PRODUÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA A PARTIR DO BAGAÇO DE CANA-DEAÇÚCAR: CENÁRIOS DE SUBSTITUIÇÃO NA INDÚSTRIA DE ALIMENTOS E
BEBIDAS DO ESTADO DE SÃO PAULO1
Valeria Comitre
Maristela Simões do Carmo
RESUMO: A pesquisa analisa o potencial de cogeração de energia elétrica a partir
do bagaço de cana-de-açúcar em substituição à energia elétrica na indústria de alimentos e
bebidas do Estado de São Paulo para o ano de 2010. Os cenários de projeções de energia
tendencial para o setor industrial de alimentos e bebidas do Estado de São Paulo, procurou
determinar o comportamento apresentado pela demanda dos energéticos para este setor
num horizonte de dez anos e o segundo, cenário eficiente, também chamado de potencial
econômico buscou demonstrar comparativamente as vantagens ou não da substituição
entre energéticos. Por fim, discutiu-se a expansão da área de cana-de-açúcar e alguns
impactos sobre a agricultura paulista. O potencial energético produzido a partir da cana-deaçúcar pode subsidiar três questões fundamentais para o desenvolvimento do país:
produção de energia de fonte renovável, geração de empregos temporários e, uma fonte
alternativa ao consumo de energia, garantindo a autonomia do País para enfrentar possíveis
crises futuras.
Palavras-chave: energia de biomassa, cana-de-açúcar, cenários prospectivos.
1. INTRODUÇÃO
A oferta de energia elétrica de origem hidráulica possibilitou, durante as últimas
décadas, a expansão das atividades econômicas do país contribuindo para sua
industrialização e desenvolvimento. O crescimento da demanda de energia aliado ao
aumento da população associado às dificuldades do Estado de prover os investimentos
necessários à atualização do parque energético nacional, são alguns dos fatores que
contribuíram para o quadro da crise energética que culminou com o racionamento
estabelecido pelo governo federal de junho de 2001 a março de 2002.
Através de medidas governamentais foi criada a Câmara de Gestão da Crise de
Energia Elétrica, a fim de estabelecer diretrizes para programas de enfrentamento da crise de
energia elétrica no país. Além disso, no sentido de se evitar um possível colapso do sistema
de geração de energia elétrica a curto prazo, adotou-se o racionamento baseado num amplo
programa de conscientização da população e dos principais setores da economia
objetivando uma redução de 20% do consumo. Este esforço, aliado às chuvas ocorridas nos
meses de verão (dezembro/2001 a março/2002), que aumentaram os níveis dos lagos das
hidrelétricas, propiciaram a suspensão do racionamento.
Desta forma, o Governo Federal vem empreendendo um conjunto de ações visando
garantir as atividades econômicas e sociais do País. Dentre elas, o Programa de Apoio
Financeiro a Investimentos Prioritários no Setor Elétrico, cujo objetivo principal é o de
contribuir para o aumento de energia elétrica a curto prazo. Neste sentido, foi criada,
através do Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico e Social (BNDES), uma linha
de crédito destinada ao financiamento de projetos voltados à cogeração de eletricidade a
partir do bagaço da cana-de-açúcar.
1
Este trabalho foi realizado com dados da pesquisa da primeira autora “Produção de Energia a partir da Cana-de-Açúcar:
Perspectivas de Ação na Composição da Matriz Energética do Estado de São Paulo”, financiada pelo CNPq (Bolsa RD).
O Programa, lançado em maio de 2001, foi dotado de R$ 250 milhões e destinou-se
às usinas de açúcar e destilarias de álcool de qualquer região do País. O financiamento
pode representar até 80% do valor aplicado na reestruturação da empresa, e ser amortizado
em até dez anos, com pagamentos a serem efetuados durante os meses de safra.
O Brasil é o principal produtor de cana-de-açúcar do mundo, e tem no Estado de
São Paulo um complexo agroindustrial responsável por 60% da cana cultivada no País.
Essa expressiva participação o coloca como um dos principais clientes desta nova carteira
de crédito.
No Estado de São Paulo, de acordo com CASTRO (2001), as 131 usinas e
destilarias são auto-suficientes e empregam o bagaço de cana para gerar a energia que
consomem durante o processo de produção do álcool e do açúcar. Destas, doze geram
excedentes, estimados, para a safra 2001/2002, em 85 megawatts (MW), volume suficiente
para abastecer cerca de 270 mil residências com consumo médio de 250 kWh/mês no
período de safra da cana.
Entre as quatro grandes concessionárias estaduais2, a Companhia Paulista de Força
e Luz (CPFL), cuja área de concessão atende um dos mercados mais desenvolvidos do
País, tem contrato de compra de eletricidade excedente com nove destas usinas, e projeta
essa capacidade para 200 MW em 2005, beneficiando 680 mil residências, o que equivale
a uma comunidade de 2,5 milhões de habitantes, durante os meses de safra.
Tomando-se a CPFL, como exemplo das ações governamentais, encontra-se no
BNDES, em fase de carta-consulta ou de enquadramento, oito pedidos de financiamento
para projetos de cogeração e ainda existem 30 usinas interessadas em investir nessa área
em São Paulo. Em agosto de 2001 foram assinados os primeiros contratos de
financiamentos para cogeração de energia, firmados entre o BNDES, a Companhia
Energética Santa Elisa de Sertãozinho e a usina Cerradinho de Catanduva, ambas no
Estado de São Paulo e a Companhia Paulista de Força e Luz (CPFL), interessada na
compra de energia elétrica (http://www.bndes.gov.br/notícias).
