Uso do Bagaço da Cana na Geração de Energia

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ESCOLA POLITÉCNICA BRASILEIRA
CURSO TÉCNICO “ELETRÔTÉCNICA”
TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO
CESAR FELIPE SANTOS DE SOUZA
TEMA: O USO DO BAGAÇO DA CANA DE AÇÚCAR NA GERAÇÃO DE ENERGIA TERMOELÉTRICA.
ANANINDEUA/PA
2020
ESCOLA POLITÉCNICA BRASILEIRA
CURSO TÉCNICO EM “ELETRÔTÉCNICA”
TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO
CESAR FELIPE SANTOS DE SOUZA
TEMA: O USO DO BAGAÇO DA CANA DE AÇUCAR NA GERAÇÃO DE ENERGIA TERMOELÉTRICA.
 Artigo Científico Apresentado à Escola Politécnica Brasileira, como requisito parcial para a obtenção do título de Técnico “NOME DO CURSO”. MARCILIO LIMA
Professor Orientador: “Nome do Professor”
ANANINDEUA/PA
2020
RESUMO
A queima do bagaço da cana de açúcar tem se tornado um meio de cogeração de energia elétrica, tornando-se uma fonte sustentável de energia elétrica, ou seja uma alternativa para os dias atuais, devido a sua redução nos impactos ambientais e a geração de energia elétrica a um menor custo, além de ser uma fonte de energia limpa e renovável, a qual pode ser gerada através de uma usina termelétrica, gerando vapor através da biomassa que pode ser transformado em energia térmica, mecânica ou elétrica. Entende-se que na necessidade de ajudar a poupar os reservatórios de hidrelétricas esta fonte é bastante útil, pois a possibilidade de suprimento de energia em períodos secos. A produção de energia elétrica através da cana gera bioeletricidade e produz cerca de 4500MW anuais, em 2010 estima-se que representou 5% de toda energia elétrica produzida no Brasil e a 90% da bioeletricidade, há projeções de que até 2021 este número de aproveitamento aumente em até 3 vezes. 
 Palavras-Chave: Energia elétrica; Biomassa de bagaço de cana; Cogeração; Termelétrica.
 ABSTRACT
The burning of sugarcane bagasse has become a means of cogeneration of electrical energy, becoming a sustainable source of electrical energy, that is, an alternative for today, due to its reduction in environmental impacts and the generation of energy electricity at a lower cost, in addition to being a clean and renewable energy source, which can be generated through a thermoelectric plant, generating steam through biomass that can be transformed into thermal, mechanical or electrical energy. It is understood that in the need to help save hydroelectric reservoirs, this source is very useful, since the possibility of supplying energy in dry periods. The production of electric energy through sugarcane generates bioelectricity and produces about 4500MW annually, in 2010 it is estimated that it represented 5% of all electric energy produced in Brazil and 90% of bioelectricity, there are projections that by 2021 this number of use increase by up to 3 times.
 
 
Key words: Electric energy; Sugarcane bagasse biomass; Cogeneration; Thermoelectric.
 
