Benefícios da Cogeração de Energia. João Antonio Moreira Patusco

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1 Benefícios da Cogeração de Energia João Antonio Moreira Patusco

2 Balanço Energético Contabilidade de Energia de um País ou Região Oferta Interna de Energia = { Perdas na Transformação Perdas na Distribuição e Armazenagem + Consumo Final de Energia

3 Economia e Energia no Mundo Taxas Médias de Crescimento ao Ano - % (1970 a 2010) 5 PIB 4,1 CFEE 3,8 4 GN-->EE 3,5 OIGN 3, PIB: Produto Interno Bruto; CFEE: consumo Final de Energia Elétrica; GN EE: Gás natural destinado à geração de Eletricidade; OIGN: Oferta Interna de GN /70

4 Relações: CFE/OIE e OIE Destinada à Geração de Energia Elétrica 1,0 CFE / OIE 0,8 0,83 0,80 0,77 0,76 0,75 OIE -->EE 0,6 0,4 0,2 0,21 0,26 0,31 0,34 0,36 0, CFE: Consumo Final de Energia; OIE: Oferta Interna de Energia; EE: Eletricidade

5 PIB e OIE no Mundo - % a.a. por Período 5,0 PIB 4,0 3,0 4,1 3,2 2,9 3,2 3,9 3,5 OIE 2,0 2,0 2,4 2,2 1,3 1,0 0,0 1980/ / / / /70

6 Intensidade Energética OIE / PIB (U$PPP2000) Mundo (tep / mil U$) 0,35 0,3 0,32 0,29 0,26 OIE/PIB 0,25 0,22 0,2 0,19 0,15 0,1 0,

7 Causas da Redução de Intensidade Energética Efeito Substituição Efeito Tecnologia Efeito Estrutura E a cogeração?

8 Cogeração no Mundo e Brasil Oferta Interna de Energia { Perdas na Transformação = Perdas na Distribuição e Armazenagem + Consumo Final de Energia Mundo M tep TWh (9,4% total) 220 M tep 60% Eficiência Perdas Evitadas 22% Cogeração M tep (8%) Brasil 272 M tep 54 TWh (10,2%) 4 M tep 50% Eficiência Perdas Evitadas 18% Cogeração 22 M tep (8%)

9 Cogeração - CONCEITO Produção simultânea de energia elétrica e térmica (vapor ou água quente), a partir da combustão de fontes de energia. PROCESSO SEM COGERAÇÃO Vapor : 31 Tcal CALDEIRA 86% Eficiência Gás Natural: 36 Tcal Entradas: 139 Tcal Saídas: 71 Tcal 5 Tcal Perdas Eficiência Total: 51% PROCESSO INDUSTRIAL Eletricidade: 40 Tcal 60 Tcal perdas térmicas 3 Tcal perdas distribuição

10 PROCESSO COM COGERAÇÃO Eletricidade: 40 Tcal 86 Tcal TURBO GERADOR (83% Eficiência) 31 Tcal CALDEIRA 86% Eficiência 14 Tcal 15 Tcal Perdas PROCESSO INDUSTRIAL Perdas 36 Tcal 64 Tcal Eficiência Total: 71% Eficiência na Geração EE: 63%

11 Relação de Preços Entre Gás Natural e Eletricidade na Indústria / 2010 (dólar corrente/bep) 0,8 0,7 0,6 40 Tcal EE = 100 mil R$ 64 Tcal input GN x (100/40)*0,27 = 43 mil R$ 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0, * Preços de GN: cotações do consumo industrial em alguns estados. Preços de EE: preço médio nacional

12 Preços em Abril de U$ corrente/bep GN IND OC CQ PET IMP EE IND CM IMP PET IMP * GN: preço SP, faixa de consumo 20 mil m³/dia. Preço OC: SP. Preço EE: média nacional

13 Viabilidade Econômica VIABILIDADE COMPROVADA Produção própria de resíduos Energéticos Refinarias: gás de refinaria, coque de FCC Exploração e Produção de Petróleo: gás natural Petroquímica: gás industrial, fusão de enxofre Siderurgia: gás de alto-forno, coqueria e aciaria Papel e Celulose: licor negro, resíduos de madeira Sucroalcooleiros: bagaço de cana VIABILIDADE A SER ESTUDADA Aquisição de combustíveis Custo dos combustíveis Custo do capital Custo ambiental Custo da operação e manutenção Custo das paradas Evolução provável de preços Outros

14 Benefícios do Usuário Próprio fornecedor de eletricidade Evita risco de oscilação de carga na rede Pode vender energia excedente as distribuidoras Melhor continuidade operacional do uso Aumento da eficiência de uso da energia Redução de custos com energia Cuidado relação de preços no tempo Envolve risco

