Bioetanol de cana-de-açúcar - CGEE

No processamento industrial da cana, são necessários três tipos de energia: energia térmicapara os processos de aquecimento e concentração, energia mecânica nas moendas e demaissistemas de acionamento direto, como bombas e ventiladores de grande porte, bem comoenergia elétrica para acionamentos diversos, bombeamento, sistemas de controle e iluminação,entre outros fins. Para atender a essas demandas energéticas, desenvolve-se, nas usinas deaçúcar e bioetanol, a produção simultânea de diferentes formas de energia com base em umúnico combustível, o bagaço. Tal tecnologia é denominada co-geração e representa um diferencialimportante da cana em relação às outras matérias-primas usadas para a fabricação deaçúcar ou bioetanol, que necessitam de aporte energético externo para o processo industrial.A Figura 18 apresenta o esquema usualmente adotado para o sistema de co-geração naagroindústria canavieira em todo o mundo, no qual as principais variações ocorrem na pressãodo vapor produzido nas caldeiras [Seabra (2008)]. Em síntese, utilizando o calor liberadopela combustão do bagaço nas caldeiras, produz-se vapor de alta pressão, utilizado emturbinas a vapor para geração elétrica e acionamentos mecânicos, cujo vapor de escape, abaixa pressão, atende aos usos térmicos. Essa concepção básica comporta diversas variantesconstrutivas, que podem ampliar a produção de energia elétrica por tonelada de cana processada,sob investimentos mais elevados. Embora se utilize, praticamente, apenas o bagaçocomo combustível na agroindústria, crescentemente se incorpora também parte dos resíduosde colheita, a palha da cana.Em condições típicas, o balanço de vapor de uma usina é, em geral, equilibrado, isto é, a ofertade vapor atende suficientemente à demanda. Com efeito, pode-se afirmar que, ao longo de seudesenvolvimento, essa agroindústria foi se ajustando para manter esse equilíbrio, compensandoos incrementos do volume de açúcares a processar, decorrentes de melhorias de qualidade dacana, com ganhos na eficiência dos sistemas de geração e uso de vapor. Considerando valores representativosdas usinas brasileiras na atualidade, similares à de outros países, no processamentode uma tonelada de cana, a disponibilidade de bagaço (com 50% de umidade) é da ordem de250 kg, que permite produzir entre 500 kg e 600 kg de vapor, da mesma ordem do consumono processo, entre 400 kg e 600 kg de vapor [Leal (2007)]. Nesse contexto, com uma gestão responsáveldas demandas de vapor e com a adoção de caldeiras mais eficientes, é possível obtersobras de bagaço. De todo modo, os ganhos mais interessantes acontecem na etapa de geraçãode potência, anterior ao uso do vapor no processo.Esses ganhos são possíveis porque, na produção de energia elétrica e mecânica na agroindústriada cana, observa-se um grau de liberdade importante, dado essencialmente pelacondição do vapor produzido nas caldeiras e utilizado pelas turbinas a vapor. Enquanto apressão do vapor na saída dessas turbinas, por imposição do processo industrial, fica, emgeral, próxima a 2,5 bar, sua condição na entrada pode ser escolhida em uma ampla faixa,de acordo com a caldeira empregada, e gerando uma potência proporcional à sua energiatérmica, função de sua pressão e temperatura na saída da caldeira. Praticamente sem variara quantidade de combustível, é possível aumentar a produção de energia elétrica na agroindústriacanavieira adotando caldeiras e turbinas que operem com vapor a pressões e temperaturasmais elevadas.109Bioetanol-04.indd 109 11/11/2008 15:24:22