Sistema de Cogeração

Membros do Grupo

Victor Santos Mello nº 080285

Pedro Henrique de Souza Nada Brando nº

Guilherme S. M. de Siqueira nº

Carlos Eduardo Ignácio nº

Siranny G. P. da Silva nº

Bruno Prestes nº

TÓPICOS

Co-geração, definição e potencialidades técnicas

Potencial Para o Setor

Formas de Participação

Conclusões

“ A cogeração de energia é definida como o processo de produção combinada de calor útil e energia mecânica, geralmente convertida total ou parcialmente em energia elétrica, a partir da energia química disponibilizada por um ou mais combustíveis.”

Definição do Conceito

Critério proposto pela ANEEL em audiência pública

No. 004/1999

Art. 5o As centrais de cogeração, para fins de enquadramento na modalidade de “cogeração qualificada” deverão satisfazer aos seguintes requisitos:

I – estar regularizadas perante a Agência Nacional de Energia Elétrica – ANEEL, atendendo ao disposto na Resolução ANEEL no 112, de 18 de maio de 1999 e legislação específica.

II – possuir potência elétrica instalada maior ou igual a 1 MW e menor ou igual a 50 MW.

III–atender aos requisitos mínimos de racionalidade energética, observando-se a fórmula seguinte:

FcEc

X/EtEe

Combustível Principal

Potência Instalada l Derivados de Petróleo, Gás Natural e Carvão

Demais Fontes

X Fc X Fc

Maior ou igual a 1 MW e inferior ou igual a 5 MW

2,67 0,35 2,67 0,32

Maior que 5 MW e inferior ou igual a 20 MW

2,29 0,41 2,29 0,37

Maior que 20 MW e inferior ou igual a 50 MW

2,00 0,47 2,00 0,42

PCIm

TTQW

comb

1 0

Vantagens

Tecnologia que permite racionalizar eficazmente o consumo dos combustíveis necessários à produção de energia útil

Responde favoravelmente aos objetivos das políticas energéticas comunitárias e nacionais.

O ganho com eficiência neste sistema proporciona a produção de uma energia elétrica confiável, com baixo custo, ficando a unidade industrial ou comercial independente da qualidade de fornecimento do distribuidor de energia.

A cogeração é, com efeito, o sistema mais eficiente de produção de eletricidade a partir de qualquer combustível.

50%

55%

60%

65%

70%

75%

80%

85%

90%

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4

Relação W/Q

Efic

iênc

ia G

loba

l

Rendimento Térmico 40 %

Rendimento Térmico 25 % Perdas Irrecuperáveis 15%

Eficiência Global x Relação Trabalho/Calor (W/Q)

Energia Útil/CalorFonte

deCalor

EnergiaElétrica

Perdas

As curvas foram elaboradas considerando-se máquinas térmicas com eficiência de conversão mecânica de 25 % e 40 %, uma eficiência de recuperação do calor de 80 % e perdas irrecuperáveis de 15 %.

Parâmetros de Referência para Sistemas Básicos de Co-geração

Funcionamento

Todo gerador elétrico acionado por um motor que usa um combustível é chamado de gerador termoelétrico. Por maior que seja a eficiência desse gerador, cerca de 70% da energia contida no combustível é transformada em calor e perdida para o meio-ambiente. Trata-se de uma limitação física que independe do tipo de combustível

A cogeração, ao contrário, permite a produção simultânea de energia elétrica, térmica e de vapor, a partir do mesmo combustível: no caso, o gás natural. O calor que seria dissipado é recuperado dos gases de escape e produz vapor, ar quente e refrigeração, que podem ser utilizados nos processos industriais, gerando mais energia elétrica, por exemplo.

A cogeração a gás natural

Em tempos de escassez de energia elétrica, cresce a procura por uma opção de fonte de energia que seja abundante, não ofereça riscos de interrupção, que tenha baixo impacto no meio ambiente e a garantia de uma distribuidora de confiança. O gás natural, quando usado para fins de cogeração, tem se apresentado como uma das melhores alternativas

A cogeração com gás natural também reduz bastante a emissão de resíduos contaminantes, se comparada, por exemplo, à cogeração com outros combustíveis. Então, além de economizar energia, este processo contribui para diminuir os níveis de poluição.

A cogeração a gás natural

Quando se dispõe de gás natural, uma boa solução para a cogeração é a utilização de uma turbina a gás. Nesta solução, a relação vapor-eletricidade pode se adaptar com maior flexibilidade às necessidades normais das indústrias. O balanço da eficiência energética de uma turbina a gás para 100% de energia primária é de 30% de energia elétrica, 50% de energia térmica e 20% de perdas.

