Aumento de eficiência em usinas termelétricas é fundamental em tempos de crise hídrica

A crise hídrica que o país vem enfrentando tem sobrecarregado o sistema de geração de energia. Atualmente, as hidrelétricas produzem cerca de 63% da energia elétrica consumida no país. Segundo as projeções atuais, o risco energético em 2022 será ainda maior e exigirá medidas extraordinárias, adicionando desafios adicionais e trazendo impactos ao preço da eletricidade para os consumidores.

Dentro desse cenário, ganham ainda mais importância novas fontes de geração, em especial, as usinas termelétricas (UTE). Nos anos 90, adotou-se essa matriz para suprir a demanda nos períodos de estiagem. O modelo adotado foi o de plantas com custo fixo baixo e custo variável unitário (CVU) alto: as térmicas a óleo e diesel. Esse custo é repassado para o consumidor sempre que essas usinas são acionadas.

Com o aumento da demanda e a prolongação dos períodos de estiagem, as hidrelétricas perderam sua capacidade de armazenamento e as termelétricas passaram a integrar cada vez mais o setor de eletricidade brasileiro. Como quase todos os setores da economia dependem da eletricidade, o aumento do custo da energia elétrica impacta diretamente a economia do país. Além do aumento na conta de luz, ele provoca um aumento no Índice de Preços ao Consumidor (IPCA).

Bandeira vermelha

Em novembro de 2021, os reservatórios hídricos nacionais ficaram abaixo dos 20%, e a expectativa é que, mesmo com a chegada do período das chuvas, o quadro não sofra grandes alterações em 2022. Isso chama a atenção para a necessidade de readequar o parque energético nacional, e as termelétricas de biomassa são uma fonte de energia limpa e renovável, com CVU baixo.

O Brasil tem 15 mil megawatts de capacidade instalada e ocupa a segunda posição no ranking mundial de bioenergia. Mesmo assim, a bioenergia representa apenas 9% da produção nacional de energia elétrica.

O potencial bioenergético brasileiro é enorme. O recurso com maior potencial de aproveitamento no país é o bagaço de cana-de-açúcar. Das mais de 350 usinas que produzem energia elétrica para consumo próprio, aproximadamente 200 vendem energia para o Sistema Interligado Nacional (SIN).

Além dos subprodutos da cana, o azeite de dendê, o buriti, o babaçu e a andiroba, também são alternativas viáveis, principalmente para o abastecimento de energia elétrica de comunidades isoladas. Segundo um levantamento da CNN, 19 usinas termelétricas, sendo 12 de biomassa, estão em construção no país e devem começar a operar até 2026.

Eficiência energética a partir da IA

Um dos principais desafios na geração de energia termelétrica a partir da biomassa é aumentar a eficiência energética. A biomassa de bagaço de cana-de-açúcar é muito utilizada em sistemas de cogeração nas indústrias sucroalcooleiras. Além da energia elétrica, também se produz energia mecânica utilizada para acionar a moenda.

O bagaço de cana-de-açúcar tem um bom nível de poder calorífico superior (PCS), 4309,50 kcal/kg-1, além de teores baixos de cinzas, 0,95%, o que permite sua ampla utilização na indústria. Mesmo assim, o controle total do processo contribui para o aumento da eficiência energética, que ainda é mal aproveitado por muitas indústrias. Dentre alguns ajustes que aumentam a eficiência, estão:

Aumentar a pressão do vapor;
Aumentar a temperatura do vapor;
Minimizar perdas de temperatura.

Se as inovações tecnológicas têm contribuído com o ganho de eficiência operacional, redução de perdas e aumento da lucratividade na indústria, elas se mostram ainda mais importantes para atingir a excelência operacional.

O LEAF, por exemplo, é uma plataforma de controle multivariável de processos que usa Inteligência Artificial (IA) para elevar os patamares de temperatura e manter a estabilidade do vapor (temperatura e pressão). Seu uso aumenta a eficiência energética na indústria sucroalcooleira e possibilita resultados impressionantes, como:

Aumento de até 5 °C na temperatura de admissão;
Redução média de 35% na variabilidade da temperatura do vapor e
Redução média de 35% na variabilidade da pressão de vapor.

Melhorar o potencial energético representa segurança energética para a indústria, com redução dos custos de produção e, consequentemente, aumento da rentabilidade. Além disso, essas iniciativas são fundamentais para a segurança da rede nacional, por meio do SIN, e permitem uma maior previsibilidade de custos, o que poderia reduzir as tarifas de energia para o consumidor final.