Uso da biomassa de cana-de-açúcar para geração de energia elétrica: análise energética, exergética e ambiental de sistemas de cogeração em sucroalcooleiras do interior paulista

Abstract

Uso da biomassa da cana-de-açúcar para geração de energia elétrica: análise energética, exergética e ambiental de sistemas de cogeração em sucroalcooleiras do interior paulista. São Carlos-SP 2010 DJOLSE NASCIMENTO DANTAS Uso da biomassa da cana-de-açúcar para geração de energia elétrica: análise energética, exergética e ambiental de sistemas de cogeração em sucroalcooleiras do interior paulista Dissertação apresentada à Escola de Engenharia de São Carlos, da Universidade de São Paulo, como parte dos requisitos para obtenção do título de mestre em Ciências da Engenharia Ambiental. ORIENTADOR: Prof. Dr. Frederico Fábio Mauad São Carlos-SP 2010 i Dedico este trabalho aos meus pais, José Dantas Filho e Djalma Silva Nascimento Dantas, e à minha avó, Maria Madalena da Silva, por todo carinho, incentivo, ajuda e dedicação. ii AGRADECIMENTOS A Deus por me guiar em mais esse caminho e por ter me iluminado permitindo a conclusão de mais essa etapa da minha vida; Aos meus pais, José Dantas e Djalma por me apoiar e mais uma vez tornar possível mais uma realização; A minha irmã, Débora pelo amor, paciência e compreensão, pois tivemos que ficar distantes durante todo esse tempo de estudo; A todos da minha família que torceram, mesmo de longe, pela concretização desta etapa; Ao Prof. Dr. Frederico Fábio Mauad pela orientação, confiança e amizade durante os dois anos de desenvolvimento deste trabalho; À Prof a Dr. Silvia Azucena Nebra, da Faculdade de Engenharia Mecânica da UNICAMP, pelas aulas de exergia, por estar sempre disponível esclarecendo todas as minhas dúvidas e por todo o apoio dado; Ao Daniel, pelo incentivo para vir à cidade de São Carlos, pela companhia durante boa parte do mestrado e pelas palavras que, com sua experiência como pesquisador, me conduziram ao crescimento na área acadêmica; À Cristiane, minha amiga, que também se permitiu vir a São Carlos e que, com sua companhia diária, me deu forças para permanecer distante da minha cidade; Aos meninos da UNICAMP, Mauro, Jonathan e Reynaldo pelo acolhimento em Campinas-SP, pela companhia nas aulas da Prof a . Silvia, e, principalmente, por toda disponibilidade e amizade demonstradas; Às minhas amigas Tereza de Lisieux, Karla Patrícia e Fernanda Morais, e ao meu amigo Antônio Esley, que mesmo de longe permaneceram quase que diariamente em minha vida, me apoiando durante esses dois anos; iii A todas as amizades que fiz em São Carlos, em especial à Simone Pereira, pela companhia no mestrado, pelo auxílio na definição do tema inicial e por toda sua disponibilidade de ajuda; Aos professores Dr. Aldo Roberto Ometto (USP) e Dr. José Jailton Marques (UFS) também pela disponibilidade de ajuda e aos meus antigos professores da UFS, pelos seus ensinamentos que garantiram minha formação básica como Engenheira; Aos professores, técnicos e funcionários do CRHEA, aos amigos do Núcleo de Hidrometria (Victor, Artur, Ivo, Cesinha, Marcus (Doriana), Liliane, Edwardo, André(Pardal), Márcia), em especial ao Renato e ao Gustavo que estiveram sempre dispostos e, como puderam, souberam ...

Viabilidade Econômica Da Venda De Energia Elétrica Em Cogeração Sob Condições De Risco: Um Estudo De Caso

“…Antes da utilização generalizada dos métodos de produção de energia com a queima do bagaço da cana, este material era visto como um problema a ser resolvido, já que ocupava vastas áreas das usinas (DANTAS, 2010 A complexidade do licenciamento ambiental do empreendimento pode se constituir em um fator de risco ao processo de co-geração de energia elétrica, pois a legislação ambiental impõe exigências à operação das empresas sucroalcooleiras, e que as adaptações para o atendimento destas normas podem gerar custos e encargos capazes de inviabilizar o projeto de investimento (CASTRO, et al, 2008) …”

Comparando as emissões de gases de efeito estufa nas etapas da cadeia produtiva do etanol brasileiro.

“…De acordo Souza e Santos (2002), Leme et al (2003), Kawabata (2008), Barbieri e Barcelos (2009), Dantas Filho (2009) e Dantas (2010), dentre as atuais e mais promissoras funcionalidades do bagaço, merecem destaque a cogeração de energia elétrica, a fabricação de papel, a composição de chapas estruturais para a indústria moveleira, a alimentação de animais, a produção de fertilizante orgânico e a sua utilização como material alternativo à areia e o cimento na construção civil. Dantas Filho (2009) explicou que, na maioria das usinas brasileiras, depois que o caldo é extraído da cana-de-açúcar, o bagaço é conduzido por esteiras à caldeira, onde é submetido a uma pressão de 21 bar e a uma temperatura de 300° C. A operação de queima do bagaço resulta na produção média de 450 a 500 kg de vapor d'água.…”

“…Conforme Dantas (2010), todas as usinas de cana-de-açúcar instaladas no Estado de São Paulo são auto-suficientes no que concerne a utilização de energia elétrica utilizada durante os processos industriais de fabricação de açúcar e álcool. Isso acontece, diretamente, devido à cogeração a partir da queima do bagaço e da palha da cana-deaçúcar.…”

Análise de desempenho ambiental da cogeração de energia elétrica a partir de adições sucessivas de biomassa em destilaria autônoma.

“…Nesse caso, muito embora se deva prever desembolsos mais vultosos do que aqueles realizados para efeito de tratamento da palha, as receitas alcançadas com os produtos derivados dessa ação levariam a resultados superavitários, mesmo acrescentando custos de tratamento de rejeitos e/ou de reaproveitamento de resíduos derivados desta conduta processual. , 2007;ENSINAS, 2008;SEABRA, 2008;DIAS et al 2009;MOTA et al, 2009;DANTAS, 2010;OLIVÉRIO e FERREIRA, 2010;PELLEGRINI et al, 2010;SOUSA e MACEDO, 2010;DIAS et al 2011;PELLEGRINI e OLIVEIRA JR, 2011;SEABRA e MACEDO, 2011;LINERO, 2012;CARDOSO et al, 2013;LEAL, 2013).…”

“…O aumento do preço da energia comercializada pelas agências públicas, que conduziu as usinas à autossuficiência e à valorização do bagaço tanto para venda, como para outros fins, foi o agente motivador das indústrias para explorar de maneira mais intensa a comercialização de excedentes de energia gerada. Tal constatação foi feita porDantas (2010), mas permanece válida até hoje. Segundo o mesmo autor, até 2020 a biomassa de cana-de-açúcar tem capacidade de adicionar até 15 GW de eletricidade ao sistema elétrico brasileiro.…”