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Papel da Cogeração no Mercado de Energia
O que é Cogeração?
Cogeração é a produção simultânea
de duas ou mais formas de energia,
através de um único insumo
energético, o qual utilizado em um
processo de combustão adequado,
produz trabalho mecânico e calor
para a unidade.
• 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
• 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
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
AmbientaisAmbientais Fonte única de emissão para gerar Eletricidade e Energia Térmica
Atendimento à Legislação Ambiental Emissões de menor impacto e
distribuídas
Fonte única de emissão para gerar Eletricidade e Energia Térmica
Atendimento à Legislação Ambiental Emissões de menor impacto e
distribuídasEnergia de
melhor qualidade
Energia de
melhor qualidade Tensão e Freqüência na medida certaTensão e Freqüência na medida certa
Confiabilidade Operacional
Confiabilidade Operacional Reduz riscos de “Apagão” Reduz riscos de “Apagão”
Atendimento simultâneo às necessidades
de energia elétrica e térmica
Atendimento simultâneo às necessidades
de energia elétrica e térmica
EletricidadeVapor
CalorFrio
Água Quente
EletricidadeVapor
CalorFrio
Água Quente
Aproveitamentodo Combustível
Aproveitamentodo Combustível
Ciclos com rendimento de até 85% Ciclos com rendimento de até 85%
VANTAGENS VANTAGENS ECONÔMICASECONÔMICAS
Para a Indústria/ComércioPara a Indústria/Comércio
Redução direta dos custos da matriz energética Maior continuidade operacional e melhor qualidade
da energia
Outras VantagensOutras 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 Quente
Trocadores de Calor
Gás Natural
Chaminé
Água deresfriamento
do motor
Chiller porAbsorção
Torre 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
Vapor
Gerador 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 Eletricidade
Eletricidade
AR
Gases Quentes
de ExaustãoGás NaturalSuplementar
Água
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 deCombustão
Turbina a GásCompressor
Gerador de Eletricidade
Eletricidade
AR
Processo
• SECADOR
• PRAY DRYER
• ATOMIZADORGases de Exaustão
Cogeração: Tipos de CiclosCogeração: Tipos de Ciclos
Ciclo Combinado: Energia Elétrica
Gás Natural
Câmara deCombustão
Turbina a GásCompressor
Gerador de Eletricidade
Eletricidade
ARGases
Quentesde Exaustão
Gás NaturalSuplementar
Água
Vapor
Gerador de Vapor - HRSG Gerador de Eletricidade
Eletricidade
Turbina a Vapor
CONDENSADO
Cogeração: Tipos de CiclosCogeração: Tipos de Ciclos
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 no Brasil– por estado Cogeração no Brasil– por estado (08/2007)(08/2007)
Fonte: Cogen-SP / DataCogen (www.datacogen.com.br)
Estado Nº de Empreendimentos Nº de Unidades Potência Total em
MW
SAO PAULO 201 454 2.581,12
RIO DE JANEIRO 12 25 725,09
BAHIA 8 17 623,34
MINAS GERAIS 21 37 463,15
ESPIRITO SANTO 7 20 438,60
PARANA 23 47 273,17
GOIAS 11 27 204,02
ALAGOAS 15 39 192,94
PERNAMBUCO 17 42 173,39
RIO GRANDE DO SUL 7 13 137,26
MATO GROSSO DO SUL 9 12 89,60
PARAIBA 4 10 77,48
MATO GROSSO 6 16 68,83
SANTA CATARINA 7 7 58,07
RIO GRANDE DO NORTE 3 11 25,24
AMAZONAS 2 3 15,40
PARA 1 2 14,00
CEARA 2 5 10,35
MARANHAO 1 1 8,00
SERGIPE 1 1 4,60
TOTAL BRASIL 358 789 6.183,66
Desafios para o Setor Elétrico – 2007 / 2011Desafios para o Setor Elétrico – 2007 / 2011
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 da cogeração / geração distribuída de energia
Vantagens econômicas e sociaisVantagens 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 energiaOportunidade para a cogeração de energia
Potencial de cogeração BrasilPotencial 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
Áreas de Produção Atual & Expansão Centro SulÁreas de Produção Atual & Expansão Centro Sul
expansão
retrofit
Bioeletricidade: Avanço Tecnologico - Resultados Bioeletricidade: Avanço Tecnologico - Resultados
Produção de Vapor > Açúcar + Etanol + Bioeletricidade + CO2 (após Jun/2005)
Produção de Vapor > Açúcar + Etanol + Bioeletricidade + CO2 (após Jun/2005)
Produção de Vapor > Açúcar + Etanol (até Jun/2005)
Produção de Vapor > Açúcar + Etanol (até Jun/2005)
+ + 60%60%
+ 119 + 119 %% + 163 %+ 163 %
Governança > maior eficiência Governança > maior eficiência energéticaenergética
GWh/ano MW med. GWh/ano MW med.
