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Aqui você vai encontrar informações sobre como gerar energia e utilidades para o seu negócio de forma eficiente e sustentável.

Rolos de papel em linha de produção industrial de forma ilustrativa sobre cogeração de energia em papel e celulose.

Cogeração de energia com biomassa em papel e celulose: como aumentar a estabilidade térmica?

Na indústria de papel e celulose, a cogeração de energia não deve ser avaliada apenas pela quantidade de eletricidade e vapor produzidos.

Em processos contínuos, a qualidade e a estabilidade da energia térmica entregue à produção também influenciam o desempenho da fábrica.

Oscilações de pressão, temperatura ou disponibilidade de vapor podem exigir ajustes operacionais, interferir na secagem e aumentar o consumo para manter a mesma produtividade.

Por isso, uma cogeração de energia eficiente precisa também entregar energia térmica nas condições exigidas pelo processo.

Essa discussão é especialmente relevante em um setor no qual fontes renováveis já têm forte participação. Segundo a Indústria Brasileira de Árvores (Ibá), 98,2% das fontes utilizadas para produção de energia pelas empresas consultadas em 2024 eram renováveis, com destaque para licor preto, com 89,4%, e biomassa florestal, com 8,7%.

A oportunidade, portanto, não está apenas em utilizar biomassa, mas em transformar esse recurso em eletricidade e vapor com eficiência, estabilidade e confiabilidade.

Cogeração de energia: por que a eficiência precisa chegar ao processo?

A cogeração de energia permite produzir eletricidade e energia térmica útil de maneira integrada.

Em sistemas com caldeira e turbina a vapor, a biomassa pode ser utilizada para gerar vapor em alta pressão. Parte dessa energia é convertida em eletricidade na turbina, enquanto o vapor continua disponível para atender às necessidades térmicas da operação.

Em configurações de contrapressão, por exemplo, o vapor que deixa a turbina pode seguir diretamente para processos industriais. Esse aproveitamento integrado pode elevar significativamente a eficiência energética.

Segundo a Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (EPA), sistemas de cogeração normalmente atingem eficiências totais entre 60% e 80%, considerando eletricidade e energia térmica útil.

No entanto, esse percentual, sozinho, não mostra se a fábrica está recebendo o vapor nas condições necessárias. Se pressão, vazão ou disponibilidade oscilam, o processo pode precisar compensar essas variações mesmo quando a geração apresenta bom desempenho energético.

É essa diferença que importa para a operação: eficiência na geração só se transforma em ganho produtivo quando a energia útil chega ao processo com estabilidade.

Em papel e celulose, essa estabilidade ganha ainda mais relevância porque a produção envolve processos contínuos, baixa tolerância a falhas e etapas particularmente sensíveis à disponibilidade e às condições do vapor.

Nesse contexto, a cogeração precisa ser pensada não apenas pelo que gera, mas também pela capacidade de sustentar o processo com previsibilidade térmica.

Como a cogeração com biomassa pode aumentar a estabilidade térmica na indústria de papel e celulose?

A biomassa tem forte aderência ao setor de papel e celulose por fazer parte da própria cadeia florestal. Ainda assim, utilizar uma fonte renovável não garante automaticamente uma operação térmica estável.

O sistema precisa ser dimensionado a partir do comportamento real da fábrica, considerando:

  • Demanda térmica: quanto vapor é necessário, em quais pressões e como o consumo varia;
  • Demanda elétrica: perfil da carga e potencial de aproveitamento da geração;
  • Biomassa: disponibilidade, qualidade e regularidade do suprimento;
  • Controle: capacidade de geração e distribuição de responder às mudanças do processo;
  • Confiabilidade: redundância, manutenção e disponibilidade dos ativos.

Em sistemas com turbinas de contrapressão, geração elétrica e fornecimento térmico fazem parte do mesmo balanço: o vapor gera eletricidade e permanece disponível em uma pressão compatível com o uso previsto no processo.

A cogeração tende, portanto, a ter maior aderência quando há demanda simultânea e recorrente por eletricidade e energia térmica. Seu dimensionamento não deve partir apenas da quantidade de eletricidade que é possível produzir, mas também de quanto vapor a fábrica precisa, em quais condições e com quais variações ao longo da produção.

Onde a estabilidade térmica pode se perder entre a geração e o processo?

Mesmo uma cogeração bem dimensionada pode perder eficiência entre a geração do vapor e o ponto em que essa energia térmica é utilizada.