Sumário
1. INTRODUÇÃO.............................................................................................................................................................5
1.1 OBJETIVO.................................................................................................................................................................5
2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA .......................................................................................................................................5
2.1 CONCEITO DE ENERGIA ELÉTRICA .....................................................................................................................5
2.2 COMO A ENERGIA ELÉTRICA É GERADA ............................................................................................................6
2.3 A TERMELÉTRICA E SEUS PROCESSOS .............................................................................................................7
2.4 COMO É PRODUZIDO A ENERGIA EM TERMELÉTRICAS? ................................................................................7
3. O BAGAÇO DA CANA-DE-AÇÚCAR COMO FONTE ALTERNATIVA PARA A PRODUÇÃO DE ENERGIA ...........8
3.1 AS VANTAGENS DA GERAÇÃO DE ENERGIA POR MEIO DO BAGAÇO DA CANA-DE-AÇÚCAR ....................8
3.2 AS DESVANTAGENS DA GERAÇÃO DE ENERGIA POR MEIO DO BAGAÇO DA CANA-DE-AÇÚCAR .............9
4. BIOELETRICIDADE ....................................................................................................................................................9
5. CICLO PRODUTIVO DA CANA-DE-AÇÚCAR ....................................................................................................10-11
5.1 OUTRAS APLICAÇÕES PARA P BAGAÇO DA CANA-DE-AÇÚCAR ...................................................................12
6. TECNOLOGIAS UTILIZADAS NA GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA A PARTIR DA BIOMASSA DA CANA-DE-AÇÚCAR .......................................................................................................................................................................12
6.1 PRINCIPAIS TECNOLOGIAS UTILIZADAS ...........................................................................................................12
7. MATRIZ ENERGÉTICA .............................................................................................................................................13
7.1 MATRIZ ENERGÉTICA BRASILEIRA .....................................................................................................................13
7.2 MATRIZ ENERGÉTICA MUNDIAL ..........................................................................................................................14
8. OFERTA DO BAGAÇO NO BRASIL .........................................................................................................................15
9. A IMPORTÂNCIA DO BAGAÇO DA CANA NA GERAÇÃO DE ENERGIA ..............................................................16
10. ENERGIA PRODUZIDA A PARTIR DO BAGAÇO DA CANA-DE-AÇÚCAR PODE COMPENSAR FALTA DE ÁGUA DOS RESERVATÓRIOS ...............................................................................................................................................17
10.1 A IMPORTÂNCIA DA PRODUÇÃO DE ENERGIA DO BAGAÇO DA CANA-DE-AÇÚCAR .................................18
CONCLUSÃO ................................................................................................................................................................18
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ..............................................................................................................................19
1. INTRODUÇÃO
 O tema abordado neste trabalho é a importância da utilização do bagaço de cana-de-açúcar na geração de energia em termelétricas, o que nos dias de hoje, é significativo para o meio ambiente por se tratar de energia limpa e renovável.
 As fontes renováveis são aquelas cuja reposição pela natureza é bem mais rápida do que sua utilização, como as águas dos rios, sol, ventos e, cujo manejo pelo homem pode ser efetuado de forma compatível com a necessidade de sua utilização energética, como é o caso da cana-de-açúcar (bagaço)
 Tal fonte renovável pode ser utilizada para a produção de energia elétrica através de uma usina termelétrica, gerando vapor através da biomassa. O bagaço de cana, atualmente empregado como combustível em todas as usinas de cana-de-açúcar existentes no país, é consumido em sistemas a vapor que, ao operarem com maior eficiência, propiciam a redução do consumo de combustível e/ou aumento da geração de excedentes de eletricidade.
 Ele é sustentável, renovável e ecologicamente correto, tanto que é considerado por muitos como a “ITAIPU do campo”, em razão do grande volume de bagaço que pode ser utilizado na geração de eletricidade a fim de contribuir com o abastecimento elétrico do país.
 A cana-de-açúcar é uma biomassa que pode ser transformada quase que totalmente em energia elétrica aproveitável através de processos industriais.É um recurso capaz de gerar açúcar, álcool anidro (aditivo para a gasolina) e álcool hidratado, além de possibilitar a geração de energia elétrica por meio da queima do bagaço e a produção de plástico biodegradável, a partir do açúcar.
 “É importante que um país tenha uma política energética estruturada para conseguir o seu desenvolvimento tecnológico, adquirindo energia e força criadora suficiente, garantindo sua autonomia e não sendo necessário depender de países mais evoluídos tecnologicamente” (COSTA, 1996).
1.1 OBJETIVO 
 Avaliar a viabilidade da utilização do bagaço de cana de açúcar para geração de energia elétrica. Analisar os benefícios e a viabilidade econômica no que concerne especificamente ao custo do combustível. Analisar economicamente a implantação de termelétrica de bagaço de cana em usinas sucroalcooleiras.
2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.1 Conceito de energia elétrica
 Conforme informações contidas no site Wikipédia a energia elétrica é uma forma de energia baseada na geração de diferenças de potencial elétrico de dois pontos, que permitem estabelecer uma corrente elétrica entre ambos.
 Mediante a transformação adequada é possível obter que tal energia se mostre em outras formas finais de uso direto como, em forma de luz, movimento ou calor, segundo os elementos da conservação da energia.
 É uma das formas de energia que o homem mais utiliza na atualidade, graças a sua facilidade de transporte e baixo índice de perda energética durante conversões. A energia elétrica é obtida principalmente a través de termelétricas, usinas hidrelétricas, usinas eólicas e usinas termonucleares.
 
