Jefferson Henrique Santos Silva – Engenheiro agrônomo e doutorando em Agronomia/Fitotecnia – Universidade Federal de Lavras (UFLA) – eng.jeffhenrique@gmail.com
As novas fontes de energias renováveis têm um importante papel no abastecimento do setor elétrico do País. O aumento populacional e o crescimento econômico demanda mais energia elétrica do setor, e as novas fontes de energias renováveis vêm como uma solução para suprir essa necessidade.
Atualmente, a matriz elétrica brasileira é majoritária de fontes renováveis, constituída por aproximadamente 82,9%. Graças à abundância de recursos hídricos do País, 103,0 GW (59,9%) da energia elétrica é gerada pelas usinas hidrelétricas.
Apesar de ser uma fonte de energia limpa e renovável, tem suas limitações. As construções de usinas hidrelétricas acarreta em grandes impactos ambientais e sociais, podendo afetar grandes áreas, mudando até o ecossistema da região, além de ser um modelo de produção instável, pois a quantidade de energia gerada varia de acordo com a vazão do rio, ou seja, do volume de água disponível.
Diversificação
A dependência de apenas uma fonte de energia na matriz energética deixa o País exposto a uma crise de abastecimento. Por isso, a nova política energética busca diversificar e descentralizar suas fontes. A diversificação e a descentralização reduzem os riscos de um colapso na produção e abastecimento de energia, e nas perdas que são geradas pelo elevado potencial elétrico para sua distribuição.
O Brasil encontra-se na zona intertropical no globo terrestre. Mais precisamente, 93% do território está localizado no Hemisfério Sul, e apenas 7% no Hemisfério Norte. Essa posição geográfica, associada à sua grande extensão territorial, favorecem uma grande variedade de recursos naturais, que podem ser transformados em energia. Isso permite que os governos explorem o potencial do País, introduzindo novas fontes de energia na matriz energética.
Fontes renováveis
O uso de novas fontes de energias renováveis, como eólica, solar e biomassa, vêm gradualmente ganhando espaço na matriz energética. O uso dessas fontes, além de diversificar e descentralizar a matriz energética do País, também causa um impacto socioeconômico, já que promove geração de emprego e renda.
Hoje a energia eólica representa 18,0 GW, 10,3% da matriz elétrica nacional, com expectativa de atingir, até o final deste ano 11,2%. Ela está presente em 12 Estados das regiões nordeste, sul e sudeste, contando com 695 parques e mais de 8.300 aerogeradores, e com previsão de produção de 28GW até 2024.
Já a energia fotovoltaica (solar) representa 1,9% da matriz elétrica do País, com 3.893 usinas solares em operação, pretendendo atingir 2,6% até o fim de 2021. Atualmente, a biomassa é a fonte de energia que mais cresce e que mais tem potencial para fornecer eletricidade – espera-se uma contribuição de 60% de energia renovável global até 2030.
Esse aumento tem um papel imprescindível nas metas de redução de emissões de poluentes e de desenvolvimento sustentável. O Brasil possui situação privilegiada para produção de biomassa em larga escala, pois existem extensas áreas cultiváveis e condições climáticas favoráveis ao longo do ano.
Bioeletricidade
A produção de bioeletricidade no Brasil é predominantemente gerada por meio do resíduo industrial do setor canavieiro. A cana-de-açúcar é a terceira maior cultura do Brasil, fechando a safra de 2020/21 com 654,8 milhões de toneladas de cana moída, em uma área de produção de 38,7 mil ha.
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A utilização do bagaço da cana-de-açúcar é uma ótima representação de como o país consegue utilizar bem os recursos que tem para gerar energia. Cada tonelada de cana moída resulta em aproximadamente 280 kg de bagaço, correspondendo a cerca de 30% do total da cana colhida, dos quais 90% são usados na combustão para o aquecimento das caldeiras e na geração de energia elétrica.
De toda a energia gerada, 36% é consumida na usina e o restante vendido para a companhia elétrica, contribuindo com 6,9% para a matriz energética brasileira.
Receitas
Segundo o Programa de Educação Continuada em Economia e Gestão de Empresas (Pecege), em 2018/19, cada tonelada de cana gerou uma receita de R$ 9,95 para as unidades que comercializaram bioeletricidade.
O incremento para uma usina média do setor foi de R$ 23,94 milhões na temporada. A Raízen apresentou o melhor desempenho na cogeração de energia, rendendo R$ 1,23 bilhão na safra 2018/19. O grupo possui um total de 26 usinas e é o maior do País – ocupa a primeira colocação na produção de energia com a biomassa, com a cogeração de 2,47 TWh.
Em destaque
A maioria das usinas produtoras estão nos Estados de São Paulo, Mato Grosso, Minas Gerais e Goiás. São Paulo ocupa a primeira posição na cogeração, justamente por concentrar a maior quantidade de usinas.
