Co – Geração de Energia

Nome: Jefferson Barros FlavianyProf: Jorge Wilson

UberabaJunho/2011

FAZU – FACULDADES ASSOCIADOS DE UBERABA

ENAL – ENGENHARIA DE ALIMENTOS

TRATAMENTO DE RESÍDUOS

O que é Cogeração?

“ 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.”

• Energia Mecânica, por exemplo, no eixo de um motor a gás que aciona um alternador elétrico.

• Calor Aproveitável (Energia Térmica), por exemplo, gases de escape, água quente, água gelada, vapor, CO2.

Cogeração

Cogeração no Brasil – evolução Cogeração no Brasil – evolução (após 2000 – dados até dezembro (após 2000 – dados até dezembro de 2006)de 2006)

Cogeração no Brasil– por segmento de Cogeração no Brasil– por segmento de atividadeatividade

Segmento de Atividade Nº Empreendimentos Potência Total - MW Sucro-alcooleiro 242 3.039,38 Química e petroquímica 34 1.296,69 Papel e celulose 26 948,31 Alimentos e bebidas 18 128,32 Shopping centers e ed corporativos 9 28,09 Siderurgia e metalurgia 9 649,64 Comércio e serviços 6 14,66 Outras indústrias 6 41,04 Hospitais e hotéis 4 7,00 Têxtil 3 22,49 Extrativa mineral 1 8,04 TOTAL GERAL BRASIL 358 6.183,66 Fonte: Cogen-SP / DataCogen (www.datacogen.com.br)

Cogeração no Brasil– por tipo de combustível Cogeração no Brasil– por tipo de combustível (08/2007)(08/2007)

Combustível Nº de Unidades de Cogeração Potência Total em MW Biomassa de cana 578 3.056,32 Gás natural 100 1.211,22 Óleo combustível 23 294,86 Outros 22 152,27 Licor negro 20 612,16 Gás de alto forno 20 412,44 Gás de processo 14 408,42 Óleo diesel 8 3,58 Enxofre 4 32,40 TOTAL BRASIL 789 6.183,66 Fonte: Cogen-SP / DataCogen (www.datacogen.com.br)

Cogeração

• O ciclo é definido de acordo com as necessidades do cliente, com objetivo de fornecer: Energia Elétrica, Vapor, Gases Quentes, Água Gelada,, etc.

• O Cliente tem que consumir outra energia além de energia elétrica para qualificá-lo como Cogeração: Vapor Gases quentes Água Gelada Água Quente CO2, etc

Benefícios Cogeração e Geração DistribuídaBenefícios Cogeração e Geração Distribuída

•Eficiência energética•Uso local da energia•Segurança operacional e redução de vulnerabilidades•Custos evitados (perdas e custos de transmissão de energia a longas distâncias)

Vantagens da cogeração / geração distribuída de energia

Vantagens econômicas e sociais

• Geração de emprego e renda no Estado• Desenvolvimento de novos negócios• Introdução de novas tecnologias• Desenvolvimento da indústria da cogeração de

energia (toda a cadeia)

Cogeração >> alternativa de oferta de energia assegurada para o período 2009/2012 > visando redução dos riscos de oferta

Biomassa da cana >> disponível com tendência de expansão

Gás natural >> perspectivas de equacionamento do suprimento de gás em médio prazo 2009/2010 (gás de Santos, Bahia, Campos, GNL, etc)

Oportunidades & Potencial de CogeraçãoOportunidades & Potencial de Cogeração

Oportunidade para a cogeração de energia

Potencial de cogeração Brasil

Bioeletricidade >> Potencial de exportação de 4.000 MWmédios de energia cogerada a partir da biomassa da cana no período 2008/2014 (só bagaço, sem considerar a palha).

CogenGás >> Potencial de cogeração de energia a gás natural em São Paulo > 3.500 MW instalados no período 2008/2020.