Outro fator relevante, apontado pela Secretaria de Política Econômica do
Ministério da Fazenda em relatório sobre os efeitos do racionamento de energia sobre a
oferta agregada (SPE, 2001), consiste na transferência de energia elétrica entre os setores
da economia como sendo uma alternativa fundamental para diminuir o impacto de um
possível racionamento, bem como para preservar o crescimento da economia.
É fundamental ressaltar que, além de utilizado nas usinas e destilarias, o bagaço é
empregado como combustível em outras indústrias, como substituto dos derivados de
petróleo e da lenha. A indústria de alimentos e bebidas paulista, em especial a cítrica e a da
soja, são grandes consumidoras de bagaço, devido à proximidade de suas unidades de
esmagamento com as regiões canavieiras, e pelo fato de sua sazonalidade coincidir com a
safra da cana-de-açúcar.
Portanto, um maior volume de bagaço, destinado a cogeração de energia elétrica,
necessitaria de uma maior produção de cana, e conforme ressaltaram Veiga Filho & Yoshii
apud CAMARGO et alii (1995), “o Estado de São Paulo não tem mais fronteira agrícola
externa a ocupar, ou seja, não conta com grandes áreas devolutas ou extensos maciços
florestais que poderiam ser utilizados para uso agrícola, de acordo com o processo de
2
No Estado de São Paulo existem treze distribuidoras de energia elétrica, sendo que quatro delas (Bandeirante, CPFL,
Elektro e Eletropaulo) atendem 541 municípios dos 643 existentes, respondendo por 93% da energia fornecida à
população. As outras concessionárias são: Caiuá - Serviços de Eletricidade S. A. (CSE), Companhia Luz e Força de
Mococa (CLFM), Companhia Luz e Força Santa Cruz (CLFSC), Companhia Nacional de Energia Elétrica (CNEE),
Companhia Paulista de Energia Elétrica (CPEE), Empresa Elétrica Bragantina S. A. (EEB), Empresa de Eletricidade
Vale Paranapanema S. A. (EEVP), Companhia Jaguari de Energia (CJE) e Companhia Sul Paulista de Energia (CSPE).
1
evolução da agricultura que ocorreu no passado, feito por incorporação de áreas novas.
Assim, qualquer expansão de área de atividades agrícolas que não ocorra por uso mais
intensivo da terra, será feita por substituição de outras atividades”.
Deste modo haveria o deslocamento de áreas de culturas alimentares de mercado
interno e de produtos de exportação, provocado pelo aumento da área de produção de canade-açúcar. A partir disso, podem ser projetados efeitos na concentração de terras e de renda
no meio rural, e também no aumento da sazonalidade da mão-de-obra.
Não se pode esquecer ainda os impactos no ambiente advindos da perda da
biodiversidade, e da queima na colheita manual, com a expansão da monocultura da cana.
Há que se pensar, portanto, que se a cogeração de energia elétrica pelo bagaço de
cana pode resolver, a curto prazo, os entraves no abastecimento energético, pode também
estar aumentando os custos sociais e ambientais dessa alternativa na matriz energética
estadual. É preciso ter em pauta nesses programas de incentivo quais parâmetros devem ser
estabelecidos no sentido de não acirrar a questão agrária e suas conseqüências, o equilíbrio
e produção entre as culturas alimentares, de exportação e energéticas, além da necessidade
premente de se aplicar a legislação ambiental, para diminuir os impactos no meio natural.
Nesse sentido, pesquisas sobre o emprego de fontes energéticas alternativas, e os
impactos gerados por sua adoção, são de grande relevância, por apontar soluções, a curto
prazo, para subsidiar o planejamento de políticas voltadas ao desenvolvimento econômico.
2. OBJETIVO
Essa pesquisa analisa a cogeração de energia elétrica a partir do bagaço de cana,
capaz de suprir a demanda do setor industrial de alimentos e bebidas do Estado de São
Paulo numa projeção para o ano de 2010.
Para a projeção da demanda foram construídos cenários levando-se em conta as
alternativas possíveis para atender esta expectativa. Foi feita uma abordagem sobre os
impactos que a expansão da área cultivada provocaria na mão-de-obra agrícola e na
composição da produção agropecuária paulitas.
3. METODOLOGIA
3.1. Modelos de Análise e Projeção da Demanda de Energia
Dentre os diversos modelos de análise e projeção de demanda de energia os mais
empregados pelas agências de planejamento, segundo JANNUZZI & SWISHER (1997),
são os econométricos e os técnicos-econômicos, esses últimos também denominados por
usos-finais.
Os modelos econométricos foram aplicados em projeções da demanda de energia
até meados da década de 70. No entanto, mostraram-se incapazes de captar mudanças
significativas no quadro evolutivo do consumo, principalmente no que se refere aos
serviços de energia (iluminação, refrigeração e transporte, dentre outros).
Esses modelos, basicamente, utilizavam, para suas projeções, dados sobre o preço
de energia e renda e, ao estimarem as elasticidades de energia a partir de dados do passado,
não incorporavam outras variáveis, como mudanças na estrutura tecnológica da demanda
de energia, no comportamento do consumidor, bem como em programas de economia de
energia.
