Cogeração SISTEMA DE COGERAÇÃO DE ENERGIA

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2 SISTEMA DE COGERAÇÃO DE ENERGIA

3 O Que é Cogeração? SISTEMA DE COGERAÇÃO DE ENERGIA A cogeração a partir do gás natural é o processo que permite a produção de energia elétrica e térmica, de forma simultânea, a partir de uma única fonte de combustível. Ela possibilita melhor aproveitamento do gás, com mais eficiência, representando custo menor para o usuário. Pela geração de energia, a partir da cogeração, o usuário torna-se seu autoprodutor de energia, evitando o risco de oscilações de carga na rede, principalmente nos chamados horários de pico. O produtor pode inclusive vender a energia excedente às distribuidoras. Quando usado para refrigeração, a cogeração, além de mais econômica, preserva o meio ambiente, por não utilizar gases do tipo CFC (cloro-fluorcarbono), um dos gases mais danosos à camada de ozônio, responsável pela proteção do planeta contra os raios ultravioletas

4 Solução: Integrar as soluções adotadas separadamente com a visão de transformar rejeitos térmicos em calor útil ao processo. SISTEMA DE COGERAÇÃO DE ENERGIA INSUMO 1 GÁS NATURAL ÁGUA GELADA ÁGUA QUENTE CO2 VAPOR DE PROCESSO ENERGIA DE EMERGÊNCIA OPERAÇÃO DO CLIENTE

5 Turbinas a Gás

6 Perfil Energético Sistema de Cogeração Turbina CLIENTE Caldeira de Recuperação Turbina a Gás Natural Vapor de Processo ENERGIA ELÉTRICA Chiller de B ÁGUA GELADA GÁS NATURAL Absorção B Bombas de Água de Condensação Torres de Resfriamento

7 com Motor a Gas Cadeia Energética INSUMOS PRODUTOS GÁS NATURAL 100 % 40 % ENERGIA ELÉTRICA AR ATMOSFÉRICO 18 % GASES DE ESCAPE ÓLEO LUBRIFICANTE 28 % ÁGUA QUENTE ÁGUA DE CONDENSAÇÃO MOTOGERADOR ÁGUA GELADA / FRIO 14 % VAPOR / CALOR PERDAS Eficiência Global de ~ 86% CO2

8 Perfil Energético Sistema de Cogeração Motor de Combustão ENERGIA ELÉTRICA Gases de Escape Recuperador de Energia Lançado na Atmosfera CLIENTE ÁGUA GELADA Chiller de Absorção GÁS NATURAL Água Quente ÁGUA QUENTE PARA PROCESSO Bombas de Água de B Condensação

9 Principais Players de Sistemas de Cogeração MOTOR DE COMBUSTÃO TURBINA e CALDEIRA DE RECUPERAÇÃO CHILLERS DE ABSORÇÃO TORRES DE RESFRIAMENTO SISTEMA ELÉTRICO GE; WATSILA; CATERPILLAR; CUMMINS; CATERPILLAR SIMMENS; TURBOMECA; GE; AALBORG; DAN POWER. YORK; CARRIER; TRANE. ALPINA; VETOR. WEG; SCHNEIDER; ABB; SIMMENS

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11 Casos de Sucesso de Sistemas de Cogeração Sucesso em Cogeração?? É um sucesso??!! Por que?

12 Sistemas Convencionais Energia Elétrica Consumida Mês JANEIRO FEVEREIRO MARÇO ABRIL MAIO JUNHO JULHO AGOSTO SETEMBRO OUTUBRO NOVEMBRO DEZEMBRO Demanda Medida [kw] Fator de Carga 0,87 0,94 0,90 0,88 0,78 0,63 0,70 0,69 0,90 0,78 0,84 0,81 Demanda Máxima [kw] Demanda Média [kw] Demanda Contratada [kw] Visão do Sistema de Geração Fluxo de Energia Perdas Transformadores do site 2,5% Perdas Por Transmissão 6,0% Perdas Transformadores Usina 2,5% Consumo de Auxiliares da Usina 4,0% Eficiência de Geração 56,0% Nota: números médios Geração Por Cogeração Desonera a Sobrecarga em Função de Perdas, Além Consumir Insumo em Função do Efetivamente Requerido Consumo Site [kw] Delta Trafo Site [kw] Delta Transmissão [kw] Delta Trafo Usina [kw] Delta Consumo Usnina [kw] Eficiência Usina [kw]

