Benchmarking Energético na Indústria de Celulose e …

1 INFORME T CNICO Technical Report Benchmarking Energ tico na Ind stria de Celulose e Papel Energy Benchmarking in the Pulp and paper Industry Autor/Author*: Dorian L. Bachmann Introdu o Introduction A ind stria sempre deu import ncia ao consumo energ tico The industry has always given importance to the energy dos processos devido sua relev ncia como componente de consumption of processes, due to its relevance as a cost custo. Recentemente, a quest o da energia passou a ser vista component. Recently, energy began also being analyzed for tamb m pelo seu aspecto ambiental. Por essa raz o, a gest o its environmental aspect. For this reason, current energy energ tica atual tem buscado tanto o menor custo quanto o uso management has pursued not only the lowest cost but also de insumos e tecnologias que causem os menores impactos the utilization of raw materials that cause lower social and sociais ou ambientais. Tal pr tica exige o conhecimento das ca- environmental impacts.

2 Such practice requires knowing the racter sticas dos combust veis disponibilizados para a produ o, characteristics of fuels available for production, since this al m do entendimento de toda a cadeia produtiva. S assim is the only way to state that social matters are not being poss vel afirmar que n o h desrespeito a quest es sociais, como disrespected, such as the use of carbon obtained from infant o uso de carv o obtido com m o-de-obra infantil ou escrava, or slave labor, or the use of wood removed from native for- ou de lenha retirada de florestas nativas. importante, ainda, a ests. It is also important to minimize the greenhouse effect minimiza o da gera o de gases do efeito estufa por meio do gases through the intensive use of renewable energies. uso intensivo das chamadas energias renov veis. The ABTCP Indicators Project helps in this process O Projeto Indicadores ABTCP colabora nesse processo through the periodic gathering of performance indicators pelo levantamento peri dico de indicadores de desempenho that allow comparing results, including those relative que permitem a compara o de resultados, inclusive energ ti- to energy and the environment, and identify areas for cos e ambientais, e a identifica o de pontos para melhoria.

3 O improvements. By knowing, for example, that another conhecimento, por exemplo, de que outra empresa consegue company is able to produce a similar quantity of pulp produzir quantidade semelhante de Celulose com um con- with a significantly less energy serves as an incentive to sumo significativamente menor de energia el trica serve de seek technologies and solutions that allow reproducing incentivo para a busca de tecnologias e solu es capazes de the good results obtained by the competitor. In order to reproduzir os bons resultados do concorrente. Para viabilizar as allow for comparisons, studies are carried out by apply- compara es, os levantamentos s o feitos com a aplica o de ing standardized metrics and approved by ABTCP's tech- m tricas padronizadas e avalizadas pelas comiss es t cnicas nical commissions. Although created for Benchmarking da ABTCP. Embora criados para Benchmarking , os indicadores purposes, ABTCP's indicators are being adopted by some ABTCP est o sendo adotados por algumas empresas do setor companies in the sector in their internal management em seus processos internos de gest o.

4 A descri o completa processes. The complete description of the calculation da metodologia de c lculo dos indicadores j padronizados, methodology of these already standardized indicators, inclusive os n o descritos neste trabalho, pode ser encontrada including those not described in this paper , can be found nos sites da ABTCP e da Bachmann & Associados. in the ABTCP and Bachmann & Associados websites. Principais indicadores ABTCP de energia ABTCP key energy indicators Consumo Espec fico de Vapor no Cozimento (CEVC) Specific Consumption of Steam in Cooking (CEVC). O PAPEL - Julho 2009. Consumo Espec fico de Vapor na Secadora (CEVS) Specific Consumption of Steam in the Dryer (CEVS). Gera o Espec fica de Vapor na Caldeira de Specific Generation of Steam in the Recupera o Recovery Boiler Efici ncia na Evapora o do Licor Preto Black Liquor Evaporation Efficiency Consumo Espec fico de Energia El trica (CEEE). Specific Consumption of Electric Energy (CEEE). *Refer ncias do Autor / Author's references: 72 Bachmann & Associados Ltda.

5 Rua Desembargador Motta, conj. 501 Batel 80420-190 Curitiba (PR). Site: E-mail: Como demonstra o, seguem alguns resultados de 2007 As example, provided below are some results for retirados de levantamento-piloto, com dados de 14 f bricas de 2007 obtained from the pilot study with 14 pulp mills, Celulose , conduzido pela ABTCP e Bachmann & Associados. conducted by ABTCP and Bachmann & Associados. As Do mesmo modo que nos relat rios fornecidos s empresas in the reports furnished to the participating companies participantes e demais interessados, os nomes das f bricas and other interested parties, the names of mills were foram codificados para que o sigilo seja mantido. codified in order to maintain confidentiality. Consumo Espec fico de Vapor no Cozimento Specific Consumption of Steam in Cooking O Consumo Espec fico de Vapor no Cozimento (CEVC) The specific consumption of steam in pulp cooking da Celulose tem o prop sito de avaliar a efici ncia energ tica aims to assess the energy efficiency in this stage of the dessa etapa do processo.