2.2 Como a energia elétrica é gerada
 Segundo consta no site do ONS - Operador Nacional do Sistema Elétrico, a energia elétrica pode ser gerada através de fontes renováveis de energia como, a força das águas e dos ventos, o sol e a biomassa, ou não renováveis, que são os combustíveis fósseis e nucleares.
 No Brasil, devido ao grande número de rios, a eletricidade é produzida (mais de 90%) por geração hidrelétrica, mas é gerada também em termelétricas que utilizam a fissão nuclear, carvão mineral e óleo combustível.
 No atual setor de energia, o Sistema Integrado Nacional (SIN) procura juntar diversas centrais de geração de energia elétrica e diversas cargas, em um sistema de forma mais econômica, segura e confiável. Dessa forma, a distribuição de energia elétrica se torna mais dinâmica, facilitando também a troca de reservas, podendo haver uma economia na capacidade de reservas dos sistemas. Porém é válido lembrar que o sistema interligado se torna mais vulnerável, ou seja, uma falha no sistema pode afetar os demais subsistemas interligados, com o “efeito dominó”.
 
Figura 1 – Sistema elétrico interligado
 Apesar das grandes mudanças que já ocorreram no setor elétrico, ainda são esperadas grandes transformações no futuro, tanto nas possíveis mudanças dos mercados quanto nas políticas, que já vêm sendo redirecionadas para o desenvolvimento tecnológico do setor.
 Existem diversas possibilidades para geração de energia elétrica. Os principais recursos são através de usinas hidrelétricas, termelétricas, eólicas, nucleares e fotovoltaicas.
2.3 A termelétrica e seus processos
 Uma UTE, ou simplificando, Usina Termelétrica, é uma instalação industrial usada para geração de energia elétrica a partir da energia liberada em forma de calor, normalmente por meio da combustão de algum tipo de combustível renovável ou não renovável (WIKIPÉDIA, 2011)
 
2.4 Como é produzida a energia em termelétricas?
 A termeletricidade é produzida por um gerador e transportada até os locais de consumo por linhas de transmissão. O gerador é impulsionado pela queima de um combustível. Ao queimar, o combustível aquece uma caldeira com água, produzindo vapor com uma pressão tão alta que move as pás de uma turbina, que por sua vez aciona o gerador. (ONS, 2011)
 O vapor é resfriado em um condensador a partir de um circuito de água de refrigeração, e não entra em contato direto com o vapor que será convertido outra vez em água, que volta aos tubos da caldeira, dando início a um novo ciclo. (WIKIPÉDIA, 2011)
 Qualquer produto capaz de gerar calor pode ser usado como combustível, do bagaço de diversas plantas ao s restos de madeira. Os combustíveis mais utilizados são: óleo combustível, óleo diesel, gás natural, urânio enriquecido e o carvão mineral. (ONS, 2011) 
Figura 2 - Funcionamento da termoelétrica
Conforme a figura 2 observa-se que:
a) esteiras de bagaço: direcionam o bagaço de cana-de-açúcar para a caldeira na proporção ideal para a queima; 
b) osmose: trata a água que é destinada para a caldeira através de um processo chamado osmose reversa, onde é obtida a redução dos minerais indesejáveis causadores de incrustações nas tubulações;
c) caldeira: possui dutos de água, a qual vem da osmose já tratada para que não haja nenhum problema como enferrujar as tubulações. O bagaço que é jogado dentro da caldeira é queimado e o calor da queima faz com quem a água que está nos dutos se transforme em vapor, o qual p assa pelo tubulão de vapor direto para a turbina;
 d) turbina: a turbina é acionada com a chegada do vapor, o qual possui pás e estas por sua vez ao entrar em funcionamento, aciona o gerador; 
e) gerador: como o próprio nome já diz, o gerador gera a energia e, através de fios e cabos, leva essa energia direto para o transformador;
 f) transformador: direciona a energia para as linhas de transmissão, as quais distribuem a energia para a cidade; 
g) condensador: como o vapor que está no gerador somente aciona as pás, depois ele vai para o condensador para que volte ao estado líquido e assim continue o ciclo. Como esta água já foi tratada, não há necessidade de passar novamente pela osmose e então assim, retorna direto para os dutos da caldeira;
h) chaminé: a queima do bagaço gera gás carbônico, oxigênio, outros tipos de gases e fuligem, sendo que os 3 primeiros saem pela chaminé e o último, vai para o lavador de gases para que não saia
 
3. O bagaço da cana-de-açúcar como fonte alternativa para a produção de energia
 Da cana-de-açúcar tudo pode ser aproveitado e o bagaço extraído dela pode servir para diversas coisas, dentre as quais podemos destacar sua utilidade para fabricação de papelão, construção civil, fertilizante, ração animal e na geração de energia elétrica.
 
