Gestão de energia : 2009/ º Teste

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1 Gestão de energia : 009/010 1º Teste

2 Enunciado PROBLEMA 1 In VISÃO 5-11 de Novembro de 009 Entrevista com o Presidente EDP, Dr. António Mexia A EDP e as suas concorrentes terão de passar a comprar direitos de emissões a partir de 013. Estão preparados? Será um esforço enorme, mas que não deve ser feito apenas pelo sector eléctrico. O desafio está também na construção e na mobilidade. O carro eléctrico é uma verdadeira revolução. Se todos os carros que circulam em Portugal fossem eléctricos, cumpririamos já as metas de Quioto e a factura energética baixaria em mais de mil milhões de euros. a) Explique o conceito de que a introdução do carro eléctrico permite o aumento da produção eólica. Nessa explicação procure discuta as afirmações presente no texto. b) Explique o impacto energético e económico da adopção da tarifa bi-horária quer no consumidor quer no produtor. c) Discuta em que medida é que a adopção dos paradigmas de desenvolvimento que caracterizam as sociedades mais desenvolvidas do hemisfério norte, pelos países como os BRIC (Brasil, Russia, India e China) é insustentável 1º Teste 06-Nov-009 Slide of 53

3 Enunciado PROBLEMA Considere uma fábrica de leite pasteurizado. A evolução da produção anual de leite e dos consumos anuais de electricidade e de fuel são dados na tabela seguinte. Descrição Unidades Produção m3/ano Consumo de electricidade GWh/ano 10, 9,8 11,7 Consumo de fuel-óleo ton/ano A electricidade é consumida fundamentalmente em motores eléctricos com um rendimento médio de 88% para bombagem e produção de frio em chiller com COP de 5, destinado ao arrefecimento e armazenamento do leite. O fuel-óleo é queimado numa caldeira de vapor com um rendimento de 85%, sendo destinado à pasteurização do leite. As quebras de produção representam 5% da produção útil. A empresa realizou uma auditoria energética em 007, sendo considerado o ano 006 como ano de referência para o Plano de Racionalização em termos do SGCIE para o período A auditoria detectou a existência de desperdícios de frio de 10 GWh frio /ano e possibilidade de aumentar o rendimento da caldeira para 90%. Considere: Fuel-óleo: PCI = 41, MJ/kg, 0,984 tep/ton e FE = 336,4 kg CO e/tep Electricidade: tep/kwh e FE = 0,47 kg CO e/kwh a) Determine o consumo de energia primária no ano de referência desta fábrica em termos do SGCIE e represente os diagramas de Sankey para a electricidade e para o fuel-óleo separadamente. b) Em que nível de cumprimento do SGCIE está a empresa no ano 008? c) Se a produção se mantiver nos m3/ano e a empresa eliminar os desperdícios de frio e aumentar o rendimento da caldeira, conseguirá em 01 atingir a meta de consumo específico imposta pelo SGCIE? 1º Teste 06-Nov-009 Slide 3 of 53

4 Resolução a) Energia primaria = tep/ton x ton/ano tep/mwh x MWh/ano = 8490,6 tep/ano Electricidade Fuel óleo Energia primária (fonte) Energia primária (fonte) Electricidade 10, GWh/ano Centrais térmicas e transporte - degradação ver SGCIE Fuel óleo ton Refinação e Transporte - degradação ver SGCIE Ciclo frigorifico Motores eléctricos - degradação de 1% Caldeira - degradação de 15% Bombagem Frio industrial Calor Desperdícios de Frio Quebras de produção 5% Quebras de produção 5% Energia produtiva Energia produtiva 1º Teste 06-Nov-009 Slide 4 of 53

5 Resolução b) CE 006 = 8490,6 / = 31,45 kgep/m MWh/ano 0,47 ton CO /MWh ton/ano 3,364ton /tep Intens. Carb. + CO 006 = = 3,004tonCO / tep 8490,6 tep/ano EP 008 = tep/ton x ton/ano tep/mwh x MWh/ano = 9403,5 tep/ano CE 008 = 9.403,5 / = 31,35 kgep/m MWh/ano 0,47 ton CO /MWh 7000 ton/ano 3,364ton /tep Intens. Carb. + CO 008 = =,994tonCO / tep 9403,5 tep/ano A IC desceu o que é favorável, mas o CE está a descer muito pouco. c) Os desperdícios de Frio representam 10 GWh/ano, o que em termos eléctricos são: D.Frio = 10 Gwhfrio/ano / COP = GWh elec /ano Electricidade futuro = 11,7,0 = 9,7 GWh/ano O aumento do rendimento da caldeira traduz-se numa redução do consumo do ano 008: Fuel = ton/ano x 85%/90%=6.611 ton/ano Poupança= 388 ton/ano EP futuro = tep/ton x ton/ano tep/mwh x 9.7 MWh/ano = tep/ano CE futuro = 8.590,7 / = 31,35 kgep/m3=8,64 kgep/m3 REDUÇÃO DE 9% Sim, em termos da meta do CE consegue cumprir. 1º Teste 06-Nov-009 Slide 5 of 53

6 Enunciado PROBLEMA 3 Considere o processo produtivo representado no seguinte diagrama de blocos. O processo produz dois produtos finais (fluxos 5 e 6). A produção de resíduos ocorre apenas na operação C, na proporção de 1 kg de resíduo por cada 9 kg de produção dessa operação. Esses resíduos são tratados na operação de tratamento T, sendo recuperados para reciclagem 80% destes resíduos. Os coeficientes de proporcionalidade mássica são os seguintes: f 3 =0,4 e f 10 =0,. As operações unitárias apenas consomem electricidade, sendo os consumos específicos os seguintes: CE A =10 kwh/ton; CE B =0 kwh/ton; CE C =50 kwh/ton; CE D =5 kwh/ton; CE E =30 kwh/ton; Ce t T=10 kwh/ton. Os consumos específicos associados às matérias primas são CE 1 =30 kwh/ton e CE =50 kwh/ton. a) Escreva as expressões que permitem calcular o consumo específico dos dois produtos finais. b) Determine o consumo específico do produto à saída da operação A (CE 3 ) com e sem reciclagem. c) A empresa está a analisar um projecto de eficiência energética que irá reduzir em 50% o consumo específico da operação de tratamento T. A implementação deste projecto que variação absoluta irá provocar no consumo específico do produto final 5? 1º Teste 06-Nov-009 Slide 6 of 53

7 Resolução a) As expressões de cálculo dos consumos específicos são as seguintes: CE 5 =CE C +S C (f 3 CE 3 +f 4 CE 4 )+S t CCE t C CE 3 =CE A +f 1 CE 1 +f 10 CE 10 CE 1 =30 kwh/ton CE 10 =CE E +CE 9 CE 9 =CE D +CE 8 CE 8 =0 CE 4 =CE B +CE CE =50 kwh/ton CE 6 = CE 4 b) Sem resíduo é simplesmente CE 3 = 30 kwh/ton Com resíduo: CE 9 = = 5 kwh/ton CE 10 = = 35 kwh/ton CE 3 = 10+0,8x30+0,x35 = 41 kwh/ton c) CE 5 = S t CCE t C logo CE 5 =1/9 x 5 =0,56 kwh/ton 1º Teste 06-Nov-009 Slide 7 of 53