Estimativa da produção de energia elétrica na Bahia usando resíduos agrícolas Arthur O. Uchoa e Paulo R. F. de M. Bastos UFBA – Universidade Federal da Bahia pbastos@ufba.br arthur_uchoa@yahoo.com.br

TÓPICOS INTRODUÇÃO OBJETIVO E ESTRUTURAÇÃO VANTAGENS DO USO DA BIOMASSA E TECNOLOGIAS ASSOCIADAS PRODUÇÃO AGRÍCOLA DA BAHIA E RESÍDUOS METODOLOGIA ESTIMATIVA DA ENERGIA E CAPACIDADE INSTALADA ESTUDOS DE CASO CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES

1- INTRODUÇÃO No mundo, 80,9% da energia vem de fontes não renováveis (International Energy Agency, 2011) No Brasil 43% são de origem hidráulica e renováveis (cana, bagaço e lenha) (EPE, BEN 2011).

1- INTRODUÇÃO ENERGIA ELÉTRICA: Mundo 80,5% não renovável Brasil: hidráulica é 74%, a biomassa 4,7%, eólica é 0,4% Na Bahia: há 33MW de energia elétrica oriunda do capim elefante 20MW origem é o lixo urbano, 0,4 MW solar fotovoltaica (PV) O Estado tem alta produção agrícola, podendo-se usar os resíduos Fig.: Geração da energia elétrica, no mundo (IEA, 2011)

2- OBJETIVO Estimar o potencial para geração de eletricidade na Bahia a partir da biomassa proveniente dos resíduos agrícolas; Analisar de modo preliminar três “estudos de caso”, determinando-se o custo da energia anual produzida

3- VANTAGENS DO USO DA BIOMASSA E TECNOLOGIAS ASSOCIADAS Biomassa: embora sendo a fonte mais antiga usada pela humanidade, só após 1970 há pesquisas mais profundas Vantagens para gerar eletricidade: Emissões de gases efeito estufa nula; Geração de postos de trabalho (sobretudo na produção) Diversificação da matriz de geração de eletricidade

3- VANTAGENS DO USO DA BIOMASSA E TECNOLOGIAS ASSOCIADAS Biomassa, definição: “Todo recurso renovável oriundo de matéria orgânica (animal ou vegetal) que pode ser utilizado para produção de energia” A geração de eletricidade necessita uma etapa de transformação da biomassa em produto intermediário que vai ser usado na máquina motriz

3- TECNOLOGIAS PARA GERAR ENERGIA ELÉTRICA A PARTIR DE BIOMASSA Na Figura, várias rotas de conversão energética da biomassa com distintos produtos finais: Calor, Combustível,e Energia Elétrica e Combustível.

3- TECNOLOGIAS PARA GERAR ENERGIA ELÉTRICA A PARTIR DE BIOMASSA Turbinas a vapor (TV), a Contrapressão Muito utilizado em co-geração no setor sucroalcooleiro Domínio da indústria nacional Aumento da eficiência: Caldeiras com alta pressão (6 ~ 8 Mpa) TV de Condensação e Extração Não opera necessariamente na condição de co-geração Domínio parcial da indústria nacional Maior eficiência: Uso de trocadores de calor e expansão do vapor a menor pressão possível Gaseificação (BIG–GT/ STIG/GTCC)

4- PRODUÇÃO AGRÍCOLA DA BAHIA E RESÍDUOS Optou-se pelos resíduos das culturas com grandes safras, ainda sem finalidade energética São aqui analisados resíduos de: Algodão Arroz Café Côco-da-baía Milho Soja Fotos de alguns desses grãos

4- PRODUÇÃO AGRÍCOLA DA BAHIA Produção anual dos principais cultivos no Estado da Bahia, relativa aos anos de 2007 e 2008, toneladas (SEAGRI, 2011)

4- PRODUÇÃO AGRÍCOLA DA BAHIA Destaque para a região Oeste: as cidades de Barreiras, Luís E. Magalhães e São Desidério Produção (toneladas) de Soja na Bahia em 2008 Produção (toneladas) de Algodão na Bahia em 2008

5- METODOLOGIA Metodologia semelhante à Usada no “Panorama do Potencial de Biomassa no Brasil” (ANEEL,2002) EG = Energia Gerada (MWh) Qres = Quantidade resíduos (t) PCI = Poder Calorífico Inferior kCal/kg) ᵑ = Rendimento global do ciclo