Os modelos de usos-finais, por sua vez, desagregam o consumo de energia pelos
seus serviços (força motriz, cocção de alimentos, etc), contemplando, assim, tanto o lado
2
da oferta quanto as possíveis alternativas de tecnologias para a realização desses serviços
em seus usos-finais, que podem ser avaliados empregando-se a técnica de cenarização, do
ponto de vista de seus desempenhos e custos.
As equações usadas para projetar a demanda de energia por usos-finais apresentam
formulações analíticas simples e, são passíveis de alterações conforme a disponibilidade
dos dados e o resultado que se busca para o planejamento dos serviços de energia. Ao
incorporar informações relacionadas ao crescimento desejável da economia brasileira e
utilizá-las para projetar a demanda dos serviços de energia em dado setor, tem
representado um instrumental importante e bastante consistente para análises prospectivas.
Procurou-se, inicialmente, identificar as variáveis fundamentais para a realização
destas projeções e caracterizar, tomando-se o ano de 2000 como referência, os aspectos
sócio-econômicos e energéticos mais relevantes do complexo agroindustrial canavieiro,
bem como da indústria de alimentos e bebidas do Estado de São Paulo.
Algumas variáveis tiveram que ser adequadas ao propósito do trabalho, tendo em
vista a indisponibilidade de dados específicos, tanto para o setor industrial quanto para o
agrícola.
As projeções para atender a demanda da indústria de alimentos e bebidas, no ano
2010, foram realizadas considerando-se dois cenários energéticos, construídos a partir do
modelo discutido em JANNUZZI & SWISHER (1997), aqui denominados tendencial e
eficiente.
3.2. Cenários de Projeções
A técnica de cenarização vem sendo aplicada em diversas áreas do conhecimento, e
basicamente consiste em uma sistematização das informações, devidamente relacionadas, e
capaz de produzir elementos passíveis de análise. É também utilizada como instrumental
de simulação em estudos de planejamento e avaliação da introdução/substituição de
atividades.
A escolha dos cenários deve atender a alguns requisitos, como plausibilidade,
consistência interna, inclusão de todos os fatores críticos relevantes e similaridade com
outros cenários, quando houver propósito de comparação (VIEIRA et alii, 1978).
Seu emprego para a projeção da demanda de energia tem, à semelhança de estudos
em outras áreas, o objetivo de avaliar diferentes alternativas, sejam elas tecnológicas,
econômicas ou ambientais, capazes de proporcionar o mesmo nível de serviços de energia
que estão sendo demandados.
JANNUZZI & SWISHER (1997) definem cenário “como sendo um conjunto de
hipóteses que descrevem as características sócio-econômicas, requerimentos de demanda
de energia e estratégias de atendimento dessa demanda”.
Os cenários projetados pelo modelo de usos-finais procuram comparar diferentes
alternativas para satisfazer um determinado nível de serviços de energia, contemplando
ainda informações sobre a evolução do crescimento econômico.
Admitiu-se como hipótese básica, que, qualquer que seja a trajetória da economia
brasileira até 2010, ela não sofrerá solução de continuidade ou transformações radicais em
relação ao comportamento observado nos últimos anos.
3.2.1. Cenário Tendencial
Este cenário supõe, para o horizonte temporal proposto (2010), que a oferta de
bagaço de cana e de energia elétrica na indústria de alimentos e bebidas seja mantida nos
3
mesmos níveis atuais, portanto guardando as características observadas no ano base
(2000), refletindo, assim, os níveis de crescimento historicamente observados. Neste
cenário não se admitem alterações na composição do consumo de energia, seja em função
da melhoria da eficiência dos usos finais, seja da conservação ou da substituição de
energéticos. É portanto, uma projeção tendencial em que não existem alterações nas
políticas para o setor energético.
Logo, vai apresentar, de acordo com as evoluções da economia do período, um
acréscimo em relação ao consumo final de energia do ano base, como conseqüência do
crescimento das variáveis explanatórias utilizadas, como o PIB e a participação do
consumo de energia nos diversos usos finais.
As projeções das demandas dos consumos de energia utilizaram, como referência, a
planilha de cálculo apresentada em JANNUZZI & SWISHER (1997). A projeção do
consumo final requer que se tenha, para o ano base, o conhecimento das seguintes
variáveis:
Intensidade Energética (I) = fluxo de energia por unidade de serviço. No caso da
indústria pode ser definida como a quantidade de energia por tonelada do produto em
kcal/R$.
Produto Interno Bruto (PIB) = o valor da produção, a preços de mercado, realizada
dentro das fronteiras geográficas do País. Segundo UGAYA (1996), para se realizar um
estudo sobre energia em um determinado setor é necessário relacionar o consumo de
energia deste com algumas variáveis sócio-econômicas. A autora cita estudos realizados
por Chateau (1982) e Goldemberg et alli (1988), que demonstram que, no caso do setor
industrial, a demanda por energia está diretamente relacionada com o Produto Interno
Bruto.
Horas-ano de trabalho (M) = número de horas por ano (horas/ano) de
funcionamento do setor, admitindo-se que as indústrias funcionem durante os 365 dias.
Taxa de crescimento (TC) = estimativa de crescimento médio anual projetado para
o setor em função de determinadas variáveis econômicas, em percentagem (%).