 Muitas usinas de açúcar e álcool têm hoje, em sua grande maioria, a geração de energia própria, não necessitando assim de outro combustível senão do bagaço, o qual é produzido pelo processo da própria indústria sucroalcooleira.
 O bagaço da cana-de-açúcar é de tanta utilidade e com aplicação econômica tão importante que quase não pode ser mais considerado como resíduo como era tachado no passado. (LOPES; BRITO, 2009)
 A cana-de-açúcar, que dá origem ao bagaço, é composta por duas partes: líquida e sólida, onde na líquida tem a maior concentração de sacarose e o caldo passa por processos para se tornar açúcar. Da celulose podem ser retirados 10.000moléculas de glicose e ela é constituída d e açúcares que também se unem em longas cadeias.
 Um dos tipos de açúcares encontrados n ela é a lignina, que é uma fibra que passa por processos até virar bagaço. O bagaço propriamente dito está pronto para poder cogerar quando essa fibra sai da moenda – a fibra depois de longo processo então dá origem ao bagaço, passa pela queima e gera energia. (LOPES; BRITO,2009)
3.1 As vantagens da geração de energia por meio do bagaço da cana-de-açúcar
 • Ajuda a poupar os reservatórios de hidrelétricas devido à possibilidade de suprimento de energia em períodos secos;
 • Essa forma de bioeletricidade é mais facilmente despachável, ou seja, há mais controle no momento da geração;
 • 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 altamenteviável, 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
 • Menores emissões de gases de efeito estufa, principalmente quando comparada aos combustíveis fósseis: por ser totalmente renovável, a cana-de-açúcar reduz diminui 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.
 A produção de energia elétrica através do bagaço de cana-de-açúcar é plenamente viável do ponto de vista econômico e atrativa para as usinas. A afirmação é do contador Paulo Lucas Dantas Filho, do Instituto de Eletrotécnica e Energia (IEE) da USP. Para ele, além das vantagens ambientais, cria-se uma terceira fonte de renda bastante significativa para os produtores de açúcar e álcool.
 