6 Assim, valores menores indicam process. As such, lower values indicate better results. resultados melhores. Consumo Espec fico de Vapor no Cozimento (CEVC) Specific Consumption of Steam in Cooking (CEVC). CEVC = (Vapor x Fator) CEVC = (Steam x Factor). Celulose Pulp Onde: Where: Vapor quantidade de vapor, de determinada classe Steam amount of steam, of a given pressure de press o, alimentada no digestor durante o per odo class, fed into the digester during the period un- considerado, em toneladas. der analysis, in tons. Fator equival ncia energ tica do vapor correspon- Factor energy equivalence of corresponding dente, em GJ/t de vapor. steam, in GJ/t of steam. Celulose quantidade de Celulose produzida, medida Pulp amount of pulp produced, measured na descarga do digestor, durante o per odo considerado, through the discharge from the digester, in tons of em toneladas de Celulose seca ao ar. air-dried pulp. A medida do consumo de vapor, expressa em Joules, The steam consumption measure, expressed in facilita a compara o entre plantas que usam vapor em Joules, facilitates comparisons among mills that utilize diferentes press es e temperaturas, al m de ser uma pr tica steam with different pressures and temperatures, in ad- consagrada no exterior.

7 Dition to being a standard practice abroad. No levantamento, para o qual foram comparados os resul- In the study, in which the results of 14 mills in 2007. tados de 2007 de 14 f bricas, o CEVC variou de 1,5 a 6,8 GJ/ were compared, the specific consumption of steam in tsa, com a mediana em 2,9 GJ/tsa (Figura 1). Naturalmente, cooking varied between and GJ/adt, with a mean esses resultados s o bastante influenciados pela tecnologia of GJ/adt (figure 1). Naturally, these results are high- usada (RDH, Enerbatch, Super-Batch, Lo-Solids, Compact ly influenced by the technology employed (RDH, Ener- Cooking, ITC e Convencional, entre outras) e pela exist ncia batch, Super-Batch, Lo-Solids, Compact Cooking, ITC, ou n o de sistema de recupera o de condensados. O con- Conventional, etc.) and the existence or not of a con- 8,0. 6,0. 4,0. 2009. Julho2006. O PAPEL -- Abril 2,0. 0,0. F1 F8 F10 F5 F14 F13 F11 F3 F4 F12 F7 F2 F6 F9. 73. Figura 1 Consumo Espec fico de Vapor no Cozimento, GJ/tsa / Figure 1 Specific Consumption of Steam in Cooking, GJ/adt Tabela 1 Consumo Espec fico de Vapor no Cozimento (CEVC), GJ/tsa / Table 1 - Specific Consumption of Steam in Cooking (CEVC), GJ/adt M dia F bricas M dia 20%.

8 F8 F5 F14 F3 F4 F7 F6 F9 F1 F10 F11 F13 F12 F2. Mills Average 20%. Average CEVC 4,4 3,7 3,3 2,7 2,7 1,8 1,7 1,5 6,8 3,9 3,1 3,2 2,1 1,7 3,0 1,6. Fibra Longa Curta Curta Curta Curta Curta Curta Curta Curta/longa Longa Curta /longa Curta/longa - - Fiber Long Short Short Short Short Short Short Short Short/long Longa Short/long Short/long Nota: A M dia 20% corresponde m dia dos 20% melhores resultados da amostra / Note: The 20% Average corresponds to the average of the 20% best results in the sample sumo espec fico de vapor no cozimento m dio das f bricas denser recovery system. The average specific consump- com processo kraft ficou em 2,8 GJ/tsa, e o das f bricas que tion of steam at mills with kraft process was GJ/adt, processam exclusivamente fibras curtas foi de 2,5 GJ/tsa. while that of mills that exclusively process short fibers Esses valores s o significativamente superiores m dia dos was GJ/adt. These values are significantly higher to 20% melhores resultados (1,6 GJ/tsa), uma primeira refer n- the average of the 20% best results ( GJ/adt), which cia para Benchmarking (Tabela 1).

9 Is the first reference for Benchmarking (Table 1). Consumo Espec fico de Vapor na Secadora Specific Consumption of Steam in the Dryer O indicador Consumo Espec fico de Vapor na Secadora The Specific Consumption of Steam in the Dryer (CEVS) mede o consumo espec fico de vapor usado na se- (CEVS) indicator measures the specific consumption of cadora de Celulose , com o prop sito de avaliar a efici ncia steam used in the pulp dryer, for purposes of assessing energ tica na secagem. Assim, valores menores indicam the energy efficiency in the drying process. As such, resultados melhores. lower values indicate better results. Consumo Espec fico de Vapor na Secadora (CEVS) Specific Consumption of Steam in the Dryer (CEVS). CEVS = Vapor CEVS = Steam Celulose Pulp Onde: Where: Vapor quantidade de vapor de baixa press o (4 kgf/ Steam quantity of low pressure steam (4 kgf/. cm 2 man.) alimentada na secadora de Celulose , no cm2 man.) fed into the pulp dryer during the pe- per odo considerado, em toneladas.

10 Riod under analysis, in tons. Celulose quantidade de Celulose produzida, medida Pulp amount of pulp produced, measured through na descarga da secadora de Celulose , no per odo con- the discharge from the pulp dryer, during the period siderado, em toneladas de Celulose seca ao ar. under analysis, in tons of air-dried pulp. O Consumo Espec fico de Vapor na Secadora das f bricas The Specific Consumption of Steam in the Dryer de Celulose que processam fibras curtas bastante uniforme at pulp mills that process short fibers is quite uniform (Tabela 2), com uma m dia de 0,96 t/tsa. Por m, duas f bricas (table 2), with an average of t/adt. However, two (F1 e F3) apresentaram valores mais baixos, de apenas 0,64 mills (F1 and F3) presented lower values, of just t/. t/tsa (Figura 2). O levantamento n o considerou o tipo de adt (figure 2). This study did not take into account the type Celulose produzida nem as caracter sticas da secadora. of pulp produced or the characteristics of the dryer.