Ciclo Tradicional de Contrapressão

Fluxograma Esquemático do Ciclo Tradicional de Contrapressão Modificado para Geração Máxim de Excedentes de Energia Elétrica

Desvantagem

 O calor só pode ser usado perto do centro produtor, devido à maior dificuldade no transporte da energia térmica (perdas térmicas nas tubagens), o que limita estas instalações a unidades relativamente pequenas se comparadas com as centrais térmicas convencionais.

Classificação

As centrais de cogeração são ainda classificadas quanto ao tipo de ciclo em que operam:

Ciclo Simples – Esquema que utiliza um único tipo de equipamento gerador, sendo o calor libertado pelo motor térmico (lato senso) utilizado apenas para recuperação térmica e não para produção de energia mecânica ou eléctrica;

Ciclo Combinado – Esquema que utiliza motor(es) alternativo(s) ou  turbina(s) a gás  conjugados com uma (ou mais) turbina(s) a vapor onde se utiliza o vapor gerado pelo aproveitamento térmico dos gases de escape da(s) turbina(s) a gás ou motor(es) para produção de energia mecânica ou eléctrica.

Ciclo Simples

Ciclo Combinado

O Potencial para o Setor

x

Formas de Participação

Aplicações

1. Setor Industrial – Calor de Processo – Produção de Vapor Indústria Química, Petroquímica e Farmacêutica; Indústria de Alimentos e Bebidas; Indústria de Papel e Celulose; Indústria Têxtil.

2. Setor Industrial – Aquecimento Direto – Forno Alta Temperatura Indústria de Vidro; Indústria de Cimento; Siderúrgica.

3. Setor Comercio e Serviços – Ar-Condicionado Central, Aquecimento de Água Shopping Center; Centros Comerciais; Supermercado; Hotel; Hospital; Lavanderia e Tinturaria; Clubes Desportivos.

4. Setor Sucroenergético - BioeletricidadeUsinas de açucar e etanol que cogeram energia elétrica a partir do bagaço da cana de açucar e também da sua palha e pontas.

Formas de Participação

Projeto Corporativo

Mais praticado – Gestão pelo dono da Usina

Project Finance

Em Expansão – Gestão pelo Desenvolvedor dos Projetos

Nos países desenvolvidos, a cogeração vem sendo empregada em diversos segmentos. Já no Brasil, esse sistema vem aumentando a cada dia, e já conta com uma linha de financiamento oferecida pelo BNDES para a sua implantação.

Usos e Comercialização da Energia Consumo Próprio - Em sua maioria as

Usinas ainda não são auto-suficeintes; Venda de Excedentes – Geração

normalmente sazonal. Necessidade de Oportunidade de Comercialização

Regularização de geração- Melhoria de eficiência energética;

- Outras fontes de combustível disponível

Cogeração e MDL (mecanismo de desenvolvimento limpo) no brasil

Critério fundamental para que a atividade do projeto seja elegível no Mecanismo de Desenvolvimento Limpo (MDL), consiste na redução de emissões ou no aumento de remoções de gases do efeito estufa (GEEs), de forma adicional ao que ocorreria na ausência da atividade (cenário da base).

A maioria dos projetos de cogeração no Mecanismo de Desenvolvimento Limpo (MDL) envolveram investimentos para aumentar a eficiência na geração e utilização do vapor.

No brasil a produção de eletricidade nas unidades de cogeração baseia-se na tecnologia “Ciclo de Vapor Rankine”, que consiste basicamente na combustão direta de biomassa em uma caldeira para gerar vapor, a qual se expande em turbinas.

Cogeração e MDL (mecanismo de desenvolvimento limpo) no brasil Com a utilização de turbos geradores mais

potentes e caldeiras de maior pressão, ocorreu o aumento da eficiência energética no processo de geração e de redução da utilização de vapor no processamento da cana-de-açúcar.

O resultado é o excesso de vapor para geração de mais eletricidade nas turbinas que, por sua vez, podem ser comercializadas.

Dessa forma, ocorre a geração de energia elétrica a partir de fontes renováveis, atividade classificada pelo MDL como contribuinte ao desenvolvimento sustentável, por substituir a utilização de combustíveis fósseis na produção de eletricidade. 

Conclusões

Existe Potencial, Tecnologia e Capacitação para implantação de co-geração;

O setor Financeiro dispõe de mecanismos apropriados e já praticados para o financiamento de projetos;

Total abertura para projetos de auto-produção casando interesses, com incentivos no aceso à distribuição;

Projetos de co-geração são elegíveis aos créditos de redução de emissão de gases de efeito estufa ( recuperação do valor investido).

A falta de estabilidade da regulamentação do setor elétrico, e os resultados perniciosos dela decorrentes são as maiores barreiras à novos projetos para comercialização de excedentes;

FIM

Chupa Bigorna