 A pesquisa foi feita a partir de um estudo de caso onde foram analisadas quatro usinas de cana-de-açúcar na região de Catanduva, no interior de São Paulo. Segundo o pesquisador, o critério adotado foi que as usinas deviam ser autos sustentáveis, ou seja, toda energia consumida por ela devia ser produzida a partir do bagaço de cana. Além disso, o excedente energético produzido deveria estar sendo vendido para a concessionária responsável pela distribuição de energia na região.
3.2 As desvantagens da geração de energia por meio do bagaço da cana-de-açúcar
 O processo de cogeração de energia elétrica através do bagaço da cana-de-açúcar tem poucas desvantagens em comparação a outros métodos de geração de energia. Para cogerar através do bagaço é necessário que haja queima, onde nesse processo é liberado na atmosfera o dióxido de carbono, processo este que apresenta menor percentual de poluição.
 Uma das desvantagens da cogeração é que o calor só pode ser usado perto do centro produtor, de vido à maior dificuldade no transporte da energia térmica(perdas térmicas nas tubagens), o que limita estas instalações a unidades relativamente pequenas se comparadas com as centrais térmicas convencionais.(LOPES; BRITO, 2009)
4. Bioeletricidade
 Com o bagaço e a palha da cana-de-açúcar, provenientes da produção de etanol, é possível produzir um vapor que pode ser transformado em energias térmica, mecânica ou elétrica – a bioeletricidade, que é utilizada para abastecer a própria usina (proporcionando quase 100% de autonomia) e cuja produção excedente pode ser vendida ao sistema elétrico.
 Segundo a Conab, em um estudo realizado em outubro de 2010, a cana-de-açúcar representou 5% de toda a produção de energia elétrica no Brasil e 90% da bioeletricidade.
 Aos poucos o Brasil vem utilizando novas fontes de energia renováveis, alternativas às hidrelétricas, especialmente devido aos impactos ambientais e à produção baixa delas. Entretanto, o custo da produção da bioeletricidade ainda é muito elevado, o que dificulta a implementação no mercado energético.
Figura 3 – Processo da energia da cana-de-açúcar
 O surgimento de novas fontes de energia renovável e sustentável tem auxiliado na substituição de fontes poluentes ou ineficientes e lançado novos desafios à indústria energética. 
 Hoje em dia a sustentabilidade tem sido o foco de inúmeras empresas, que buscam não apenas contribuir com a preservação do meio ambiente como também se alinhar às demandas recentes. 
 A produção de cana-de-açúcar é uma atividade de grande importância para a economia brasileira. Representa 2,2% do PIB, com um faturamento anual de mais de US$ 8 bilhões, e gera aproximadamente um milhão de empregos diretos, em dados de anos imediatamente anteriores a 2004. 
 O cultivo da cana de açúcar ligado ao uso da biomassa dela proveniente para fins energéticos permitem ao Brasil ocupar posição estratégica privilegiada no cenário nacional.
5. Ciclo produtivo da cana-de-açúcar
 As etapas iniciais do ciclo produtivo da cana-de-açúcar envolvem: o preparo do solo, o plantio das mudas e os tratos para a prevenção de pragas, além da fertirrigação. Após a manutenção, a cana passa pelo processo de colheita, que envolve as etapas de limpeza (eliminação de pontas e folhas), corte e carregamento. Os três tipos de colheita mais difundidos no Brasil sã o: (1) semimecanizada, ou seja, limpeza do canavial com queima, corte manual e carregamento mecanizado feito por gruas carregadoras; (2) mecanizada com colheita de cana queimada, ou seja, limpeza com queima e corte, e carregamento mecanizado, feitos por colheitadeiras de cana picada, e (3) mecanizada com colheita de cana crua, ou seja, corte, limpeza e carregamento mecanizados, feitos por colheitadeiras de cana picada. 
 Para o corte sem queima, a colheita mecanizada se torna mais viável, embora os investimentos em equipamentos sejam e levados. Entretanto, o setor terá que se adequar à colheita da cana sem queima, já que a Lei Estadual 11.241/02, a ser detalhada posteriormente, estabelece um cronograma de eliminação das queimadas até 2031.
 Após a colheita, a cana é transportada em caminhões até as usinas, onde é pesada, amostrada e descarregada. Para o transporte, podem ser usados caminhões de 15, 28 ou até 45 toneladas de capacidade de carga, que percorrem distância média de 20 km até usinas e destilarias, segundo Macedo, Leal e Silva (2004).
 Na amostragem são obtidos dois importantes parâmetros que determinam a qualidade da cana recebida: o teor de sacarose aparente e a porcentagem de sólidos solúveis. Também é importante o teor de fibra da cana, pois reflete a quantidade de bagaço que estará disponível após a extração do caldo. Toda a cana é descarregada de forma mecanizada, em sistemas de lavagem e preparo. 
 No processo de lavagem, é lavada com água sobre mesas que alimentam alinha de produção reduzindo-se ao máximo a quantidade de impurezas que possam prejudicar seu rendimento nas etapas subsequentes. Esse procedimento é comumente realizado para a cana queimada. Após a lavagem, inicia-se a etapa de preparo, quando é feita a desintegração parcial do calmo, de maneira a facilitar o processo de extração da sacarose. As operações básicas são corte, com o uso de facas rotativas, e desfibramento, quando é destruída a estrutura original da cana.
 Em seguida é realizada a extração do caldo, que pode ser feita em difusores ou a partir do esmagamento da cana por conjuntos de cilindros metálicos, conhecidos como moendas. Para que a eficiência da extração da sacarose seja elevada, realiza-se a embebição, com adição de água ou caldo à matéria submetida à moagem. 
 Os equipamentos que compõem as etapas de preparo e moagem são normalmente acionados por turbinas a vapor, que convertem a energia térmica contida no fluxo de vapor em energia mecânica disponível no eixo das turbinas. É nesta etapa do processo que o bagaço é disponibilizado.
 Enquanto a palha é um resíduo gerado na colheita da cana, o bagaço e o vinhoto são os principais resíduos resultantes d o seu processamento industrial. O bagaço é resultante da etapa de moagem e tradicionalmente utilizado como combustível nas usinas e destilarias de todo o setor, sendo transportados em esteiras das moendas ou difusores até os alimentadores de ordem de 7.500 kj/kg.
 Há diversas outras formas de aproveitamento do bagaço, por exemplo: produção de ração anima, composição de chapas estruturais para a indústria moveleira; fabricação de papel; e até hidrólise para produção de álcool.Considerando-se o elevado poder energético que apresentam os resíduos resultantes do ciclo produtivo da cana-de-açúcar, incluindo o bagaço e a palha, é que se vislumbra o potencial de geração de eletricidade excedente pelo setor sucroalcooleiro para a comercialização com a rede pública. Ressalta-se, ademais, a importância desse tipo de geração no contexto de produção de eletricidade por fontes alternativas ao petróleo.
5.1 Outras aplicações para o bagaço da cana-de-açúcar
 
