Maio 2010

Celso Foelkel

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Um Guia Referencial sobre Ecoeficincia Energtica para a

Indstria de Papel e Celulose Kraft de Eucalipto no Brasil

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Empresas patrocinadoras

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Agradecimentos

Agradeo ABTCP Associao Brasileira Tcnica de Celulose e

Papel, em especial ao seu gerente tcnico engenheiro Afonso Moraes de

Moura pelo incentivo para que esse captulo sobre ecoeficincia energtica

para o setor de celulose e papel de eucalipto no Brasil fosse escrito como um

dos captulos de nosso Eucalyptus Online Book.

Agradecimentos tambm aos meus estimados amigos, engenheiro

Humberto Luis Alves Batista (Celulose Riograndense) e engenheiro

Vandir Francisco Zanchan (Cambar Produtos Florestais) pela ajuda em

me oportunizar conhecer alguns dados atualizados de processo para que

nossos exemplos prticos pudessem ser mais autnticos.

Um abrao e um muito obrigado a todos.

Celso Foelkel

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CONTEDO DO CAPTULO

DEFININDO ECOEFICINCIA ENERGTICA

DEFININDO O ESCOPO DESSE CAPTULO

ALGUMAS REFLEXES SOBRE O CONSUMO DE ENERGIA PELO SETOR DE PAPEL E CELULOSE

TIPOS DE ENERGIA DEMANDADOS PELO SETOR DE PAPEL E CELULOSE

RELAES ENERGIA / MEIO AMBIENTE

PRINCIPAIS BARREIRAS ECOEFICINCIA ENERGTICA

TECNOLOGIAS & TECNOLOGIAS - COMO ESTAREMOS NS NESSE CONTEXTO ?

DEFININDO ENERGIA PRIMRIA E ENERGIA DE PROCESSO

EFICINCIAS TRMICAS, ELTRICAS E MECNICAS

ESTRATEGIANDO PLANOS DE ECOEFICINCIA ENERGTICA E USO RACIONAL DE ENERGIA NO SETOR DE CELULOSE E PAPEL

ENCONTRANDO OPORTUNIDADES TCNICAS PARA ECOEFICINCIA ENERGTICA EM NOSSAS FBRICAS

SELEO DE INDICADORES DE ECOEFICINCIA ENERGTICA

DESENVOLVENDO MEDIDAS PROFILTICAS E SANITRIAS PARA ECOEFICINCIA ENERGTICA

ENCONTRANDO PROJETOS VENCEDORES EM ECOEFICINCIA ENERGTICA

TENDNCIAS ECOENERGTICAS NO SETOR DE PAPEL E CELULOSE

CONSIDERAES FINAIS

REFERNCIAS DA LITERATURA E SUGESTES PARA LEITURA

Um Guia Referencial sobre Ecoeficincia Energtica para a

Indstria de Papel e Celulose Kraft de Eucalipto no Brasil

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Um Guia Referencial sobre Ecoeficincia Energtica para a

Indstria de Papel e Celulose Kraft de Eucalipto no Brasil

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DEFININDO ECOEFICINCIA ENERGTICA

Ecoeficincia Energtica mais que uma necessidade uma obrigao

Matria, tambm conhecida como Massa, e Energia constituem-se

em recursos naturais altamente utilizados pelo ser humano. Nossas fbricas

esto sempre a converter matrias-primas em produtos e para isso precisam

utilizar energia. Matria e energia so coisas intimamente relacionadas. As

Leis da Fsica enunciam isso claramente. Muita energia est presente na

forma potencial e primria em materiais conhecidos como combustveis. Ao

se queimar um combustvel, ele libera pela primeira vez uma energia com

um certo nvel de rendimento e eficincia. Cabe ao usurio fazer o melhor

uso dessa energia liberada, procurando otimizar os rendimentos, tanto no

processo de liberao, como de utilizao. Quando um combustvel libera

pela primeira vez sua energia potencial para uso, essa energia a que tem

maior capacidade de gerar trabalho. Por essa razo, considerada a energia

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de melhor qualidade, a mais nobre. Isso porque a energia nunca aniquilada

ou se acaba, ela apenas vai-se transformando. A cada transformao, ela

perde qualidade, ou seja, passa a gerar menos trabalho. Essas duas simples

e importantes coisas constituem-se nas leis bsicas da termodinmica. A

primeira a Lei de Conservao da Energia, que diz que a energia no

pode ser criada ou destruda, apenas transformada. tambm conhecida

como a Primeira Lei da Termodinmica. Por outro lado, a Segunda Lei

da Termodinmica enuncia exatamente o que j comentamos: e energia

sempre se degrada de formas mais nobres (de melhor qualidade) para

formas de menor qualidade. A sua qualidade est associada capacidade de

gerar trabalho til.

Todo e qualquer fenmeno que ocorre na Natureza (e por

conseqncia, em nossas fbricas) necessita de energia para acontecer. A

simples movimentao de uma folha de papel de um lugar para o outro exige

energia ou trabalho para acontecer. Enfim, usar energia faz parte da Vida.

Nas nossas fbricas, as formas mais comuns de energia so: energia

trmica, eletricidade, fora motriz e energia eletroqumica. Elas garantem a

converso de nossas matrias-primas em celulose e depois em papel. Todas

as fbricas necessitam de matrias-primas a serem convertidas. So formas

de matria ou massa, como o so: madeira, gua, gases, produtos qumicos,

combustveis, etc. Todos exigiram energia para serem produzidos e

demandaro mais energia para serem convertidos.

Da mesma forma que a Energia, a Matria tambm no pode ser

aniquilada ou criada, apenas transformada. Essa tambm uma lei

importante da Fsica, conhecida como Lei da Conservao das Massas (ou

Lei de Lavoisier). Significa em resumo, que toda massa que entra em um

sistema, caso no se acumular nele, dever sair, na mesma forma ou em

formas modificadas.

Essas leis simples so muitssimo importantes, pois elas regem nossas

fbricas, lares e nossas atividades dirias.

Toda vez que usamos alguma coisa, ou transformamos algo, temos

rendimentos variveis para essas operaes. Por exemplo, ao usar um

combustvel, nunca conseguimos aproveitar toda a energia que ele dispe

potencialmente em suas molculas. Para liberar essa energia pela

combusto, teremos um certo rendimento ou eficincia. Em uma caldeira de

fora, transformamos energia de combustveis em vapor, uma forma de

energia que temos maiores controles e facilidades de manusear. Os

rendimentos das caldeiras so relativamente baixos. Uma caldeira de

recuperao do processo kraft possui rendimentos trmicos que variam de

60 a 80% ao queimar o combustvel licor preto concentrado produzido no

processo. J uma caldeira de biomassa, de leo combustvel ou de gs

natural pode ter rendimentos variando entre 75 a 90%. De uma ou de outra

maneira, sempre estaremos perdendo energia na gerao de calor (ou

vapor): pelos gases de combusto, pela irradiao da caldeira, pela pr-

secagem dos combustveis, pela m combusto, etc.

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O vapor superaquecido produzido nessas caldeiras dever ser usado

para produo de eletricidade e de vapores de menores presses (vapores de

mdia e baixa presso). Essas novas converses geram novos desperdcios

de energia e outros rendimentos. Logo, sempre existem perdas quando

convertemos uma forma de energia em outra. Quantas mais vezes

transformarmos a energia, mais ns agregamos perdas ao nosso processo

industrial. Ao gerar eletricidade, os turbo-geradores apresentam perdas e ao

se transmitir essa eletricidade, tambm existem perdas significativas. J no

lado do usurio, um motor acionado que se vale dessa energia a ele

fornecida tambm tem perdas importantes ao transformar a eletricidade em

fora motriz em seu eixo. Finalmente, um equipamento movido por esse

motor, por exemplo, um picador de toras a cavacos, tambm tem seu

rendimento de converso e de eficincia de utilizao da fora motriz

recebida. Resulta ento uma longa fieira de perdas e rendimentos.

O resultado final de tudo isso que usamos muito pouca da energia

contida primariamente nos combustveis. No caso da eletricidade gerada em

termeltricas sem cogerao, o consumo til no ponto final de uso pode ser

to baixo como 25 - 30% da energia primria oferecida pelo combustvel.

Difcil de aceitar isso, no mesmo?

As perdas em matria tambm so grandes nos processos. Perdemos

matria ao colher a floresta, ao picar a madeira, ao converter a mesma em

celulose e depois ao fabricar o papel. As perdas ocorrem na forma de toras

desperdiadas na floresta, serragem na produo dos cavacos, fibras

perdidas nos efluentes, matria orgnica como DQO (Demanda Qumica de

Oxignio) nos efluentes, refugos gerados na fabricao do papel, etc. Em

cada situao, perdemos massa e energia que foram usadas nas converses.

Como impossvel se aniquilar a matria e a energia, tudo o que foi

transferido e usado desses insumos e que no foi necessariamente

convertido em produtos, ter sido desperdiado em novas formas de matria

e energia. Terminam gerando os famigerados Resduos. A Natureza tenta

reincorporar esses resduos de volta, ciclando-os naturalmente. Na maioria

das operaes industriais, a Natureza espera que a ajudemos, fazendo algo

para acelerar esse efeito depurador. Para fazer esse papel depurador nos

valemos de processos de tratamento de efluentes, compostagem de resduos

slidos, queima de gases poluentes, etc. Quando no h equilbrio entre

consumo, gerao e reciclagem, poderemos ter srias degradaes

ambientais.

Como no existem processos com rendimentos de 100%, sempre

teremos algum resduo a processar. Esses resduos podem ser de matria ou

de energia. Os resduos de energia em geral se manifestam na forma de

calor (temperatura), ondas sonoras ou ondas luminosas. J os resduos de

matria so conhecidos como: lixos, lodos, efluentes, resduos slidos,

poluentes areos, etc.