Das 422 usinas, apenas 40% vendem energia elétrica, os 60% restantes não tem concessão com a rede de destruição, devido ao elevado custo inicial, apara os investimentos das linhas de transmissão e conexão. Para interligar ao sistema, em média, são gastos R$ 1 milhão a cada quilômetro de linha de transmissão.
E, em alguns casos, é necessário investir também na construção de uma subestação de energia e promover a conexão. Segundo o gerente de Bioeletricidade da Unica (União da Indústria de Cana-de-açúcar), o setor tem potencial para representar 27% da geração de energia nacional.
Caso o bagaço seja utilizado exclusivamente para a produção de energia elétrica, seria possível produzir cerca de 200 kW/h de energia elétrica por tonelada de cana em sistemas eficientes, mas atualmente, as usinas produzem menos do que 50 kW/h por tonelada.
A palha e a ponteira da cana não são aproveitadas para fins industriais ou energéticos, ainda são deixadas no campo. Estudos já realizados indicam que aproximadamente 50% da palha gerada poderá ser retirada do campo, com ganhos para a área agrícola e meio ambiente. O aproveitamento da palha e ponteira, como fonte de energia, resultará em significativos ganhos energéticos para o setor.
Entre um e outro
Fazendo uma comparação do conteúdo energético de uma tonelada de cana-de-açúcar, 1.718.000 kcal, com o potencial energético de um barril de petróleo, que é de 1.386.000 kcal, ou seja, uma tonelada de cana equivale energeticamente a 1,24 barril de petróleo bruto.
Considerando que a produção da safra de 2020/21 foi de 654,8 milhões de toneladas, temos que, em equivalentes energéticos, esta safra correspondeu a 796,7 milhões de barris de Petróleo ou 2,2 milhões de barris/dia, valor muito próximo ao consumo nacional de petróleo, que é de 3,1 milhões de barris/dia.
Energia do bagaço da cana de açúcar?
Após a cana ser colhida no campo, é levada para as usinas, onde passa pelo processo de moagem. Nesse processo, a cana é prensada na moenda da usina, onde é obtido, de um lado, o caldo e, do outro lado, o bagaço, representado pelo resíduo fibroso da cana.
Esse bagaço é levado até a caldeira da usina, que é o equipamento onde ocorre a combustão desse material. O vapor gerado dentro dessas caldeiras é então direcionado para uma turbina.
Nessa turbina, o vapor consegue movimentar as pás do rotor que irão gerar energia mecânica, a qual, por sua vez, é convertida em energia elétrica em um gerador acoplado ao eixo da turbina. Essa energia elétrica é finalmente lançada na rede de distribuição elétrica.
Como visto, a geração de energia elétrica a partir do bagaço de cana de açúcar é um processo bastante simples. Porém, muitas unidades industriais ainda têm caldeiras e incineradoras de bagaço que não apresentam a mesma eficiência, com quantidade e qualidade inferior que caldeiras mais modernas, inviabilizando essa geração.
Por isso, é preciso que exista uma política pública no incentivo da substituição das caldeiras mais antigas por modelos mais modernos e eficientes.
As caldeiras antigas eram menores porque não necessitavam de muito bagaço e a produção de bagaço não era desejado, pois ocupava muito espaço nos pátios das usinas. Mas hoje, o valor agregado no bagaço é tão elevado quanto o custo de 1,0 tonelada de cana-de-açúcar. Por essas razões, a modernização das plantas geradoras de energia é fundamental e contribuirá com a geração de energia a partir desta importante matéria-prima para o país.
Vantagens da cana na produção de energia
A geração de energia pela queima do bagaço possui diversas vantagens, principalmente em relação ao uso de fontes termelétricas, como a queima de carvão mineral ou petróleo. Dentre as vantagens, podemos destacar:
• Alta competitividade em função do custo: como a cana-de-açúcar já é plantada para a produção de etanol, a utilização do bagaço para a produção de energia é altamente viável, tornando a energia barata e competitiva no mercado.
• Supre a sazonalidade das chuvas: como grande parte da energia elétrica gerada no País é proveniente das hidrelétricas, que dependem das chuvas para garantir o nível dos reservatórios, a queima do bagaço da cana é ótima forma de suprir a menor produção de eletricidade nos períodos de seca.
• Redução das emissões de gases do efeito estufa: por ser totalmente renovável, a cana-de-açúcar reduz a poluição e o agravamento do efeito estufa.
• Geração de emprego: a produção desse tipo de energia é um grande incentivo para a economia, pois possibilita a geração de empregos desde a lavoura até a mão de obra capacitada nas usinas e terminais de distribuição de energia.
• Grande disponibilidade: além da vantagem ambiental em relação às usinas termelétricas, o bagaço de cana também possui maior disponibilidade e melhor acesso.