 O bagaço é responsável por 25% a 30% em peso da cana moída, equivalente a algo entre 74 e 88 milhões de toneladas produzidos por ano no Brasil. Por se tratar de grande quantidade de biomassa disponível, devem-se buscar outras aplicações para este resíduo. Dentre elas é destacada a utilização n a geração de energia elétrica, além do calor de processo. Não são descartados, entretanto, estudos em andamento sobre o aproveitamento do bagaço para a produção d e etanol a partir da tecnologia de segunda e terceira gerações (PARENTE, 2007). 
 Souza (2003) destaca que o bagaço da cana-de-açúcar representa a maior quantidade de resíduos agroindustriais no país, que aproveitados de inúmeras maneiras, desde composto para ração animal, fertilizante, biogás, matéria-prima para compensados e para a utilização na indústria química em geral. Todavia, a venda de bagaço excedente a granel é geralmente destinada, como insumo energético, a outras áreas do setor industrial, como papel e celulose, de cerâmicas e retíficas de pneus. Souza (2003) afirma também que a sobra de bagaço não utilizado na geração de energia nas usinas é significativa, apresentando grande potencial viável tecnicamente como complemento para a alimentação de ruminantes.
 
6. Tecnologias utilizadas na geração de energia elétrica a partir da biomassa da cana-de-açúcar
 A conversão da biomassa da cana-de-açúcar em energia elétrica acontece através de diferentes processos tecnológicos. A maioria das usinas de cana de São Paulo utiliza processos de baixo rendimento, já que a produção de energia não era a principal preocupação à época de sua implantação. Para que essas usinas possam aumentar sua produtividade na geração de energia é necessário investir na aquisição de equipamentos de maior rendimento e consequente modernização do parque gerador. Ainda assim a cogeração é utilizada na maioria das usinas.
6.1 Principais tecnologias utilizadas
 A tecnologia de cogeração consagrada no setor sucroalcooleiro brasileiro é a tradicional, do ciclo topping (superior) a vapor, em contrapressão, em que a produção de energia mecânica e/ou elétrica ocorre antes da etapa do processo produtivo que utiliza energia térmica. O sistema possui uso final de energia na forma mecânica e térmica. 
 Neste sistema, a biomassa é queimada diretamente em caldeiras e a térmica resultante é utilizada na produção do vapor. Este é alimentado nas turbinas de acionamento mecânico do processo e nas turbinas para geração de energia elétrica. Ao sair das turbinas, após a realização do trabalho, o vapor é caminhado para atender às necessidades térmicas do processo produtivo, conforme apresentado na figura 4 a seguir. 
 Uma tonelada de cana-de-açúcar resulta em cerca de 280 kg de bagaço (50%de umidade), cuja queima produz em média 450 kg a 500 kg de vapor (temperatura média de 300°C e pressão de 21 bar).
Figura 4 - Diagrama padrão de um sistema de cogeração utilizado pelas usinas de cana-de-açúcar.
 
 Higa (2003) ressalta que o sistema de ciclo a vapor com turbinas de contrapressão, universalmente utilizado em usinas de cana de açúcar, está longe de apresentar a melhor performance na geração de potência excedente, havendo outras alternativas, com maiores potenciais. 
 Segundo Walter (1994 apud LEME; Rodrigo Marcelo, 2007 p.31), em sistemas com turbinas de contrapressão, empregados basicamente visando a autossuficiência de potência eletromecânica, a geração de energia elétrica segue as variações da demanda de vapor de processo determinada pelo ritmo de operação das usinas e d estilarias, o que pode ser considerada uma barreira importante à comercialização de eventuais excedentes de eletricidade pelo setor.
 