A Vida se constitui basicamente de Matria e de Energia. Nossas

fbricas de celulose e papel tambm. Nossas fbricas podem usar de forma

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melhor ou pior tanto as matrias como as energias compradas. As eficincias

de utilizao das mesmas vo depender muito das tecnologias que as

fbricas dispem, da continuidade e eficincia operacional e da competncia

e comprometimento de quem as opera e gerencia. Quando uma fbrica tem

baixa eficincia no uso das matrias-primas, ela ter baixos rendimentos nos

processos e resultar em menos produtos finais prontos e convertidos. Ter

portanto maior gerao de resduos, maior poluio e maior consumo de

materiais e de energia. E custos unitrios mais altos tambm!

Cada fbrica consiste em um processo tecnolgico nico, resultante

de tecnologias que vo sendo agregadas ou modificadas. Fbricas mais

antigas, que vo crescendo e se modernizando com o tempo, possuem

tecnologias de diferentes idades e rendimentos. Em geral, so agregados

tecnolgicos mais complexos e menos eficientes do que as fbricas estado-

da-arte, construdas com altas escalas de produo e com simplificaes

processuais importantes.

muito importante se reconhecer que cada processo tecnolgico

possui limites de eficincia em converso de matria e uso de energia. No

conseguiremos em equipamentos antigos, s atravs de trabalhos em

melhoria contnua e por motivao dos operadores, atingir nveis de

rendimentos obtidos em equipamentos muito mais modernos, de idades

tecnolgicas recentes e com maiores escalas de produo. A cada

modernizao tecnolgica so incorporados nveis melhores de eficincias no

uso da energia e das matrias-primas. Por exemplo: por mais que o time

operacional se esforce, impossvel se conseguir nveis de eficincia trmica

em digestores descontnuos (batch), comprados nos anos 1980s,

comparativamente aos obtidos em digestores contnuos mais recentes, tais

como os conhecidos como Compact Cooking e Lo-Solids. Da mesma

forma, uma mquina tipo Fourdrinier clssica, comprada nos anos 1970s,

dificilmente ter um rendimento trmico e eltrico to bom quanto uma

mquina de telas duplas, prensas midas do tipo sapata (shoe presses) e

sistemas de condensados e vapores otimizados.

Evidentemente, isso no deve ser um fator desmotivador aos que

possuem fbricas mais antigas e de idades tecnolgicas mais avanadas.

Pelo contrrio, deve ser um estmulo aos que operam essas mquinas para

fazer isso com a maior eficincia possvel para tentar aumentar a sobreviva

das mesmas na difcil tarefa de competio com as fbricas mais modernas

que fazem o mesmo tipo de produto.

A avaliao da eficincia de uso das matrias-primas e da energia

costuma ser feita com base em alguns indicadores. Os mais comuns so os

consumos especficos por unidade de produto e os rendimentos de cada

operao ou unidade industrial. Por exemplo: o rendimento de converso da

madeira em celulose uma forma de mostrar a nossa eficincia em

converter a matria-prima (madeira) em produto (celulose). Esse mesmo

rendimento poder ser mostrado de outras maneiras, englobando ndices

relacionados matria-prima madeira (sua densidade bsica), como por

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exemplo o consumo especfico de madeira em metros cbicos de madeira por

tonelada seca ao ar de celulose.

Os consumos especficos de energia tambm costumam ser medidos

nas fbricas e em geral apresentados em unidades diferentes, conforme

estejamos falando em energia eltrica (kWh/t; MWh/t) ou energia trmica

(Gcal/t; GJ/t). Tambm so comuns os rendimentos ou eficincias

percentuais de aproveitamento da energia.

O termo Eficincia est associado ao bom uso dos insumos (massa e

energia) - em resultar em mais produtos com mesma quantidade de

insumos. Ou em usar menos insumos para mesma quantidade de produtos.

Acontece que, como na Natureza a Matria e a Energia so

fortemente inter-conectadas, nas nossas fbricas isso ocorre tambm.

Quando fazemos bom e eficiente uso das matrias-primas, com baixos

desperdcios de madeira, fibras, gua, etc.; tambm melhoramos os

indicadores de energia. Isso porque estaremos desperdiando menos energia

que em geral agregada inadequadamente na converso de insumos a

resduos e depois a energia necessria para tratar esses resduos. Ao mesmo

tempo, aumentamos nossa produo, pois desperdiamos menos materiais e

fomos mais eficientes no uso da energia.

Fica portanto muito claro a todos, assim espero, que qualquer

programa de melhoria do uso da energia no pode estar dissociado de

programas globais de ecoeficincia nas empresas, envolvendo racionalizao

no apenas no uso da energia, mas da matria tambm. muito importante

esse conceito, pois a base do entendimento da Ecoeficincia Energtica.

Vamos dar mais um exemplo muito simples. Nossas fbricas de papel geram

enormes propores de refugos (aparas ou broke) pelas mais diversas

razes: produtos que no atingem s especificaes, sobras em bobinas,

dificuldades na formatao das bobinas em relao largura da mquina,

perdas na converso (corte das folhas, etc.), etc. O refugo muito perverso,

ele precisa ser reprocessado e consome mais energia para isso. Tambm

reduz a capacidade de produo de produtos vendveis pelas mquinas de

papel. Basta que se execute uma otimizao nessa gerao de refugos para

se alcanarem ganhos expressivos em reduo de consumos de energia,

tanto de vapor, como de eletricidade. Portanto amigos, qualquer programa

de eficincia energtica para ser vencedor precisa ser realizado e includo

como parte de um programa geral de ecoeficincia nas operaes.

Entendido?

Caso uma empresa decida to somente por implementar um

programa de eficincia energtica, de um dia para o outro, poder quando

muito estar fazendo uma otimizao de custos de energia e de mudanas em

sua matriz de combustveis. Dificilmente conseguir sustentar um tipo de

programa como esse por muito tempo. Pode at mesmo ser difcil manter os

ganhos alcanados nos primeiros momentos da racionalizao do uso dos

combustveis. Por essa razo, mais uma vez recomendo que todo programa

de eficincia energtica nas nossas fbricas seja realizado como parte de um

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programa mais amplo de ecoeficincia global na empresa. Insisto nisso,

como vocs j devem ter notado.

O termo Ecoeficincia hoje muito bem aceito e praticado em

muitas empresas do setor. A denominao ecoeficincia surgiu em funo da

altssima relao entre as atividades industriais e o uso mais eficiente dos

recursos naturais. Como todas nossas matrias-primas e fontes de energia

so recursos da Natureza, ao us-los melhor, estaremos impactando menos

o Meio Ambiente. A ecoeficincia uma forma de aumentar o suprimento de

insumos a uma fbrica sem ter necessidade de se comprar mais deles. Ela

muito amiga do meio ambiente, pois resulta em menor uso de recursos

naturais e menor gerao de resduos a depurar. Esses resduos

economizados podem ser tanto de matria, como de energia.

Por essas razes enunciadas, passarei a me referir a partir desse

momento muito mais em termos de Ecoeficincia Energtica do que

simplesmente eficincia energtica. Prefiro reforar a vertente ecolgica do

termo, muito mais adequado nos dias de hoje, pois j vimos que as

economias e as eficincias no uso de todos os recursos naturais podem

resultar em menores utilizaes de energia nas nossas fbricas.

Ecoeficincia energtica uma forma nova, segura, barata e eficiente

para se disponibilizar nova energia til aos processos industriais. Ela muito

efetiva em oferecer energia de baixo custo e de melhor qualidade para

nossas fbricas. Resulta tambm em uma operao mais limpa, alm de

oferecer a mais limpa de todas as energias. Isso porque estar

disponibilizando exatamente a energia que estava virando resduo.

Vejam mais um exemplo muito simples: as antigas caldeiras de

recuperao de licor preto do processo kraft, com tecnologias dos anos 70s,

costumavam queimar licor concentrado a 55 a 65% de slidos secos, o

mximo que se alcanava nas sees de evaporao. Esse combustvel era

muito mido, a ponto de ser difcil de se sustentar a chama no interior da

fornalha em alguns casos. Os operadores eram obrigados a usar algum outro

tipo de combustvel auxiliar, em geral leo combustvel, para permitir melhor

combusto. Somente para aquecer e evaporar a gua contida no combustvel

licor preto se perdiam cerca de 15% da energia primria disponvel nos

slidos do licor preto combustvel. Hoje, com sees de evaporao e

caldeiras de recuperao modernas, queimando licores evaporados a cerca

de 80% de slidos secos, essa perda de energia devido gua presente no

combustvel caiu para apenas 6%. A energia perdida com a evaporao e

aquecimento da gua do combustvel dentro da caldeira um resduo a ser

evitado e diminudo ao mximo. As mudanas tecnolgicas do sistema de

evaporao e da caldeira de recuperao conseguiram ento adicionar

substanciais quantidades de energia limpa e do tipo renovvel para a fbrica,

atravs dos maiores rendimentos trmicos. O que antes eram valores de

60% de eficincia trmica nas caldeiras de recuperao, hoje esto acima de

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75% e em muitos casos em cerca de 80%. Esse ganho todo coloca disponvel

uma energia limpssima fabrica, pois se trata de uma adicionalidade

relevante de energia em relao energia potencial desse combustvel.

Teremos no apenas uma energia mais limpa, como tambm um muito

menor impacto ambiental do processo fabril ao meio ambiente.

Trabalhar por ecoeficincia no significa apenas efetuar saltos de

tecnologias, como no caso do exemplo recm citado dos novos e mais

ecoeficientes sistemas de evaporao e queima do licor preto. Basta que a

equipe operacional da fbrica consiga melhorar a performance dos processos

industriais que teremos redues nos consumos de energia pela reduo de

fugas e desperdcios de vapores, condensados, eletricidade, etc. Vamos

voltar ao nosso exemplo da fbrica dos anos 70s, com uma caldeira de

recuperao queimando licor preto concentrado a 55 a 65% de slidos secos.

Por uma mais adequada manuteno dos evaporadores, com um sistema

eficiente de lavagem dos efeitos e do condensador de superfcie e por um

estudo de distribuio mais efetiva do vapor vivo, podemos aumentar e de

forma mais consistente o nvel de concentrao do licor, no mais caindo a

valores baixos como 55%. Um ganho de 5% na concentrao do licor preto

pode representar um aumento de eficincia trmica da caldeira de

recuperao de at 3%. Ou seja, a cada 100 GJ de energia primria no licor

preto, quando a 60% de slidos secos estaremos disponibilizando ao

processo 3 GJ a mais em relao ao que se tinha com um licor a 55% de

slidos secos.

