de produtos indesejados em operação, ou quando a separação e/ou a reciclagem do material da alimentação que não reagiu for difícil;

• Redução do desperdício de catalizadores, protegendo-os de contaminação e condições extremas que possam reduzir a vida útil dos mesmos;

• Melhorias nos processos de separação, para reduzir as perdas nas reações químicas e na reciclagem de insumos;

• Melhorias nos processos produtivos e equipamentos, para reduzir a necessidade de paradas;

• Redução das perdas por emissões fugitivas e vazamentos para a atmosfera.

Redução das perdas de produtos e subprodutos;

Redução da geração de materiais fora de especificação e de resíduos de difícil reciclagem; e

Redução da necessidade de limpezas frequentes nas atividades de O&M dos equipamentos.

- Processos operacionais

- Utilidades

• Melhorias na eficiência energética e no aproveitamento do calor residual;

• Aumento do aproveitamento do condensado dos sistemas de vapor, e redução da geração de efluentes associados com os sistemas de resfriamento de água.

Redução da geração de resíduos e emissões dos processos de combustão em fornos, caldeiras, sistemas de cogeração, etc.

Fonte: Elaboração própria com base em Smith (2005)

214

6.9 Cimento

Os fabricantes de cimento atuam em mercados regionais. Medidas que buscam obter

ganhos na eficiência energética são importantes para a produtividade e a lucratividade

desta indústria no Brasil.

Segundo o Sindicato Nacional das Indústrias de Cimento – SNIC, em 2016 o país

possuía uma capacidade de produção anual de 100 milhões de toneladas de cimento.

Naquele ano, a UCI desta indústria foi de 57% e em 2017 foi de 54% (SNIC, 2019; EPE,

2018c).

Os processos secos, semi-secos, semiúmidos e úmidos são as quatro principais rotas

tecnológicas utilizadas na produção de cimento.

Os processos a seco são energeticamente mais eficientes. Portanto, no projeto de

novas fábricas ou nas atualizações tecnológicas das plantas o processo a seco tem sido

preferencialmente adotado.

A maior parte do uso de energia e as emissões de CO2 ocorrem na produção de

clinquer, que é o principal componente do cimento, produzido pela sinterização de calcário

e argila. A eletricidade é utilizada no esmagamento e moagem das matérias primas,

enquanto que a utilização de combustíveis é feita na queima desses materiais no forno de

clinquer.

Os diversos tipos de cimento são misturas de clinquer com outros materiais, misturas

estas que conferem diferentes propriedades a estes produtos, visando atender a diferentes

aplicações em obras civis. A eletricidade é o principal energético consumido na mistura e

moagem dos vários tipos de cimentos.

A Figura 6.56 ilustra a evolução, de 2003 a 2018, da produção brasileira de clinquer

e de cimento. Neste período, as taxas médias de crescimento das produções de clinquer e

de cimento foram de 3,1 % ao ano e de 3,2% ao ano, respectivamente.

215


Figura 6. 56 - Evolução das produções de clinquer e de cimento no Brasil, entre 2003 e 2017

Na última década os níveis da produção de cimento foram crescentes, exceto após o

ano de 2014, período em que a crise na economia brasileira afetou o setor de construção

civil e os investimentos em grandes obras de infraestrutura no país.

6.9.1 Energia

Segundo o balanço energético nacional, publicado pela EPE/MME (2018c), em 2017

o consumo final de energia da indústria de cimento no Brasil foi de 4.744 ktep. A Figura

6.57 ilustra a evolução, de 1970 a 2017, do consumo dos principais energéticos utilizados

nesta indústria. O consumo de coque de petróleo cresceu, em média, 18% ao ano a partir

do final dos anos 1990. No mesmo período, o consumo de óleo combustível diminuiu, em

média, -25,4% ao ano, enquanto o consumo de eletricidade aumentou, em média, 1,7% ao

ano. A Figura 6.58 ilustra a participação dos energéticos consumidos nesta indústria em

2017, com destaque para o coque de petróleo, que atende 71% do consumo total, seguido

pela eletricidade, que é responsável por 13% do total.

35,1

71,0

54,0

23,7

47,0

36,5

67,4% 67,6%

60%

62%

64%

66%

68%

70%

0

20

40

60

80

100

20

03

20

04

20

05

20

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20

07

20

08

20

09

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10

20

11

20

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20

13

20

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20

15

20

16

20

17

Cim

en

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Clin

qu

er

Pro

du

ção

(M

t)

PRODUÇÃO CIMENTO PRODUÇÃO CLINQUER RELAÇÃO CLINQUER/CIMENTO

216


Figura 6. 57 - Evolução, de 1970 a 2017, do consumo dos principais energéticos utilizados na indústria de cimento no Brasil


Figura 6. 58 - Distribuição percentual das diversas fontes no consumo final de energia da indústria de cimento no Brasil em 2017

A Figura 6.59 indica a evolução do consumo energético específico total e do

consumo específico de energia elétrica na produção de cimento no Brasil no período de

1970 a 2017. Neste período, as taxas médias anuais de redução foram de 1,1 % a.a. no

consumo energético específico total e de 0,1 % a.a. no consumo específico de eletricidade.

0

500

1.000

1.500

2.000

2.500

3.000

3.500

4.000

19

70

19

72

19

74

19

76

19

78

19

80

19

82

19

84

19

86

19

88

19

90

19

92

19

94

19

96

19

98

20

00

20

02

20

04

20

06

20

08

20

10

20

12

20

14

20

16

Co

nsu

mo

de

en

erg

ia (

10

³ te

p)

CARVÃO MINERAL ÓLEO COMBUSTÍVEL ELETRICIDADE

CARVÃO VEGETAL COQUE DE PETRÓLEO

71%

13%

16%COQUE DE PETRÓLEO

ELETRICIDADE

OUTRAS FONTES

217


Figura 6. 59 - Evolução do consumo energético específico total e do consumo específico de energia elétrica da indústria de cimento brasileira no período de 1970 a 2017


de energia, e as perdas de energia entre os processos da indústria de cimento dos EUA.

Nesta ilustração destacam-se no consumo e nas perdas os processos de aquecimento. O

consumo de energia nos processos fora da produção corresponde a 2%.

Fonte: Elaboração própria com base em DOE (2018d)

Figura 6. 60 - Distribuição percentual do fornecimento, geração, consumo e perdas de energia entre os processos da indústria de cimento dos EUA

5,46

4,25

3,67 3,56

3,023,31

0,42 0,43 0,41 0,42 0,39 0,40

0

1

2

3

4

5

6

19

70

19

72

19

74

19

76

19

78

19

80

19

82

19

84

19

86

19

88

19

90

19

92

19

94

19

96

19

98

20

00

20

02

20

04

20

06

20

08

20

10

20

12

20

14

20

16

GJ

/ t

CE total de energia CE Eletricidade

218


Energy (DOE, 2018d) sobre a distribuição do consumo de energia nas máquinas e

equipamentos utilizados na indústria de cimento nos EUA. Destacam-se no consumo de

energia a participação do processamento de materiais e os ventiladores, que respondem por

75% do consumo total.

Tabela 6. 31 - Estimativa da distribuição do consumo de energia nas máquinas e equipamentos nos processos de produção na indústria de cimento

Máquinas e equipamentos Distribuição do consumo de energia

Bombas 7,1%

Ventiladores 10,7%

Compressores de ar 7,1%

Manipulação de materiais 7,1%

Processamento de materiais 64,3%

Outros equipamentos 3,7%

Total 100,0% Fonte: Elaboração própria com base em DOE (2018d)

O IETD/IIP (2019c) apresenta um consumo energético específico da melhor

tecnologia disponível no mercado (BAT) para produzir cimento como sendo de 2,92 GJ/t

de cimento. Esta tecnologia utiliza o processo via seca com pré-calcinador e pré-

aquecedores multiestágios. Como o consumo energético específico total da indústria de

cimento no Brasil em 2017 foi de 3,31 GJ/t de cimento, aplicando a equação 6.1 obtém-se

um potencial técnico de conservação de energia, para aquele ano, de 11,8%.

6.9.2 Água e emissões

Conforme indicado na Tabela 5.10 e Tabela 5.12, o consumo específico de água no

processo de produção de cimento Portland varia de 0,55 a 2,5 m³/t de cimento, enquanto

que o consumo específico de água é de 0,1m³/t na produção de clinquer.

A Figura 5.22, mostra que, em 1990 e 2016, as participações da indústria de cimento

nas emissões de CO2e do setor industrial brasileiro foram de 19% e 21%, respectivamente.

219

Segundo o SEEG/IEMA (2019) em 2017 o processo industrial de produção de

cimento emitiu 32,3 milhões de toneladas de CO2e 65. Neste mesmo ano, para uma

produção de 54 milhões de toneladas de cimento (EPE/MME, 2018c), a emissão específica

deste segmento industrial foi de 0,6 toneladas de CO2e por tonelada de cimento.

A Figura 6.61 ilustra a evolução das emissões de CO2e do processo industrial e do

consumo de energia na produção de cimento no Brasil.


Figura 6. 61 - Emissões de CO2e nos processos industriais e no consumo de energia na produção de cimento no Brasil, de 2000 a 2017

6.9.3 Tecnologias que possibilitam economias de energia e redução de emissões de gases que causam o efeito estufa

A indústria de cimento já vem utilizando há bastante tempo a queima de resíduos nos

fornos de clinquer, de uma forma complementar à queima de combustíveis fósseis, como

uma maneira de reduzir os custos de aquisição destes combustíveis, reduzir as emissões de

GEEs e prover um aproveitamento energético dos resíduos consumidos.

Como a produção do clinquer é o processo energo-intensivo desta indústria, a

redução da participação do clinquer nas misturas que compõem os cimentos

comercializados economiza energia. Há, no entanto, limites técnicos para esta redução,

ditados pelos requisitos desejados dos vários tipos de cimentos em suas aplicações típicas.

65

Metodologia do IPCC: referência emissões GWP-AR5

0

5

10

15

20

25

30

20

00

20

01

20

02

20

03

20

04

20

05

20

06

20

07

20

08

20

09

20

10

20

11

20

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13

20

14

20

15

20

16

20

17

Emis

sõe

s C

O2

e (

Mt)

GW

P-A

R5

Processos Industriais Energia

220

A instalação de mais estágios de pré-aquecimento no forno de clinquer, utilizando

um processo de via seca, pode economizar de 2,9 a 4,6 GJ/t de clinquer, dependendo do

número de estágios adicionais adotados (IETD/IIP, 2019c).

Segundo o IETD/IIP (2019c), a substituição de um motor de corrente contínua por

um motor de corrente alternada pode reduzir de 0,5 a 1% o consumo de energia elétrica no

acionamento do forno rotativo do clinquer. Motores de alta eficiência também podem

reduzir o custo da energia elétrica de 2 a 8%; estima-se uma economia de eletricidade de 2

a 14 GJ/t de clinquer.

A utilização da tecnologia Gyro-Therm no sistema de combustão do forno de

clinquer reduz as emissões de NOx entre 30 e 70% e contribui para aumentar a

produtividade em mais de 5%. Estima-se uma redução no consumo específico de

combustível de até 8% (IETD/HP, 2019c).

Melhorias no controle do excesso de ar e na alimentação do combustível nos

queimadores do forno de clinquer pode propiciar economias de energia de 2,5 a 5%

(IETD/IIP, 2019c).

Segundo a Pesquisa Industrial Anual (PIA – Empresa) realizada pelo IBGE (2018e)

em 2016, os custos com energia elétrica e o consumo de combustíveis na produção de

cimento foram de US$ 923 milhões. Em 2016 esse valor correspondeu a 38,9% dos custos

operacionais.

A Figura 6.62 apresenta um fluxograma simplificado do processo de produção de

cimento, com estimativas das participações dos consumos de energia e das emissões de

CO2 em cada etapa do processo produtivo.