Variações de pressão e vazão, perdas nas redes, baixo retorno de condensado, isolamento deficiente ou controles que não respondem adequadamente às mudanças de carga podem fazer a fábrica consumir mais energia para manter as mesmas condições produtivas.

Por isso, analisar apenas a caldeira ou a turbina não é suficiente. Geração, distribuição e consumo precisam ser tratados como partes de um mesmo sistema térmico, especialmente em etapas de secagem, nas quais a estabilidade do vapor tem relação direta com o desempenho do processo.

Como a variação térmica nos cilindros Yankee pode afetar a estabilidade da produção?

Em máquinas tissue, o cilindro Yankee é um exemplo de processo diretamente dependente das condições do vapor.

O vapor participa da retirada de umidade da folha e, por isso, variações de pressão ou transferência de calor podem contribuir para uma secagem menos uniforme, afetando o perfil de umidade e a estabilidade da produção.

Isso não significa que a oscilação térmica seja, sozinha, responsável pelas quebras de folha, já que fatores mecânicos e outras condições do processo também podem interferir.

O ponto central é que quando uma etapa produtiva depende diretamente do vapor, a estabilidade térmica também passa a ser uma variável de produtividade e qualidade.

Como saber se a cogeração está entregando eficiência ao processo?

Avaliar somente quanto vapor e eletricidade foram produzidos pode esconder perdas importantes. Para entender se o ganho energético está chegando ao processo, é preciso cruzar indicadores de energia e produção, como:

  • Pressão, temperatura e vazão do vapor nos pontos críticos;
  • Consumo de vapor e energia por tonelada produzida;
  • Eficiência da geração e carga da turbina;
  • Retorno de condensado;
  • Consumo de combustível;
  • Estabilidade dos parâmetros produtivos;
  • Ocorrência de alarmes, redução de velocidade ou paradas.

Se o consumo térmico aumenta sem crescimento equivalente da produção, existe um desvio a investigar. Da mesma forma, oscilações recorrentes do vapor associadas a alterações no processo podem indicar um desalinhamento entre geração e demanda.

Como a Ecogen apoia projetos de cogeração em papel e celulose?

A Ecogen desenvolve soluções de energia e utilidades a partir das necessidades específicas de cada operação.

Para a indústria de papel e celulose, isso significa começar pela análise conjunta da demanda térmica e elétrica, disponibilidade de biomassa, comportamento da produção, condições dos ativos e requisitos de confiabilidade.

A partir desse diagnóstico, é possível estruturar uma solução que integre geração, automação, monitoramento, operação e manutenção conforme as necessidades da fábrica.

Além de maximizar a produção de energia, o objetivo é entregar eletricidade e calor com eficiência, previsibilidade e estabilidade compatíveis com o processo produtivo.

Sua cogeração está sendo avaliada apenas pelo que gera ou também pelo que entrega à produção?

Converse com um especialista da Ecogen

FAQ sobre cogeração de energia em papel e celulose

O que é cogeração de energia com biomassa?

É a produção integrada de eletricidade e energia térmica útil a partir da biomassa. Em sistemas com caldeira e turbina a vapor, parte da energia pode ser convertida em eletricidade enquanto o vapor é aproveitado pelos processos industriais.


A cogeração com biomassa garante estabilidade térmica?

Não automaticamente. A estabilidade depende do dimensionamento, das características e da regularidade da biomassa, dos sistemas de controle, da distribuição do vapor, da operação, da manutenção e da capacidade de responder às variações da demanda.


Por que a demanda térmica precisa entrar no dimensionamento da cogeração?

Porque geração elétrica e fornecimento de calor útil fazem parte do mesmo balanço. Dimensionar a cogeração apenas pelo potencial elétrico pode resultar em uma solução que não responda adequadamente às necessidades térmicas da produção.


Como melhorar a estabilidade térmica em um sistema de cogeração?

É preciso analisar geração, distribuição e consumo de vapor de forma integrada. Pressão, temperatura, vazão, retorno de condensado, comportamento da demanda e desempenho dos equipamentos ajudam a identificar oscilações e perdas de eficiência.


Como saber se a cogeração está realmente gerando eficiência para a fábrica?

A análise deve relacionar desempenho energético e produção. Consumo de vapor e combustível por tonelada produzida, estabilidade das condições do vapor, retorno de condensado e comportamento do processo ajudam a mostrar se a eficiência da geração está se convertendo em ganho operacional.

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