A ecoeficincia energtica permite ento:

aparecimento de energia nova e limpa na fbrica; reduo nos custos energticos e nos custos de produo; ganhos ambientais (reduo de desperdcios de calor e eletricidade,

reduo no consumo de combustveis fsseis, reduo de emisses

poluentes, reduo de resduos slidos, reduo de perdas de gua

como efluentes, etc.);

reduo de gargalos operacionais; aumento de eficincia operacional; eliminao de vcios operacionais; maior produtividade; maior competitividade.

A ecoeficincia energtica uma atividade de alto grau de

sustentabilidade, no apenas para a empresa, mas para o planeta Terra.

Com o mais eficiente uso dos recursos energticos (sejam eles fsseis ou

renovveis) conseguiremos reduzir os impactos antrpicos causados pela

nossa Sociedade sobre os recursos naturais. Podem ser diminudas as

demandas de combustveis, a poluio hdrica e area, e tambm as

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demandas de outros insumos associados energia (gua, oxignio, ar, etc.).

Enfim, a ecoeficincia energtica algo a ser muito estimulado e praticado

dentro das empresas, preferencialmente associada a programas gerais de

ecoeficincia e de produo mais limpa, como sempre gosto de repetir. Ser

ecoeficiente portanto uma prtica de cidadania em relao ao planeta

Terra.

J escrevemos diversos captulos em nosso Eucalyptus Online Book

acerca de Ecoeficincia e P+L nas nossas fbricas e nas nossas florestas

plantadas. Esses captulos em ecoeficincia setorial esto todos

disponibilizados para vocs e citados como referncias da literatura e

sugestes para leitura. Todos podem ser obtidos de forma gratuita na web.

Em todos eles discutimos conceitos dessas ferramentas e temas relevantes a

serem trabalhados em nossas fbricas. Esse captulo atual foca mais os

temas energticos, mas os fundamentos conceituais so os mesmos, por isso

sugiro a leitura dos demais captulos, se tiverem interesse.

Vejam onde encontrar os mesmos:

Ecoeficincia na gesto das perdas de fibras de celulose e do refugo gerado

na fabricao do papel. Eucalyptus Online Book. Captulo 06. 97 pp. (2007)

Disponvel em: http://www.eucalyptus.com.br/capitulos/PT06_fibras_refugos.pdf

Ecoeficincia e produo mais limpa para a indstria de celulose e papel de

eucalipto. Eucalyptus Online Book. Captulo 09. 86 pp. (2008)

Disponvel em: http://www.eucalyptus.com.br/capitulos/PT09_ecoeficiencia.pdf

Oportunidades para ecoeficcia, ecoeficincia e produo mais limpa na

fabricao de celulose kraft de eucalipto. Eucalyptus Online Book. Captulo

10. 92 pp. (2008)

Disponvel em: http://www.eucalyptus.com.br/capitulos/PT10_ecoeficiencia.pdf

Mil e uma maneiras de fazer sua fbrica de celulose e/ou de papel e sua

floresta plantada mais ecoeficazes e mais ecoeficientes. Eucalyptus Online

Book. Captulo 12. 125 pp. (2008)

Disponvel em: http://www.eucalyptus.com.br/capitulos/PT12_P%2BL_final.pdf

Ecoeficincia energtica envolve conceitos bastante amplos, ntimo

conhecimento das operaes industriais e tecnologias setoriais, mas

tambm, requer muita motivao, entusiasmo e dedicao de quem a

pratica. A ecoeficincia oferece maior segurana em operaes mais limpas e

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eficientes, alm de se apoiar em um sistema de gesto de energia que se

integra ao plano de gerenciamento global da empresa. Estando integrada ao

plano de gesto de ecoeficincia da empresa, a ecoeficincia energtica ser

mais uma das ferramentas que a empresa dispor para ser mais eficiente em

suas operaes e com isso, mais competitiva e mais ambientalmente correta.

Inclusive os investimentos em energia devem ser avaliados

comparativamente a outros tipos de investimentos, sem se ter uma verba

especificamente disponibilizada para os temas energticos.

Os estudos realizados no Brasil e em outros pases como Canad,

Finlndia e Estados Unidos mostram potenciais para se disponibilizar entre 5

a 25% de energia adicional s fbricas de celulose e papel, sem necessidade

de compra de combustvel para essa energia nova a entrar no processo. Esse

percentual varia em funo da rea fabril, da idade tecnolgica, do tipo de

produto e do nvel de aplicao de ferramentas de eficincia e produtividade

nas empresas. Tambm depende muito do comprometimento da gesto das

fbricas.

Energia um tpico relevante para qualquer empresa do setor de

celulose e papel. Em geral, essa relevncia mais sentida nas fbricas no

integradas de fabricar papel, que precisam comprar energia eltrica e

possuem caldeiras com eficincias no muito elevadas. s vezes, sequer

possuem sistemas de cogerao (sistemas CHP - Combined Heat & Power

produo combinada de energia trmica e eletricidade), que so mais

eficientes em rendimentos.

Nas fbricas de celulose de mercado, o sentimento de urgncia para

ecoeficincia energtica no costuma ser to intenso. fcil entender: em

geral, so fbricas praticamente auto-suficientes em gerao de energia

trmica e eltrica. Nas fbricas mais modernas de celulose kraft de mercado,

o nico combustvel fssil necessrio o leo combustvel (ou ento gs

natural) usados na forno de cal para se produzir cal virgem. Toda a energia

provm de fontes renovveis como o licor preto concentrado e a biomassa

energtica (cascas das toras e resduos de madeira). Os eficientes sistemas

de cogerao (CHP = Combined Heat & Power) que dispem oferecem altos

rendimentos de converso da energia primria em calor (vapor) e

eletricidade. Com isso, a energia gerada nessas fbricas considerada como

sendo muito barata. Primeiro, porque quem paga a conta da biomassa do

licor preto a madeira de processo que vai para a fabricao da celulose.

Praticamente nenhuma empresa remunera a energia renovvel do licor preto

em termos de valor econmico, sendo que esses custos entram como

madeira no custo da celulose produzida e no da energia. Seria muito

interessante se dividir esse valor de madeira proporcionalmente entre fibras

(celulose) e energia (licor preto). Em segundo lugar, a casca das toras e os

cavacos de madeira obtidos como resduos da rea de preparao da

madeira (entre 2 a 5% do peso de madeira que entra na fbrica) raramente

so valorados como energia e entram no custo dos combustveis. Em geral,

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os valores econmicos de descascamento, picagem, classificao de cavacos

so todos computados para o custo da celulose sendo fabricada. como se

esses combustveis fossem presenteados pela rea de fabricao de celulose

rea de converso/gerao de energia. A conseqncia desses dois fatos

perversa para a rea de energia. Acaba-se tendo um valor subestimado para

o custo da energia em muitas dessas fbricas. Com custo de energia

artificialmente baixo, os investimentos e o entusiasmo em relao

ecoeficincia energtica diminuem. Em funo disso, os valores de energia

em fbricas de celulose kraft de mercado de eucalipto so relativamente

baixos comparativamente s fbricas de papel no integradas que muitas

vezes pagam caro pela energia eltrica das concessionrias e pelos

combustveis fsseis que compram. Tambm as fbricas kraft integradas de

celulose/papel gozam do mesmo benefcio de energia artificialmente

barata.

Por essa e outras razes que em muitas dessas fbricas de celulose

unicamente de mercado ou integradas celulose/papel as oportunidades de

ecoeficincia energtica so abundantes. Em alguns casos, o consumo e o

desperdcio de vapor chegam a ser desastrosos, j que o valor econmico

dessa energia subestimado. Mesmo assim, existem muitas dessas fbricas

com interessantes programas de ecoeficincia energtica, focados no uso

racional da energia em programas de profilaxia e de preveno ao

desperdcio de energia. Entretanto, muitos investimentos para melhoria nas

tecnologias desperdiadoras de energia acabam no acontecendo, pelo baixo

valor da energia, insuficientes para resultar em taxas de retorno ou de pay-

back atrativos. Caso as fraes da madeira que resultam em licor preto

combustvel e em resduos lenhosos combustveis fossem cobradas como

combustveis, as anlises de pay-back poderiam ser melhoradas e

resultarem em maior nvel de atratividade.

Muitas fbricas de celulose de mercado privilegiam muito mais os

investimentos que aumentam a produo e/ou a eficincia operacional.

Como esses investimentos melhoram a operao da fbrica como um global,

acabam resultando tambm em melhorias nos consumos especficos de

energia (vapor e eletricidade). Isso acalma os tcnicos do setor energtico e

apazigua os nimos entre os que competem por recursos escassos para seus

investimentos em tecnologias fabris.

De qualquer maneira, existem muitas oportunidades latentes em

nossas fbricas para melhor uso e melhor gerao de energia. Afinal, nossas

fbricas so grandes usurias de energia. O setor de celulose e papel est

entre os cinco maiores consumidores de energia do setor industrial em

pases como Brasil, Canad, Estados Unidos, Finlndia e Sucia.

Independentemente de como a energia for valorada nas fbricas de celulose

e papel, h que se entender que o uso grande e os recursos energticos

estaro cada vez mais escassos. Qualquer crise no suprimento de

energticos poder impactar fortemente o nosso setor. Portanto, minimizar

14

e racionalizar o uso de energia uma sbia deciso para garantir segurana

de nossas operaes no presente e no futuro. Em termos ambientais,

ecoeficincia energtica muito mais que apenas isso, uma obrigao em

relao sustentabilidade.