221

Fonte: Elaboração própria com base em Visedo e Pecchio (2019) e EPE/MME (2016)

Figura 6. 62 - Fluxograma simplificado do processo de produção de cimento Portland, via seca, com as participações dos consumos de energia e das emissões, por etapa do processo



i. É importante que os representantes do governo e os órgãos que representam o

setor industrial consolidem uma política industrial que favoreça os ganhos de

competitividade na produção, assegurando um crescimento equilibrado.

Porém, não menos importante, é que as políticas públicas e empresariais

incentivem uma atitude ambientalmente sustentável na condução dos

negócios;

ii. As fontes de energia tem uma participação importante em toda instalação

industrial. Em suas diversas formas, interage nos fluxos dos processos

operacionais, resultando em um dos principais insumos que viabilizam a

produção de bens e serviços. No entanto, as estreitas relações do uso eficiente

da energia e água, somado à redução das emissões de GEEs e dos resíduos

222

gerados pela indústria, representam um desafio que as indústrias brasileiras

enfrentam na atualidade;

iii. A execução de uma atividade industrial com a utilização eficiente dos

recursos (materiais, energia e água), obtidas através da redução das perdas e a

eliminação dos desperdícios durante os processos de produção, associados à

minimização das emissões, além de contribuir de forma integrada para a

redução dos custos de produção, deve garantir um desempenho igual ou

superior ao requerido pelo processo sem comprometer a qualidade do

produto, e contribui para aumentar a competitividade do negócio;

iv. O consumo específico de energia varia nos segmentos industriais, entre

outros aspectos, como resultado da tecnologia dos processos adotados para a

produção, capacidade e idade das plantas, estado de conservação dos

equipamentos e instalações, forma de gestão da O&M, conjuntura da

economia, o nível da concorrência nos mercados consumidores que afetam as

vendas e a taxa de utilização da capacidade instalada;

v. Os segmentos industriais analisados neste trabalho possuem potenciais

técnicos de conservação de energia bastante significativos. No entanto, o que

se tem observado no Brasil é que os investimentos na melhoria da gestão da

energia, eficiência energética e o uso de fontes alternativas de energia

normalmente ocorrem quando há uma crise devido à não disponibilidade de

um recurso energético, ou quando aumentam os preços das principais fontes

de energia - petróleo, gás natural e eletricidade; e

vi. A legislação e as políticas públicas devem estabelecer requisitos técnicos e

incentivar uma produção industrial mais limpa, visando, por exemplo,

reduções nas emissões de gases que provocam mudanças climáticas.

223

7 RESULTADOS FINAIS

O crescimento econômico de um país envolve a utilização de tecnologias e modelos

de gestão da O&M que possibilitem aumentar a produtividade dos processos de produção

na indústria de transformação. Uma produção industrial direcionada para atender o

mercado interno brasileiro pode não alcançar os níveis de produtividade e competitividade

que permitam, principalmente em tempos de crise na economia nacional, exportar o

excedente da produção industrial, maximizar a utilização da capacidade instalada e a

rentabilidade do negócio.

Para entender a importância da gestão da energia, água, emissões e geração de

resíduos na indústria é preciso analisar as dimensões técnica, econômica e socioambiental

das atuais práticas. Estimular a implantação de tecnologias na produção industrial que

sejam menos intensivas em carbono (mais limpas), com menor consumo de materiais,

energia e água é um desafio global.

As análises e resultados apresentados neste trabalho permitem avaliar os benefícios

da gestão da energia com foco na eficiência energética no curto e médio prazo, mas

também as consequências da falta dela para a competitividade das indústrias e para o meio

ambiente no longo prazo. Portanto, a gestão da energia é uma estratégia empresarial

sustentável que as indústrias podem utilizar para aumentar a produtividade, crescer e se

desenvolver.

As políticas e os programas integrados voltados para a gestão da energia, água e

emissões de GEEs foram sendo desenvolvidas no Brasil nas últimas décadas, mas o

processo de implantação das melhorias necessárias é lento e, muitas vezes, acelerado em

períodos de crise, motivo pelo qual as crises se tornam cíclicas, pois as ações que poderiam

prevenir ou atenuar os impactos não são priorizadas em tempos favoráveis.

Em 2017 a economia brasileira ficou entre as dez maiores do planeta, ocupando a

oitava posição no ranking global. No entanto, neste mesmo ano, a participação do valor

adicionado da indústria no PIB brasileiro foi de apenas 17%.

As participações dos custos associados com a compra de energia elétrica e

combustíveis e com água / esgoto na despesa total da indústria de transformação brasileira

em 2017 corresponderam a 2,3% no caso da energia e 0,2% no caso da água/esgoto.

224

No ano de 2017 o setor industrial brasileiro foi responsável por 35,3% do consumo

final de energia e por 36% do consumo de energia elétrica nacional. Neste mesmo ano, os

segmentos industriais analisados nesse trabalho responderam por 47,6% do consumo final

de energia no setor industrial.

O setor industrial foi responsável por 9,1% da vazão de retirada de água, 8,8% do

consumo e 9,5% do retorno de água para os corpos hídricos no país em 2017. Naquele ano,

os processos de produção industriais responderam por 7% das emissões de CO2e

brasileiras.

A Tabela 7.1 apresenta uma síntese dos valores dos indicadores utilizados neste

trabalho para analisar o desempenho dos segmentos industriais de ferro gusa e aço, papel e

celulose, químico e cimento no Brasil, enquanto a Tabela 7.2 apresenta uma visão

transversal das principais abordagens e ações que os segmentos industriais podem

implantar para reduzir o consumo de energia e água e as emissões e resíduos.

Com base no exposto nesta tese, pode-se afirmar que, sem uma visão macro e

integrada da importância das gestões da energia, água e emissões no país, em particular no

setor industrial, não haverá políticas públicas e empresariais (governança corporativa) que

incentivem ações para promover a melhoria da eficiência energética e hídrica nas

indústrias, como também a redução de sua geração de resíduos e das suas emissões de

GEEs. Estas políticas são essenciais para minimizar impactos ambientais, aumentar a

segurança energética e hídrica, elevar a produtividade nos processos produtivos e estimular

a exportação, além das commodities, de produtos industrializados com maior valor

agregado.

Para alcançar estes objetivos, o planejamento energético das empresas deve ser

integrado com seus sistemas de gestão ambiental (materiais, água e emissões).

225

Tabela 7. 1 - Síntese dos valores dos indicadores utilizados para avaliar o desempenho dos segmentos industriais brasileiros analisados neste trabalho

Indicadores Ferro gusa

e aço Papel e celulose

Químico Cimento Referências

Participação, em %, no VA da indústria de

transformação em 2016 2,5 4,4 9,5 0,5 Tabela 3.5

Utilização, em %, da capacidade instalada

(UCI) em 2017 68 87,9 76,5 54

Figura 6.1 Figura 6.17 Figura 6.41 Seção 6.9

Participação, em %, da energia (eletricidade e combustíveis) no custo operacional em 2016

22,2

10,1 (celulose)

16,3 (papel)

4,8 (sem

considerar as

matérias primas)

38,9

Figura 6.22 Seção 6.7.1 Seção 6.8.1 Seção 6.9.3

Participação, em %, no consumo final de energia do setor

industrial em 2017

19 15 8 5 Figura 6.6

Participação, em %, da geração própria no

consumo de eletricidade em 2017

51,1 - 57 60,1 10,5 - Figura 6.8 Figura 6.23 Figura 6.47

Consumo específico de energia / Consumo

específico de eletricidade, em GJ/t

19,4 / 2,0 22,2 / 3,4 6,0 / 1,3 3,2 / 0,4

Figura 6.21 Figura 6.37 Seção 6.8.1 Seção 6.9.1

Potencial técnico de conservação de energia

(%) 19,6 43,5

20,1 a 46 (Eteno) 11,8

Seção 6.6.1 Seção 6.7.1 Tabela 6.27 Seção 6.9.1

Consumo específico de água (m³/t)

4 a 13 (integrada a

coque)

30 (captação)

6,5 (captação)

0,55 a 2,5

Tabela 5.10 Tabela 5.12 Seção 6.6.2 (Tabela A.2) Tabela 6.19 Seção 6.8.2 Seção 6.9.2

Participação, em %, nas emissões de GEEs pela indústria em 2016

27 3 10 21 Figura 5.22

Emissão específica de CO2e (t CO2/t)

1,8 0,51 (produção)1

0,32 (escopo 1

GHG Protocol)

0,6

Seção 6.6.3 Figura 6.29 1 Sem considerar o reflorestamento Seção 6.8.3 Seção 6.9.2


226

Tabela 7. 2 - Estimativas qualitativas dos benefícios transversais que podem ser obtidos no setor industrial com a implantação de ações visando reduzir o consumo de energia, água e emissões

Abordagem Ações que podem ser adotadas visando melhorias

Benefícios Observações

Energia Água Emissões / resíduos

Eficiência energética

- Redução do consumo específico de energia com a implantação das BAT nos sistemas de vapor, fornos, motores elétricos, bombas, compressores de ar e unidades de cogeração; - Integração energética; e - Avaliação do custo da energia no ciclo de vida dos equipamentos.

+++ + +

Requer conhecimento técnico especializado para implantação.

Eficiência hídrica

- Realização de balanços hídricos; Otimização da rede de água (integração hídrica); - Redução das perdas de água; - Reuso da água e de efluentes; e - Tratamento da água e efluentes.

++ +++ +

Requer conhecimento técnico especializado para implantação.

Eficiência na utilização de materiais e prática de reciclagem

- Desenvolvimento de projetos que reduzam a intensidade da extração (primária) e aplicação de materiais; - Reutilização e reciclagem de rejeitos na própria indústria que as produz, ou em outras atividades produtivas da economia.

++ ++ +++

- Requer pessoal especializado para desenvolver os processos; - É necessário promover a integração dos processos de gestão da empresa.

Melhorias no sistema de combustão

- Automação do sistema de monitoramento e controle dos queimadores e do processo de queima / gases emitidos; - Recuperação de calor residual; e - Integração energética.

+++ + +

Filtragem dos gases emitidos e separação do material particulado.

RCM

- Implantação da manutenção centrada em confiabilidade (RCM); - Otimização das atividades e recursos da manutenção; - Melhorias na disponibilidade dos equipamentos; e - Aumento da utilização da capacidade instalada (UCI).

++ + +

Requer: - Política de RCM para os equipamentos críticos; - Pessoal especializado; - Formação de histórico técnico de manutenção; - Aquisição de software para as análises de RCM.

Fonte: Elaboração própria com base em Wesseling et al.(2017)

Legenda: +: impacto reduzido; ++: impacto médio; e +++: impacto elevado

227

8 CONCLUSÕES

A energia é essencial para todas as atividades industriais e garantir a sua utilização a

um custo que viabilize a obtenção de ganhos na produtividade é uma estratégia que

contribuirá para aumentar a competitividade da indústria nacional. O setor industrial não

tem condições de controlar os preços das fontes de energia e as políticas energéticas, mas

pode aperfeiçoar os processos internos nas instalações industriais para uma produção mais

eficiente, limpa, segura e sustentável.

Os choques decorrentes da elevação no preço do petróleo na década de 1970

impulsionaram investimentos dos países em eficiência energética e na utilização de fontes

renováveis de energia nas décadas seguintes. Mais recentemente, os programas associados

a uma produção industrial mais limpa, visando minimizar emissões e mitigar os impactos

globais decorrentes das mudanças climáticas, voltaram a valorizar programas de eficiência

energética e o desenvolvimento sustentável. Neste sentido, além dos ganhos econômicos e

na competitividade, as políticas e programas de eficiência energética propiciam benefícios

socioambientais.