13 Sistemas Convencionais Energia Consumida Geração de Frio Visão Interna Consumo Para Geração de Frio Capacidade de Frio [TR's] COP da Máquina de Geração de Frio 6,5 Consumo Específico do Equipamento [kw/tr] 0,54 Visão do Sistema de Geração Fluxo de Energia Perdas Transformadores do site 2,5% Perdas Por Transmissão 6,0% Perdas Transformadores Usina 2,5% Consumo de Auxiliares da Usina 4,0% Eficiência de Geração 56,0% Nota: números médios Consumo Específico do Equipamento Consumo Do Equipamento Consumo dos Auxiliares Consumo Específico da Central [kw/tr] Reflexo do COP no Sistema na Matriz Energética do Empreendimento = 0,54 kw/tr = 540 kw = 240 kw = 780 kw = 0,78 kw/tr Consumo Site [kw] Delta Trafo Site [kw] Delta Transmissão [kw] Delta Trafo Usina [kw] Delta Consumo Usnina [kw] Eficiência Usina [kw] Consumo Específico da Central [kw/tr] 1,41 Reflexo do COP no Sistema na Matriz Energética do País = 2,5 Consumo Para Geração de Frio No Sistema Energético Capacidade de Frio [TR's] COP da Máquina de Absorção 0,75 Consumo Específico do Equipamento [kw/tr] 0,016 = 4,5 Geração de Frio Por Cogeração

14 Sistemas Convencionais Consumo de Gás Natural 1. Base de Comparação: Energia eletrica = 1 MWe Vapor = 0,8 Ton Refrigeração = 160 TR (equivalente a 0,12 MWe deslocados) 2. Sistema Convencional: Vapor produzido por caldeiras = 77 m3/ton Energia elétrica nova da rede : -Eficiencia de 52% [líquida chegada ao ponto de consumo] = 194 m3/mwe -Eficiencia de 35% [líquida chegada ao ponto de consumo] = 289 m3/mwe

15 COGERAÇÃO Apropriação do consumo: m3/h Eficiência da Cogeração estimada 87% Energia Elétrica (39%) 107 Vapor(25%) 68 Agua gelada (23%) 63 Perdas (13%) 37 Consumo total de gás natural 275 CONVENCIONAL m3/h m3/h Eficiência da geração de energia NOVA estimada 52% 35% Apropriação do consumo: Energia Elétrica Vapor Agua gelada (equivalente elétrico) Consumo total Distribuição de Gás natural pelo Perfil Energético da Cogeração

16 COGERAÇÃO Cog. Conv. 1 Conv.2 Conclusão Eficiência estimada 87% 52% 35% Maior eficiência Cogeração Energia Elétrica Menor consumo de combustível/mwe Vapor Valores similares Agua gelada Menor consumo Perdas 37 Incl. Incl. Consumo total de gás natural A COGERAÇÃO não irá contribuir negativamente na Matriz Energética do Empreendimento A energia de fonte térmica do sistema nacional representa 50% aproximadamente da energia nova para 2012.

17 Casos de Sucesso de Sistemas de Cogeração Sucesso em Cogeração?? É um sucesso??!! Resposta: Possui Viabilidade, sendo possível se obter sucesso com a sua utilização

18 Casos de Sucesso de Sistemas de Cogeração Por Que? Autossuficiência em energia elétrica e térmica; Criação do agente de backup(concessionária de energia local); Centralização de utilidades, facilitando o acesso à manutenção e evitando-se trânsito de manutenção pelos empreendimentos; Redução dos custos operacionais; Redução das Demandas Elétricas Contratadas; Curto prazo de implantação aprox. 12 meses; Solução modular, ampliação de geração em função de aumento de demanda; Solução de longo período de utilização(aprox. 25 anos); IsençãodeCFCnoprocessodegeraçãodeáguagelada; Rápida dispersão do combustível em caso de vazamentos; Estabilidade de tensão e frequência na energia cogerada; Estabilidade de operação; Confiabilidade(disponibilidade de 98% das horas operacionais).