Muitas das oportunidades que existem nas nossas fbricas so muito

simples e requerem apenas medidas de manuteno, adoo de novos

procedimentos ou eliminao de vcios operacionais (s vezes causados por

desconhecimento ou falta de treinamento). Essas oportunidades so

conhecidas como quick-fixes (consertos rpidos). Elas mostram resultados

rpidos e imediatos praticamente sem investimentos de capital. Uma coisa

certa: no podemos estar sempre transferindo para a rea de manuteno a

responsabilidade por perdas de eficincia energtica. A operao deve fazer

a sua parte e cuidar de fazer muito bem. A limpeza de equipamentos que

transferem calor, a limpeza de telas e feltros na fabricao do papel,

tambm a limpeza dos efeitos dos evaporadores, etc. so todos fatores

operacionais relacionados ecoeficincia energtica. Muitos operadores se

descuidam disso, e a conta da energia ficar sendo paga pelo produto e no

por eles. Uma sugesto adequada seria incluir desempenhos energticos nos

programas de pagamento de gratificaes por resultados aos operadores e

tcnicos.

Energia um tpico cada vez mais estratgico para o setor de

celulose e papel, no apenas sob o ponto de vista das empresas, como dos

prprios governos interessados em otimizar seus balanos energticos

nacionais. Apesar de todos os avanos tecnolgicos que o setor brasileiro de

celulose e papel conseguiu, com modernas e eficientes fbricas estado-da-

arte no setor de celulose de mercado de eucalipto, esse tema est a

demandar novas posturas e atitudes empresariais para otimizao e

racionalizao energtica nas fbricas. As perdas de calor na forma de altas

temperaturas dos efluentes brutos e dos gases de exausto dos processos de

combusto so ainda enormes. Vejam to somente esse novo exemplo: uma

fbrica moderna de celulose tem um consumo de gua captada que varia

entre 25 a 40 m/tonelada de celulose seca ao ar (tsa), gerando cerca de 20

a 35 m de efluente por tonelada de produto. Essa gua entra na fbrica

com temperaturas da gua do rio (cerca de 25C) e sai do processo fabril

com temperaturas de mais de 65C. Ainda mais que, desde que se

descobriram os terrveis cidos hexenurnicos formados na polpao kraft,

as temperaturas foram elevadas em estgios de destruio dos mesmos a

valores acima de 85C. Os efluentes, alm de serem superaquecidos, ainda

gastam energia para seu resfriamento em torres de refrigerao ou em

trocadores de calor. Imaginem que a quantidade de energia que se perde na

forma de calor em efluentes quentes de aproximadamente 5 GJ/tsa.

Quanto maior a quantidade de gua que a fbrica consumir por tonelada de

15

produto, maior sero as perdas de energia, uma regra simples e vlida a

todas as empresas do setor.

Outra grande perda so as demandas de energia eltrica para

bombeamento: mais de 50% de toda energia eltrica usada nas fbricas de

celulose e papel so gastas em bombeamento de suspenses de fibras ou de

filtrados e efluentes.

Finalmente, para despertar ainda mais a voracidade energtica esto

os gases de exausto das caldeiras e incineradores, inclusive do forno de cal.

Uma caldeira de recuperao precisa eliminar gases a temperaturas acima de

140C para evitar a condensao de cidos (sulfrico, carbnico, sulfuroso,

etc.). Acontece que esses volumes de gases so fantsticos. Uma caldeira de

recuperao expele cerca de 3.500 4.500 Nm de gases midos de

exausto por tonelada de slidos secos queimados. A perda se d

principalmente pelo inerte nitrognio, que est presente para nada nos gases

de combusto, ou ento, apenas para desperdiar calor. Tambm a umidade

do ar de combusto grande desperdiadora da energia primria dos

combustveis. Essa umidade vem tanto da umidade dos combustveis como

pela queima da matria orgnica dos combustveis. Lembrem-se que como

resultado de qualquer combusto de material contendo carbono, conforme a

nossa conhecida Lei de Conservao das Massas de Lavoisier, formam-se

quantidades correspondentes e balanceadas em massa principalmente de

gs carbnico e gua.

Enfim amigos, as oportunidades esto s nossas portas, precisamos

apenas desvend-las e trabalhar nelas.

=============================================

16

DEFININDO O ESCOPO DESSE CAPTULO

O frase Ecoeficincia Energtica tem significado muitssimo vasto,

afinal tudo na Natureza envolve o uso da energia com rendimentos variveis.

Portanto, temos vertentes econmicas, polticas, ambientais, sociais, etc.

definitivamente um tema a ser tratado de forma estratgica por empresas,

pases e at por ns mesmos, em nossos lares. Esse captulo no tem o

propsito de esgotar o assunto, mas tampouco queremos abord-lo de forma

superficial. Dentro da prpria indstria de celulose e papel h muitas formas

e maneiras de se trabalhar a ecoeficincia energtica, conforme o tipo de

produto sendo fabricado, se o foco mais ambiental, poltico, econmico ou

tcnico. Apesar das diferenas entre os indicadores para fbricas de celulose

de mercado, fbricas de papel, fbricas de pasta de alto rendimento, fbricas

de papel reciclado, etc., os conceitos bsicos so vlidos em quaisquer

dessas situaes. Enfim, como j mencionamos, cada fbrica do setor tem

sua configurao prpria, s vezes com diferentes insumos, equipamentos,

matrizes energticas, etc. A complexidade e a individualidade so prprias

de cada unidade fabril, por essa razo a importncia de se conhecer bem o

que deve ser otimizado.

Assim sendo, procurei definir o escopo e abrangncia desse captulo

no que tem sido a fora motriz do Eucalyptus Online Book, que o

processo de fabricao de celulose e papel de eucalipto para essa indstria

no Brasil. Como a madeira do eucalipto tem sido a principal matria-prima

17

fibrosa para a fabricao de celulose kraft branqueada de mercado e papis

brancos (impresso e escrita, sanitrios e papis especiais), coloquei mais

nfase nesses processos. Trata-se portanto muito mais de um captulo de

cunho tecnolgico, do que um captulo para discutir polticas pblicas,

indicadores globais de mudanas de clima e energia, fontes de

financiamento, etc. Isso definitivamente no faz parte do escopo desse

captulo em questo. Pode eventualmente ser inserido em outros no futuro,

mas no nesse.

Esse captulo entretanto, oferece oportunidades muito claras para se entender os conceitos de ecoeficincia energtica a nvel setorial, aplicando-se por isso mesmo a diversos tipos de processos de fabricao de celuloses e papis. Esse captulo tem tambm a misso de criar um banco de dados amplo e abrangente sobre ecoeficincia energtica para esse setor industrial. Disponibilizamos uma ampla e relevante literatura, a maior parte dos textos sendo disponibilizados para downloading grtis na web. Alguns documentos importantes e clssicos de ecoeficincia so citados como fontes de leitura e mesmo que no possam ser descarregados para leitura, h indicaes de onde podem ser obtidos para compra ou emprstimo. O autor possui praticamente todas as referncias sugeridas - caso alguma fonte bibliogrfica no seja encontrada pelo leitor, sempre possvel se contatar celso.foelkel@via-rs.net para negociar uma cpia ou emprstimo, ou via ABTCP Associao Brasileira Tcnica de Celulose e Papel (nit@abtcp.org.br) .

Matria orgnica Energia Matrias Inorgnicas

Fbrica ecocclica com altos fechamentos de circuitos e rendimentos verso STFI

(atualmente Innventia - http://www.innventia.com )

=============================================

mailto:celso.foelkel@via-rs.netmailto:(nit@abtcp.org.br)http://www.innventia.com

18

ALGUMAS REFLEXES SOBRE O CONSUMO DE ENERGIA PELO

SETOR DE PAPEL E CELULOSE

Madeira de eucalipto fonte de fibras e de energia renovvel para nossas fbricas

de celulose e papel

A indstria de celulose e papel grande consumidora de energia. Em

pases grandes produtores desses itens como Brasil, Estados Unidos,

Canad, Finlndia e Sucia consiste em um dos 5 maiores segmentos

industriais de consumo. Nos Estados Unidos a terceira usuria de energia

na indstria, ficando atrs somente da indstria do petrleo e da indstria

qumica. No Brasil, o mesmo modelo acontece terceira colocada na

indstria de manufatura, sendo superada apenas pela indstria de alimentos

e bebidas e pela indstria do ferro/ao. De acordo com as estatsticas

governamentais, a indstria brasileira de celulose e papel consumiu em 2008

cerca de 4% de toda a energia primria consumida no Pas. Em relao ao

setor industrial, esse percentual sobe para 8 a 10%. Pelos dados do BEN

Balano Energtico Nacional 2009 (Ano base 2008), editado pelo MME

Ministrio de Minas e Energia do Brasil, o Pas consumiu em 2008 cerca de

236.511.000 tep (toneladas equivalentes de petrleo). Desse total, cerca de

48% eram provenientes de fontes renovveis (hidreletricidade, lenha,

bagao de cana, carvo vegetal, biogs, etanol, etc.). O setor de celulose e

papel consumiu 8.957.000 tep, tendo uma matriz muito apoiada em fontes

renovveis de energia. De acordo com a BRACELPA Associao Brasileira

de Celulose e Papel, em 2009 a matriz energtica setorial tinha 66% de sua

composio energtica como sendo de licor preto gerado nas fbricas de

celulose kraft (integradas ou de celulose de mercado); 19% de biomassas

energticas (cascas, lenha, resduos de madeira, etc.); 9% de gs natural e

6% de leo combustvel. Portanto, apenas 15% de combustveis fsseis e

85% de recursos energticos renovveis.

19

Por outro lado, o BEN 2009 (Ano base 2008) relata dados

ligeiramente diferentes para o setor, pois engloba tambm a energia eltrica

comprada pelo setor, que significativa nas fbricas no integradas de

papel. Das 8.957.000 tep (375.000 TeraJoules TJ; ou 375 PetaJoules - PJ)

consumidas pelo setor em 2008, um percentual de 45,5% foram originados

do licor preto concentrado; 15,3% de biomassas; 5,8% de leo combustvel

e 5,7% de gs natural. Os restantes 17,1% da energia foram de energia

eltrica comprada do fornecimento pblico ou de redes de concessionrias de

energia eltrica. Ainda de acordo com o BEN 2009, o setor utilizou 0,403

tep/tonelada total de produo (celulose mais papel no ano = 22.212

toneladas). Caso transformemos esse consumo especfico unitrio em GJ (1

tep = 41,9 GigaJoules), teremos um consumo especfico mdio para o setor

de 16,9 GJ/tonelada. Evidentemente, esses dados carecem de melhor

embasamento tecnolgico, pois para as fbricas integradas as toneladas de

celulose so contadas duas vezes: uma vez como celulose e outra entrando

na composio do papel. Entretanto, servem de base de monitoramento e de

aferies de performances histricas.