A energia total do setor E(X) no ano base é calculada pela equação expressa em
tEP/ano:
E(X) = PIB * I * M
A partir da obtenção do valor correspondente à energia consumida pelo setor no
ano base é possível projetá-lo para o horizonte desejado, no caso, dez (10) anos, fazendo
uso da equação3:
E(X + 10) = PIB (X + 10) * I * M, onde
PIB (X + 10) = PIB * (I + TC)
Uma vez que o estudo procura enfocar somente a substituição entre os energéticos,
considerou-se o consumo de todos os usos finais de energia elétrica a serem substituídos
pela cogeração a partir do bagaço de cana, de acordo com a Agência para Aplicação de
Energia - AAE (1990).
3
Os cálculos das projeções foram realizados utilizando-se o software Mathematica for Windows (versão 2.2.3) da
Microsoft.
4
3.2.2. Cenário Eficiente
No cenário eficiente pode se contemplar tanto a melhoria dos diversos usos finais,
via reduções de consumo e de potência, como a possibilidade de substituição entre
energéticos. Este pode ser construído em função da finalidade que se pretende atingir, em
diversos tipos de cenários, dentre eles, o potencial técnico, o potencial econômico e o
potencial de mercado.
Nesta pesquisa são apresentados os resultados utilizando-se o cenário eficiente,
contemplando o potencial econômico para avaliar a alternativa de cogeração de energia
elétrica a partir do bagaço de cana.
Assim, a redução do consumo da fonte substituída, em contrapartida com a fonte
que deverá substituí-la, pode ser avaliada por meio de algumas variáveis econômicas e
ambientais, como tipo de combustível, poder calorífico, eficiência do sistema de conversão
e de uso-final, emissão de poluentes (CO2) e custos. Essa análise, portanto, avalia, além
dos custos econômicos para a indústria, os efeitos que a implementação da substituição
implicará em termos de custos ambientais e outras externalidades.
Neste cenário compara-se os efeitos da substituição entre energéticos utilizados no
processo produtivo levando-se em conta especificidades como emissões de carbono,
eficiência tecnológica e custos, conforme JANNUZZI & SWISHER (1997):
E = Carga/Ef
TE = E * DEC/DE = (DEC/DE) * Carga/Ef
CA = (Ccap * FRC) + (E * Ccomb), onde
E = Uso de energia anual (tEP/ano).
Carga (ou potência) = carga de energia útil anual (tEP/ano).
Ef = Eficiência da tecnologia do uso final (%).
TE = Taxa de emissão anual (t/ano).
DEC/DE = intensidade de emissão do combustível (t/tEP)
CA = Custo anual do serviço ($/ano)
Ccap = Custo de capital da tecnologia de uso final ($).
FRC = Fator de recuperação de capital4 = [r (1+r)n / (1+r)n - 1], onde
r = taxa de retorno
n = vida útil do equipamento
Ccomb = custo unitário do combustível (R$/tEP).
O cenário eficiente corresponde ao incremento da produção para fazer frente às
metas de crescimento da demanda por bagaço da cana, pressupondo diversos
desdobramentos. Excluindo-se o aumento do rendimento industrial haveria duas outras
soluções possíveis, a expansão da produção da matéria-prima (área cultivada de cana) e a
elevação da produtividade da lavoura.
Destaque-se que a expansão da área da lavoura de cana pode provocar alterações no
nível de emprego e mudanças na composição do setor agropecuário.
4
Fator de recuperação de capital é definido pela relação inversa entre o valor presente líquido e a sua distribuição em
parcelas uniformes ao longo do fluxo de caixa (NORONHA, 1981).
5
3.3. Dados do Setor Agrícola no Ano 2000
Considerando-se as 46 principais culturas a SEADE (2001) calculou o equivalente
em homens-ano (EHA)5 ocupados em cada atividade em 729.800 ou 145.960 homens-dia
por ano (hd/ano). Destes, 212.882 EHA (42.576 hd/ano), ou seja, 29,17%, estavam
ocupados na cultura da cana-de-açúcar (Tabela 1).
Tabela 1. Área Cultivada e Demanda da Força de Trabalho Agrícola, segundo as Principais
Culturas, 2000.
Principais Culturas
Área
%
Força de Trabalho
%
1.000 ha
EHA(1)
Abacaxi
3,20
0,04
735
0,10
Algodão
65,80
0,91
9.606
1,32
Alho
0,30
0,00
319
0,04
Amendoim
76,60
1,06
6.429
0,88
Arroz
49,60
0,69
5.230
0,72
Banana
63,70
0,88
27.706
3,80
Batata
27,80
0,39
5.500
0,75
Café
366,40
5,08
136.588
18,72
Cana-de-Açúcar
2.727,00
37,82
212.882
29,17
Cebola
10,80
0,15
4.095
0,56
Chá
4,10
0,06
2.554
0,35
Eucalipto
720,50
9,99
30.994
4,25
Feijão
179,70
2,49
15.467
2,12
Figo
0,60
0,01
590
0,08
Fumo
0,20
0,00
139
0,02
Goiaba
3,90
0,05
2.982
0,41
Laranja
843,50
11,70
90.993
12,47
Maçã
0,40
0,01
209
0,03
Mamona
2,80
0,04
401
0,05
Mandioca
51,10
0,71
9.565
1,31
Maracujá
3,50
0,05
1.715
0,23
Melancia
5,60
0,08
1.969
0,27
Milho
1.081,90
15,01
25.385
3,48
Morango
0,90
0,01
6.445
0,88
Olerícolas(2)
86,30
1,20
79.180
10,85
Pêssego
3,40
0,05
2.720
0,37
Pinus
159,0
2,21
4.975
0,68
Seringueira
35,40
0,49
11.003
1,51
Soja
535,00
7,42
8.814
1,21
Sorgo
72,70
1,01
476
0,07
Tomate Rasteiro
3,60
0,05
590
0,08
Trigo
14,0
0,19
89
0,01
Uva
10,90
0,15
23.455
3,21
Total
7.210,20
100,00
729.800
100,00
(1) EHA – equivalentes-homens-ano. Um EHA corresponde a 0,2 dias de trabalho de 8 horas de um homem.