A crise econômica provocada pela crise financeira global nos anos 2007-2008 teve

um impacto no Produto Interno Bruto (PIB), no consumo de energia e nas emissões de

dióxido de carbono (CO2) de diversos países, inclusive o Brasil. A crise na economia

nacional após o ano de 2013 estendeu as dificuldades que o setor industrial brasileiro tem

enfrentado na última década. Como reflexo, há perda da competitividade dos produtos

industrializados brasileiros, queda na utilização da capacidade instalada e redução dos

investimentos nas indústrias.

Para melhorar a competitividade do país, é necessário aperfeiçoar as políticas que

incentivem a inserção de produtos industrializados brasileiros no mercado internacional,

via investimentos em boas práticas de gestão da O&M e a implantação de inovações

tecnológicas nos equipamentos e processos produtivos, com o objetivo de reduzir os custos

de produção e minimizar os impactos ambientais. Assim, melhorar a produtividade nas

indústrias será um dos principais indutores de crescimento econômico no longo prazo,

somado aos ganhos já proporcionados pelo agronegócio e pela exploração de minérios.

Na medida em que oportunidades de melhoria na gestão da energia e água nos

processos industriais são implantadas, os resultados esperados poderão ir além do

228

crescimento e desenvolvimento econômico, pois também contribuem para a preservação

ambiental ao reduzir as perdas de materiais, água e energia, e mitigar as emissões de GEEs

que contribuem para as mudanças climáticas.

Para melhorar a gestão da energia nas instalações industriais, principalmente nos

segmentos energo-intensivos, além do controle dos custos, é necessária a implantação de

ações estruturadas para melhorar o desempenho energético, como as propostas pela norma

ISO 50.001, que requer o comprometimento e a participação da alta direção das

organizações. Estas ações devem aperfeiçoar a forma como a energia é utilizada, implantar

as melhores práticas para aumentar a eficiência energética, como também reduzir as

emissões de GEE nas unidades produtivas.

Melhorar a gestão dos recursos hídricos e a infraestrutura de água e esgoto no país,

principalmente nos centros urbanos, poderá minimizar os impactos causados por eventos

de escassez hídrica que ocorreram nos últimos anos em várias regiões. Tais melhorias

exigem uma reavaliação constante da forma como a água é usada nas indústrias.

Os investimentos necessários para reduzir perdas, o aumento no reuso da água /

efluentes, a redução na contaminação das fontes hídricas e melhorias na qualidade do

tratamento dos efluentes lançados serão desafios que irão requerer a implantação de novas

tecnologias.

A realidade atual da economia nacional e as incertezas para os próximos anos, caso o

crescimento da economia do país fique aquém do esperado, poderão criar condições

propícias para fazer com que o governo e empresários aperfeiçoem as políticas e

incentivem ações para eliminar os desperdícios e diminuir as perdas de energia e água nos

processos industriais, como as que podem ser obtidas através dos programas de eficiência

energética. Além disso, espera-se que avancem nos próximos anos os esforços e incentivos

para o Brasil cumprir os compromissos internacionais indicados nas propostas contidas nas

INDC, como a implantação de ações sustentáveis no setor industrial visando minimizar as

emissões de GEE e os impactos ambientais causados pela poluição, como também reparar

as áreas danificadas e preservar os recursos naturais.

Os ganhos ao longo do tempo com os programas de eficiência energética na indústria

normalmente são graduais. Por outro lado, os investimentos em novas tecnologias de

processo na indústria frequentemente demandam recursos substanciais e, normalmente, são

direcionados para aumentar a capacidade produtiva. Apesar desta falta de priorização,

observada atualmente em boa parte do setor industrial no Brasil, as reduções de custo e as

229

melhorias obtidas via a formação de uma cultura de eficiência e a implantação de um

sistema de gestão da energia integrado aos outros processos de gestão (água, qualidade,

meio ambiente, emissões de GEE, resíduos, ativos e segurança), devem criar condições

propícias para identificar oportunidades, consolidar a implantação de “pequenas” boas

práticas a um custo adequado e prazo de retorno menor, incentivar e contribuir para

melhorias nos indicadores de desempenho energético e hídrico, e reduzir as emissões que

provocam mudanças climáticas.

Uma das contribuições originais desta tese, na realidade atual da indústria brasileira,

é a de propor um grande número de medidas que podem propiciar ganhos na eficiência

energética e hídrica, com indicações das economias de energia e água, e reduções nas

emissões de GEE que podem ser obtidas nos segmentos energo-intensivos analisados.

Destacam-se, nestas propostas, inovações tecnológicas e o aproveitamento de resíduos para

uma produção industrial mais limpa e competitiva.

Sistemas integrados de gestão da energia, água e emissões constituem um importante

tema tratado na tese. Uma última contribuição original deste trabalho é a realização de uma

análise crítica da gestão de O&M, visando melhorias na confiabilidade dos ativos

industriais e, consequentemente, ganhos de eficiência.

O país possui as principais matérias primas que são requeridas nos processos de

produção industrial, há diversidade de fontes de energia e água, existem instituições para a

formação de mão de obra qualificada e se dispõe, atualmente, capacidade instalada para se

aumentar a produção industrial sem a necessidade de grandes investimentos. Conforme

discutido na tese, há condições de se tornar os segmentos analisados neste trabalho mais

competitivos no mercado internacional, pois, além deles atenderem um grande mercado

interno, é possível se negociar acordos comerciais para aumentar a exportação e trazer

receitas extras para o país.

O desafio será viabilizar investimentos em infraestrutura, tecnologias e modelos de

gestão empresarial que possibilitem aumentos da produtividade com crescimento

sustentável, financeira e ambientalmente, dos negócios tanto das indústrias de base

analisadas nesta tese, como do restante da indústria, que utiliza os produtos destas

indústrias. Desta forma, os produtos manufaturados da indústria nacional poderão melhorar

sua competitividade e contribuir para o crescimento do país.

230

8.1 Sugestões para trabalhos futuros

Os seguintes temas poderiam ser pesquisados em trabalhos futuros, como desdobramentos

das questões tratadas nesta tese:

i. Avaliação do impacto decorrente de uma possível futura obrigatoriedade da

execução de diagnósticos energéticos periódicos em determinados ramos da

indústria, em termos de: financiamento da implantação de melhorias; prazos de

payback dos investimentos; benefícios financeiros e energéticos auferidos, entre os

diagnósticos, com a implantação das recomendações de melhorias; redução das

emissões de GEE; e aproveitamento energético dos resíduos;

ii. Avaliação das oportunidades para se otimizar o consumo de energia em empresas

de médio porte que fazem uso intensivo de energia, e os benefícios econômicos,

energéticos e ambientais decorrentes da implantação de sistemas de gestão da

energia nessas organizações;

iii. Análise, junto a organizações no Brasil que obtiveram a certificação do SGE pela

norma ISO 50.001, dos objetivos e dos ganhos obtidos com a certificação, tais

como: melhorias nos processos de produção; atendimento às metas estratégicas da

organização; vantagens competitivas decorrentes da redução dos custos na

produção; prazos para implantar os requisitos indicados na norma e obter a

certificação; reduções nos consumos energéticos específicos e nas emissões

específicas de GEE.

iv. Análise do desempenho energético e ambiental das empresas que implantaram

processos de gestão da qualidade, ambiental e de energia certificados pelas normas

ISO 9.001, ISO 14.001 e ISO 50.001 no Brasil;

v. Avaliação dos processos e das oportunidades da reciclagem de resíduos sólidos

formados por materiais plásticos no Brasil, uso energético dos plásticos e os

impactos decorrentes da incineração desses materiais.

231

REFERÊNCIAS ABEELEN, C.; HARMSEN, R.; WORRELL, E. Counting project savings—an alternative way to monitor the results of a voluntary agreement on industrial energy savings. Energy Efficiency, v.9, p.755–770, 2016. ABDI. Estudo prospectivo nanotecnologia. Brasília: Agência Brasileira de Desenvolvimento Industrial (ABDI), 2010. p.65-67. ABIQUIM. O desempenho da indústria química brasileira 2018. São Paulo: Associação Brasileira da Indústria Química (ABIQUIM), 2018a. Disponível em: <https://abiquim.org.br/>. Acesso em: 14/12/2018. ABIQUIM. Indicadores de desempenho programa de Atuação Responsável (ano base 2017). São Paulo: Associação Brasileira da Indústria Química (ABIQUIM), 2018b. Disponível em: <https://abiquim.org.br/>. Acesso em: 14/12/2018. ABIQUIM. O desempenho da indústria química brasileira 2018. São Paulo: Associação Brasileira da Indústria Química (ABIQUIM), 2018c. Disponível em: <http://www.enaiq.org.br/enaiq.html>. Acesso em: 14/12/2018. ABIQUIM. Relatório de acompanhamento conjuntural – RAC: utilização da capacidade instalada por grupos de produtos 1996-2017. São Paulo: Associação Brasileira da Indústria Química (ABIQUIM), 2017. ABIQUIM. O desempenho da indústria química brasileira 2015. São Paulo: Associação Brasileira da Indústria Química (ABIQUIM), 2015a. Disponível em: <http://www.abiquim.org.br/pdf/livreto-de-dados-2015-paginas.pdf>. Acesso em: 05/02/2016. ABIQUIM. Anuário da Indústria Química Brasileira 2015. São Paulo: Associação Brasileira da Indústria Química – ABIQUIM, 2015b. ABIQUIM. Anuário da Indústria Química Brasileira 2014. São Paulo: Associação Brasileira da Indústria Química – ABIQUIM, 2014.

232

ABNT. Pesquisa por normas publicadas. Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), 2019. Disponível em: <http://www.abnt.org.br/pesquisas/?searchword=gest%C3%A3o+da+energia&x=8&y=9> Acesso em: 23/07/2019. ABRAMAN. Documento Nacional 2017: a situação da manutenção no Brasil. Rio de Janeiro: 2017. 10p. ABRAMAN. Documento Nacional 2013: a situação da manutenção no Brasil. Rio de Janeiro: 2013. 23p. Disponível em: <http://www.abraman.org.br/sidebar/documento-nacional>. Acesso em: 07/07/2016. ABRAMAN. Documento Nacional 2011: a situação da manutenção no Brasil. Rio de Janeiro: 2011. 18p. Disponível em: <http://www.abraman.org.br/sidebar/documento-nacional>. Acesso em: 07/07/2016. ACEEE. The 2018 International Energy Efficiency Scorecard. Washington: American Council for an Energy-Efficient Economy (ACEEE), 2018. Disponível em: <http://aceee.org/research-report/i1801>. Acesso em: 03/07/2018. ACEEE. The 2016 International Energy Efficiency Scorecard. Washington: American Council for an Energy-Efficient Economy (ACEEE), 2016. Disponível em: <http://aceee.org/research-report/e1602>. Acesso em: 02/10/2016. ACEEE. The 2014 International Energy Efficiency Scorecard. Washington: American Council for an Energy-Efficient Economy (ACEEE), 2014. Disponível em: http://aceee.org/sites/default/files/publications/researchreports/e1402.pdf. Acesso em: 16/03/2016. ACEEE. The ACEEE 2012 International Energy Efficiency Scorecard. Washington: American Council for an Energy-Efficient Economy (ACEEE), 2012. Disponível em: http://aceee.org/research-report/e12a. Acesso em: 30/08/2017. ALLWOOD, J. M.; ASHBY, M. F.; GUTOWSKI, T. G.; WORRELL, E. Material efficiency: A white paper. Resources, Conservation and Recycling, v.55, p.362-381, 2011. ANA. Conjuntura dos recursos hídricos: informe 2018. Brasília: Agência Nacional de Águas, 2018. p.27-28.