Ainda de acordo com o BEN 2009, o setor de celulose e papel

produziu 8.536 GWh de eletricidade em suas prprias instalaes,

especialmente por queima de licor preto (5.453 GWh/ano) e biomassa

energtica (1.275 GWh/ano). As fontes hidreltricas prprias do setor so

pequenas cerca de 89,4 MW de potncia hidreltrica instalada, para

1.216,1 MW de potncia termeltrica instalada. Por isso, a demanda eltrica

ainda insuficiente, diferentemente do caso do calor (energia trmica).

Apenas cerca de 50% do consumo de eletricidade provm de fontes prprias,

sendo o restante adquirido de concessionrias de energia eltrica. O total de

energia eltrica demandada pelo setor em 2008 foi de 17.764 GWh. Os

grandes usurios a comprar energia eltrica tm sido: fbricas de papel

reciclado, fbricas integradas de celulose/papel, fbricas no integradas de

papel.

Graas s modernas termeltricas e sistemas de cogerao, o setor

de celulose de mercado gera a maior parte da energia eltrica consumida

nessa rea de fabricao, plantando assim um fator importante de

competitividade setorial. A cogerao representa parcela importante da

energia eltrica gerada no setor, sendo que ainda est crescendo em novas

instalaes. Frente a isso, a energia um insumo importante e relativamente

dominado no setor. As fbricas modernas de celulose de mercado (e as no

to modernas, tambm) so praticamente auto-suficientes em energia,

valendo-se de fontes de combustveis prprias e renovveis, como licor preto

e biomassas energticas. Apenas o forno de cal consome ainda cerca de 1 a

1,5 GJ de combustvel fssil por tonelada seca ao ar de celulose. Pequenas

quantidades de leo diesel so usadas em arranques de fbricas e em

geradores de emergncia, mas esse percentual desprezvel em termos de

balanos nacionais.

20

O gs natural e o leo combustvel so importantes fontes energticas

para as fbricas no integradas de papel e fbricas de papis reciclados (com

preparao da massa a partir de aparas). Opostamente s fbricas de

celulose de mercado, que possuem inclusive excedentes de energia eltrica

para venda a terceiros, as fbricas integradas e no integradas de papel so

deficitrias em sua gerao de eletricidade. Geram vapor suficiente para

suas mquinas trmicas, mas a quantidade de energia eltrica associada a

essa gerao trmica insuficiente, mesmo pelo uso de cogerao. Em

geral, so quase sempre dependentes de fontes externas de eletricidade.

por essa e outras razes que as fbricas integradas e no integradas de

papel conseguiram criar uma cultura mais firme em termos de ecoeficincia

energtica.

Outra concluso importante a ser aprendida desses dados que a

integrao de fbricas de celulose e papel uma oportunidade muito mais

sbia e ecoeficiente do que as fabricaes em separado desses dois

produtos. A integrao do cluster papeleiro definitivamente agrega

ecoeficincia energtica ao setor. Enquanto sobra energia eltrica na fbrica

de celulose de mercado, falta eletricidade na fbrica integrada. A integrao

desses dois tipos de produo equaliza, otimiza e consolida em uma nica

unidade produtora e consumidora essas duas manufaturas. Alm disso, a

fbrica de celulose de mercado no mais precisar consumir vapor e

eletricidade para formar e secar a folha de celulose e depois embalar os

fardos. So economias de cerca de 0,14 a 0,16 MWh/tsa de eletricidade e de

1,7 a 2,5 GJ/tsa de energia trmica. A integrao um importante fator a

promover reduo de consumo de energias, tanto eltrica como trmica.

Tambm a produo de papel reciclado mais eficiente

energeticamente do que a fabricao de papel de fibras virgens, mesmo que

aqueles manufaturados em fbricas integradas.

Em alguns pases, como o Chile por exemplo, a integrao vai alm

da fabricao de celulose e papel. So formados verdadeiros clusters de

base florestal, englobando fbrica de celulose, fbrica de papel, serrarias,

fbrica de aglomerados, etc. com uma nica central de gerao de energia

trmica e eltrica por cogerao. Tambm a simplificao ocorre a nvel de

tratamento de efluentes, guas, sistemas gerenciais, etc. A integrao no

cluster (agregados ou arranjos produtivos, como chamam alguns)

oportuniza redues de custos de produo, simplificao nos investimentos

de capital, melhores distribuies de energia e reduo de perdas de

transmisso, bem como simplifica reas administrativas, gerenciais,

laboratoriais, de marketing, etc. Resultam ganhos em consumos especficos,

redues de custos unitrios, e aumentos de resultados financeiros.

Raramente um cluster bem equilibrado e projetado demandar fonte

externa de energia, tanto trmica como eltrica. Mesmo que haja alguma

sobra de vapor, as turbinas de condensao/extrao (CEST =

21

Condensing/Extracting Steam Turbines) daro conta do excesso de vapor de

forma eficiente, sem ter que se desperdi-lo.

Enquanto no Chile a opo tem sido agregados ou arranjos produtivos

mais complexos na base florestal, em Portugal a meta estratgica a

integrao das fbricas de celulose e papel em sua totalidade, sem

necessidade de combustveis fsseis auxiliares e que ainda sobre nessa

integrao energia eltrica excedente para venda ao mercado. Tudo isso a

partir de 100% de recursos energticos renovveis ( licor preto concentrado,

biomassas e hidreletricidade).

At o momento, o modelo brasileiro tem sido diferente do chileno e do

portugus. H uma forte nfase na construo de fbricas extremamente

eficientes de celulose de mercado, tirando todas as vantagens possveis da

economia de escala em unidades de produo estado-da-arte. Os baixos

consumos especficos de energia so conseguidos pela instalao de fbricas

com as melhores tecnologias disponveis e de idades tecnolgicas muito

recentes. Infelizmente, esse no o modelo mais ecoeficiente em termos

energticos, apesar de oferecer consumos especficos baixos em funo da

economia de escala e das excepcionais eficincias operacionais. Hoje no

Brasil, as fbricas de celulose de mercado mais recentes esto sendo

projetadas e construdas para produo de 1,0 a 1,5 milhes de toneladas de

celulose de mercado por ano. Essas fbricas acabam sempre tendo um

excedente de vapor a ser condensado e um excedente de energia eltrica

para venda a terceiros. Esse excedente de energia eltrica para venda pode

atingir entre 0,2 a 0,4 MWh/tsa.

Apenas devemos lembrar duas coisas para completar esse tema: a

energia eltrica sofre significativas perdas com sua transmisso e

distribuio; as turbinas de condensao apesar de eficientes, tambm so

menos ecoeficientes do que se todo o vapor fosse utilizado no processo, sem

necessidade de condensao. Caso esse vapor e energia eltrica excedentes

fossem usados no prprio cluster, a ecoeficincia energtica seria maior,

acho que est claro para todos, no mesmo?

Apesar dessa busca pela eficincia operacional e escala de produo,

h ainda muita diversidade no setor de celulose e papel brasileiro. Nem

todas as fbricas so estado-da-arte e tambm o estado-da-arte

transitrio. Em pouco tempo, as tecnologias se aperfeioam e as exigncias

energticas mudam tambm. H um consenso de que as fbricas futuras

demandaro cada vez menos vapor, mas o consumo especfico de

eletricidade poder aumentar ligeiramente, pela busca de tecnologias que

trabalhem em consistncias mais elevadas e com menos gua e pela

introduo de equipamentos tipo kidney (rins depuradores) que iro

demandar consumos adicionais de eletricidade. As modernizaes

22

tecnolgicas resultaro em fbricas que vo trabalhar a consistncias

maiores e com muito menos gua. Ser muito menos vapor para aquecer

esses fluxos de massa e filtrados, mas as potncias dos equipamentos

motrizes podero aumentar ligeiramente.

De qualquer maneira, essa ampla diversidade tecnolgica que temos

no Brasil oferece distintas e variadas possibilidades de implementaes e

ganhos em ecoeficincia energtica. A ecoeficincia energtica est

mostrando potenciais de ganhos que variam entre 5 a 25% no consumo

unitrio de energia, dependendo da configurao industrial e cultura

energtica de cada unidade produtiva. As oportunidades so maiores para

economias em vapor do que para eletricidade. Isso porque a famosa crise

eltrica que o pas viveu no incio dos anos 2000s por carncia de chuvas fez

com que a indstria se mobilizasse para ecoeficincia energtica no setor

eltrico. Frente s presses causadas naquela poca, foram incorporadas

medidas profilticas e sanitrias em conservao de energia eltrica

processual com muito sucesso em nossas fbricas, em especial nas fbricas

de papel no integradas. Com isso, as oportunidades em racionalizao no

uso da energia eltrica de processo mostra oportunidades de ganhos

inferiores aos de economias em vapor (calor ou energia trmica). Como

esses nmeros so variados conforme a fonte, vamos apenas fornecer o

dado mdio relatado pela CNI Confederao Nacional da Indstria, que

sugere ganhos potenciais em ecoeficincia energtica de 19,3% para o setor

de celulose e papel como um todo (aferidos por avaliaes feitas em 2009).

As maiores oportunidades so relatadas pela CNI para as fbricas no

integradas de papel, onde muitas no Brasil ainda no dispem de cogerao

de energia. As oportunidades de ganhos em conservao de energia para as

fbricas de celulose de mercado, papel reciclado e integradas de papel

variam entre 13,3 a 16,2% em mdia por segmento. As plantas de papel

reciclado e as integradas de celulose/papel esto sendo mais ecoeficientes

em gerao e consumo de energia, seguidas pelas fbricas de celulose de

mercado.

Esses dados reforam conceitos j vistos anteriormente: a cogerao

uma tecnologia vital para fazer parte da vida das fbricas do setor; a

integrao papel/celulose melhora a eficincia energtica das fbricas; as

fbricas de celulose por terem energia barata e disponvel em excesso

desperdiam mais vapor e energia eltrica. Nada mais natural, onde h

excesso e abundncia costumam ocorrer desperdcios maiores, j que no

existem presses causadas por restries.