(2) Incluem abóbora, abobrinha, alface, batata-doce, berinjela, beterraba, brócolis, cenoura, chuchu, couve,
couve-flor, milho verde, mandioquinha, pepino, pimentão, quiabo, repolho, tomate envarado e vagem.
Fonte: FUNDAÇÃO SEADE, 2001.
5
Equivalentes homens é uma medida de emprego com o intuito de se obter o número médio de trabalhadores
convertendo também o trabalho de mulheres e crianças em equivalente homem. De acordo com GONÇALVES &
SOUZA (1998), 1000 equivalentes-homem-ano corresponde a 200 dias de trabalho de 8 horas.
6
Os impactos sobre a demanda da força de trabalho podem ser calculados, seguindo
a metodologia da fundação SEADE, cuja projeção conservadora se apóia na manutenção
do número de equivalentes-homem-ano por hectare (EHA/ha). O efeito substituição,
provocado pela ampliação da área com cana sobre as áreas de outras culturas foi estimado
com base em pesquisas desenvolvidas por IGREJA & CAMARGO (1992) e CAMARGO
et alii (1995) para o Estado de São Paulo.
3.4. Matriz Energética Paulista
O consumo final de energia por setor de atividade no Estado de São Paulo, em
2000, correspondia a 510.045*109 kcal ou 70.131*103 tEP (Tabela 2).
Tabela 2. Composição Setorial do Balanço Energético do Estado de São Paulo, 2000.
Setores
109 kcal
Consumo Final não Energético
77.387
Consumo Final Energético
432.658
Setor Energético
24.488
Residencial
43.192
Comercial
17.566
Público
8.673
Agropecuário
11.409
Transportes
150.977
Industrial
176.353
Total
510.045
Fonte: Balanço Energético do Estado de São Paulo, 2001.
%
15,17
84,83
4,80
8,47
3,44
1,70
2,24
29,60
34,58
100,00
A matriz energética do Estado de São Paulo, no mesmo ano, apresentou a
distribuição da Tabela 3.
Tabela 3. Composição por Energético do Balanço Energético do Estado de SP, 2000.
Energéticos
Carvão Vapor
Gás Natural
Lenha
Outras Primárias
Energia Primária
Óleo Diesel
Óleo Combustível
Gasolina
GLP
Nafta
Querosene
Gás Canalizado
Gás de Coque
Coque de Carvão Mineral
Eletricidade
Carvão Vegetal
Álcool (Hidratado e Anidro)
Bagaço de Cana
Outras Secundárias
Energia Secundária
Total
109 kcal
364
13.286
10.863
7.364
31.877
76.649
42.639
45.768
22.494
22.146
15.839
4
2.433
10.633
90.098
1.276
16.994
58.116
73.079
478.168
510.045
%
0,07
2,60
2,13
1,44
6,25
15,03
8,36
8,97
4,41
4,34
3,11
0,00
0,48
2,08
17,66
0,25
3,33
11,39
14,33
93,75
100,00
Fonte: Balanço Energético do Estado de São Paulo, 2001.
7
Segundo dados do BEESP (2001) o consumo final de biomassa na matriz está
presente de maneira significativa nos setores energético (22,4%), de transportes rodoviário
(11,3%) e industrial (66,2%), destacando-se, neste último, a indústria de alimentos e
bebidas (62,3%).
Dentre estes energéticos, os produtos da cana-de-açúcar estão representados pelo
álcool (hidratado utilizado como combustível em carros e anidro misturado à gasolina) no
setor de transportes e bagaço nos setores industrial e energético.
O consumo final de energia elétrica, por sua vez, contabiliza 90.098*109 kcal, em
que se destacam os setores industrial com participação de 44,20%, sendo que o ramo de
alimentos e bebidas responde por 13,06% deste consumo, e os setores residencial por
26,85% e o comercial com 15,13%.
3.5. O Consumo de Energia no Setor Industrial
O consumo total de energia do setor industrial corresponde a 176.353*109 kcal ou
27.873*103 tEP. Deste total, 37.246*109 kcal referem-se ao consumo de eletricidade e
62.200*109 kcal ao de bagaço, respectivamente 21,12% e 35,27% do total de energia
consumida pelo setor.
Apresentam-se as participações do consumo de energia por usos-finais para o
segmento de alimentos e bebidas, publicadas em estudo da Agência para Aplicação de
Energia (Tabela 4).
Tabela 4. Distribuição do Consumo de Energia por Usos Finais na Indústria de Alimentos
e Bebidas, Estado de São Paulo, 2000.
Usos Finais
Energético
Eletricidade (%)
Óleo Combustível e
Derivados(1) (%)
Caldeira
28,00
40,00
Secador/Estufa
12,00
0,00
Força Motriz
0,00
48,00
Iluminação
0,00
3,00
Outros
60,00
9,00
Total
100,00
100,00
(1) Inclui óleo diesel, GLP e querosene.