233

ANAP. Relatório Anual 2016. Associação Nacional de Aparistas de Papel (ANAP), 2016. ANEEL/MME. Informações Gerenciais (4º Trimestre dos anos 2015 e 2017). Brasília: Agência Nacional de Energia Elétrica / Ministério de Minas e Energia, 2018. Disponível em: <http://www.aneel.gov.br/informacoes-gerenciais>. Acesso em: 01/10/2018. ANM/MME. Anuário mineral brasileiro: principais substâncias metálicas - 2018. Brasília: Agência Nacional de Mineração/ Ministério de Minas e Energia, 2019a. Disponível em: <http://www.anm.gov.br/dnpm/publicacoes/serie-estatisticas-e-economia-mineral/anuario-mineral/anuario-mineral-brasileiro>. Acesso em: 25/04/2019. ANM/MME. Anuário mineral brasileiro: principais substâncias metálicas - 2017. Brasília: Agência Nacional de Mineração/ Ministério de Minas e Energia, 2019b. Disponível em: <http://www.anm.gov.br/dnpm/publicacoes/serie-estatisticas-e-economia-mineral/anuario-mineral/anuario-mineral-brasileiro>. Acesso em: 25/04/2019. ANM/MME. Anuário mineral brasileiro: principais substâncias metálicas - 2016. Brasília: Agência Nacional de Mineração/ Ministério de Minas e Energia, 2019c. Disponível em: <http://www.anm.gov.br/dnpm/publicacoes/serie-estatisticas-e-economia-mineral/anuario-mineral/anuario-mineral-brasileiro>. Acesso em: 25/04/2019. ANP. Anuário estatístico brasileiro do petróleo, gás natural e biocombustíveis 2018. Agência Nacional de Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP), 2018. Disponível em: <http://www.anp.gov.br/images/publicacoes/anuario-estatistico/2018/anuario_2018.pdf>. Acesso em: 08/11/2018. ARAÚJO, L. A. Manual de siderurgia. São Paulo: Editora Arte & Ciência, 2005, v.1, p. 231-232. BACHA, E.; BOLLE, M. B. [et al. ]. O futuro da indústria no Brasil: desindustrialização em debate. BONELLI, R.; PESSOA, S.; MATOS, S. Desindustrialização no Brasil: fatos e interpretação. Rio de Janeiro: Civilização Brasileira, 2013a, cap.2. p.45-54. BACHA, E.; BOLLE, M. B. [et al. ]. O futuro da indústria no Brasil: desindustrialização em debate. SCHYMURA, L.; PINHEIRO, M. C. Política industrial brasileira: motivação e diretrizes. Rio de Janeiro: Civilização Brasileira, 2013b. cap.3. p.81-94. BAJAY, S. V.; JANNUZZI, G. M.; HEIDEIR, R. B.; VILELA, I. R.; PACCOLA, J. A.; GOMES, R. Geração distribuída e eficiência energética. Campinas: IEI Brasil, 2018. p.46-48, 161-163.

234

BAJAY, S. V.; PEREIRA, J. T. V.; ROSSI, L. A.; GALLO, W. L. R.; BERNI, M. D.; SANT’ANA, P. H. M.; ESPÍRITO SANTO, D. B.; MELLO, G.; SILVA, R. R.; MATHIAS, F. R. C. Relatório técnico da meta física 4, atividade 2 do Projeto Eficind: Caracterização setorial final dos segmentos selecionados dos setores industrial e de serviços em nível nacional. Núcleo Interdisciplinar de Planejamento Energético (NIPE), Universidade Estadual de Campinas (Unicamp). Campinas. 2015a. BAJAY, S. V.; PEREIRA, J. T. V.; ROSSI, L. A.; BORDONI, O. F. J. G.; BERNI, M. D.; SILVA, R. R.; MATHIAS, F. R. C.; SHARMA, R. F. C. Relatório técnico da meta física 7 do Projeto Eficind: Projeção da demanda energética e de potenciais de conservação de energia. Núcleo Interdisciplinar de Planejamento Energético (NIPE), Universidade Estadual de Campinas (Unicamp). Campinas. 2015b. BAJAY, S. V. Conservação de energia - Conceitos (apresentação de slides em aula da disciplina PE103 - "Demanda e Conservação de Energéticos" do programa do curso de Planejamento de Sistemas Energéticos). Campinas: Universidade Estadual de Campinas, 2011. BAJAY, S. V.; GORLA, F. D.; BORDONI, O. F. J. G. Os segmentos industriais energo-intensivos de maiores potenciais técnicos de conservação de energia no Brasil. Revista Brasileira de Energia, v.15, n.1, p.89-107, 2009. BAJAY, S. V.; CARVALHO, E. B.; FERREIRA, A. L., Desenvolvimento de Programas de Conservação de Energia Elétrica e Modulação de Carga nos Segmentos Industriais de Papel e Celulose e Fundição, na Região Administrativa de Campinas. Relatório Técnico Final - Parte II: Medidas de conservação de energia e modulação de carga, potenciais de conservação, banco de dados sobre consumo energético e cenário de desenvolvimento setorial com programas institucionais de conservação, Contrato Eletrobrás (Procel) / Unicamp / Funcamp, NIPE / PRDU / Unicamp. Campinas, 1998. 113p. BCB. Indicadores econômicos consolidados. Brasília: Banco Central do Brasil, 2018a. Disponível em: <http://www.bcb.gov.br/pec/Indeco/Port/indeco.asp>. Acesso em 10/06/2018. BCB. Relatório Focus: expectativas de mercado (30/11). Brasília: Banco Central do Brasil, 2018b. Disponível em: <https://www.bcb.gov.br/pec/GCI/PORT/readout/readout.asp>. Acesso em: 30/11/2018. BNDES. BNDES Eficiência Energética. Rio de Janeiro: Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico e Social, 2015. Disponível em:

235

<https://www.bndes.gov.br/wps/portal/site/home/imprensa/noticias/conteudo/20150728_eficienciaenergetica>. Acesso em: 02/01/2019. BONAVITA, N. How process automation can increase energy efficiency. Special Report, Hydrocarbon Processing, 2013. p.4. Disponível em: <https://library.e.abb.com/public/953141f99f2f77f985257b810060bb17/Hydrocarbon%20Processing%20June%202013%20Energy%20Efficiency.pdf>. Acesso em: 01/04/2019. BOULAMANTI, A.; MOYA, J.A. Energy efficiency and GHG emissions: Prospective scenarios for the Chemical and Petrochemical Industry. Luxemburgo: European Union, 2017. p.14. BP. Statistical Review of World Energy June 2018. British Petroleum. Londres: BP, 2018. Disponível em: <https://www.bp.com/en/global/corporate/energy-economics/statistical-review-of-world-energy/downloads.html>. Acesso em: 13/08/2014. BRASKEM. Relatório Anual 2018: indicadores ambientais. BRASKEM, 2018. Disponível em: https://www.braskem.com.br/Portal/Principal/arquivos/relatorio-anual/2018/Braskem_RAS2018_portugues_interativo_vf.pdf. Acesso em: 06/08/2019. BROWN, H. L.; HAMEL, B. B.; HEDMAN, B. A.; KOLUCH, M.; GAJANANA, B. C.; TROY, P. Energy analysis of 108 industrial process. Lilburn: Fairmont Press, 1996. p.66-68, 255-257 e 268-273. BUCKLEY, G.; XIRINACHS, J. M. S.; HENRIQUES, M. A promoção de empresas sustentáveis. Curitiba: Intersaberes, 2012. cap.4. p.99-100. BUSTAMANTE, J. F. V. Políticas e programas de eficiência energética para a indústria no Brasil: uma avaliação crítica e rotas para avanços. 2018, 148p. Dissertação (Mestrado) – Faculdade de Engenharia Mecânica. Universidade Estadual de Campinas, Campinas. CEMPRE. Review 2019. São Paulo: Compromisso Empresarial para Reciclagem - CEMPRE, 2018. Disponível em: <http://cempre.org.br/servico/eventos>. Acesso em: 21/12/2018. CIPEC. Annual report 2015. Canadian Industry Program for Energy Conservation (CIPEC), 2015. p.4. Disponível em: <https://www.nrcan.gc.ca/sites/www.nrcan.gc.ca/files/oee/files/pdf/CIPEC2015_eng.pdf>. Acesso em: 23/09/2018.

236

CEPI. Unfold the future the two team project". Annex: Primary energy use and CO2 emission in the current papermaking process. Brussels: Confederation of European Paper Industries (CEPI), 2013. P.34-35. Disponível em: <http://www.cepi.org/system/files/public/documents/publications/innovation/2013/finaltwoteamprojectreport_website.pdf>. Acesso em: 03/08/2018. CNI. Indicadores industriais: utilização da capacidade instalada (UCI). Brasília: Confederação Nacional das Indústrias, 2019. Disponível em: <http://www6.sistemaindustria.org.br/gpc/externo/listaResultados.faces?codPesquisa=100>. Acesso em: 22/05/2019. CNI. Indicadores industriais. Brasília: Confederação Nacional das Indústrias, 2018. Disponível em: <http://www.portaldaindustria.com.br/estatisticas/indicadores-industriais/>. Acesso em: 30/05/2018. CNI/ FIESP. O uso racional da água no setor industrial. Brasília: Confederação Nacional da Indústria / Federação das Indústrias do Estado de São Paulo, 2017. p.63, 83-94. CNI. Objetivo dos investimentos planejados pela indústria no Brasil em 2015. Brasília: Confederação Nacional da Indústria – CNI, 2015. Disponível em: <http://www6.sistemaindustria.org.br/gpc/externo/consultarResultados.faces>. Acesso em: 08/04/2019. CNI. Visão da indústria brasileira sobre a gestão de resíduos sólidos. Brasília: Confederação Nacional da Indústria – CNI, 2014. p.30, 42-43, 51-131. Disponível em: <http://www.ibram.org.br/sites/1300/1382/00006221.pdf>. Acesso em: 14/08/2017. CNI. Água, indústria e Sustentabilidade. Brasília: Confederação Nacional da Indústria, 2013. p.41-43, 49-145, 204-207. Disponível em: <http://arquivos.portaldaindustria.com.br/app/conteudo_18/2013/09/23/4967/20131025113511891782i.pdf>. Acesso em: 11/07/2018. CNI. A trajetória da indústria química rumo à sustentabilidade. Brasília: Confederação Nacional da Indústria, 2012. p.35. Disponível em: <http://www.portaldaindustria.com.br/media/filer_public/3c/0f/3c0f21c6-c6bc-49a6-bd55-61c2bf955c58/20121122173813500928i.pdf>. Acesso em: 24/09/2016. COLLETO, G. M. Modelagem da informação da construção para diagnósticos energéticos. 2018, 198p. Dissertação (Mestrado) – Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo. Universidade Estadual de Campinas, Campinas.

237

DÁBREU, J. C. Estudo setorial da siderurgia. Rio de Janeiro: Lucky Editora, 2009. p.147-148. DAHLIN, G.; ISAKSSON, R. Integrated management systems – interpretations, results, opportunities. The TQM Journal, v.29, p.528-542, 2017. DIXON, P. Sabedoria do futuro: as seis faces da mudança global. Rio de Janeiro: Best Seller, 2007. cap.4, p.217-227. DOE. Manufacturing Energy and Carbon Footprint - Sector: Iron and Steel. Washington DC: U.S. Department of Energy (US DOE), 2018a. Disponível em: <https://www.energy.gov/eere/amo/manufacturing-energy-and-carbon-footprints-2014-mecs>. Acesso em: 13/05/2019. DOE. Manufacturing Energy and Carbon Footprint - Sector: Forest Products. Washington DC: U.S. Department of Energy (US DOE), 2018b. Disponível em: <https://www.energy.gov/eere/amo/manufacturing-energy-and-carbon-footprints-2014-mecs>. Acesso em: 13/05/2019. DOE. Manufacturing Energy and Carbon Footprint - Sector: Chemicals. Washington DC: U.S. Department of Energy (US DOE), 2018c. Disponível em: <https://www.energy.gov/eere/amo/manufacturing-energy-and-carbon-footprints-2014-mecs>. Acesso em: 13/05/2019. DOE. Manufacturing Energy and Carbon Footprint - Sector: Cement. Washington DC: U.S. Department of Energy (US DOE), 2018d. Disponível em: <https://www.energy.gov/eere/amo/manufacturing-energy-and-carbon-footprints-2014-mecs>. Acesso em: 13/05/2019. DOE. Industrial technologies program: summary of program results for 2007. Washington DC: U.S. Department of Energy (US DOE), 2009. p.7-9. Disponível em: <https://www1.eere.energy.gov/manufacturing/about/pdfs/impacts2007_full_report.pdf>. Acesso em: 16/06/2019. DTTM/MME. Sinopse 2018 Mineração & Transformação Mineral (metálicos e não metálicos). Departamento de Transformação e Tecnologia Mineral (DTTM) / Ministério de Minas e Energia (MME), 2018. Disponível em: <http://www.mme.gov.br/web/guest/secretarias/geologia-mineracao-e-transformacao-mineral/publicacoes/sinopse-mineracao-e-transformacao-mineral?_20_displayStyle=descriptive&p_p_id=20>. Acesso em: 14/05/2018.