Programas de conservao de energia e de racionalizao desse uso

costumam ser muito favorveis s empresas do setor. Em diversas pocas

passadas o setor se mobilizou para melhores resultados em conservao de

energia. interessante citar o importante papel de duas associaes de

classe: a BRACELPA Associao Brasileira de Celulose e Papel e a ABTCP

23

Associao Brasileira Tcnica de Celulose e Papel. So fortes braos a apoiar

o setor na elaborao de estudos, diagnsticos, desenvolvimento de

indicadores, programas de benchmarking energtico, etc. Outro importante

parceiro do setor nos anos 70s a 90s foi o IPT Instituto de Pesquisas

Tecnolgicas do Estado de So Paulo. Ainda existem vivos e dinmicos em

muitas bibliotecas do setor alguns manuais de conservao de energia

editados pela esforo tcnico do IPT nos anos de 1978 (3 volumes) e 1985 (2

volumes). Essas obras esto referenciadas na literatura desse captulo.

Um programa organizado e institucional para ecoeficincia energtica

setorial pode colaborar para melhorias das operaes de nossas fbricas

como um todo e no apenas nos aspectos energticos. Existem

oportunidades para reduo de custos de produo, aumento de

produtividade, otimizaes de performances, venda de excedentes

energticos, etc. Enfim, tudo que nossos executivos apreciam ouvir e ver

acontecer. Infelizmente, alguns ainda no perceberam as vantagens desse

tipo de programa.

Quando a conta de energia alta, como no caso das fbricas no

integradas de papel ou nas de papis reciclados (inclusive papis sanitrios

reciclados), as pessoas so mais sensveis a mudanas, pois o bolso ajuda a

pressionar aes de melhoria de custos (e de performances, por

conseqncia). Portanto, as fbricas no integradas devem continuar

priorizando mais intensamente a gesto da energia, especialmente no caso

de fbricas existentes em processos de modernizao.

J as fbricas de celulose de mercado, essas esto sempre atentas a

expanses de capacidade produtiva, com modernizaes e construes de

novas linhas de fibra integradas ou no s antigas. Nesses casos, muito

comum a busca pela melhor tecnologia disponvel para essas novas linhas,

com novas instalaes modernas e j comprovadas tecnologicamente. O

setor de papel e celulose, at mesmo pelos altos custos de investimentos e

longos prazos para maturao financeira, muito ligado a tecnologias

eficientes, mas j devidamente comprovadas. Portanto, para o caso

brasileiro, podemos no momento esperar sempre por novas e modernas

fbricas, com elevadas eficincias operacionais. Elas devero ter eficincias

melhores em consumos de gua, energia eltrica, vapor e demais insumos.

Entretanto, dificilmente teremos instalada no Brasil uma gerao tecnolgica

absolutamente inovadora em conceitos produtivos, antes de que j esteja

comprovada industrialmente em alguma outra parte do mundo (em geral na

Escandinvia ou Amrica do Norte, por exemplo). Por exemplo: fala-se muito

em fbricas associadas a biorefinarias para gerao de biocombustveis

renovveis; ou ento com gaseificao de biomassa para uso de energia

limpa no forno de cal; fala-se tambm em secagem da folha mida de papel

por impulsos (impulse drying); como tambm se fala em precipitao de

lignina do licor preto para gaseificao da mesma e gerao de gases

combustveis. Esses saltos tecnolgicos devero certamente acontecer

24

primeiramente em outros locais, para depois serem implementados nas

nossas fbricas disso eu no tenho dvidas. H at certo ponto uma

averso a saltos tecnolgicos considerados perigosos ou arriscados como

seria o caso das biorefinarias (produo integrada de celulose e

biocombustveis), muito badaladas atualmente nos pases desenvolvidos.

Mais uma vez, isso perfeitamente compreensvel em um Pas que tem

escassez e custo caro para o capital, alm de tributao excessiva sobre os

investimentos.

Eucaliptos raiz do sucesso da produo industrial brasileira de celulose e papel

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TIPOS DE ENERGIA DEMANDADOS PELO SETOR DE PAPEL E

CELULOSE

O setor de papel e celulose utiliza basicamente os seguintes tipos de

energias em suas operaes:

25

Calor para cogerao (vapor superaquecido de alta presso para movimentar turbo-geradores e produzir energia eltrica e trmica);

Calor de processo (vapores de mdia e baixa presses para aquecimentos diversos);

Calor recuperado ou calor secundrio (calor trocado em trocadores de calor, economizadores, transferncias de condensados, etc.);

Fora motriz (energia resultante da ao de motores sobre um eixo mvel em bombas, picadores, refinadores, etc.);

Energia de refrigerao (energia usada em refrigerao de gua para plantas qumicas e sistemas de ar condicionado);

Energia para processos eletrolticos (energia usada em clulas de cloro-soda, gerao de clorato de sdio, etc.);

Iluminao: iluminao de interiores e exteriores;

Outros tipos: energia eltrica usada em escritrios, equipamentos de controle, etc.

Em cada uma dessas situaes podemos ter ndices de eficincia

diferentes e variados, muitas vezes com baixos resultados no

aproveitamento e na utilizao dessas energias. Frente diversidade

tecnolgica setorial, muitas vezes encontramos uma situao de excepcional

eficincia em uma fbrica onde existem alguns usos desastrosos para o

mesmo tipo de energia. por essas razes que o envolvimento de terceiros

em programas de diagnsticos e auditorias energticas pode ser considerado

bastante recomendvel para nossas fbricas.

As razes para se trabalhar um programa de uso racional de energia

no setor so muito claras e dentre elas podemos citar:

H forte tendncia de dificuldades futuras no suprimento de energia, mesmo das nossas admiradas biomassas energticas, que comeam a

ser disputadas por outros setores (biocombustveis, gerao de calor por

outras indstrias, produo de carvo vegetal siderrgico, etc., etc.);

H fortes possibilidades de uma competio global mais intensa pelos recursos energticos renovveis;

26

H tendncias seguras para crescimento da participao dos custos de energia nos produtos, principalmente pelo encarecimento dos recursos

energticos;

H ainda fortes tendncias para reduo nos preos de venda de produtos de celulose e papel em funo de competitividade acirrada nos

mercados;

As presses ambientais sero cada vez mais intensas sobre a gerao de gases de efeito estufa, no apenas sobre o gs carbnico fssil, mas

tambm sobre o metano, xidos de nitrognio, monxido de carbono,

etc.

Frente a isso tudo, o percentual de participao da energia nos custos

de fabricao da celulose e do papel tendero a aumentar na composio dos

itens mais expressivos da planilha de custos industriais.

Apesar de termos no setor fontes de energia muito limpas e

renovveis, como o licor preto concentrado e as biomassas florestais; alm

de processos de gerao muito eficientes como a cogerao; no podemos

nos acomodar e nos dar por satisfeitos. Mesmo os energticos limpos e

renovveis podem ser otimizados em seus usos, obtendo-se assim ganhos

expressivos em economias de recursos naturais e em recursos econmicos.

Definitivamente, a ecoeficincia energtica para nossas fbricas resultar em

menores necessidades de combustveis, sejam eles fsseis ou renovveis.

So recursos naturais que podem ser economizados, ajudando a

Conservao, no apenas da Energia, mas da Natureza.

Ecoeficincia energtica: uma rede de resultados prticos em favor da Natureza

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27

RELAES ENERGIA / MEIO AMBIENTE

O grande debate ambiental a nvel global deixou de ser a poluio

industrial para se concentrar nas mudanas climticas e nos temas

relacionados ao aquecimento global. A busca de um desenvolvimento limpo,

com menos uso de combustveis fsseis passou a ser prioritria para muitos

povos e inmeros governos, causando interesse e despertando fortes

emoes. As respostas ainda variam em intensidade, mas as presses

devero crescer, sobre isso no existem dvidas. A preocupao com os

gases de efeito estufa (GHG Green House Gases) est sendo uma das

grandes foras motrizes para mudanas tecnolgicas e de comportamento de

nossa sociedade. Essas mudanas sero imperiosas e devero ser

estimuladas pelo Mecanismo de Desenvolvimento Limpo (MDL). Elas podem

ser vistas como oportunidades ou ameaas. Isso vai depender da postura e

da proatividade dos setores industriais envolvidos.

Os gases causadores do efeito estufa no so apenas os gerados na

queima de combustveis fsseis. Outros gases at mesmo muito piores que o

gs carbnico da combusto podem existir em nossas fbricas, tais como o

metano (resultante de decomposies anaerbicas de resduos orgnicos), os

xidos de nitrognio (formados nos processos de combusto), bem como os

gases de unidades de refrigerao.

Existe todo um foco hoje sobre o gs carbnico e sobre as enormes

possibilidades que ele oferece quando seqestrado (pelas nossas florestas

plantadas, por exemplo). Definitivamente, ter-se materiais renovveis como

matria-prima fibrosa e como biomassa energtica, ambas originadas em

nossas florestas plantadas uma ddiva, uma beno para todos ns do

setor de celulose e papel no Brasil. Essa ddiva foi conquistada com muito

esforo tecnolgico do setor e hoje colhemos alguns frutos, graas a ela.

Entretanto, essa uma vantagem competitiva transitria, pois outros pases

28

tambm podem plantar florestas eficientes e produtivas. Fotossntese no

um privilgio brasileiro, concordam?

Hoje, pelos dados disponibilizados em balanos globais de energia, as

emisses de gs carbnico fssil equivalente no caso do setor de celulose e

papel no Brasil correspondem a cerca de 0,3 0,4 toneladas de CO2

equivalente por tonelada de celulose+papel. Entretanto, esses valores no

esto entre os melhores do mundo. Existem pases como Sucia e Noruega,

com muitas fontes de hidreletricidade, em que esses valores so bem

menores (entre 0,15 a 0,2 toneladas de CO2 equivalente por tonelada de

celulose+papel). Por isso mesmo, nosso setor tem grandes oportunidades a

conquistar nesse particular. A vantagem oferecida est ligada s

possibilidades de comercializao de crditos de carbono, conforme alguns

critrios estabelecidos pelos conceitos do MDF Mecanismo de

Desenvolvimento Limpo. O carbono limpo muito valorizado e oferece novas

oportunidades de receitas s empresas.