15 Benefícios no Planejamento da Expansão de um País ou Região Aumento da eficiência térmica do sistema energético Redução de custos de transmissão e distribuição Redução de emissões de partículas

16 Consumo de Energia na Cogeração de Eletricidade (%) milhões tep inclui calor distrital MUNDO Carvão Óleo Gás Outros milhões tep BRASIL Carvão Óleo Gás Outros

17 Cogeração de Eletricidade Brasil TOTAL Total: 54,4 TWh Vendas Mercado: 12,7 TWh Dos quais A&A: 9,9 TWh Petróleo Sucroalcooleiro Serviços Aço Química Papel e Celulose GÁS NATURAL 4 18 Total: Serviços: 5 Outras Indústrias 10 TWh 0,5 TWh 20 0 E&P Petróleo Refino Serviços Química Outras Indústrias 13

18 Usinas a Gás Natural Classificadas em Cogeração (Fontes: ANEEL e SPE/MME)... mais de um combustível Potencial de geração: GWh (70% fator de capacidade) (*) não inclui plataforma de petróleo SETOR (*) Usinas Potência (MW) Química Alimentos e Bebidas 6 72 Agropecuário 1 6 Cerâmica 1 4 Serviços Refinarias Mineração e Pelotização 1 19 Aço 2... Papel e Celulose 5... Química 2... Química Têxtil 2 15 TOTAL

19 Matriz de Oferta Interna de Energia, por Fonte ,6 32,8 PETRÓLEO E DERIVADOS 45,6 38,6 14,5 20,9 22,2 Mundo 27,2 5,8 1973: milhões tep 2009: milhões tep Taxa: 1,98% a.a 0,8 1,6 GÁS NATURAL CARVÃO MINERAL URÂNIO HIDRÁULICA E ELETRICIDADE Brasil 1973: 82 milhões tep 2011: 272 milhões tep Taxa: 3,29% a.a 2, , ,0 BIOMASSA EÓLICA/OUTRAS 44,8 29, PETRÓLEO E DERIVADOS 0,4 10,1 3,1 5,6 0,0 1,5 6,1 14,7 GÁS NATURAL CARVÃO MINERAL URÂNIO HIDRÁULICA E ELETRICIDADE BIOMASSA EÓLICA/OUTRAS

20 Matriz de Oferta Interna de Energia Elétrica, por Fonte ,7 5,1 12,1 21,4 38,3 Mundo 40,5 PETRÓLEO GÁS CARVÃO NUCLEAR HIDRÁULICA BIOMASSA EÓLICA/OUTRAS Brasil 1973: 65 TWh 2011: 569 TWh Taxa: 6,05% a.a 3,3 13, : TWh 2009: TWh Taxa: 3,45% a.a 21,0 89,4 16,2 81,7 0, , ,2 2,1 4,6 0,0 1,7 1,1 0,0 2,8 PETRÓLEO GÁS CARVÃO NUCLEAR HIDRÁULICA BIOMASSA EÓLICA/OUTRAS 1,7 7,7

21 Estudos de Expansão do Suprimento de Energia / MME - EPE Plano Decenal de Energia PDE (2020) Plano Nacional de Energia PNE (2030)

22 Matriz de Oferta Interna de Energia, por Fonte 2011, 2020 e ,0 40,0 30,0 38,6 30,3 28,0 2011: 272 milhões tep 2020: 439,7 milhões tep 2030: 557,1 milhões tep 29, ,3 33,1 20,0 10,0 0,0 PETRÓLEO E DERIVADOS 14,4 15,5 10,1 GÁS NATURAL 5,6 6,1 6,9 CARVÃO MINERAL 3,0 1,5 1,4 URÂNIO 14,7 12,5 13,5 HIDRÁULICA E ELETRICIDADE BIOMASSA EÓLICA/OUTRAS

23 OBRIGADO - FIM João Antonio Moreira Patusco

24 Balanço Energético 500 Perdas na 300 Transformação Oferta Interna de Energia Perdas Consumo Final de Energia Consumo Final Útil Perdas na Distribuição e Armazenagem Perdas devidas Ao uso de E.E.

25 Cogeração no Mundo 2009 Oferta Interna de Energia = { Perdas na Transformação Perdas na Distribuição e Armazenagem + Consumo Final de Energia Eficiência (%) OIE (21 E.E.) 75 OIE E.E 36 (18 em 1970) Hidro Convencional Cogeração milhões tep OIE

26 Cogeração no Brasil 2011 Oferta Interna de Energia = { Perdas na Transformação Perdas na Distribuição e Armazenagem + Consumo Final de Energia Eficiência (%) OIE OIE E.E 22,7 7,5 15,2 70 Hidro 14,7 2,6 12,1 82 UTE SP 4,1 2,6 1,4 34 Cogeração 3,9 2,2 1,7 44 milhões tep OIE

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