238

EIA. Energy Bandwidth Studies: potential for energy savings in various processes for selected manufacturing sectors. U. S. Energy Information Administration (EIA), 2018. Disponível em: <https://www.energy.gov/eere/amo/energy-analysis-data-and-reports>. Acesso em: 27/06/2018. EIA. International energy outlook 2016. U.S. Energy Information Administration (EIA), 2016. cap.7, p. 113-115. Disponível em: <https://www.eia.gov/outlooks/aeo/pdf/0383(2017).pdf>. Acesso em: 27/07/2017. EPE/MME. Balanço Energético Nacional 2019: Séries históricas completas. Brasília: Empresa de Pesquisa Energética (EPE) / Ministério de Minas e Energia (MME), 2019. Disponível em: < http://www.epe.gov.br/pt/publicacoes-dados-abertos/publicacoes/BEN-Series-Historicas-Completas>. Acesso em: 23/10/2019. EPE/MME. Balanço Energético Nacional 2018: Relatório Síntese. Brasília: Empresa de Pesquisa Energética (EPE) / Ministério de Minas e Energia (MME), 2018a. Disponível em: <http://epe.gov.br/pt/publicacoes-dados-abertos/publicacoes/balanco-energetico-nacional-2018>. Acesso em: 11/09/2018. EPE/MME. Consumo nacional de energia elétrica na rede por classe: 1995 - 2013. Brasília: Empresa de Pesquisa Energética (EPE) / Ministério de Minas e Energia (MME), 2018b. Disponível em: <http://epe.gov.br/pt/publicacoes-dados-abertos/publicacoes/Consumo-Anual-de-Energia-Eletrica-por-classe-nacional>. Acesso em: 24/05/2018. EPE/MME. Balanço Energético Nacional 2018. Brasília: Empresa de Pesquisa Energética (EPE) / Ministério de Minas e Energia (MME), 2018c. Disponível em: <http://epe.gov.br/pt/publicacoes-dados-abertos/publicacoes/BEN-Series-Historicas-Completas>. Acesso em: 11/09/2018. EPE/MME. Consumo anual de energia elétrica por classe nacional. Brasília: Empresa de Pesquisa Energética (EPE) / Ministério de Minas e Energia (MME), 2018d. Disponível em: <http://epe.gov.br/pt/publicacoes-dados-abertos/publicacoes/Consumo-Anual-de-Energia-Eletrica-por-classe-nacional>. Acesso em: 24/05/2018. EPE/MME. Análise da eficiência energética em segmentos selecionados: segmento cadeia siderúrgica. Brasília: Empresa de Pesquisa Energética (EPE) / Ministério de Minas e Energia (MME), 2018e. Disponível em: <http://www.epe.gov.br/pt/publicacoes-dados-abertos/publicacoes/projeto-de-assistencia-tecnica-dos-setores-de-energia-e-mineral-projeto-meta>. Acesso em: 20/12/2018.

239

EPE/MME. Análise da eficiência energética em segmentos selecionados: segmento celulose e papel. Brasília: Empresa de Pesquisa Energética (EPE) / Ministério de Minas e Energia (MME), 2017f. Disponível em: <http://www.epe.gov.br/pt/publicacoes-dados-abertos/publicacoes/projeto-de-assistencia-tecnica-dos-setores-de-energia-e-mineral-projeto-meta>. Acesso em: 20/12/2018. EPE/MME. Análise da eficiência energética em segmentos selecionados: segmento químico. Brasília: Empresa de Pesquisa Energética (EPE) / Ministério de Minas e Energia (MME), 2017g. Disponível em: <http://www.epe.gov.br/pt/publicacoes-dados-abertos/publicacoes/projeto-de-assistencia-tecnica-dos-setores-de-energia-e-mineral-projeto-meta>. Acesso em: 20/12/2018. EPE/MME. Curvas de custo e potencial de eficiência energética para a indústria de cimento. Brasília: Empresa de Pesquisa Energética (EPE) / Ministério de Minas e Energia (MME), 2016. EU-MERCI. European industrial energy efficiency good practices platform. 2019. Disponível em: <http://www.eumerci-portal.eu/home>. Acesso em: 16/06/2019. EXAME. Melhores e maiores: as 1000 maiores empresas do Brasil. São Paulo: Editora Abril, 2012. p.478. FAO. Forest products statistics. Roma: Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO), 2019. Disponível em: <http://www.fao.org/forestry/statistics/80938/en/>. Acesso em: 02/08/2019. FDC. Brasil cai 18 posições no ranking de competitividade do Fórum Econômico Mundial. Nova Lima: Fundação Dom Cabral, 2016a. Disponível em: <https://www.fdc.org.br/blogespacodialogo/Documents/2015/relatorio_global_competitividade2015.pdf>. Acesso em: 06/10/2015. FDC. Brasil chega à sua pior posição competitiva em 20 anos. Nova Lima: Fundação Dom Cabral, 2016b. Disponível em: <http://www.fdc.org.br/professoresepesquisa/nucleos/Documents/inovacao/Competitividade/Relat%C3%B3rio_Ranking_Competitividade_WEF_FDC_2016.pdf>. Acesso em: 02/10/2016. FERNANDEZ, J. C.; GARRIDO, R. J. Economia dos recursos hídricos. Salvador: Edufba, 2002. p.127. FIESP. Nota sobre a comprovação da logística reversa por meio de certificados de reciclagem. Federação das Indústrias do Estado de São Paulo. 2019. Disponível em:

240

<https://www.fiesp.com.br/noticias/nota-sobre-a-comprovacao-da-logistica-reversa-por-meio-de-certificados-de-reciclagem/> e <https://www.fiesp.com.br/indices-pesquisas-e-publicacoes/apresentacao-sistema-de-logistica-reversa-de-embalagens-em-geral/>. Acesso em: 19/07/2019. FIESP. Sistema de logística reversa de embalagens em geral. Federação das Indústrias do Estado de São Paulo. 2018. Disponível em: <https://www.fiesp.com.br/indices-pesquisas-e-publicacoes/sistema-de-logistica-reversa-de-embalagens-em-geral/>. Acesso em: 19/07/2019. FILHO. G. B. Dicionário de termos de manutenção, confiabilidade e qualidade. Rio de Janeiro: Associação Brasileira de Manutenção e Gestão de Ativos (ABRAMAN), 1996. FLANNERY, T. Os senhores do clima. Rio de Janeiro: Record, 2007. p.23-24. FLEITER, T.; HIRZEL, S.; WORRELL, E. The characteristics of industrial energy-efficiency measures - How do they affect the adoption decision by firms? In: CHALMERS ENERGY CONFERENCE. Gothenburg, 2013. Disponível em: <https://www.chalmers.se/en/areas-of-advance/energy/events/other-events/previous-other-events/chalmersenergyconference/Pages/Presentations-from-Chalmers-Energy-Conference-2013.aspx>. Acesso em: 06/09/2013. FLEURY, A.; FLEURY, M. T. L. [et al. ]. Política Industrial. FURTADO, J. Quatro eixos para a política industrial. São Paulo: Publifolha, 2004. p.47-75. FOLEGO, T. Melhores e maiores: as 1000 maiores empresas do Brasil. São Paulo: Editora Abril, 2018. p.327. FORMAN, C.; MURITALA, I. K.; PARDEMANN, R.; MEYER, B. Estimating the global waste heat potential. Renewable and Sustainable Energy Reviews, v.57, p.1568-1579, 2016. GARCIA, R. Eficiência energética e competitividade. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA (COBEE/2019), 2019, São Paulo. Anais. Disponível em: <http://www.cobee.com.br/wp-content/uploads/2019/08/Rodrigo_Garcia.pdf.>. Acesso em: 10/09/2019. GARCIA, R. Combustíveis e combustão industrial. Rio de janeiro: Editora Interciência, 2013, p. 40 e 41.

241

GCCE/MME. Plano anual de aplicação de recursos do programa nacional de conservação de energia elétrica – PAR PROCEL 2018. Brasília: Grupo coordenador de conservação de energia elétrica (GCCE) / Ministério de Minas e Energia, 2018, p.40-41. GCCE/MME. Plano anual de aplicação de recursos do programa nacional de conservação de energia elétrica – PAR PROCEL 2017. Brasília: Grupo coordenador de conservação de energia elétrica (GCCE) / Ministério de Minas e Energia, 2017, p.24. GOLDEMBERG, J. Energia e desenvolvimento sustentável. São Paulo: Editora Blucher, 2010. p.47-50. GOLDEMBERG, J; LUCON, O. Energia, meio ambiente e desenvolvimento. São Paulo: Editora Universidade de São Paulo, 2008. p.201-202, 217, 342. HOEKSTRA, A. Y. The global dimension of water governance: nine reasons for global arrangements in order to cope with local water problems. Delf: United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization- IHE Institute for Water Education, 2006. p.15. Disponível em: <http://www.waterfootprint.org>. Acesso em: 23/07/2015. HOANG, A.; DO, P; IUNG, B. Energy efficiency performance-based prognostics for aided maintenance decision-making: Application to a manufacturing platform. Journal of Cleaner Production, v.142, p.2838-2857, 2017. HOANG, A.; DO, P; IUNG, B. Investigation on the use of energy efficiency for condition-based maintenance decision-making. International Federation of Automatic Control - IFAC Journals, v.49-28, p.073-078, 2016. IAB. Estatística preliminar Nº 045. Rio de Janeiro: Instituto Aço Brasil (IAB), 2019. Disponível em: <http://www.acobrasil.org.br/site/arquivos/estatisticas/ESTATIS%20PDF/Preliminar_Janeiro_2019_646869976_2.pdf>. Acesso em: 24/04/2019 IAB. Relatório de sustentabilidade 2018. Rio de Janeiro: Instituto Aço Brasil (IAB), 2018a. Disponível em: <http://www.acobrasil.org.br/site2015/relatorios.asp>. Acesso em: 24/04/2019. IAB. Anuário estatístico 2018. Rio de Janeiro: Instituto Aço Brasil (IAB), 2018b.