As maiores fontes de gs carbnico fssil no setor de celulose e papel

so: leo combustvel (cerca de 50%), gs natural (aproximadamente 30%),

leo diesel para transporte de insumos e madeiras (cerca de 5%), e outras

fontes menores (carvo mineral, gs liqefeito de petrleo, etc.). Temos

ainda a considerar que toda empresa que compra energia eltrica atravs

abastecimento por concessionrias precisa ter conhecimento da matriz de

combustveis e de emisses de carbono fssil, caso esteja determinada a

calcular as suas pegadas de carbono ou a vender crditos de carbono. O

grid energtico no Brasil predominantemente de hidreletricidade, mas a

participao de termeltricas est aumentando gradualmente, conforme o

Brasil est descobrindo mais fontes fsseis de petrleo e gs natural. Por

outro lado, o potencial de hidreletricidade est-se exaurindo rapidamente e

as presses ambientais contra mega-projetos de usinas hidreltricas so

enormes por parte da sociedade organizada.

Os temas ambientais para uso da energia crescem em importncia. A

concesso de rtulos ambientais ao papel em diversos pases europeus j

englobam critrios tanto de consumos especficos de energias trmica e

eletricidade, como de gerao especifica de gs carbnico fssil pelas

fbricas de celulose e de papel. Com isso, novos indicadores passam a ser

demandados pelos clientes do papel e da celulose, tais como:

Toneladas de gs carbnico fssil equivalente por tonelada de celulose ou papel;

Toneladas de gs carbnico fssil equivalente por GWh de energia eltrica gerada e/ou consumida.

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Nossas fbricas brasileiras apresentam valores entre 0,20 a 0,5

toneladas de gs carbnico fssil equivalente por tonelada de papel,

englobando nesse valor as emisses da celulose, proporcional participao

da celulose no peso do papel. Afetam esses resultados tambm as fontes

energticas usadas na gerao da energia eltrica, seja prpria ou

comprada. No importa quem produza a celulose utilizada na fabricao do

papel ou a energia que se usa nessa produo todo o carbono fssil precisa

ser avaliado, referenciado e calculado, por isso o termo Pegadas de Carbono

(Carbon Footprints).

Existem trs outros fatores ambientais relevantes associados

fabricao de celulose e papel, e que afetam a ecoeficincia energtica:

Consumo especfico de gua; Gerao de refugos na fabricao do papel; Gerao de resduos slidos em todo o processo produtivo.

A gua um dos grandes venenos na atual forma de se fabricar

celulose e papel. Definitivamente, o excesso de gua desastroso em

termos energticos para o setor. Uma tonelada seca ao ar de celulose na

forma de fardos corresponde a um volume de menos de 2 metros cbicos.

Porm, para se fabricar isso se usam mais de 30 metros cbicos de gua,

que entram na fbrica apenas para veicular as fibras em suspenses que

roubam calor e demandam energia eltrica para bombeamento. Quando

transferimos uma massa fibrosa de um local para outro em consistncia de

3%, significa que para cada 3 unidades de peso de gua, acompanham mais

97 de gua. A gua passeia pelas nossas instalaes fabris, evaporando

calor e distribuindo energia trmica para tubulaes, paredes de tanques,

etc., etc. Alm disso, existem filtrados e guas servidas a bombear, no

apenas massa fibrosa. Fbricas de celulose consomem cerca de 25 a 40

metros cbicos de gua por tonelada seca ao ar de celulose vendvel. A

manufatura de papel na fbrica no integrada de papel consome menos:

cerca de 3 a 15 metros cbicos por tonelada de papel vendvel.

Praticamente 30 a 50% de toda energia trmica agregada ao processo pode-

se perder com os efluentes; mais os 50% de energia eltrica desperdiada

no bombeio de massas e filtrados. J vimos isso, mas bom reforar para

consolidar muito bem essa enorme fonte de desperdcio energtico.

Torna-se portanto cada vez mais vital que as tecnologias migrem para

sistemas que trabalhem com consistncias mais altas em todas as suas

fases; desde lavagens, depuraes, etapas de branqueamento, at mesmo

nas caixas de entrada das mquinas de formar folhas de papel ou celulose.

O fechamento dos circuitos de gua mais um forma de desenvolver

ecoeficincia energtica nas fbricas de celulose e papel. Mas preciso saber

fazer essa otimizao muito bem, com adequados balanos de massa e de

energia. Caso isso no seja feito, muito provvel que consigamos

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economizar gua em um setor da fbrica e que essa gua economizada v

sobrar em outros setores da mesma fbrica. Otimizar consumo de gua no

apenas transferir gua de uma rea para outra, entendido?

Redues de 10 a 15% de consumo de gua nas fbricas impacta em

ganhos ambientais e de consumo energtico nas operaes. Os valores

econmico e ambiental vo depender de onde a economia est sendo

implementada e qual tipo de gua est sendo economizado. O mesmo

raciocnio vlido para vapores e condensados limpos de vapor vivo, outros

tipos de gua de grandes valores econmicos.

Um outro fator ambiental relevante em relao ecoeficincia

energtica a gerao de resduos slidos nas fbricas. Enormes

quantidades de cinzas de caldeiras, partculas, dregs/grits, lodos, etc. se

perdem em nossas fbricas. Todos levam alguma energia e alguma gua

com eles. Como muitas empresas no colocam especificaes de qualidade

para esses resduos, em geral eles so muito ricos em guas e em

temperaturas. Se alguns desses resduos forem destinados a caldeiras para

queima (exemplo: lodos orgnicos, cascas, palitos e ns da depurao, etc.)

eles prejudicaro a ecoeficincia global. Ao invs de gerarem energia til nas

caldeiras, estaro isso sim consumindo energia e estragando a eficincia

trmica dessas caldeiras.

Finalmente, (e eu sempre deixo esse tema para falar duramente e

deixar meu recado) temos os refugos da fabricao do papel. Refugos ou

aparas internas (broke) so outros dos grandes venenos da ecoeficincia

energtica. Eles so na verdade uma das maiores doenas ou vcios de

nossos processos de fabricao. Escrevi um captulo todo sobre refugos do

papel e sua perversidade. Se quiserem l-lo, ficarei muito grato. Visitem:

Ecoeficincia na gesto da perda de fibras de celulose e do refugo gerado na

fabricao do papel . Eucalyptus Online Book. Captulo 06. 97 pp. (2007)

Disponvel em: http://www.eucalyptus.com.br/capitulos/PT06_fibras_refugos.pdf

Os refugos para serem reprocessados e manejados consomem

enormes quantidades de energias trmica e eltrica, alm de gua.

Imaginem que eles precisam de energia para desagregao, movimentao

em fluxos internos e depois calor e energia eltrica para formar novas folhas,

que em parte virar refugo de novo. Um desperdcio e uma perversidade sem

tamanho.

A reduo da gerao de refugos internos do papel contribui decisiva

e significativamente para: melhorar consumo de gua, de energia trmica,

de energia eltrica, de poluentes orgnicos (lodos). Impacta ainda positiva e

decididamente sobre produtividade e sobre a felicidade dos trabalhadores,

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que acabam tendo que fazer esse grande e desmotivador servio de

retrabalho.

Baixa ecoeficincia energtica no privilgio de alguns poucos pelo contrrio, h

muitos precisando de ajuda, mesmo que acreditem que ela no necessria!

As estratgias de ecoeficincia energtica precisam estar alinhadas a

estratgias gerais de ecoeficincia, com as quais ganhos ambientais

relevantes sero alcanados em:

Redues em consumos de gua; Redues de efluentes gerados; Redues nas perdas de gua; Redues em gerao de resduos slidos; Redues gerais de retrabalhos, desperdcios, reprocessamentos, etc.; Redues no uso de matrias-primas e insumos energticos; Aumento das eficincias trmicas, rendimentos de converso

energtica, e continuidade operacional;

Aumento da utilizao de calores secundrios; Etc.

sempre importante que se faam valoraes ambientais,

econmicas e sociais de todas as oportunidades que acreditemos possam

resultar em vantagens energticas. Pela intima correlao entre os fatores

ambientais, energticos e econmicos, essas valoraes so vitais e devem

fazer parte de qualquer atividade objetivando ecoeficincia, qualquer que

seja ela.

Outros ganhos ambientais podero ser alcanados pela ecoeficincia

energtica, a saber:

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Maiores facilidades para atendimento dos requisitos legais aplicados empresa;

Melhor desempenho global da empresa; Melhoria da imagem em funo do reconhecimento de suas aes pela

sustentabilidade e ecoeficincia;

Mais fcil dilogo com as partes interessadas; Melhor qualidade de vida das comunidades interna (trabalhadores) e

externa (vizinhos);

Etc.

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PRINCIPAIS BARREIRAS ECOEFICINCIA ENERGTICA

Um fato curioso e que chama a ateno que todos nas empresas

consideram que a busca da ecoeficincia energtica algo importante e que

deve acontecer. No h quem negue isso. Entretanto, no so muitos os

que mergulham pr valer em programas de racionalizao do uso da

energia. H quase sempre uma obsesso empresarial em aplicar recursos

financeiros em projetos que resultem em aumento de produo e de

eficincia operacional. A ecoeficincia energtica deve-se dar por satisfeita se

ganhos energticos surgirem desses investimentos em produtividade e

capacidade produtiva. Muitas vezes eles at que resultam importantes, pois

o aumento de produo pode pedir algum tipo de investimentos em

disponibilizao de novas quantidades de energia e elas serem buscadas por

racionalizao de consumo. Portanto, em grande maioria das vezes, a

ecoeficincia energtica no a fora motriz das mudanas, mas afetada

positivamente por conseqncias de outros drivers.

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H algumas razes bsicas que podem ser consideradas barreiras ao

processo de implementao de programas de gesto da energia. Dentre elas

destacam-se:

A cultura dos executivos no est voltada para o melhor uso da energia, mas para o menor custo da energia;

H grande desconhecimento dos indicadores setoriais, especialmente em termos de indicadores de performances energticas mais vitais nas

diversas reas de produo. Algumas empresas possuem quando muito

indicadores de consumos globais de energia por tonelada de produto

saindo das mquinas de papel.