6- ESTIMATIVA DA ENERGIA NA BAHIA Alternativas avaliadas: Opção A: Ciclo a vapor com turbinas de condensação e extração, em média ɳ = 25% Opção B: Ciclo usando gaseificação, ɳ = 35% Estimativas por cultivo: energia (MWh/ano), potência (MW) Cultivo Energia Produzida (MWh/ano) Potência Instalada (MW) Opção A Opção B Algodão 183.341 256.677 34,9 48,8 Arroz 12.532 17.545 2,4 3,3 Café 36.006 50.409 6,9 9,6 Côco-da-baía 484.430 678.203 92,2 129,0 Milho 2.049.443 2.869.221 389,9 545,9 Soja 26.358 36.901 5,0 7,0 Total 2.792.111 3.908.955 531,2 743,7

6- ESTIMATIVA DA ENERGIA NA BAHIA Apenas com estes seis cultivos considerados pode-se ter 531,2 MW usando turbina a vapor (ɳ=25%), ou 743,7 MW com gaseificação Por região há duas áreas promissoras: Oeste do Estado: Formosa do Rio Preto pode produzir 318.147 MWh/ano, ou 3 municípios próximos que com algodão, soja e arroz produziriam 204.172 MWh/ano; Litoral Norte: resíduos do côco-da-baía, 313.172 MWh/ano

7- ESTUDOS DE CASO Oeste do Estado da Bahia, duas usinas, e uso de 60% dos resíduos agrícolas: uma de 36,0 MW usando resíduos de milho, outra de 17,0 MW com resíduos do algodão Litoral Norte, 12,0 MW, uso de 73% dos resíduos da safra de côco-da-baía do município de Conde Viabilidade econômica Vida útil de 25 anos Investimento R$3.156,00/kW ou Juros 9,0% ao ano

7- ESTUDOS DE CASO Formosa Rio Preto São Desidério Conde Resíduo de Milho Algodão Côco-da-baía Qtde Resíduo (t/ano) 125.345 74.836 34.164 Potência (MW) 36,0 17,0 12,0 Fator Capacidade 0,6 0,65 Energia (MWh/ano) 189.216 89.352 68.328 Investimento (R$) 102.254.400 53.652.000 37.872.000 Inv. Infraestrut. (R$) 20.450.880 10.730.400 7.574.400 Custo biomassa (R$/t) 10,00 15,00 Custo anual capital 12.492.164 6.554.530 4.626.727 Outros custos (R$/ano) 6.263.920 3.377.310 2.368.188 Custo Energia (R$/MWh) 99,13 111,15 102,37

7- ESTUDOS DE CASO O custo do investimento ficou em US$1.532/kW (para as usinas abaixo de 20 MW), e em US$1.379/kW para a usina de 36 MW (milho) Menores custos para milho e côco, ~R$100/MWh (ou R$0,10/kWh). Deve-se adicionar os impostos, taxas e margem de lucro O governo pode incentivar com subsídios pois resulta em maior oferta de postos de trabalho em regiões do interior do Estado da Bahia

8- CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES Geração sustentável com biomassa: captura de CO2 e postos de trabalho Bahia tem alta produção agrícola com ênfase no milho, côco, algodão e soja. A geração pode chegar a 743,7 MW e a energia a 3.909 GWh/ano Destaque: região Oeste da Bahia e Litoral Norte Três estudos de caso: dois no Oeste com milho e algodão, um no Litoral Norte com côco-da-baía. Menores custos de energia com milho e côco Recomendam-se estes estudos futuros: Verificação do Poder Calorífico dos resíduos com amostras Para as Centrais mais viáveis: aprofundar estudos (interligação) Avaliação de outras fontes de biomassa

REFERÊNCIAS PRINCIPAIS International Energy Agency, 2011. Key World Energy Statistics 2011. Disponível em <www.iea.org>. Acesso em 10.10.12. Secretaria de Agricultura, Irrigação e Reforma Agrária do Estado da Bahia (SEAGRI). Disponível em www.seagri.ba.gov.br. Em 19.07.11. Empresa de Pesquisa Energética (EPE), 2011. Balanço Energético Nacional 2011. Disponível em www: ben.epe.gov.br . Em 25.11.11. TOLMASQUIM, M. T. (Organizador). Fontes Renováveis de Energia no Brasil – Rio de Janeiro. Interciência: CENERGIA, 2003. CORTEZ, L. A. B.; LORA, E. S.; GÓMEZ, E. O. (Organizadores) Biomassa para Energia. Campinas. Editora da Unicamp, 2008. ANEEL, Agência Nacional de Energia Elétrica. Panorama do potencial de biomassa no Brasil, Brasília, 2002. Disponível em www.aneel.gov.br, acesso em 27.05.12 MUITO OBRIGADO A TODOS OS PRESENTES pbastos@ufba.br (71)-3283-9760