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Celso Procknor

Presidente da Procknor Engenharia

Op-AA-57

Conservação de energia, um caminho para o setor sucroenergético
Discorrer sobre a “renovação e a remodelagem do setor sucroenergético”, de uma forma coerente e sem sonhar, é um enorme desafio. Mas vamos a ele, sempre antes com o nosso agradecimento pelo amável convite desta excelente publicação. Vivemos tempos difíceis. Ao otimismo decorrente do Acordo de Paris, sobreveio o pessimismo decorrente da eleição do Sr. Trump, retardando investimentos em energia renovável.

Ao otimismo decorrente da possibilidade de usarmos açúcares como matéria-prima na indústria sucroquímica, sobreveio a percepção de que os veículos elétricos serão massivamente utilizados num futuro muito próximo, o que inibe investimentos. Ao otimismo decorrente das perspectivas de renovação da nossa classe política, sobreveio o fato de que, nas próximas eleições, vamos provavelmente ter mais do mesmo, com um risco considerável de desagregação social, o que inibe investimentos no País de uma forma generalizada.
 
Mas, como diz o ditado, descartado o suicídio, só nos resta o otimismo. No longo prazo, a produção massiva de alimentos e de energia renovável sempre permitirá que o Brasil esteja em papel de destaque no cenário mundial, principalmente se, nas eleições, o povo disser para o Lula: “Chega de postes, precisamos de luz!”.
 
O termo "sucroenergético", cunhado quando do início da exportação de energia elétrica pelas usinas, indica que a produção e a conservação de energia são fatores que sempre devem ser levados em conta no planejamento estratégico das empresas. E, quando falamos em energia, temos que levar em conta toda a agroindústria, pois o setor agronômico pode afetar o setor industrial e vice-versa. O importante é procurar o máximo de conservação de energia nos dois setores.
 
As máximas produções específicas de açúcar e de energia elétrica por tonelada de cana processada são parâmetros conflitantes. Para aumentar a extração na moenda, podemos aumentar a embebição, mas, nesse caso, reduzimos a produção de energia elétrica. Para produzir o máximo de energia elétrica, é necessário dispor de muito vapor vegetal dos primeiros efeitos da evaporação, o que significa submeter o caldo de cana com brix mais alto, a temperaturas mais elevadas e durante mais tempo, aumentando, dessa maneira, as perdas de sacarose no sistema de evaporação.

As perdas na evaporação induzem a perdas maiores no cozimento e, assim, uma usina exportando muita energia elétrica pode chegar a perder até 1,5% na produção de açúcar. Entretanto usinas que exportam energia elétrica reportam que a receita correspondente varia de 10% a 15% do faturamento total, demonstrando que a produção e a conservação de energia de uma forma geral serão fatores cruciais no planejamento estratégico, principalmente levando em conta a tendência generalizada nos países mais desenvolvidos de redução de consumo de açúcar per capita, tendência esta que cedo ou tarde vai se espraiar pelos demais países. 
 
Tendo em mente obter a máxima eficácia na indústria, podemos, a partir de agora, discorrer sobre tecnologias, novas ou não, que estão em desenvolvimento ou que já estão consolidadas em outros setores da indústria e que podem ser utilizadas no nosso setor. É importante ressaltar que uma tecnologia tecnicamente viável pode, eventualmente, não ser ainda economicamente viável, mas deve ser sistematicamente reavaliada em função de alterações que possam ocorrer nos custos de produção, nos preços de venda e nas condições de financiamento.
 
É possível iniciar com os combustíveis primários disponíveis. Com o corte mecanizado, a palha deve ser sempre considerada como fonte de energia, desde que o setor agronômico da usina considere adequado para a lavoura a sua remoção. Ao contrário do bagaço usado para geração do vapor utilizado na produção de açúcar e de etanol, o qual produz energia térmica e elétrica (cogeração), o bagaço excedente e a palha produzem apenas energia elétrica, num ciclo de baixa eficiência e, por consequência, de menor viabilidade econômica. A melhor alternativa será sempre procurar anexar à usina de cana agroindústrias que demandem energia térmica além da elétrica. Exemplos típicos: pasta de tomate, etanol de milho, sucroquímica, etc.
 
