BIOELETRICIDADE A Segunda Revolução Energética da Cana de Açúcar

INEE BNDES

Geração de Energia Elétrica Excedente em Usinas de Açúcar e Álcool

Projeto Típico e Potencial Nacional

Considerações Econômicas e Financeiras

Rio de Janeiro, 24 e 25 de Novembro de 2005.

José Eduardo Ribeiro

A Usina Cresciumal foi fundada em 1964 pela família Souza Queiroz na cidade de Leme no Estado de São Paulo.

A usina de açúcar foi adquirida no ano de 2000 pela Comércio e Indústrias Brasileiras Coinbra S.A., uma companhia do Grupo Louis Dreyfus.

Com sede em São Paulo e apresentando vendas anuais de 1,4 bilhão de dólares em 2002, o Grupo Coinbra possui seis plantas de processamento de soja, uma planta de processamento de algodão, três usinas de açúcar, duas plantas de produção de suco laranja, quarenta armazéns de grãos, dois terminais portuários, plantações de laranja e plantações de cana de açúcar.

Fundada em 1851 por Leopold Dreyfus, o Grupo Louis Dreyfus é um conglomerado controlado pela S.A Louis Dreyfus & CIE holding, com sede em Paris, na França.

Trabalhando com mais de 10.000 funcionários o grupo Louis Dreyfus tem apresentado faturamento anual na casa dos 20 bilhões de dólares.

Usina Cresciumal

Vista Geral

Leme - SP

Principais Características da Usina

(Safra 2002 / 2003)

• Moagem: 1.3 milhões /ano (7.500 t/dia) (320 t/h)

• Período de Safra: Maio a Novembro ( 200 dias )

• Fator de Disponibilidade: 85 %

• Produção de Açúcar: 83.000 t (57% TRS)

• Produção de Álcool: 42.000 m3 (43% TRS)

• Produção de Levedura: 500 t

• Número de funcionários: 1500 (safra) / 800 (entressafra)

Características Principais da Cana de Açúcar e do Bagaço de Cana

• Pol da Cana de Açúcar: 14 %

• Conteúdo de Fibra da Cana de Açúcar: 12 %

• Umidade do Bagaço de Cana: 50 %

• Densidade do Bagaço de Cana: 150 kg/m3

• Poder Calorífico Inferior do Bagaço de Cana: 1780 kcal/kg

14 t/h 36 t/h 50 t/h36 t/h 11 t/h

Caldeira

80 t/h

00 t/h

14 t/h 36 t/h 36 t/h 50 t/h 11 t/h

Cond.

05 t/h

M B

00 t/h

PGG

Moagem: 320 t/hEnergia Elétrica Produzida: 4,5 MWEnergia Elétrica Consumida: 3,5 MWEnergia Elétrica Excedente: 1,0 MW Bagaço Produzido: 76 t/h

Vapor

161 t/h

Vapor

02 t/h

T T T

Bagaço

35 t/h

Vapor de Processo: 166 t/h

Vapor de Processo: 02 t/hCaldeira

40 t/h

CresciumalAntiga Planta de Cogeração

Caldeira

66 t/h

14 t/h

Turbo1.2 MW

14 t/h

G

1,5 kgf/cm²

Turbo1.4 MW

Turbo3.0 MW

Vapor

60 t/hVapor

75 t/hVapor

28 t/h

UsinaPlanta deCogeração

21kgf/cm²

Bagaço

28 t/h Bagaço

13 t/h

1,0 MW1,0 MW 2,5 MW

28 t/h 38 t/h 00 t/h 00 t/h

28 t/h 38 t/h 00 t/h

Cond.04 t/h

M B

00 t/h

P

Cond.00 t/h

Caldeira200 t/h

G

Moagem: 380 t/hEnergia Elétrica Produzida: 36 MWEnergia Elétrica Consumida: 06 MWEnergia Elétrica Excedente: 30 MW Bagaço Produzido : 92 t/h

30 t/h

00 t/h

00 t/h

100 t/h

Vapor136 t/h

Vapor04 t/h

21 MW

T T T

Vapor de Processo: 140 t/h

Vapor de Processo: 04 t/h Turbina

21 MW

CresciumalUsinaPlanta de

Cogeração

00 t/h

00 t/h

Turbina15 MW

G

15 MW

70 t/h

Condensadorde Vapor

30 t/h

100 t/h

Vapor200 t/h

Bagaço 92 t/h

66 kgf/cm²

70 t/h

1,5 kg/cm²

Nova Planta de CogeraçãoProjeto (Safra 2010/2011)

21 kgf/cm²

Principais Características do Processo da Usina de Açúcar e Álcool

Impactando na Cogeração:

Planta Antiga Planta Nova (Safra 2002/2003) (Safra 2010/2011)

•Moagem: 320 t/h 380 t/h

•Vapor para Processo: 518 kg/t 368 kg/t

•Vapor para Acionamentos: 97 t/h 66 t/h

•Vapor para Condensação: 0 t/h 60 t/h

•Consumo de Potência: 3,5 MW 6,0 MW

Principais Características das Plantas de Cogeração Antiga e Nova

Planta Antiga Planta Nova

• Eficiência da Caldeiras: 75% 88%

• Pressão do Vapor Principal: 22 kg/cm2 66 kg/cm2

• Temperatura do Vapor Principal: 300 ºC 520 ºC

• Produção de Vapor: 163 t/h 200 t/h

• Produção de Energia Elétrica: 4.5 MW 36.0 MW

• Consumo de Energia Elétrica: 3.5 MW 6.0 MW

• Energia Elétrica Excedente: 1.0 MW 30.0 MW

Efeitos da Otimização do Processo e da Planta de Cogeração na

Produção de Energia Elétrica

Otimizações Potência Adicional Gerada

• Aumento da Eficiência da Caldeira: 6,4 MW 20 %

• Aumento da Pressão e da Temperatura do Vapor Principal: 14,2 MW 45 %

• Redução do Consumo de Vapor de Processo: 4,6 MW 15 %

• Redução do Consumo do Vapor para Acionamentos: 2,7 MW 9 %

• Aumento da Moagem: 3,6 MW 11 %

• Total: 31,5 MW 100 %

• Consumo Adicional de Potência: (2,5 MW)

