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08.01.2014 - 17:05

Bioeletricidade: termelétrica movida a biomassa de cana-de-açúcar

As usinas de açúcar e destilarias de etanol, que usam a cana-de-açúcar como matéria prima, são auto-suficientes em energia elétrica e térmica.

O combustível utilizado é o bagaço da cana, que é queimado em caldeiras de geração de vapor d’água e realiza o chamado ciclo de cogeração de energia.

Os sistemas de cogeração configuram uma forma racional de utilização da energia primária oriunda da queima de um único combustível, realizando o suprimento simultâneo e sequencial de energia mecânica ou elétrica e energia térmica.

A cogeração busca exatamente empregar este fluxo de calor (perdido) em algum processo industrial de calefação, ou frio por sistemas de absorção.

Existem duas maneiras de cogerar energia mecânica e/ou elétrica e energia térmica, do ponto de vista do fluxo energético, através de ciclos do tipo “topping” (topo), ou do tipo “bottoming” (piso).

No ciclo topping, o fluxo de calor a uma temperatura mais elevada é inicialmente utilizado na geração de energia mecânica e/ou elétrica, após o que a energia residual é aproveitada para geração de calor (vapor de processo).

Queima-se o combustível numa caldeira, a qual gera vapor d’água a temperatura e pressão elevadas. Este vapor de alta aciona turbinas acopladas a equipamentos diversos (picadores, desfibradores, moendas, bombas hidráulicas e geradores elétricos).

O vapor de escapamento das turbinas, a menores pressão e temperatura, é aproveitado como vapor de processo para aquecimento. Este é o caso das usinas de açúcar e etanol.
No ciclo de bottoming, o fluxo de calor do combustível é inicialmente usado para gerar calor de processo a alta temperatura, sendo que na exaustão a temperatura dos gases ainda é suficientemente elevada para possibilitar seu aproveitamento na produção de energia mecânica e/ou elétrica. Este é o caso, por exemplo, das fábricas de cimento.

As indústrias sucroalcooleiras sempre praticaram a cogeração, porém visando apenas atender suas necessidades internas (autoconsumo), pois não havia mercado comprador para eventuais excedentes. As caldeiras e turbinas até então utilizadas são de baixa eficiência.

Adequação da legislação

Atualmente, com a adequação da legislação regulamentadora e adequação do preço das tarifas da energia elétrica, começa a existir um ambiente propício para investimentos no aumento da eficiência dos equipamentos e a consequente produção de excedentes de energia elétrica para exportação.

Básicamente, trocam-se as velhas caldeiras que produzem vapor a 21 bar (ou kg/cm²) de pressão e 280 ºC de temperatura, por modernas caldeiras de 65 bar e 480 ºC.
Trocam-se as turbinas de contrapressão com simples estágio por turbinas de extração e de condensação com múltiplos estágios.

Com isso, aumenta-se a eficiência do ciclo energético, passando a gerar até o triplo de energia elétrica a partir da mesma quantidade do combustível bagaço de cana.
Um terço da energia gerada seria para consumo próprio e os 2/3 restantes seriam vendidos, alimentando a rede de distribuição elétrica.

Estima-se que o parque sucroenergético brasileiro, formado por cerca de 390 Usinas e Destilarias em operação, tem um potencial de geração de energia elétrica exportável equivalente ao da Usina Hidrelétrica de Itaipu, cuja potência instalada é da ordem de 14.000 MW (mega watts), aguardando apenas a viabilidade econômica para ser utilizado.


Artigo publicado na 47ª edição (Dez/Jan 2014) da revista ProCampo
por Frederico Martins Filho
Donati Agrícola
fmf@donatiagricola.com.br
É proibida a reprodução total ou parcial sem autorização expressa dos editores ou do autor.


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