7. Matriz energética
 É um conjunto de fontes de energia ofertado no país para captar, distribuir e utilizar energia nos setores comerciais, industriais e residenciais. A matriz representa a quantidade de energia disponível em um país, e a origem dessa energia pode ser de fontes renováveis ou não renováveis.
7.1 Matriz energética brasileira
 A matriz energética brasileira possui sua base na produção hidrelétrica. São mais de mil usinas hidrelétricas no país, o que responde por cerca de metade da produção e consumo brasileiros. A energia hidrelétrica é considerada uma fonte de energia renovável, ou seja, proveniente de recursos capazes de se refazer em um curto prazo.
Figura 5 - A matriz energética brasileira
7.2 Matriz energética mundial
 A matriz energética mundial é composta, em sua maioria, por fontes não renováveis – os combustíveis fósseis como petróleo, carvão mineral e gás natural ainda constituem grande parte da energia utilizada em todo o mundo.
Figura 6 - A matriz energética mundial
 8. Oferta do bagaço no Brasil
 Total de cana-de-açúcar (milhões de toneladas) destinada à produção de etanol e açúcar no Brasil.
Figura 7 – Produção canavieira nos estados Norte/Nordeste
9. A importância do bagaço da cana na geração de energia
 Já faz certo tempo que a biomassa da cana de açúcar faz parte da matriz energética brasileira. 
 Segundo o pesquisador Marcos Djun Barbosa Watanabe, do Laboratório Nacional de Ciência e Tecnologia do Bioetanol(CTBE), que integra o Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM), essa fonte já contribui com cerca de 7% de toda a matriz de energia elétrica do país em termos de potência outorgada - e pode contribuir ainda mais.
 Para Watanabe, essa geração elétrica a partir da cana de açúcar é estratégica para o Brasil, principalmente durante os meses secos na região Centro-Sul, que é a área com maior consumo de eletricidade no país.
 
 “Esse momento de baixa disponibilidade de água obriga as usinas hidrelétricas a reduzirem sua geração, mas é justamente o período em que ocorre a safra da cana-de-açúcar na região Centro-Sul. Assim a biomassa da cana de açúcar desempenha papel fundamental na geração de energia, fornecendo eletricidade em um momento crítico do sistema elétrico brasileiro”, explica.
 
 Por outro lado, Octavio Antônio Valsechi, professor do Departamento de Tecnologia Agroindustrial do Centro de Ciências Agrárias da Universidade Federal de São Carlos (SP), explica que as usinas já são pequenas centrais energéticas que estão interligadas na rede, sendo essa uma importante vantagem.
 “Isso diminui muito o custo da geração de energia, principalmente quando comparamos com uma fazenda eólica que está no interior do Nordeste e que necessita de toda uma infraestrutura de transmissão de energia”.
 Para Valsechi a energia do bagaço da cana de açúcar é extremamente importante para o futuro d a geração elétrica (principalmente na região centro-oeste e sudeste) e, por isso, jamais pode ser desprezada.
10. Energia produzida a partir do bagaço da cana-de-açúcar pode compensar falta de água dos reservatórios
 A crise de abastecimento de água no país vem se agravando e a demanda de água à população e à produção de energia aumentou muito nos últimos anos. Comisso, o risco iminente de racionamento vem assustando os brasileiros. Levantamento da Agência Nacional de Águas (ANA) revela que seis das principais bacias hidrográficas do país sofre com escassez de chuva, afetando cerca de 40 milhões de brasileiros – 20% da população do país – de nove estados mais o Distrito Federal.
 Diante desse cenário e da crise no setorsucroalcooleiro – com a queda no consumo do álcool combustível – surge como oportunidade a produção de energia elétrica oriunda do bagaço da cana-de-açúcar, utilizado como biomassa.
 “O Brasil está em um momento de necessidade de diversificar sua matriz energética, hoje concentrada nas hidrelétricas, que correspondem por 76% de nossa geração. Dados comparativos mostram que de 2012 para 2013 houve um crescimento de 35% da energia gerada pelas usinas à biomassa, que utilizam bagaço da cana, cavaco de madeira e biogás. As usinas de álcool que estão comercializando energia elétrica estão auferindo uma receita adicional significativa nesse momento em que os valores do Preço de Liquidação das Diferenças (PLD)estão em alta”, destaca Danielle Limiro, sócia da B2L Investimentos S.A, advocacia especialista em bioenergias.
 O Brasil tem condições de produzir um volume considerável de eletricidade por meio da biomassa. Se hoje todas as quase 350 usinas utilizassem o bagaço da cana para gerar energia, juntas poderiam gerar 15.300 megawatts (MW), o equivalente a mais do que gera a Usina de Itaipu. Porém, a realidade, é que hoje, esse tipo de energia equivale apenas 5% do total que é consumido no país. 
 O gerente e m bioeletricidade da União da Indústria de Cana-de-Açúcar (ÚNICA), Zilmar de Souza, revela que só em São Paulo a representatividade de bioeletricidade ofertada à rede elétrica pelas usinas paulistas poderia chegar a quase 50%, se houvesse uma política de incentivo para investimentos nessa fonte.
 “Se isto ocorresse, nossa oferta para a rede seria quatro vezes superior à realidade na safra passada e tudo isto com uma biomassa já existente nos canaviais, apenas promovendo o retrofit (reforma) das usinas e o aproveitamento parcial da palha na geração”, explica.
 Um ponto importante também a ser considerado é o papel da bioeletricidade na produção de etanol, como lembra a especialista da B2L Investimentos S.A.
10.1 A importância da produção de energia através do bagaço da cana-de-açúcar
 A produção de energia no Brasil tem recebido um reforço do campo, especialmente d e abril a novembro. Nesse período, 8% da eletricidade consumida vem da cana de açúcar.
 A moenda não para um segundo. Em plena safra, toda cana que chega as usinas é esmagada. De um lado, açúcar e álcool, de outro, a energia elétrica de que o Brasil tanto precisa nesta época do ano.
 