242

IAB. Anuário estatístico 2017. Rio de Janeiro: Instituto Aço Brasil (IAB), 2017. IAB. Anuário estatístico 2015. Rio de Janeiro: Instituto Aço Brasil (IAB), 2015. IAB. Relatório de sustentabilidade 2016. Rio de Janeiro: Instituto Aço Brasil (IAB), 2016. Disponível em: <http://www.acobrasil.org.br/site2015/relatorios.asp>. Acesso em: 06/09/2016. IAB. Anuário estatístico 2014. Rio de Janeiro: Instituto Aço Brasil (IAB), 2014a. IAB. Relatório de sustentabilidade 2014. Rio de Janeiro: Instituto Aço Brasil (IAB), 2014b. Disponível em: <http://www.acobrasil.org.br/site2015/relatorios.asp>. Acesso em: 31/03/2015. IAB. Relatório de sustentabilidade 2013. Rio de Janeiro: Instituto Aço Brasil (IAB), 2013. Disponível em: <http://www.acobrasil.org.br/site2015/relatorios.asp>. Acesso em: 17/07/2013. IAB. Relatório de sustentabilidade 2012. Rio de Janeiro: Instituto Aço Brasil (IAB), 2012. Disponível em: <http://www.acobrasil.org.br/site2015/relatorios.asp>. Acesso em: 17/07/2013. IAB. Anuário estatístico 2010. Rio de Janeiro: Instituto Aço Brasil (IAB), 2010. IAC. Data base – IAC statistics. Industrial Assessment Centers (IAC). US Department of Energy. 2019. Disponível em: <https://iac.university/>. Acesso em: 31/07/2019. IBA. Dados estatísticos. São Paulo: Indústria Brasileira de Árvores (IBA), 2019a. Disponível em: <https://iba.org/>. Acesso em: 10/06/2019. IBA. Cenários: estatísticas da indústria brasileira de árvores (1º trimestre 2019). São Paulo: Indústria Brasileira de Árvores (IBA), 2019b. Disponível em: https://www.iba.org/datafiles/e-mail-marketing/cenarios/cena-rios-57-1otrim-2019-iba.pdf. Acesso em: 10/06/2019. IBA. Relatório anual: sumário executivo 2018. São Paulo: Indústria Brasileira de Árvores (IBA), 2018. Disponível em:

243

<https://www.iba.org/datafiles/publicacoes/relatorios/digital-sumarioexecutivo-2018.pdf>. Acesso em: 10/06/2019. IBA. Árvores plantadas e recursos hídricos. São Paulo: Indústria Brasileira de Árvores (IBA), 2017. Disponível em: <http://iba.org/images/shared/Info_agua_PDF_interativo.pdf>. Acesso em: 01/06/2017. IBGE. Pesquisa Industrial Anual: PIA Empresa (Classificação CNAE 2.0). Rio de Janeiro: Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), 2018a. Disponível em: <https://www.ibge.gov.br/estatisticas-novoportal/economicas/industria/9042-pesquisa-industrial-anual.html?=&t=resultados>. Acesso em: 26/09/2018. IBGE. Pesquisa Industrial Anual: PIA Empresa (Classificação CNAE 2.0). Rio de Janeiro: Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), 2018b. Disponível em: <https://sidra.ibge.gov.br/tabela/1847>. Acesso em: 26/09/2018. IBGE. Pesquisa Nacional de Saneamento Básico (PNSB). Rio de Janeiro: Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), 2018c. Disponível em: <https://www.ibge.gov.br/estatisticas-novoportal/multidominio/meio-ambiente/9073-pesquisa-nacional-de-saneamento-basico.html?=&t=resultados>. Acesso em: 28/12/2018. IBGE. Proporção de material reciclado em atividades industriais selecionadas. Rio de Janeiro: Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), 2018d. Disponível em: <https://sidra.ibge.gov.br/tabela/1202>. Acesso em: 29/05/2018. IBGE. Pesquisa Industrial Anual: PIA Empresa (Classificação CNAE 2.0). Rio de Janeiro: Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), 2018e. Disponível em: <https://sidra.ibge.gov.br/tabela/1842>. Acesso em: 17/04/2019. IBGE. Pesquisa Industrial Anual: PIA Empresa (Classificação CNAE 2.0). Rio de Janeiro: Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), 2018f. Disponível em: <https://sidra.ibge.gov.br/tabela/5806>. Acesso em: 04/06/2018. ICCA. An executive guide: how to know if and when it`s time to commission a life cycle assessment. International Council of Chemical Associations (ICCA), 2016. Disponível em: <https://www.icca-chem.org/wp-content/uploads/2016/05/How-to-Know-If-and-When-Its-Time-to-Commission-a-Life-Cycle-Assessment.pdf>. Acesso em: 30/04/2017. IETD/IIP. Industrial Efficiency Technology Database: Iron and Steel. Institute for Industrial Productivity, 2019a. Disponível em: <http://www.iipinetwork.org/wp-content/Ietd/content/iron-and-steel.html#benchmarks>. Acesso em: 16/06/2019.

244

IETD/IIP. Industrial Efficiency Technology Database: Pulp and Paper. Institute for Industrial Productivity, 2019b. Disponível em: <http://www.iipinetwork.org/wp-content/Ietd/content/pulp-and-paper.html#benchmarks. Acesso em: 16/06/2019. IETD/IIP. Industrial Efficiency Technology Database: Cement. Institute for Industrial Productivity, 2019c. Disponível em: <http://www.iipinetwork.org/wp-content/Ietd/content/cement.html#benchmarks>. Acesso em: 16/06/2019. IETD/IIP. Industrial Efficiency Technology Database: Ammonia. Institute for Industrial Productivity, 2019d. Disponível em: http://www.iipinetwork.org/wp-content/Ietd/content/ammonia.html#benchmarks>. Acesso em: 16/06/2019. IEA. Key world energy statistics 2018. França: International Energy Agency (IEA), 2018a. p.5, 17, 21-24, 29. Disponível em:<https://webstore.iea.org/key-world-energy-statistics-2018>. Acesso em: 24/09/2018. IEA. Energy technology RD&D budgets 2018. França: International Energy Agency (IEA), 2018b. p.4 (Figura 2). Disponível em: http://www.iea.org/publications/freepublications/publication/EnergyTechnologyRDD2018Overview.pdf. Acesso em: 24/09/2018. IEA. Sustainable Development Scenario. Paris: International Energy Agency (IEA), 2018c. Disponível em: <https://www.iea.org/weo/weomodel/sds/>. Acesso em 15/10/2018. IEA. Energy efficiency indicators 2017: highlight. Paris: International Energy Agency (IEA), 2017a. p.6-9. Disponível em: < https://webstore.iea.org/energy-efficiency-indicators-2017-highlights>. Acesso em: 07/02/2018. IEA. Energy Efficiency Market Report 2017. Paris: International Energy Agency (IEA), 2017b. p.12. Disponível em: <http://www.iea.org/publications/freepublications/publication/Energy_Efficiency_2017.pdf>. Acesso em: 05/02/2018. IEA. World energy outlook 2016: executive summary. Paris: International Energy Agency (IEA), 2016a. Disponível em: https://www.iea.org/publications/freepublications/publication/WorldEnergyOutlook2016ExecutiveSummaryEnglish.pdf>. Acesso em: 02/03/2017. IEA. Energy Climate and Change. World energy outlook special report. Paris: International Energy Agency (IEA), 2015. Disponível em:

245

<http://www.iea.org/publications/freepublications/publication/WEO2015SpecialReportonEnergyandClimateChange.pdf>. Acesso em: 17/01/2017. IEA. Capturing the multiple benefits of energy efficiency. Paris: International Energy Agency (IEA), 2014, p.20. Disponível em: <www.iea.org>. Acesso em: 04/09/2018. IPEA/ANA. Diálogos sobre os Objetivos de Desenvolvimento Sustentável e os Desafios para a Gestão da Água e do Saneamento no Brasil. Brasília: Instituto de Pesquisa Econômica Aplicada (IPEA) / Agência Nacional de Águas (ANA), 2018. 32p. Disponível em: <http://www.ipea.gov.br/portal/images/stories/PDFs/relatorio_institucional/180315_relatorio_agua_e_saneamento.pdf>. Acesso em: 17/03/2018. IPCC. Special Report on the impacts of global warming of 1.5°C (Summary for Policymakers). Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), 2018. p. 8. Disponível em: < https://www.ipcc.ch/sr15/>. Acesso em: 20/12/2018. IPCC. Climate Change 2014 Mitigation of Climate Change ((Summary for Policymakers). Working Group III Contribution to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), 2014. p. 21-25. Disponível em: https://www.ipcc-wg3.ac.uk/publicationsanddocuments.html. Acesso em: 04/10/2018. ISO. Survey of certifications. Genebra: International Organization for Standardization (ISO), 2018. Disponível em: < https://www.iso.org/the-iso-survey.html>. Acesso em: 19/10/2018. ITAÚ. ICI Commodities: séries econômicas. Itaú Unibanco, 2019. Disponível em: <https://www.itau.com.br/itaubba-pt/analises-economicas/nossas-series-economicas/ici-commodities>. Acesso em: 15/05/2019. JAMA, M.; SINGH T.; GAMALELDIN, S. M.; KOC, M.; SAMARA, A.; ISAIFAN, R. J.; ATIEH, M. A. Critical review on nanofluids: preparation, characterization and applications. Journal of Nanomaterials, 2016. Disponível em: <http://dx.doi.org/10.1155/2016/6717624>. KELLY, A. Maintenance management: its auditing and benchmarking. Ney York: Industrial Press Inc., 2006. p.81-86. KEMP, I. C. Pinch Analysis and Process Integration A User Guide on Process Integration for the Efficient Use of Energy. Oxford: Elsevier, 2007. p.1-6.

246

KIM, L. Da imitação à inovação: a dinâmica do aprendizado na Coréia. Campinas: Editora da Unicamp, 2005. c.2, p.41-46. LAZARTE, M. Does ISO 50001 still live up to its promise? Genebra: International Organization for Standardization, 2016. Disponível em: <https://www.iso.org/2016/11/Ref2135.html>. Acesso em: 17/07/2017. LEITE, L. F. Olefinas leves: tecnologia, mercado e aspectos econômicos. Rio de Janeiro: Interciência, 2013b. p. 21-71, 157-174. LEONG, K. Y.; KU AHMAD, K. Z.; ONG, H. C.; GHAZALI, M. J.; BAHARUM, A. Synthesis and thermal conductivity characteristic of hybrid nanofluids – a review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, v.75, p. 868-876, 2017. LIBÂNIO, M. Fundamentos de qualidade e tratamento de água. Campinas: Editora Átomo, 2010. cap.1. p.18. LIMA, E. P. C. Água e indústria: experiências e desafios. Brasília: Ministério da Indústria, Comércio Exterior e Serviços (MDIC) / Infinita Imagem, 2018. p.57-60, 78-80. Disponível em: <http://www.mdic.gov.br/images/REPOSITORIO/sdci/Livro_Agua_e_Industria.pdf>. Acesso em: 26/04/2018. LIN, B.; ANKRAH, I.; MANU, S. A. Brazilian energy efficiency and energy substitution: A road to cleaner national energy system. Journal of Cleaner Production, v.162, p.1275-1284, 2017. LORA, E. E. S.; HADDAD, J. et.al. Geração distribuída: aspecto tecnológico, ambientais e institucionais. Rio de Janeiro: Interciência, 2006. p.3-10. MCKANE, A.; THERKELSEN, P.; SCODEL, A.; RAO, P.; AGHAJANZADEH, A.; HIRZEL, S.; ZHANG, R.; PREM, R.; FOSSA, A.; LAZAREVSKA, A. M.; MATTEINI, M.; SCHRECK, B.; ALLARD, F.; ALCÁNTAR, N. V.; STEYN, K.; HÜRDOGAN, E.; MAY, P. H. [et al. ]. Economia do meio ambiente: teoria e prática. CÁNEPA, E. M. Economia da poluição. Rio de Janeiro: Elsevier, 2010. c.4. p.79-83. MCTIC. Informações e publicações sobre as emissões de GEE do Brasil SIRENE. Brasília: Ministério da Ciência, Tecnologia, Inovações e Comunicações (MCTIC), 2018. Disponível em: http://sirene.mcti.gov.br/. Acesso em: 09/10/2018.