H pouca disposio para fortes mudanas tecnolgicas no setor energtico das fbricas existentes (existing mills);

Falta competncia tecnolgica para identificar quais as tecnologias que podem ser implementadas com sucesso, principalmente para fbricas em

operao (existing mills);

Existem muitos vcios de operao arraigados no setor, no apenas por parte de operadores, mas de gestores tambm;

H alguma incapacidade para desenvolver eficientes estudos de viabilidade tcnica, econmica, ambiental e social, de forma

concomitante, inclusive valorando adequadamente todas as vertentes da

ecoeficincia energtica. Essa valorao ainda mais deficiente em

empresas com diversas mquinas de papel e inmeros produtos, onde

sequer so conhecidos de forma adequada os consumos especficos de

energia de cada produto.

H pouca capacidade de investimentos nas pequenas e mdias empresas, logo os itens de performance energtica acabam ficando em segunda ou

terceira prioridades;

No existem polticas energticas em muitas empresas, com metas estratgicas claramente definidas para energia;

Energia no vista como prioritria, pois a empresa tem outros problemas muito maiores a se preocupar;

Etc.

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TECNOLOGIAS & TECNOLOGIAS

COMO ESTAREMOS NS NESSE CONTEXTO?

As alternativas para aumento da ecoeficincia energtica muitas

vezes esbarram na falta de domnio tecnolgico e na prpria incapacidade de

fazer resultar a tecnologia disponvel. Muitas empresas possuem ainda

dificuldades enormes para fazer suas mquinas serem mais eficientes,

atingindo ndices de performance melhores do que os praticados em

operao industrial rotineira. Outras empresas possuem um espectro de

produtos variado e complexo, sendo fabricado em mquinas e setores fabris

com diferentes idades tecnolgicas. Com essa complexidade instalada, os

sistemas de avaliao so dificultados. Mesmo os balanos trmicos e

mssicos so difceis de serem elaborados por falta de medies de fluxos,

temperaturas, presses, etc. Com isso, a criao de indicadores energticos

ainda mais difcil.

A ecoeficincia energtica para ser um programa vitorioso requer que

tenhamos bons conhecimentos sobre:

O projeto da unidade a ser otimizada, desde a concepo de engenharia do mesmo, como de seus desenhos como foi efetivamente construdo

(as built);

A forma como as diversas reas so operadas; As intrnsecas interligaes entre as reas produtivas;

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As limitaes energticas e de performance de cada processo produtivo, suas restries, gargalos, dificuldades de manutenes, peas, eficincias,

etc.;

O desempenho ambiental da fbrica e de reas vitais da fbrica; O conhecimento quantitativo das principais perdas e desperdcios dos

processos em termos de gua, vapor, eletricidade, resduos, refugos,

rejeitos, etc.;

Os rendimentos das fases vitais dos processos: digestor, evaporao, caldeira de recuperao, caldeira de fora, mquinas de formar e secar

folhas, etc.;

Os principais consumos de energia eltrica e calor em fases vitais do processo produtivo.

Conhecidas as tecnologias disponveis em nossa fbrica e seus nveis

sustentados de performance, suas limitaes, seus pontos fortes/fracos, etc.

poderemos caminhar para uma fase seguinte de avaliao tecnolgica que

a comparao de nossos indicadores com os obtidos pela adoo das

chamadas BAT (Best Available Technologies = Melhores Tecnologias

Disponveis). Em geral isso exige um benchmarking (comparao crtica)

com dados de indicadores disponibilizados por algumas entidades

especializadas. Dentre elas podemos citar: IEA - International Energy

Agency; EERE Energy Efficiency and Renewable Energy, do DOE

Department of Energy do governo norte-americano; CIPEC - Canadian

Industry Program for Energy Conservation; PAPRICAN Pulp and Paper

Research Institute of Canada; Berkeley National Laboratory (USA);

CanmetEnergy (Canad); ABTCP Associao Brasileira Tcnica de Celulose

e Papel (Brasil), dentre outros. Na seo sobre referncias da literatura e

sugestes para leitura apresentamos para vocs os websites de diversas

dessas instituies para navegao. Com isso, possvel uma atualizao

sobre o que vem acontecendo em outros pases lderes em produo de

papel e celulose em termos de ecoeficincia energtica. Essas instituies

publicam no apenas os indicadores de melhores performances, como

tambm indicam o status tecnolgico em termos de melhores tecnologias

disponveis setor a setor produtivo para nossas fbricas.

Os dados disponibilizados de consumos energticos referenciais

servem para comparar nossas fbricas no apenas com as fbricas estado-

da-arte (BATs), mas tambm com fbricas referncias ou modelo de mesma

idade tecnolgica (por exemplo: fbricas referenciadas como possuindo boas

prticas energticas e construdas nos anos 80s, 90s, 2000s, etc.).

Vamos ver um exemplo simples de como fazer esse tipo de

comparao. No caso do forno de cal de uma fbrica de celulose kraft, os

melhores valores relatados como consumo de energia trmica so de 1 a 1,2

GJ/tsa e de 0,025 a 0,030 MWh/tsa para eletricidade. Em geral, a maioria

das publicaes se referem a GJ/tsa para calor e em MWh/tsa. Algumas

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padronizam todas as energias em GJ/tsa. ( 1 GJ = 0,278 MWh). Recordemos

que tsa = tonelada seca ao ar, que corresponde ao equivalente a 10% de

umidade)

Para a avaliao comparativa foi desenvolvido um ndice denominado

IEE ndice de Eficincia Energtica. Consiste na razo entre o valor

mostrado como referncia pelas entidades internacionais (para as BATs ou

para fbricas referncias do ano tecnolgico em questo) e o valor mdio

efetivamente praticado na nossa fbrica.

Suponhamos que no forno de cal da fbrica que deseja o

benchmarking o consumo de energia trmica (combustveis do forno) seja

de 1,5 GJ/tsa e o de energia eltrica 0,040 MWh/tsa. De imediato se notam

valores piores que os valores referenciados, o que fornecer valores de IEE

inferiores unidade.

IEE calor forno de cal = 1,1 GJ/tsa : 1,5 GJ/tsa = 0,73

IEE eletricidade forno de cal = 0,0275 MWh/tsa : 0,040 MWh/tsa = 0,69

A primeira concluso a de que nosso forno de cal est sendo

energeticamente menos eficiente do que os fornos existentes em fbricas de

melhores tecnologias de performance. Quanto mais baixo forem os valores

de IEE, pior est sendo o desempenho energtico da rea em questo (ou da

fbrica como um todo). Tambm indicam que existem possibilidades de

ganhos energticos, tanto maiores quanto menores forem os valores de IEE.

No caso desse forno de cal, h que se entender e interpretar os

dados encontrados para pior performance. Algumas perguntas precisam ser

respondidas:

O forno estaria superdimensionado para a sua produo de cal? O forno estaria subdimensionado para essa produo atual de cal? O forno tem manuteno adequada e trabalha em boas condies

operacionais?

O forno tem idade tecnolgica atrasada (por exemplo, tem secagem interna da lama ao invs de um secador do tipo LMD Lime Mud

Dryer)?

O forno de cal tem baixa eficincia operacional muitas paradas e perdas devido no apenas s suas operaes, mas s da fbrica toda?

A fbrica de celulose tem baixa escala de produo (fbrica muito pequena em comparao s fbricas de melhores tecnologias)?

Etc., etc.

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Recomenda-se ainda que essas comparaes sejam feitas com valores

representativos da operao de cada unidade em comparao, que mostrem

dados mdios de pelo menos 15 dias de produo estvel e sustentada da

unidade em avaliao.

Quando os valores de IEE so muito baixos, menores do que 0,5; a

unidade em questo est muito distante das melhores tecnologias

disponveis. Mais do que um projeto de melhoria energtica por otimizaes

de operaes, talvez seja o caso de uma mudana tecnolgica imediata, se a

empresa tiver condies de implementar.

No caso do forno de cal em avaliao, os valores no so to

dramticos e indicam que possvel se otimizar algo de sua performance

energtica atuando em alguns itens tais como:

Melhor atomizao do combustvel nas zona de combusto; Reduo da umidade da lama na entrada do forno; Melhoria da relao ar de combusto/calor do combustvel; Pr-aquecimento do combustvel e do ar de combusto; Enriquecimento em oxignio do ar de combusto; Limpezas mais freqentes das incrustaes; Melhoria no isolamento interno (refratrios) para reduo de perdas

por irradiao;

Melhoria na qualidade do make up de calcreo ou cal comprada; Etc.

Em comparaes entre pases, existe uma recente avaliao feita pela

IEA International Energy Agency, em 2007, para o setor de papel e

celulose (http://www.iea.org/textbase/nppdf/free/2007/tracking_emissions.pdf). Nessa

comparao, o setor de papel e celulose brasileiro tem mostrado evolues

ao longo da anlise dos dados histricos, mas seus dados de IEE de calor

(energia trmica) so de apenas 0,83 quando os pases de melhor

performance esto prximos a 0,90. Portanto, existe um potencial de

melhoria em energia trmica de cerca de 8,5% para nosso setor, em relao

aos pases melhores performantes. J para a eletricidade, nossos valores de

IEE foram ainda mais baixos (de 0,73), quando os pases com melhores

desempenhos tinham valores acima de 0,84. A situao energtica do Brasil

foi considerada similar do Canad. No caso brasileiro, atribuiu-se a

performance energtica no to satisfatria em funo da energia muito

barata sendo produzida por cogerao dentro das fbricas a partir de

biomassas de baixo custo. Com uma energia artificialmente barata, os

estmulos para economia energtica so reduzidos.

Nesse mesmo estudo existe uma avaliao da gerao de gs

carbnico de origem fssil. O valor relatado para o Brasil de 0,4 toneladas de

gs carbnico fssil por tonelada de produto setorial mostra potencial de

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melhoria em relao aos de pases como Noruega e Sucia, com valores

abaixo de 0,2.