O processamento da cana de açúcar demanda muita energia térmica, mecânica e elétrica. Após a extração do caldo, um dos subprodutos (o bagaço) pode ser queimado em caldeiras, produzindo vapor, que é utilizado para obter outras fontes de energia, como calor, eletricidade ou tração mecânica. O bagaço representa entre 25% e 30% do peso da cana processada e já foi utilizado nas usinas como substituto da lenha para geração de calor. Recentemente com os constantes aumentos nos custos da energia elétrica e do petróleo, tornou-se atraente a utilização do bagaço para a co-geração, tecnologia em plena aplicação no processo de produção visando à máxima eficiência.
Afora o bagaço, restam ainda a palha e os ponteiros, que representam outros 55% da energia acumulada no canavial. Esse percentual – a maior parte deixada no campo – pode representar até 30% da biomassa total da cana. Seu poder calorífico superior é da ordem de 15 GJ/t, e o inferior é de cerca de 13 GJ/t. Todo esse potencial, que pode
mais do que dobrar a quantidade de energia que se obtém da cana, é muito pouco aproveitado, na maioria dos casos, é queimado no campo.
As amplas possibilidades da co-geração foram percebidas pelos formuladores da política energética brasileira. A Aneel (Resolução Normativa n° 109, de 26.10.2004) instituiu a Convenção de Comercialização de Energia Elétrica, que prevê o auto-
produtor, titular de concessão, permissão ou autorização para produzir energia elétrica
para seu uso exclusivo; o consumidor livre, aquele que tenha exercido a opção de compra de energia elétrica; e o produtor independente, pessoa jurídica ou consórcio de empresas titulares de concessão, permissão ou autorização para produzir energia elétrica destinada ao comércio de toda ou de parte da energia produzida por sua conta e risco.
O potencial autorizado pela Aneel para empreendimentos de co-geração é de 1.376,5 MW, considerando-se apenas as centrais geradoras que utilizam bagaço de cana de açúcar (1.198,2 MW), resíduos de madeira (41,2 MW), biogás ou gás de aterro (20 MW) e licor negro (117,1 MW). Em 2010, três novas centrais geradoras a partir do bagaço de cana entraram em operação comercial no país, inserindo 59,44 MW à matriz de energia elétrica nacional.
Alternativamente à co-geração, o bagaço ainda pode ter uso fora das usinas e destilarias, como insumo volumoso de ração animal, na fabricação de papel, de elementos estruturais e até na produção de álcool combustível adicional, por hidrólise. Na verdade, tecnologias de produção de etanol a partir da hidrólise do bagaço estão em desenvolvimento e poderão atingir estágio comercial em 10 a 15 anos. Portanto, passa a ser importante o custo de oportunidade do aproveitamento do bagaço, em virtude das múltiplas alternativas disponíveis.
Embora se utilize o uso residual do processo de produção da cana de açúcar para a geração de energia, esse processo nunca foi eficiente do ponto de vista energético. Seu principal fator consiste na superação do potencial energético frente ao processo produtivo e a estrutura energética das usinas sucroalcooleiras, da forma como está teria que simplesmente eliminar os resíduos. Por isso, a discussão sobre como melhor aproveitar o potencial econômico da biomassa da cana de açúcar: bagaço, folhas,
pontas e palhas. Busca-se, com isso, a valorização dessa biomassa, por meio da conversão de seu potencial energético em energia elétrica, valorado por modificações estruturais em andamento no setor energético brasileiro, cujas principais características identificam-se com as pressões sociais para a minimização dos impactos ambientais, o uso racional dos insumos e o aprovisionamento da infraestrutura. Nesse novo cenário energético brasileiro, o marco regulatório já foi definido, remetendo a oportunidade de comercialização dos excedentes de energia elétrica produzidas pelos sistemas de co- geração das indústrias sucroalcooleiras.
O potencial técnico de geração de eletricidade excedente a partir da biomassa da cana, tem como principal determinante a alternativa tecnológica adotada para o ciclo termoelétrico de co-geração, alterações técnicas para a redução dos consumos específicos de energia mecânica, térmica e elétrica no processo produtivo de açúcar e etanol. Já nos ciclos termoelétricos diversas alternativas tecnológicas de co-geração e geração de eletricidade podem ser adotadas, dentre elas: o ciclo tradicional de contrapressão; os ciclos de vapor de condensação e extração e os sistemas integrados de gaseificação da biomassa e turbinas a gás.
As disponibilidades abertas pelo novo mercado sucroalcooleiro, o método tradicional aplicado a queima das folhas, pontas e palhas da planta, é alterado mediante a concepção que as mesmas podem ser matéria prima e, com isso, amplia-se o uso da biomassa oriunda do bagaço da cana. Esse aproveitamento depende da possibilidade de mecanização da lavoura e do volume que deve permanecer no campo para a adubação e a proteção do solo. Alternativa está no vinhoto, cujo aproveitamento energético é possível por meio da biodigestão anaeróbica e da obtenção de biogás. Atualmente, o principal destino do vinhoto é a fértil irrigação na própria lavoura da cana. Porém, a produção de gás tem sido objeto de estudos e tentativas de viabilização comercial por apresentar um alto poder calorífico, estimado em 21,32 J/m3. Só recentemente, porém, surgiu o interesse de usar o biogás para gerar energia elétrica. A tecnologia usada na produção de biogás avançou consideravelmente nos últimos anos, mas permanecem algumas incertezas quanto aos efeitos corrosivos do biogás nos equipamentos auxiliares e moto-gerador, bem como a estabilidade da biodigestão
diante das flutuações de quantidade e de qualidade do vinhoto processado. Esses problemas potenciais podem causar impactos negativos no comércio futuro dessa tecnologia, que somente poderão ser avaliados e resolvidos com a entrada em operação de algumas unidades produtoras.
Para aproveitar plenamente as oportunidades que se abrem à co-geração, é necessário substituir os principais equipamentos dos sistemas de potência existentes, instalá-los nas novas usinas e ampliar outras. No entanto, isso representa investimentos mais vultosos do que os que estão sendo feitos pela maioria das empresas e empresários do setor. Os investimentos em curso prevêem a adoção de soluções tecnológicas menos eficientes, o que limitará o potencial efetivo adicional de apenas 0,5 – 2 GW nos próximos cinco anos, mesmo com o aumento na produção de cana. Configurações tecnologicamente mais avançadas e disponíveis no mercado permitiriam elevar o potencial excedente entre 3 e 6,4 GW, dos quais de 1,7 GW a 3,8 GW seriam economicamente viáveis.