(2) Inclui lenha, carvão vapor e gás natural.
Fonte: A partir dos dados da AAE (1990) e BEESP (2000).
Bagaço de Cana e
Outros(2) (%)
89,00
11,00
0,00
0,00
0,00
100,00
O consumo de bagaço neste ramo industrial destina-se à caldeira (89,00%) e ao
secador/estufa (11%) como usos-finais. Já a eletricidade é empregada na caldeira (40%) e
em motores (48%), além de servir à iluminação (3%) e demais usos (9%).
Quanto ao consumo específico, ou seja, a intensidade energética na indústria de
alimentos e bebidas estimada para o setor em São Paulo, representando a relação entre o
consumo total de energia pelo produto interno bruto do setor, o valor foi de 5,15 kcal/R$
(BEESP, 2000).
4. ANÁLISE DOS RESULTADOS E DISCUSSÃO
8
4.1. Cenário Tendencial
A energia total estimada para a matriz energética do Estado de São Paulo, para o
setor industrial e para o ramo de alimentos e bebidas, no ano base (2000), compreendeu a
intensidade energética (I) calculada com dados do ano anterior (1999), admitindo-se que a
mesma relação se mantivesse para a estimativa do total consumido de 2000, e
correspondeu a 1,52 Kcal/R$ (matriz energética), 1,35 Kcal/R$ (setor industrial) e 5,15
Kcal/R$ (alimentos e bebidas), a partir do BEESP (2000).
O Produto Interno Bruto (PIB), correspondente ao ano de 1998, foi obtido com os
dados da SEADE (2001), como sendo R$ 324.012 milhões (Estado de São Paulo), R$
121.346 milhões (setor industrial) e R$ 13.474 milhões (alimentos e bebidas).
As horas/ano (M) de funcionamento das indústrias, 1.095, foi estimada por
UGAYA (1996).
A taxa de crescimento (TC) média anual estimada para o crescimento econômico
foi de 4,5%, baseada em dados do Fundo Monetário Internacional e Banco Mundial,
publicada no relatório Perspectivas da Economia Mundial (WORLD ECONOMIC
OUTLOOK, 2000), de setembro de 2000.
Inicialmente, abordou-se o consumo energético total para o cenário tendencial da
matriz energética considerando-se todos os energéticos que compõem a matriz.
O consumo total de energia da matriz paulista, do setor industrial e do ramo de
alimentos e bebidas, no ano base, bem como as projeções de energia para o cenário
tendencial em 2010 encontram-se na Tabela 5.
Tabela 5. Consumo Real e Calculado de Energia da Matriz Paulista, Setor Industrial e
Ramo de Alimentos e Bebidas, Estado de São Paulo, 2000.
Setores
Estado de São Paulo
Industrial
Alimentos e Bebidas
2000
Real (tEP)
71.670.000
28.477.000
9.929.000
2010
Calculado (tEP)
108.147.000
44.223.900
15.419.400
Fonte: Dados da pesquisa.
No caso das projeções dos consumos de energia elétrica e bagaço de cana para o
setor industrial e para o ramo de alimentos e bebidas utilizaram-se os valores das variáveis
[PIB, M, E(X), TC e I], descritas anteriormente, que resultaram nas projeções da Tabela 6.
Tabela 6. Consumo Real e Calculado de Bagaço de Cana e Energia Elétrica, Setor
Industrial e Ramo de Alimentos e Bebidas, Estado de São Paulo, 2000 e 2010.
Setor
Industrial
Bagaço de Cana
Energia Elétrica
Alimentos e Bebidas
Bagaço de Cana
Energia Elétrica
2000
Real (tEP)
2010
Calculado (tEP)
7.473.000
12.836.000
11.605.300
19.933.900
7.416.000
1.677.000
11.516.800
2.604.330
Fonte: Dados da pesquisa.
A energia elétrica demandada pela indústria de alimentos e bebidas foi de
1.677*103 tEP/ano e a projetada para 2010 de 2.604*103 tEP/ano. Esse valor, em 103 tEP,
9
convertido em bagaço de cana (103t) pelo fator 0,209 corresponde a 12.459*103 toneladas
de bagaço.
4.2. Cenário Eficiente ou Cenário Potencial Econômico
Para o cenário eficiente, onde se procuram verificar os efeitos da substituição entre
energéticos utilizados no processo produtivo salientou-se a necessidade de se considerar
novas formas de geração de energia a curto prazo e os efeitos que suas adoções
provocariam junto aos setores envolvidos.
A energia necessária ao aquecimento da caldeira foi de 11.105 * 103 tEP/ano
(BEESP, 2001). Esse valor representa a soma de 89,00% de energia do bagaço (8.750*103)
acrescido de 40,00% (2.355*103) de energia elétrica usados na caldeira. Admitiu-se uma
caldeira mista onde o bagaço apresenta uma eficiência de 75% e a eletricidade 88%, cujo
valor foi estimado em R$ 32 milhões6.
Com respeito às emissões produzidas pelo ramo de alimentos e bebidas, constatouse que 0,74 mega toneladas de carbono por ano (MtC/ano) são lançados na atmosfera pela
combustão de biomassa (BEESP, 2001), presumindo-se que as emissões relativas ao
bagaço referem-se ao aquecimento da caldeira e ao secador/estufa.