247

MCTIC. Estimativas Anuais de Emissões de Gases de Efeito Estufa no Brasil. Brasília: Ministério da Ciência, Tecnologia, Inovações e Comunicações (MCTIC), 4ª edição, 2017. Disponível em: <http://sirene.mcti.gov.br/web/guest/emissoes-em-co2-e-por-setor>. Acesso em: 24/03/2018. MATHIAS, F. R. C. Diagnóstico Energético e gestão da energia em uma planta petroquímica de primeira geração. 2014, 164p. Dissertação (Mestrado) – Faculdade de Engenharia Mecânica. Universidade Estadual de Campinas, Campinas. MATHIAS, F. R. C.; MEJIA, C. S.; BAJAY, S. V. Inovações tecnológicas para se obter ganhos de produtividade e de eficiência energética nas centrais petroquímicas de 1ª geração instaladas no Brasil. IX CONGRESSO BRASILEIRO DE PLANEJAMENTO ENERGÉTICO (IX CBPE), 2014, Florianópolis. Anais. MARTINS, R. Melhores e maiores: as 1000 maiores empresas do Brasil. São Paulo: Editora Abril, 2015. p.425. MEJIA, C. S. Boas práticas e inovações tecnológicas visando ganhos de eficiência energética em alguns segmentos industriais energo-intensivos. 2015, 199p. Dissertação (Mestrado) – Faculdade de Engenharia Mecânica. Universidade Estadual de Campinas, Campinas. MORAES, E. O. Gestão da energia na indústria: estudo de caso na Braskem. 2015, 135p. Dissertação (Mestrado) – Faculdade de Engenharia Mecânica. Universidade Estadual de Campinas, Campinas. MIERZWA, C.; HESPANOL, I. Água na indústria: uso racional e reuso. São Paulo: Oficina de Textos, 2005. c.1, p.9-19, 33-35, 125-127. MMA/ONS. Reservação de água doce no Brasil. Brasília: Ministério do Meio Ambiente (MMA) / Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS), 2017. Disponível em: <http://www.mma.gov.br/informma/item/11272-reservacao-de-agua-doce>. Acesso em: 06/10/2017. MME/EPE. Plano Decenal de Energia 2027. Brasília: Ministério de Minas e Energia (MME) / Empresa de Pesquisa Energética (EPE), 2018. MME. Resenha Energética Brasileira 2018 (Ano Base 2017). Brasília: Ministério de Minas e Energia (MME), 2018. p.23. Disponível em:

248

<http://www.eletronuclear.gov.br/Imprensa-e-Midias/Documents/Resenha%20Energ%C3%A9tica%202018%20-MME.pdf>. Acesso em: 27/08/2018. MME. Resenha Energética Brasileira 2016 (Ano Base 2015). Brasília: Ministério de Minas e Energia (MME), 2017. Disponível em: <http://www.aben.com.br/noticias/resenha-energetica-brasileira-2016>. Acesso em: 02/01/2019. MME. Plano Nacional de eficiência energética. Brasília: Ministério de Minas e Energia (MME), 2011. P.29, 33-39. Disponível em: http://www.mme.gov.br/mme/galerias/arquivos/PlanoNacEfiEnergetica.pdf. Acesso em: 30/10/2013. MME. Plano Nacional de Energia 2030. Brasília: Ministério de Minas e Energia (MME), 2007. P.18. Disponível em: http://www.mme.gov.br/documents/10584/1139260/11.+Efici%C3%Aancia+Energ%C3%A9tica+%28PDF%29/c78f67e1-5db9-4188-b146-32239f714f1c?version=1.1. Acesso em: 10/05/2016. MOUBRAY, J. Reliability-centred maintenance. Oxford: Butterworth-Heinemann, 1997. C.1, p.1-20, 235-249. NASA. Reliability-centered maintenance guide for facilities and collateral equipment. Washington DC: National Aeronautics and Space Administration (NASA), 2008. P.3-5, 4-7, 12-3. Disponível em: https://fred.hq.nasa.gov/Assets/Docs/2015/NASA_RCMGuide.pdf. Acesso em: 23/02/2018. NEELIS, M.; WORRELL, E.; MASANET, E. Energy efficiency improvement and cost saving opportunities for the petrochemical industry. Berkeley, Lawrence Berkeley National Laboratory / University of California: 2008. p. 95-99. Disponível em: <https://www.energystar.gov/ia/business/industry/Petrochemical_Industry.pdf>. Acesso em: 26/07/2013. NORDHAUS, W. Evolution of modeling of the economics of global warming: changes in the DICE model, 1992–2017. Climatic Change, 148, p.623 – 640, 2018. NORDHAUS, W. Revisiting the social cost of carbon. National Academy of Sciences of the United States. PNAS, v. 114, p.1518-1523, 2017. OECD. Science, Technology and Industry Scoreboard 2017. Paris: Organization for Economic Co-operation and Development (OECD), 2017. Disponível em:

249

<http://www.oecd.org/sti/oecd-science-technology-and-industry-scoreboard-20725345.htm>. Acesso em: 11/12/2018. OECD. Science, Technology and Industry Scoreboard 2017. Organization for Economic Co-operation and Development, 2017. Disponível em: <http://www.oecd.org/sti/oecd-science-technology-and-industry-scoreboard-20725345.htm>. Acesso em: 11/12/2018. OPEC. Market indicators. Organization of the Petroleum Exporting Countries. Viena (OPEC), 2018. Disponível em: https://www.opec.org/opec_web/static_files_project/media/downloads/data_graphs/MI092018.pdf. Acesso em: 05/11/2018 PADILHA JÚNIOR, H. S. As tecnologias que colocam a Petrobrás na trilha da transformação digital e indústria 4.0. CAMPETRO ENERGY, 2018, Campinas. PARDO, N.; MOYA, J.A.; VATOPOULOS, K. Prospective scenarios on energy efficiency and CO2 emissions in the EU iron & steel industry. Joint Research Centre of the European Commission. 2012. p.13, 18. Disponível em: <http://publications.jrc.ec.europa.eu/repository/bitstream/JRC74811/ld1a25543enn.pdf>. Acesso em: 28/04/2017. PINTO JUNIOR, H. Q.; ALMEIDA, E. F.; BOM TEMPO, J. V.; IOOTTY, M.; BICARLHO, R. G. Economia da energia: fundamentos econômicos, evolução, história e organização social. Rio de Janeiro: Elsevier, 2007. p. 22-41. PORTER, M. A vantagem competitiva das nações. Rio de Janeiro: Campos, 1993. p.1-10. PORTER, M. Competição: estratégias competitivas essenciais. Rio de Janeiro: Campos, 1999. cap.6, p.167-175. PROCEL/ELETROBRAS. Pesquisa de posse de equipamentos e hábitos de uso: classe industrial – alta tensão, relatório Brasil. Rio de Janeiro: Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica / Centrais Elétricas Brasileiras S. A., 2008. p.21-26, 38 . Disponível em: https://www.eletrobras.com/pci/services/procel-info/Simuladores/DownloadSimulator.asp?DocumentID=%7B53CBA212-2AD0-4DF1-A00A-BF20C8204ED6%7D&ServiceInstUID=%7B5E202C83-F05D-4280-9004-3D59B20BEA4F%7D. Acesso em: 29/09/2018.

250

RANGA BABU, J. A.; KIRAN KUMAR, K.; SRINIVASA RAO, S. State-of-art review on hybrid nanofluids. Renewable and Sustainable Energy Reviews . v.77, p.551-565, 2017. RIBEIRO, H. A bíblia do TPM: como maximizar a produtividade na empesa. Santa Cruz do Rio Pardo: Editora Viena, 2014. p.58-63. RIBEIRO, E. Direito do petróleo, gás e energia. Rio de Janeiro: Elsevier, 2010. p.226-227. RIBEIRO, D. V.; MORELLI, M. R. Resíduos sólidos: problema ou oportunidade? Rio de Janeiro: Interciência, 2009. cap.5. p.59-71. RIFKIN, J. A terceira revolução industrial – Como o poder lateral está transformando a energia, economia e mundo. São Paulo: M. Books do Brasil Editora, 2012. cap.6, p.181-187. ROZITE, V. Introduction Industrial energy efficiency. Paris: International Energy Agency (IEA), 2016. Disponível em: <http://www.iea.org/topics/energyefficiency/e4/e4trainingweeks/industry/presentations/>. Acesso em: 05/03/2018. SÁ, A. F. R. Guia de aplicações de gestão de energia e eficiência energética. Porto: Publindústria, 2010. p.129, 233, 234, 283 e 325. SNIC. Dados do setor. Sindicato Nacional da Indústria de Cimento (SNIC), 2019. Disponível em: <http://snic.org.br/numeros-do-setor.php>. Acesso em: 11/08/2019. SANTANA, P. H. M.; BAJAY, S. V. New approaches for improving energy efficiency in Brazilian industry. Energy Reports, v.2, p.62-66, 2016. SANTI, T. A eficiência do uso da água nas indústrias de papel e celulose. Revista O Papel, p.94-96, 2015. Disponível em: <http://www.revistaopapel.org.br/noticia-anexos/1448990872_4325bb08e1d1dbf7dd6634f060f91ee6_685945715.pdf>. Acesso em: 13/06/2019. SARKAR, A.; SINGH, J. Financing energy efficiency in developing countries - lessons learned and remaining challenges. Energy Policy, v.38, p.5560-5571, 2010.

251

SAYGIN, D.; WORRELL, E.; PATEL, M. K.; GIELEN, D. J. Benchmarking the energy use of energy-intensive industries in industrialized and in developing countries. Energy, v.36, p.6661-6673, 2011a. SAYGIN, D.; WORRELL, E.; PATEL, M. K.; GIELEN, D. J. Potential of best practice technology to improve energy efficiency in the global chemical and petrochemical sector. Energy, v.36, p.5779-5790, 2011b. SAYGIN, D.; PATEL, M. K.; TAM, C.; GIELEN, D. J. Chemical and petrochemical sector: Potential of best practice technology and other measures for improving energy efficiency. Paris: International Energy Agency (IEA), 2009. p.17, 48-49. Disponível em: <http://www.iea.org/publications/freepublications/publication/chemical_petrochemical_sector.pdf.>. Acesso em: 13/03/2016. SEEG/IEMA. Emissões CO2e (GWP-AR5. São Paulo: Sistema de Estimativa de Emissões de Gases (SEEG) / Instituto de Energia e Meio Ambiente (IEMA), 2019. Disponível em: <http://plataforma.seeg.eco.br/sectors/processos-industriais>, <http://plataforma.seeg.eco.br/sectors/energia>, <http://plataforma.seeg.eco.br/sectors/residuos>. Acesso em: 20/05/2019. SEEG/IEMA. Emissões dos setores de energia, processos industriais e uso de produtos. São Paulo: Sistema de Estimativa de Emissões de Gases (SEEG) / Instituto de Energia e Meio Ambiente (IEMA), 2018. p.2, 4, 17, 65-77. Disponível em: <http://www.energiaeambiente.org.br/emissoes-dos-setores-de-energia-e-processos-industrias---documento-de-analise-2018>. Acesso em: 13/06/2018. SGM/MME. Anuário estatístico do setor metalúrgico 2018. Brasília: Secretária de Geologia, Mineração e Transformação Mineral (SGM) / Ministério de Minas e Energia (MME), 2018. Disponível em: <http://www.mme.gov.br/web/guest/secretarias/geologia-mineracao-e-transformacao-mineral/publicacoes/anuario-estatistico-do-setor-metalurgico-e-do-setor-de-transformacao-de-nao-metalicos?inheritRedirect=true>. Acesso em: 19/04/2019. SIEGEL, S. M. Faça-se a água: a solução de Israel para um mundo com sede de água. São Paulo: EDUC, 2017. p.1-7. SILVA, M. J. Novo paradigma ambiental. Revista ABM – Metalurgia, Materiais & Mineração, v. 71, p. 16-29, 2015. SILVA, R. R. Modelos para Análises de Sistemas Energéticos Industriais Aplicados a estudos de Eficiência Energética. 2013. 239p. Dissertação (Mestrado) – Faculdade de Engenharia Mecânica, Universidade Estadual de Campinas, Campinas.