2006/07 425 106 87 193 12684 1448 12684 14482007/08 460 115 94 209 15599 1781 17356 19812008/09 502 126 102 228 19266 2199 23837 27212009/10 547 137 112 248 23889 2727 32863 37512010/11 601 150 123 273 29745 3396 45495 51932011/12 659 165 134 299 37201 4247 63264 72222012/13 728 182 149 331 46737 5335 88332 10084
Potencial bagaço + palha (5)
Disponibilidade de Biomassa e Potencial de Exportação de Bioeletricidade
Expansão da Bioeletricidade - Brasil
Produção de Cana, Bagaço e Palha - Milhões de toneladas
Potencial só bagaço (4)Bagaço +
PalhaSafra Cana (1) Bagaço (2)
Palha e
ponta (3)
Notas
(1) Safras 2006/2007 e 2012/13 = dados da UNICA; Demais dados estimados
(2) 1 tonelada de cana = 250 kg de bagaço (UNICA);
(3) 1 tonelada de cana = 204 kg de palha e pontas (Koblitz).
(4) 1 tonelada de cana (só bagaço) gera 85,6 kWh para exportação; Fator de Capacidade = 0,5 (Koblitz)
Supõe a utilização de 75% do bagaço disponível em 2012/13 (sem utilização de palha e pontas)
(5) 1 tonelada de cana (bagaço + palha) gera 199,9 kWh para exportação; PCI da palha = 1,7 PCI do bagaço; Fator de Capacidade = 0,5 (Koblitz)
Supõe a utilização de 75% do bagaço disponível em 2012/13 e 50% da palha disponível no mesmo ano
1 tonelada de bagaço gera 342,4 kWh para exportação e 1 tonelada de palha gera 560,3 kWh para exportação
Balanço de Garantia Física - Reunião CNPE 01/08/07Balanço de Garantia Física - Reunião CNPE 01/08/07
Fonte: EPE
LeilãoNº
Projetos
MW
Instalado
Nº
Projetos
MW
Instalado
Garantia
Física
MWmédio
MWmédio
Total 176 6551 30 1233 514 36817% 19%
Cadastrados na EPE Venderam no Leilão
1º Leilão de Energia Nova
2º Leilão de Energia Nova
3º Leilão de Energia Nova
1º Leilão de Fontes Alternativas
4º Leilão de Energia Nova
22
25
29
46
54 1901
7
6
5
12
0
715
967
1051
1917
0
123
89
89
214
0
270
188
234
542
0
97
70
61
140
Principais Fatores do Baixo Resultado:Principais Fatores do Baixo Resultado:
1.1. Licenciamento AmbientalLicenciamento Ambiental (LP e outorga de uso da água)
2.2. Valor do CECValor do CEC (critério e metodologia adotada por leilão)
3.3. Conexão ElétricaConexão Elétrica (disponibilidade de sistema e procedimentos distribuidoras)
4.4. DocumentaçãoDocumentação (prazo obtenção de certidões, etc)
Leilões de EnergiaLeilões de Energia
• Licenciamento ambiental >> agilização e racionalização de procedimentos, licenciamento integrado;
• Conexão à rede >> expansão da rede básica no Estado e ajustes regulatórios para viabilizar acesso;
• Preços iniciais dos leilões de energia e CEC >> Valorização reconhecendo a contribuição energética da bioeletricidade >> geração no período seco de um sistema predominantemente hidrelétrico>> contribuição da bioeletricidade ao meio ambiente, sobretudo com a eliminação gradativa das queimadas
• Carga tributária >> redução da carga de tributos e encargos setoriais na instalação da usina e na comercialização de energia.
• Financiamento BNDES >> aprimoramento das condições de financiamento e garantias para empreendimentos de bioeletricidade, bem como para toda a cadeia da cogeração de energia;
Propostas BioeletricidadePropostas Bioeletricidade
• Eficiência Energética >> Criar um fator de eficiência energética e ambiental (FEA), adicionando na equação do ICB, motivando equipamentos eficientes
• Fator de Conexão Elétrica >> Criar o FCE que deverá ser adicionado na equação do ICB, motivando a oferta de bioeletricidade de novos empreendimentos
• Tecnologia >> promoção do desenvolvimento tecnológico da cadeia açúcar – etanol – bioeletricidade, com a utilização de programas do BNDES/FINEP e institutos de pesquisa;
• Recursos humanos >> capacitação dos recursos humanos voltados à instalação e operação de empreendimentos de produção de etanol e bioeletricidade, utilizando recursos das FATECs, ETEs, SENAI, etc.
Propostas BioeletricidadePropostas Bioeletricidade