Além disso, a fuligem produzida pela utilização do bagaço de cana nas caldeiras
industriais polui, à semelhança das queimadas, o entorno das indústrias, que necessitam de
equipamentos retentores de fuligem para garantir uma eficiência de 98% (MANFRIM &
SEVERI, 2001).
O custo médio da energia gerada a partir do bagaço foi estimado em R$ 84,21/tEP e
o da eletricidade em R$ 288,62/tEP (BEN, 2000).
O fator de recuperação de capital foi calculado para duas situações distintas. Na
primeira considerou-se a vida útil da caldeira em 15 anos, levando-se em conta a
obsolescência técnica, e na segunda o sucateamento físico em 30 anos. Para a outra
variável que compõe os cálculos, a taxa de desconto, admitiu-se a taxa de juro paga pelas
instituições financeiras às aplicações em poupança, ou seja de 6% ao ano, resultando nos
respectivos fatores: 0,10 e 0,073.
Os resultados obtidos, usando-se as relações mencionadas para avaliar os custos
anuais e as emissões de CO2 para a caldeira acionada à bagaço e a energia elétrica, podem
ser observados na Tabela 7.
Tabela 7. Custos Anuais, Emissões de CO2 e Custos de Energia para o Bagaço
Eletricidade no Setor de Alimentos e Bebidas, 2000.
Emissões
Energético
Custos Anuais (103 R$)
Anuais de CO2
Vida Útil – 15
Vida Útil – 30
MtC/ano
anos
anos
Bagaço de Cana
1.250.069
1.249.205
0,74
Energia Elétrica
3.645.387
3.644.523
--Fonte: Dados da pesquisa.
de Cana e
Custos de
Energia
R$/tEP
84,21
288,62
O tempo de vida útil do equipamento, parte integrante dos cálculos do fator de
recuperação de capital, não representou um item de diferenciação importante, uma vez que
6
Informações fornecidas pelo representante de vendas da Ata- Combustão Técnica S.A., ao qual as autoras agradecem.
10
os valores das economias de custos anuais foram absolutamente iguais, bem como os
preços da energia economizada7.
O cenário eficiente mostra que as economias de custos anuais, obtidas pela
diferença entre os custos dos energéticos, representaram R$ 2.395.318.133,00 para
substituir a eletricidade pelo bagaço de cana na caldeira.
Levando-se ainda em conta que a eletricidade tem um valor de energia primária
3,4273 vezes superior ao do bagaço ter-se-ía uma economia de energia primária na ordem
de 28.443.521 tEP/ano, calculada como segue:
EP = 3,4273 (12.619.318) – 14.806.667 = 28.443.521 tEP/ano
O custo da energia elétrica economizada seria de R$ 98,80/tEP, obtido pela
relação: [32*106 (0,10) + 14.806.667 (84,21) - 32*106 (0,10)]/ 12.619.318.
Portanto, o custo calculado é inferior ao preço considerado para aquele energético
de R$ 288,62/tEP e, do ponto de vista econômico, o custo da energia elétrica conservada
substituída pelo bagaço de cana-de-açúcar representaria uma alternativa vantajosa.
Já as economias de emissões anuais de CO2 apontam uma vantagem para a
manutenção da energia elétrica. Do ponto de vista ambiental a comparação entre as
emissões de poluentes, especificamente do CO2, um dos gases responsáveis pelo chamado
efeito estufa, mostrou vantagem da eletricidade sobre o bagaço de cana. Ressalte-se,
porém, conforme salientado no Balanço Energético do Estado de São Paulo, que as
emissões produzidas pela combustão da biomassa “não contribuem para o efeito estufa,
desde que sua utilização seja acompanhada da equivalente reposição da matéria-prima
vegetal, pois o processo de fotossíntese retira da atmosfera, a quantidade correspondente
de carbono liberada na combustão. Existe consenso de que o uso da biomassa como
energético em um sistema efetivamente renovável, ou seja, com reposição da biomassa
utilizada, o balanço de CO2 é nulo” (BEESP, 1996). Para que as emissões sejam
compensadas pela fotossíntese é necessário haver uma proximidade entre a indústria e as
áreas “absorvedoras”, visto que a importância está em se obter um equilíbrio entre emissão
e assimilação de CO2, cuja mensuração é difícil de ser realizada.
4.3. Impactos na Agricultura
Considerando que a área plantada com cana de açúcar representou cerca de 15% da
área agrícola paulista, no ano base de 2000, a substituição total da energia elétrica pelo
bagaço de cana na indústria de alimentos e bebidas, necessitaria de uma quantidade de
cana que produzisse 12.459*103 toneladas de bagaço para cogerar energia elétrica. Isto
significa 49.837.320 toneladas obtida pela relação produção de bagaço por tonelada de
cana através da expansão da área em 684.264 hectares.
Neste sentido, o cenário que se vislumbra, em função dos investimentos do setor
energético, produzirá importantes reflexos sobre o setor agrícola paulista. Os impactos
7
Os cálculos utilizando-se o tempo de vida útil de 15 anos, por exemplo, foram os seguintes:
Para a caldeira à bagaço de cana:
E = 11.105.000/0,75 = 14.806.667 tEP/ano
TE = 0,74 MtC/ano
CA = 32*106 (0,10) + 14.806.667 (84,21) = R$ 1.250.069.428,00
Para a caldeira à eletricidade:
E = 11.105.000/0,88 = 12.619.318 tEP/ano
TE = 0 MtC/ano
CA = 32*106 (0,10) + 12.619.318 (288,62) = R$ 3.645.387.561,00
11
decorrentes da expansão da área de cana-de-açúcar incorrerão, basicamente, em
transformações na agricultura, na redistribuição regional da produção, no aumento da
concentração fundiária, e ocupação da mão-de-obra agrícola, com efeitos no volume de
emprego na agricultura.
