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Cogeração: entenda como funciona a produção de energia elétrica em uma usina sucroalcooleira

Cuidar do meio ambiente vem se tornando uma preocupação maior a cada dia, onde a busca por práticas sustentáveis vem sendo o foco de muitas ações. No Brasil, tais ações têm relação com a produção de energia elétrica em usinas sucroalcooleiras por meio da cogeração.

A cogeração de energia vem sendo adotada com bastante regularidade em usinas sucroalcooleiras brasileiras, caracterizadas por gerar altos volumes de bagaço de cana, onde para cada tonelada de matéria-prima usada, são gerados cerca de 250 kg de bagaço de cana.

Para tornar as usinas autossustentáveis em energia, a queima desse tipo de biomassa vem sendo utilizada para a gerar energia elétrica tornando a produção renovável e com menores impactos ambientais. Além disso, com o avanço da tecnologia, a cogeração vem se tornando cada dia mais eficiente, possibilitando que as usinas sucroalcooleiras vendam seus excedentes.

Saiba então como se dá a cogeração para produção de energia elétrica a partir do bagaço de cana em usinas sucroalcooleiras e qual o papel da tecnologia nesse processo.

Conceito de cogeração na produção de energia elétrica

A cogeração é definida como um processo de transformação de uma forma de energia em mais de uma forma de energia útil (seja ela elétrica, mecânica ou de tração). Seu conceito é complementado pela Resolução ANEEL 235/2006, Artigo 3º, onde a cogeração significa:

“Processo operado numa instalação específica para fins da produção combinada das utilidades de calor e energia mecânica, esta geralmente convertida total ou parcialmente em energia elétrica, a partir da energia disponibilizada por uma fonte primária”.

Baseado nesse conceito, a cogeração vem sendo uma prática cada vez mais tradicional dentro do setor sucroalcooleiro em todo o mundo, com grande destaque para o Brasil.

Sua popularização no Brasil se dá desde a instituição do Programa Brasileiro do Álcool (PROÁLCOOL), onde parte significativa das usinas sucroalcooleiras brasileiras tornou-se autossuficiente do ponto de vista energético.

Tais usinas passaram a utilizar bagaço da cana de açúcar como fonte de energia para gerar energia elétrica que necessitavam para suprir a demanda, proporcionando redução do consumo de combustível, além de aumento da geração de excedentes de eletricidade.

Cogeração em usinas sucroalcooleiras: Como funciona?

O princípio básico de cogeração é semelhante aqueles onde se empregam turbinas a vapor caso das máquinas térmicas.

Assim, o processo de cogeração consiste na queima de bagaço para a geração de vapor nas caldeiras que a partir da alta pressão e saturação do vapor gira uma turbina acoplada a um gerador, proporcionando que a máquina elétrica possa gerar energia e abastecer eletricamente a unidade industrial. Já o excedente que é gerado será exportado através de uma subestação conectada ao sistema elétrico.

Por sua vez, o vapor proveniente da rotação da turbina sai em baixa pressão, podendo ser utilizado no aquecimento do caldo ou no processo de destilação, caso seja utilizada uma turbina de contrapressão.

Esse sistema possui ainda a turbina do tipo condensação que, como o próprio nome diz, condensa o vapor que sai do efeito de rotação da turbina em um condensador acoplado abaixo dela, fazendo que o vapor seja condensado e possa ser reutilizado.

Posteriormente é rebombeado para o balão da caldeira completando o ciclo fechado do vapor.

Vantagens da cogeração em usinas sucroalcooleiras

O processo de cogeração de energia através da queima do bagaço em usinas sucroalcooleiras possui diversas vantagens, principalmente quando comparado ao uso de fontes termelétricas, como a queima de carvão mineral ou do petróleo.

Dentre as vantagens da cogeração, pode-se destacar:

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  • Alta competitividade em relação ao custo de produção

O Brasil é um dos maiores produtores de cana-de-açúcar à nível mundial, por consequência é também um grande gerador de bagaço. Por essa razão, a utilização desse bagaço para a produção de energia se torna altamente viável, tornando essa geração de energia mais barata e competitiva;

  • Supre a sazonalidade das chuvas e alta disponibilidade

Grande parte da matriz energética brasileira é proveniente das hidrelétricas. Porém, a geração desse tipo de energia depende das chuvas para garantir o nível dos reservatórios, fato esse que na época seca é um problema.

Nesse contexto, a queima do bagaço da cana se configura como uma ótima forma de suprir a menor produção de hidroeletricidade na seca, principalmente devido à sua alta disponibilidade em usinas;

  • Redução das emissões de gases do efeito estufa

Por ser uma fonte totalmente renovável, a cana-de-açúcar, quando tem seu bagaço utilizado na cogeração, tem o potencial de diminuir a poluição, portanto não contribuindo com o agravamento do efeito estufa.

  • Geração de emprego

Adotar a cogeração em usinas sucroalcooleiras para produção de energia elétrica representa um grande incentivo para a economia, pois possibilita a geração de empregos em toda a cadeia, desde a lavoura até o uso de mão de obra capacitada nas usinas e terminais de distribuição de energia;

Avanço tecnológico para produção de energia elétrica via cogeração

Segundo fontes ligadas ao setor energético, a adoção da cogeração na produção de energia elétrica no Brasil a partir da biomassa de cana-de-açúcar (bagaço) tem um elevado potencial de crescimento. Segundo estimativas, esse potencial gira em torno de 57 % até o ano de 2030.

O incremento da cogeração considera variados fatores.  A estrutura de produção já existente é um desses fatores, além de uma maior disponibilidade de biomassa e a possibilidade de geração via biometano.

Mas, o avanço tecnológico é o fator que mais contribui com a elevação do potencial de cogeração em usinas sucroalcooleiras.

Para se manter atualizadas, as usinas brasileiras buscam atualizar suas plantas geradores de energia, adotando os sistemas de cogeração que sejam mais eficientes. Por isso, os sistemas que estão em operação no setor de cana-de-açúcar nacional apresentam ciclos a vapor que trabalham com vapor vivo a 65 bar de pressão (variando entre 60 e 65 bar) e 480ºC de temperatura.

Também já é possível encontrar caldeiras de 65 e 90 bar, que podem atingir uma temperatura máxima que já chega a 520°C.

O último fator que vem possibilitando maior eficiência na cogeração é a utilização de sistemas de medição de biomassa. Esses sistemas apresentam tecnologia para maior otimização dos gases da queima da biomassa que, quando controlados corretamente contribuem com a máxima eficiência energética.

Um desses equipamentos é o SMB300, desenvolvido pela COONTROL e que visa contribuir com a melhora no controle da queima da biomassa.

SMB300: Controle mais efetivo da eficiência energética na cogeração

O SMB300 é um Sistema de Medição de Biomassa que, quando instalado em caldeiras industriais, proporciona uma gestão bem mais efetiva das variáveis que influenciam na combustão.

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Esse sistema apresenta um painel de controle que indica graficamente os indicadores da combustão de forma precisa e de fácil interpretação. Além disso, uma imagem dinâmica exibe todo o perfil da biomassa e dos índices de produtividade, permitindo total controle.

Seus benefícios são:

  • Redução de Custos, em virtude da redução na queima de combustível;
  • Minimização da emissão de gases de efeito estufa;
  • Fabricado com materiais robustos, resistentes ao tempo, que garantem maior durabilidade;
  • Baixa necessidade de manutenção e assistência técnica especializada

Quer saber mais sobre esse produto? Então baixe o catálogo do SMB300 e saiba muito mais.

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