Trazer grandes quantidades de palha com a cana implica instalar Sistemas de Limpeza a Seco (SLS) para aumentar a capacidade da moenda e reduzir a sua manutenção. O SLS proporciona um maior Poder Calorífico Inferior (PCI) médio do combustível, mas o ganho representativo encontra-se realmente no sistema de moagem. O ganho relevante no PCI ocorre trazendo palha enfardada do campo, com umidade muito mais baixa. Já estão sendo oferecidas no mercado caldeiras projetadas especificamente para a queima de palha enfardada.
 
Para garantir a máxima eficácia na utilização da biomassa como combustível, já estão disponíveis no mercado tecnologias para a medição volumétrica de biomassa e para a medição, em tempo real, da sua umidade. Para materiais com densidade muito baixa,
a medição volumétrica é mais precisa, e a medição da umidade, que impacta diretamente o valor do PCI, permite operar o sistema com máxima eficiência, pois só controlamos os parâmetros que medimos de forma eficaz.
 
Como há, nas usinas, muitas fontes de calor pobres com baixa temperatura, que usualmente são desperdiçadas, já existem no mercado tecnologias para usar essas fontes de calor para a secagem do bagaço, aumentando, assim, o seu PCI. Tais equipamentos são muito utilizados nas usinas de açúcar de beterraba, e o primeiro deles entrou em operação em 2018, em uma usina de cana na Tailândia. Um combustível alternativo que pode ser produzido na usina é o biometano. 
 
Realizamos um estudo para a Cogen em 2017, e foi possível estimar, nos estados do Centro-Sul, um potencial de produção de biometano na faixa de 2.900 x 106 Nm3/ano, que corresponde à geração de 10.960.000 MWh/ano com ciclo motor e a uma sobra de bagaço de 13.700.000 t de bagaço para gerar a mesma energia. A tecnologia está disponível, e o que falta é a viabilidade econômica que depende do preço de venda da energia.
 
Falando a respeito de biometano, não é possível deixar de mencionar o Gás Natural (GN), principalmente no cenário do estado de São Paulo e no caso de usinas do Centro-Sul que estejam, eventualmente, próximas de gasodutos. O GN é um combustível fóssil, embora muito menos poluente do que o diesel, e, do ponto de vista ambiental e regulatório, esse aspecto sempre deve ser levado em conta quando planejamos o futuro de empresas que produzem energia renovável, mas, muito provavelmente, a pegada de carbono seria reduzida.
 
No caso da agroindústria da cana, provavelmente a eventual porta de entrada para o GN será o setor de motomecanização agrícola. Já existem em circulação caminhões cujo motor diesel foi adaptado para se tornar um motor flex diesel-gás, usando de 35% a 40% de GN. Dependendo do sucesso desses testes, o GN poderá ter acesso ao setor industrial para ser usado, por exemplo, como substituto do biometano durante a entressafra, já que a sua produção é sazonal. 
 
O GN pode também ser usado em sistemas de cogeração, com a instalação de ciclos termodinâmicos híbridos (CTH) utilizando bagaço e GN. Trata-se de um ciclo usando turbo gerador com sistema de reaquecimento de vapor, ciclo este usado em centrais de geração de grande porte. No caso em questão, o GN é usado em uma turbina a gás que gera energia elétrica e cujos gases de exaustão podem ser utilizados para o aquecimento de vapor no turbo gerador e para o aquecimento de ar da caldeira. O CTH tem como vantagens otimizar o ciclo termodinâmico da biomassa, permitir operação durante todo o ano e amortecer eventuais faltas de biomassa devido a condições climáticas adversas, como temos no presente ano. 
 
Na produção de etanol, podemos economizar muita energia, passando a utilizar sistemas de água gelada na fermentação para operar com vinho de alto teor alcoólico, reduzindo o consumo de vapor na destilação e na concentração de vinhaça e, de qualquer maneira, economizando ainda mais energia nos sistemas de distribuição de vinhaça na lavoura.
 
Mãos à obra!