19 Casos de Sucesso de Sistemas de Cogeração Por Que? Garantia de fornecimento sem interrupção de Gás natural; Garantia de regras claras de reajustes tarifários; Uso racional dos recursos naturais; Contribuição na Certificação LEED; CONFIABILIDADE no fornecimento de energia elétrica e demais utilidades; ATENDIMENTO AO CRESCIMENTO DE DEMANDA DE ENERGIA exigido pelo crescimento do empreendimento, pois sem a COGERAÇÃO poderá enfrentar limitações de suprimento pela concessionária; REDUÇÃO DAS PERDAS de produção por falha de suprimento de energia;

20 Casos de Sucesso de Sistemas de Cogeração - Centro de Eventos e Feiras do Ceará.

21 RenewPower ESTUDO DA MATRIZ ENERGÉTICA DO CENTRO DE EVENTOS DO CEARÁ

22 RenewPower Característica do Empreendimento:

23 RenewPower COMPARATIVO SISTEMA CONVENCIONAL X COGERAÇÃO Centralde Água Gelada composta por Chillers Elétricos e Termoacumulaçãode Água Gelada Central de Emergência composta por grupo geradores para suprimento de energia no horáriode ponta e falha da concessionária Centralde Cogeraçãode Energia Térmica para suprimento de Água Gelada do Sistema de Ar Condicionado Geração de Continua de Energia Elétrica para consumo próprioe suprimento da demanda elétrica do empreendimento

24 RenewPower Chiller Elétrico CENTRA DE COGERAÇÃO - COMPOSIÇÃO 1 centrífuga (aproveitamento de um chiller elétrico) Bombas de Água Gelada Primária Bombas de Água Gelada Secundária Bombas de Água de Condensação Torres de Resfriamento Tanque de Água Gelada Civil da Casa de Máquinas Grupo Moto-geradores Recuperadorde Calor Painéis Elétricos Subestação Exportadora 69 kv 4 bombas (aproveitamento de 3 existentes) 8 bombas (aproveitamento das 8 bombas existentes) 4 bombas (aproveitamento de 3 existentes) 8 torres (aproveitamento das 8 torres existentes) 1 tanque (aproveitamento do tanque existente) Aproveitamento da existente 3 moto-geradores com potencia de 2 MWe 3 sistemas de recuperaçãode calor Sistemas de proteção e sincronismo Transformadores Elevadores e Proteções Sistema de Automação

25 RenewPower ENERGIA ELÉTRICA CEC Gases de Escape Recuperador de Energia Lançado na Atmosfera Chiller Elétrico CENTRO DE EVENTOS DO CEARÁ Chiller de Absorção B ÁGUA GELADA Tanque de Água Gelada GÁS NATURAL Água Quente ÁGUA QUENTE PARA PROCESSO B Bombas de Água de Torres de Resfriamento Condensação

26 RenewPower Projeto Convencional Cogeração Demanda Elétrica 10 MWe 6 MWe Carga Térmica TR TR Carga Térmica (TR) Data / Hora Pavilhão Leste Pavilhão Oeste Corrente I (A) Pot. Ativa Total (kw) Consumo Específico (kw/tr) 7 850,8 0,0 1531,0 972,7 1, ,4 1270,5 3056,0 1913,7 0, ,3 1077,8 2882,0 1805,9 0, ,4 1104,8 2694,0 1692,4 0, ,3 1229,8 2600,0 1631,2 0, ,3 1190,9 2650,0 1670,8 0, ,9 1126,6 2593,0 1625,7 0, ,6 1096,5 2558,0 1608,4 0, ,0 1010,4 2711,0 1699,4 0, ,5 993,4 2725,0 1729,9 0, ,0 0,0 0, ,0 595,2 352,0 231,6 0, ,2 946,2 2581,0 1615,8 0, ,5 868,1 2519,0 1585,3 0, ,9 943,0 2518,0 1578,4 0, ,4 958,0 2626,0 1614,2 0, ,9 1030,0 2588,0 1598,7 0,76 máximo 1106,4 1270, ,7 0,80 Consumo Médio da CAG

27 RenewPower

28 Jacques Haratz Tel: (021) Anibal Perez Tel: (021) Av. Luiz Carlos Prestes, n 350, sala 201, CEP: , Barra da Tijuca - Rio de Janeiro/RJ