• Total Líquido: 29,0 MW

Condições de Projeto da Nova Planta de Cogeração da Usina Cresciumal

(Projeto - Safra 2010/2011)

• Cana de Açúcar Processada: 1.600.000 t (2010/2011)

• Moagem horária: 380 t/h

• Produção de Energia Elétrica Excedente: 30 MW

• Produção de Energia Elétrica Excedente: 80 kW por t/h de cana moída ou 80 kWh por t de cana moída

Principais Equipamentos da Nova Planta de Cogeração

• Caldeira: 200 t/h 66 kgf/cm2 520 0C

• Turbogerador 1: 21 MW 13.8 kV 60 Hz

• Turbogerador 2: 15 MW 13.8 kV 60 Hz

• Subestação: 31 MVA 13.8 kV 138 kV

• Linha de Transmissão: 31 MVA 138 kV 18 km

Principais Equipamentos Auxiliares da Nova Planta de Cogeração

• Sistema de Tratamento de Água: Desmineralização 2 x 25 m3/h

• Sistema de Água de Resfriamento: Torre de Resfriamento 3.200 m3/h

• Sistema de Manuseio de Bagaço: Correias Transportadoras 100 t/h

• Sistema de Separação de Cinzas: Filtros Tela 500 m3/h

• Sistema de Ar Comprimido: Compressores de ar 2 x 200 m3/h

• Sistema de Controle: Digital 3.000 I/O

Potencial Nacional de Produção de Energia Elétrica Excedente

baseado na

Nova Planta de Cogeração da Usina Cresciumal

• Total de Cana de Açúcar Previsto para a Safra 2010/2011: 560.000.000 t

• Moagem Horária Correspondente: 130.000 t/h

• Energia Elétrica Excedente - Usina Cresciumal: 80 kW por t/h de cana moída

• Potencial de Produção da Energia Elétrica Excedente: 10.000 MW

Potenciais a Serem Ainda Explorados para Aumentar a Produção de Energia Elétrica Excedente em Usinas de Açúcar e Álcool:

• Ciclos Térmicos com Mais Altas Pressões

• Queima da Palha da Cana de Açúcar

• Queima de Biogás

• Economias Adicionais de Vapor de Processo

• Acionamentos Elétricos para as Moendas

• Acionamentos Elétricos para os Picadores e Desfibradores

• Economias Adicionais no Consumo de Utilidades

• Utilização de Bagaço Gaseificado em Ciclos Combinados (futuro)

Comentários:

• Existe um potencial efetivo e expressivo de geração de energia elétrica excedente nas usinas de Açúcar e Álcool.

• A sua exploração só depende dos preços do KWh e dos financiamentos oferecidos aos potenciais produtores de Energia Elétrica Excedente.

• Além de suas vantagens econômicas, quando comparada a qualquer outra alternativa de geração térmica de energia elétrica, a geração de energia elétrica excedente a partir do bagaço de cana nas Usinas de Açúcar e Álcool apresenta os seguintes benefícios adicionais inquestionáveis:

Benefícios Adicionais

• Produção de Energia Elétrica Distribuída, melhorando a estabilidade e a confiabilidade do sistema e reduzindo os investimentos e as perdas nas linhas de transmissão.

• Combustível local, reduzindo a vulnerabilidade externa e melhorando a balança de pagamentos, quando comparado aos combustíveis importados.

• Menor prazo de entrega comparado a qualquer alternativa térmica ou hidráulica de geração de energia elétrica.

• Ambientalmente limpa, com as vantagens adicionais do mercado internacional de créditos de carbono.

• Tecnologia, equipamento, engenharia e pessoal de operação local com significativas vantagens sócio-econômicas.

• Caldeira AT-200 A Dedini S/A Indústrias de Base forneceu para este projeto a caldeira de alta pressão.

Especificações Básicas da Caldeira:

Produção de Vapor: 200 t/h

Pressão do Vapor: 66 kgf/cm2

Temperatura do Vapor: 520 ºC

Eficiência Térmica : 88 %

José Eduardo RibeiroSuperintendente Comercial de Energia Dedini S/A Indústrias de BaseRod. Rio-Claro Piracicaba, Km 26,3 Piracicaba - SP CEP: 13405-970Tel: (19) 3403-5499 / Fax: (19) 3403-5426Cel: (16) 9961-3971jose.ribeiro@dedini.com.brjer@netsite.com.br

Considerações Econômicas e Financeiras

Usina de Referência

•Moagem: 1.800.000 t/safra, 10.000 t/dia, 420 t/h

•Consumo de Vapor: 200 t/h

•Produção de Energia Elétrica: 34 MW (contrapressão)

•Consumo de Energia Elétrica: 14 MW (acionamentos elétricos)

•Produção de Energia Elétrica Excedente: 20 MW

Considerações Econômicas e Financeiras

. Proinfa Leilão

Retorno 9 anos 9 anos

TIR 18% 18%

R$/MWh 150,00 130,00

Juros 3,5% 3,5%

Participação 80% 95%