Utilizando-se os dados sobre a quantidade de hectares e de equivalentes homens
ano ocupados em 2000, por atividade, calculou-se o deslocamento de área das principais
culturas que tradicionalmente cedem espaço para a cultura da cana, de acordo com
IGREJA & CAMARGO (1992) e CAMARGO et alii (1995), e da respectiva mão-de-obra
empregada para o ano 2010 (Tabela 8).
Tabela 8. Área Cultivada com as Principais Culturas Substituídas e Demanda da Força de
Trabalho Agrícola Efetiva e Deslocada, Estado de São Paulo, 2000 e 2010.
2000
Cultura
Área Deslocada
(%)
Força de
Trabalho
(EHA)
(ha)
Força de
Trabalho
Deslocada
(EHA)
0.07
1.46
1.70
1.10
0.62
8.13
15.98
3.99
nd
0.06
1.13
24.00
37.85
3.53
0.08
0.30
100.00
735
9.606
6.429
5.230
5.500
136.588
30.994
15.467
nd
401
9.565
25.385
1.160
4.975
590
89
252.711
478
9.990
11.633
7.527
4.242
55.632
109.346
27.302
nd
411
7.732
164.223
258.994
24.154
547
2.053
684.264
109
1.457
976
793
839
20.737
4.703
2.349
nd
58
1.447
3.852
176
755
89
13
38.353
Área
(ha)
Abacaxi
3.200
Algodão
65.800
Amendoim
76.600
Arroz
49.600
Batata
27.800
Café
366.400
Eucalipto
720.500
Feijão
179.700
Mamão
nd
Mamona
2.800
Mandioca
51.100
Milho
1.081.900
Pastagem Natural
1.706.640
Pinus
159.000
Tomate Rasteiro
3.600
Trigo
14.000
Total
4.508.640
nd = dado não disponível.
Fonte: A partir de SEADE (2001).
2010
Dos 684.264 hectares a serem incorporados pela cana-de-açúcar, 37,85% seriam
provenientes de pastagem natural, 24,00% de milho, 15,98% do eucalipto, 8,13% de café,
3,99% de feijão, 3,53% do pinus, 1,70% do amendoim, 1,46% de algodão, e os 3,36%
restantes distribuídos entre as culturas de abacaxi, arroz, batata, mamona, mandioca,
tomate rasteiro e trigo.
A expansão da área com cana-de-açúcar em 684.264 hectares representaria, no
total, a perda de 38.353 equivalentes homens ano nas culturas que cederiam área , contra o
emprego de 53.417 EHA, que teriam ocupação naquela atividade, portanto um aumento da
demanda da força de trabalho de 15.064 EHA.
5. CONCLUSÕES
Do ponto de vista do planejamento, pensar a médio e longo prazos é um desafio e
uma necessidade. Nesse sentido, exercícios de cenários realçam a importância daquelas
12
que podem ser consideradas alternativas para se atingir metas de crescimento,
identificando as variáveis fundamentais para a concretização destas projeções.
Neste trabalho foram projetados e discutidos dois cenários para o consumo de
energia elétrica na indústria de alimentos e bebidas do Estado de São para o ano 2010,
diante de uma perspectiva de crescimento moderado da economia brasileira. Discutiu-se,
ainda, a viabilidade da substituição da energia elétrica, no processo de produção industrial,
contemplando aspectos sócio-econômicos e ambientais.
Os resultados das projeções do consumo de energia para o setor, em 2010, bem
como da análise do potencial econômico da substituição entre os energéticos, mostraram
que o modelo utilizado é um instrumental importante e consistente para análises
prospectivas.
A análise econômica salientou os benefícios em se promover a substituição da
energia elétrica nas caldeiras, pelo bagaço de cana-de-açúcar, devido à economia nos
custos. O cenário eficiente ou potencial econômico demonstrou que, sob o ponto de vista
dessas economias, existem benefícios em se substituir a energia elétrica pelo bagaço de
cana nas caldeiras da indústria de alimentos e bebidas, seja como medida de conservação
de energia primária ou como vantagem dos custos anuais para a indústria.
Sob o enfoque ambiental, a substituição da energia elétrica pelo bagaço de cana,
mostrou-se desvantajosa em virtude de seu maior impacto na taxa de emissão de CO2 que,
no entanto, pode ser compensada pela maior área fotossintética proveniente dos plantios de
cana adicionais. Apresenta-se também como uma medida de conservação dos recursos
naturais ao promover uma importante economia de energia primária.
Quanto aos impactos no setor agrícola se concluiu que a ampliação territorial das
áreas com cana-de-açúcar devem intensificar o deslocamento das culturas que,
historicamente, já vêem sendo substituídas por outras tão dinâmicas e rentáveis quanto ela.
E, em relação à ocupação da força de trabalho tem-se um horizonte de aumento da
demanda pela mão-de-obra temporária, ou seja, de aumento da oferta de emprego.
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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