252

SILVA, C. L.; SOUZA-LIMA, J. E. Políticas públicas e indicadores para o desenvolvimento sustentável. São Paulo: Saraiva, 2010, cap.1, p. 4-6. SMITH, R. Chemical process design and integration. Chichester: John Wiley & Sons, 2005. p.581-583, 635-646. SINDIFER. Anuário estatístico 2019. Sindicato da Indústria do Ferro no Estado de Minas Gerais (SINDIFER), 2019. Disponível em: <http://www.sindifer.com.br/institucional/anuario/anuario_2018.pdf>. Acesso em: 19/04/2019. SIVILL, L.; MANNINEN, J.; AHTILA, P. A combined approach to energy efficiency monitoring in the pulp and paper industry. In: 22nd INTERNATIONAL CONFERENCE ON EFFICIENCY, COST, OPTIMIZATION, SIMULATION AND ENVIRONMENTAL IMPACT OF ENERGY SYSTEMS (ECOS/09), 2009, Foz do Iguaçu. Anais: Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering. P.1513-1521. SLACK, N. Vantagem competitiva em manufatura: atingindo competitividade nas operações industriais. São Paulo: Atlas, 1993. p.13-21, 116-123. SULLIVAN, G. P.; PUGH, R.; MELENDEZ, A. P.; HUNT, W. D. Operations & Maintenance Best Practices: A Guide to Achieving Operational Efficiency. Washington DC: U.S. Department of Energy (US DOE), 2010. p.2.1, 2.4, 3.5, 5.1-5.5. Disponível em: <https://www.energy.gov/sites/prod/files/2013/10/f3/omguide_complete.pdf>. Acesso em: 02/05/2018. TAVARES, L.; CALIXTO, M.; POYDO, P. R. Manutenção centrada no negócio. Rio de Janeiro: Novo Polo Publicações, 2005. p.9-12, 70. TELLES, D. A.; COSTA, R. H. P. G. [et al. ]. Reuso da água: conceitos, teorias e práticas. São Paulo: Blucher, 2010. cap.1. p.11-14, cap.9. p.249-250. TOMASQUIM, M. T.; SZKLO, A. S. (coordenadores). A matriz energética na virada do milênio. Rio de Janeiro: Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia (COPPE/UFRJ); ENERGE, 2000, 467p. UNESCO. The United Nations World Water Development Report 2018: Nature-Based Solutions for Water. Paris: United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization (UNESCO), 2018. Disponível em: <https://unesdoc.unesco.org/ark:/48223/pf0000261424>. Acesso em: 15/12/2018.

253

UNESCO. The United Nations World Water Development Report 2015: Water for a Sustainable World. Paris: United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization (UNESCO), 2015. p.54-56, 58-60. Disponível em: http://www.unesco-ihe.org/sites/default/files/wwdr_2015.pdf>. Acesso em: 20/03/2015. UNFCCC. Status of Ratification the Conventions. United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC), 2018. Disponível em: <https://unfccc.int/process>. Acesso em: 17/12/2018. UNFCCC. Industrial energy and material efficiency in emission-intensive sectors: TEC Brief #11. United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC ), 2017. Disponível em: <http://www.unfccc.int/ttclear/tec/brief11.html>. Acesso em: 19/02/2018. UNIDO. Industrial energy efficiency in developing countries: a background note. Viena: United Nations Industrial Development Organization (UNIDO), 2011. Disponível em: <https://www.unido.org/fileadmin/user_media/Services/Research_and_Statistics/WP032011_Ebook.pdf>. Acesso em: 18/04/2015. VAZQUES, J. L. Comércio exterior brasileiro. São Paulo: Atlas, 1999, 4ª ed. p.139-140. VEIGA, J. E.; ZATZ, L. Desenvolvimento sustentável, que bicho é esse? Campinas: Autores Associados, 2008. p.42-57. VELLOSO, J. P. R.; Silva, O. [et al. ]. Rumo ao Brasil desenvolvido (em duas, três décadas). ANDRADE, B. A. Fatores limitativos da competitividade brasileira e como superá-los. Rio de Janeiro: Elsevier, 2013. p. 63-68. VERTIOLA, S. R. R.; PINTO, J. H. (coordenadores). Conservação de energia na indústria metalúrgica: manual de conservação. São Paulo: Instituto de Pesquisa Tecnológica (IPT), 1990, 467p. VISEDO, G.; PECCHIO, M. Roadmap tecnológico do cimento: potencial de redução das emissões de carbono da indústria do cimento brasileira até 2050. Rio de Janeiro: Sindicato Nacional da Indústria de Cimento (SNIC), 2019. Disponível em: <https://www.dropbox.com/s/9cbtj1c9oquigf8/Roadmap%20Tecnol%C3%B3gico%20do%20Cimento_Brasil.pdf?dl=0>. Acesso em: 11/08/2019. WB. Commodity Price Data: annual prices (real). World Bank, 2019. Disponível em: <http://www.worldbank.org/en/research/commodity-markets>. Acesso em: 06/02/2019.

254

WB. Gross domestic product ranking table: GDP Ranking. World Bank.2018. Disponível em: <https://datacatalog.worldbank.org/dataset/gdp-ranking>. Acesso em: 16/09/2018. WEF. The Global Competitiveness Report 2017–2018. World Economic Forum. 2017. Disponível em: <https://www.weforum.org/reports/the-global-competitiveness-report-2017-2018>. Acesso em: 02/10/2017. WEF. The Future of Manufacturing Opportunities to drive economic growth. World Economic Forum (WEF), 2012. Disponível em: <https://www.manufacturing-policy.eng.cam.ac.uk/futures-documents-folder/wef-the-future-of-manufacturing-opportunities-to-drive-economic-growth/view>. Acesso em: 30/05/2018. WESSELING, J. H.; LECHTENBÖHMEB, S.; ÅHMAN, M.; NILSSON, L. J.; WORRELL, E.; COENEN, L. The transition of energy intensive processing industries towards deep decarbonization: Characteristics and implications for future research. Renewable and Sustainable Energy Reviews. v.79, p.1303-1313, 2017. WOHLFARTH, K.; EICHHAMMER, W.; SCHLOMANN, B.; WORRELL, E. Tailoring cross-sectional energy-efficiency measures to target groups in industry. Energy Efficiency, v.11, p. 1265-1279, 2018. WORRELL, E.; PRICE, L.; NEELIS, M.; GALITSKY, C.; ZHOU, N. World Best Practice Energy Intensity Values for Selected Industrial Sectors. Berkeley: University of California, 2008. p.2. Disponível em: <https://eaei.lbl.gov/sites/all/files/industrial_best_practice_en.pdf >. Acesso em: 17/11/2015. WONGTSCHOWSKI, P. Indústria química: riscos e oportunidades. São Paulo, Editora Blucher: 2002. p. 132-186 e 232-283. WSA. Steel Statistical Yearbook 2018. World Steel Association (WSA), 2018a. Disponível em: <https://www.worldsteel.org/steel-by-topic/statistics/steel-statistical-yearbook.html>. Acesso em: 06/05/2019. WSA. World steel in figures 2018. World Steel Association (WSA), 2018b. Disponível em: <https://www.worldsteel.org/steel-by-topic/statistics/steel-statistical-yearbook.html>. Acesso em: 06/05/2019.

255

WSA. Sustainability indicators 2003-2017. World Steel Association (WSA), 2018c. Disponível em: <https://www.worldsteel.org/steel-by-topic/sustainability/sustainability-indicators.html >. Acesso em: 06/05/2019. WSA. Steel Statistical Yearbook 2016. World Steel Association (WSA), 2016. Disponível em: <https://www.worldsteel.org/steel-by-topic/statistics/steel-statistical-yearbook.html>. Acesso em: 09/08/2017. WSA. Steel Statistical Yearbook 2009. World Steel Association (WSA), 2009. Disponível em: <https://www.worldsteel.org/steel-by-topic/statistics/steel-statistical-yearbook.html>. Acesso em: 27/03/2017. WTO. World Trade Statistical Review 2018. Genebra: World Trade Organization, 2018a. Disponível em: <https://www.wto.org/english/res_e/statis_e/wts2018_e/wts18_toc_e.htm>. Acesso em: 12/09/2018. WTO. Statistics database: Trade profiles. Genebra: World Trade Organization, 2018b. Disponível em:< http://stat.wto.org/CountryProfiles/BR_e.htm>. Acesso em: 13/09/2018. WTO. Statistics database: Trade profiles. Genebra: World Trade Organization, 2018c. Disponível em: <http://stat.wto.org/CountryProfile/WSDBCountryPFReporter.aspx?Language=E>. Acesso em: 12/09/2018. ZAAG, P.; SAVENIJE, H. H. G. Water as an economic good: the value of pricing and the failure of markets. Delf: United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization- IHE Institute for Water Education, 2006. p.7, 13-15. Disponível em: <http://www.waterfootprint.org>. Acesso em: 23/07/2015. ZEMP, R. J. Notas de aula do Curso IQ403 “Eficiência energética em processos químicos”. Programa de pós-graduação da Faculdade de Engenharia Química (FEQ). Campinas: Universidade Estadual de Campinas: 2016. ZHOU, A.; HARRIS, J.; BOSTROM, P.; TUTTEROW, V. Promoting Energy-Efficient Buildings in the Industrial Sector. Washington, DC: Alliance to Save Energy, 2009. p. 7, 21. Disponível em: <https://forum.cee1.org/sites/default/files/library/8576/CEE_Eval_ASE%20Bldg%20Report_1Jan2009.pdf>. Acesso em: 30/03/2017.

256

ANEXO A – Consumo específico de água no segmento siderúrgico brasileiro

Os valores indicados a seguir correspondem aos publicados pelo IAB nos relatórios

de sustentabilidade sobre o segmento siderúrgico.

Tabela A. 1 - Balanço de água em uma usina siderúrgica integrada a coque

Uso da água Captação Recirculação

Resfriamento indireto 71,1% 36,6%

Resfriamento direto 27,9% 30,7%

Operações na produção 0,8% 25,2%

Consumo humano 0,2% 7,4% Fonte: Elaboração própria com base em IAB (2013)

Tabela A. 2 - Volume específico de água consumida por rota de produção do segmento siderúrgico em 2012

Consumo específico de água por rota (m³/t aço bruto) Min. Máx.

Integrada a coque 4 13

Integrada a carvão vegetal 2 21

Semi-integrada 1 3 Fonte: Elaboração própria com base em IAB (2013)

Tabela A. 3 - Volume específico de água captada pelo segmento siderúrgico de 2009 a 2011

Volume específico de água captada (m³/t aço bruto)

2009 2010 2011

Água doce 6,7 5,7 5,9 Recirculação 96,7% 96,7% 96,3%

Água salobra / salgada 64,3 55,2 91,7 Recirculação 1% 33,8% 19,9%

Fonte: Elaboração própria com base em IAB (2012)

257

Tabela A. 4 - Volume específico de água doce captada por rota de produção do segmento siderúrgico de 2009 a 2011

Volume específico de água doce captada por rota (m³/t aço bruto)

2009 2010 2011

Integrada a coque 8,1 6,9 7,0 Integrada a carvão vegetal 9,6 7,4 8,4

Semi-integrada 3,1 2,5 2,5 Fonte: Elaboração própria com base em IAB (2012)

Tabela A. 5 - Volume específico de efluente água doce descartado pelo segmento siderúrgico de 2010 a 2013

Efluente de água doce (m³/t aço bruto) 2010 2011 2012 2013

Descarte específico efluente 2,6 2,5 2,5 2,9 Fonte: Elaboração própria com base em IAB (2014, 2013, 2012)

Tabela A. 6 - Volume específico de efluente água doce descartado pelo segmento siderúrgico de 2010 a 2013

Consumo de água (m³/t de produto) 2009

Aciaria e Lingotamento 14,7

Laminação a frio* 3,8 a 15 Fonte: Elaboração própria com base em D’Abreu (2009) Nota: a amplitude decorre das diferenças de integração da produção, tecnologias de produção e mix de produtos das usinas pesquisadas.