 Parte da cana moída para fazer açúcar e álcool virou uma enorme montanha que mais parece duna. São 110 mil toneladas de bagaço, algo em torno de um prédio de cinco andares, que vai para as caldeiras da usina e vai virar energia elétrica. Sã o 70 mil mega watts. Na safra da cana, o suficiente para iluminar uma cidade de 70 mil habitantes durante três meses.
 “Esse bagaço vai virar vapor e esse vapor vai fazer energia mecânica, térmica e a energia elétrica”, explica o coordenador industrial Paulo Carvalho.
 
 Em média, 40% da energia gerada é consumida na s usinas, o restante, 60%, é vendido para a companhia elétrica. Mai s da metade das usinas de cana do país,57%, vendem a energia excedente para o sistema elétrico durante a safra, justamente o período crítico das hidrelétricas.
 “A geração a partir da biomassa da cana, por ela ser predominantemente no período da seca, de abril a novembro, coincidentemente período da safra, acaba poupando água nos reservatórios. O equivalente a ter poupado quase 15% da água nos reservatórios das hidrelétricas das regiões Sudeste e Centro-Oeste do Brasil”, disse Zilmar de Souza, gerente de bioeletricidade da Única
 Conclusão
 
 Concluímos que atualmente, o recurso de maior potencial para geração de energia elétrica no país é o bagaço de cana-de-açúcar. A entrada de investimento sem capacidade instalada para geração de energia proveniente de fontes renováveis, como a biomassa, gera maior flexibilidade, além de reduzir os impactos ambientais, proporcionar a autossuficiência e disponibilizar energia elétrica a custos reduzidos. 
 
 O setor sucroalcooleiro já percebeu a oportunidade de utilização de resíduos de biomassa para a produção de energia elétrica e a emprega p ara seu próprio consumo e também para exportação a partir da cogeração. A alta produtividade alcançada pela lavoura canavieira, acrescida de ganhos sucessivos nos processos de transformação da biomassa sucroalcooleira, tem disponibilizado enorme quantidade de matéria orgânica sob a forma de bagaço nas usinas e destilarias de cana-de-açúcar, interligadas aos principais sistemas elétricos.
 A queima de resíduos da cana-de-açúcar produz a liberação de carbono na forma de CO2, entretanto, no balanço do caso de biomassa, o resultado é praticamente nulo, pois através da fotossíntese, a biomassa queimada é reposta no ciclo seguinte da cultura. O médio e longo prazo, a exaustão de fontes não-renováveis e as pressões ambientalistas poderão acarretar maior aproveitamento energético da biomassa, já que atualmente vem sendo cada vez mais utilizada na geração de eletricidade, principalmente em sistemas de cogeração e no suprimento de eletricidade para altas demandas e períodos sazonais. 
 
 Um dos principais entraves ao maior uso da biomassa na geração de energia elétrica são os custos relativamente altos de produção e transporte e, de um modo geral, incluindo aspectos socioambientais, verifica-se também a necessidade de maior gerenciamento do uso e ocupação do solo, devido à falta de regularidade no suprimento (sazonalidades da produção da cana-de-açúcar - entressafra). 
 Tais entraves tendem a ser contornados pelo desenvolvimento, aplicação, aprimoramento e investimento de novas e eficientes tecnologias no ramo da automação industrial, visando maior produtividade, ao menor custo e com maior qualidade.
Referências Bibliográficas
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