Cana de Açúcar > Áreas de Produção Atual e ExpansãoCana de Açúcar > Áreas de Produção Atual e Expansão

expansão

retrofit

Crescimento médio Brasil:8,28% aa 2007/13 e 6,5% aa 2014/22

Expansão acentuada:Minas Gerais, Goiás, Mato Grosso do Sul,Tocantins, Maranhão, Mato Groso e Bahia

Safra 106 t

2006/2007 4252010/2011 6632015/2016 8272020/2021 1.200

Produção de Produção de CanaCana

Usina Existente

100%100%CombustívelCombustível

65%65%DesperdícioDesperdício 5%5%

PerdaPerda

30%30%Energia ElétricaEnergia Elétrica

Geração Convencional-Geração Convencional-TermoelétricaTermoelétrica

25%25%PerdaPerda

100%100%CombustívelCombustível

75%75%Calor (Energia Térmica)Calor (Energia Térmica)

Aquecimento ConvencionalAquecimento Convencional

CogeraçãoCogeração

55%Calor (Energia Térmica)

15%15%PerdaPerda

85%85%Rendimento Rendimento

TotalTotal100%100%

CombustívelCombustível

30%30%Energia ElétricaEnergia Elétrica

BENEFÍCIOS DA BENEFÍCIOS DA COGERAÇÃOCOGERAÇÃO

Ambientais Fonte única de emissão para gerar Eletricidade e Energia Térmica

Atendimento à Legislação Ambiental Emissões de menor impacto e

distribuídasEnergia de

melhor qualidade Tensão e Freqüência na medida certa

Confiabilidade Operacional Reduz riscos de “Apagão”

Atendimento simultâneo às necessidades

de energia elétrica e térmica

EletricidadeVapor

CalorFrio

Água Quente

Aproveitamentodo Combustível

Ciclos com rendimento de até 85%

VANTAGENS VANTAGENS ECONÔMICASECONÔMICAS

Para a Indústria/Comércio

Redução direta dos custos da matriz energética Maior continuidade operacional e melhor qualidade

da energia

Outras Vantagens

Curto Prazo para Implantação dos Projetos Energia elétrica e Térmica “sob medida” de acordo

com as necessidades do usuário

Motor a Gás: Energia Elétrica + Água Gelada + Água Quente

Gerador deEletricidade

Container

Gases Quentesde Exaustão

Água QuenteTrocadores de Calor

Gás Natural

Chaminé

Água deresfriamento

do motorChiller porAbsorçãoTorre de

Resfriamento Água Gelada

Eletricidade

Água Quente

Cogeração: Tipos de Cogeração: Tipos de CiclosCiclos

Motor a gás: Energia Elétrica +Vapor

Gerador deeletricidade

Trocador de calor

Gás Natural

Eletricidade

Água quente

Gás Natural

VaporGerador de Vapor

Cogeração: Tipos de CiclosCogeração: Tipos de Ciclos

Gerador deEletricidade

Gases Quentesde Exaustão

Água QuenteTrocador de Calor

Gás Natural

Água de Resfriamento

do Motor

Chiller porAbsorção

Água Gelada

Eletricidade

Gás NaturalSuplementar

Vapor

Torre deResfriamento

Gerador de Vapor - HRSG

Motor a Gás: Energia Elétrica + Vapor + Água Gelada

Cogeração: Tipos de CiclosCogeração: Tipos de Ciclos

Motor a Gás: Energia Elétrica + Gases de Exaustão

Gerador deEletricidade

Gás Natural

Eletricidade

Gases de Exaustão Processo

• SECADOR• SPRAY DRYER• ATOMIZADOR

Cogeração: Tipos de CiclosCogeração: Tipos de Ciclos

Gás Natural

Câmara deCombustão

Turbina a GásCompressor

Gerador de EletricidadeEletricidade

AR

Gases Quentes

de Exaustão Gás NaturalSuplementarÁgua

Vapor

Gerador de Vapor - HRSG

Turbina a Gás: Energia Elétrica + Vapor

Cogeração: Tipos de CiclosCogeração: Tipos de Ciclos

Turbina a Gás: Energia Elétrica + Gases de Exaustão

Gás Natural

Câmara deCombustãoTurbina a GásCompressor

Gerador de EletricidadeEletricidade

AR Processo• SECADOR• PRAY DRYER• ATOMIZADORGases de Exaustão

Cogeração: Tipos de CiclosCogeração: Tipos de Ciclos

Fluxograma Esquemático do Ciclo de Co-geração Topping a Vapor em Contrapressão Utilizado para de Atendimento Energético nas Usinas Sucroalcooleiras