Cogeração em ambiente urbano

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1 Cogeração em ambiente urbano MAIO 2010 Miguel Gil Mata 1

2 Índice Cogeração Conceito Energia térmica vs energia eléctrica Estratégia energética Regulamentação nacional Externalidades Cogeração em ambiente urbano Conceito Condições técnicas / consumos Condições comerciais Condições infra-estruturais Soluções tecnológicas Motores a gás natural Turbinas a gás natural 2

3 Cogeração - Conceito Cogeração A actividade de cogeração consiste na produção simultânea de calor útil e electricidade. Na realidade, a produção de calor é uma inevitabilidade em grande parte dos processo de produção de energia eléctrica, nomeadamente naqueles que recorrem à queima de combustíveis (fósseis ou não). No entanto, estar-se-á na presença de um processo de cogeração apenas quando o calor produzido é útil e satisfaz um propósito economicamente justificável. 3

4 central tradicional Energia Electrica vs Energia Termica Perdas 10% Combustível W T / (1-10%) Caldeira tradicional E. Térmica útil (W T ) Perdas 45% Combustível Central ciclo combinado Rede Eléctrica Publica E. Eléctrica útil (W E ) [W E / (1-45%)]/(1 4%)] Perdas > 4% [W T / (1-10%)] + [W E / (1-45%)/(1 4%)] = 1,11 x W T + 1,894 x W E 4

5 Energia Electrica vs Energia Termica central de cogeração Perdas < 10% Combustível (W E + W T )/(1-10%) Central de cogeração E. Térmica útil (W T ) E. Eléctrica útil (W E ) [(W E + W T )/(1-10%)] = 1,11 x W T + 1,11 x W E Poupança = 1,11 x W T + 1,894 x W E 1,11 x W T 1,11 x W E = 0,784 x W E 5

6 Cogeração faz parte da estratégia energética europeia 6

7 Cogeração - Regulamentação nacional Na maioria dos países europeus, a actividade de cogeração está detalhadamente regulamentada, sendo mesmo alvo de uma directiva europeia a Directiva 2004/8/CE, do Parlamento e do Conselho. Em Portugal, tem existido um conjunto de peças legislativas que regulamenta a produção em regime de cogeração, com destaque para os Decreto-lei 189/88, 538/99, 313/01, 399/02 e o mais recente DL 23/2010 que faz a transposição da directiva europeia, complementadas (ou a complementar) com diversas portarias. 7

8 Externalidades positivas: Poupança de energia primária (face à produção separada de calor e electricidade) Menor emissão de gases com efeito de estufa Produção descentralizada, com consumo local menores perdas de transporte Menores necessidades de investimento em redes de transporte e distribuição Redundância de fornecimento e auto-suficiência energética Aproveitamento de recursos locais Cogeração - Eficiência Sustentabilidade A cogeração é um conceito que cria valor 8

9 Cogeração em ambiente urbano - Conceito Cogeração em ambiente urbano é um conceito em tudo idêntico a uma cogeração industrial. Mas qual a necessidade térmica típica num ambiente urbano? Climatização de espaços para ocupação humana (residências, escritórios, outros edifícios de serviços) Aquecimento de águas (piscinas, AQS, Healthclubs, lavandarias, etc) Refrigeração (conservação de produtos alimentares)

10 Requisitos / Condicionantes Características do consumo Que tipo de consumo? Perfil horário / diário / semanal / anual Concentrações de consumo Condições comerciais Promotor independente? Preços Custos de facturação / Medição / Administrativos Clausulas de consumo obrigatório / mínimo Arquitectura contratual Condições infra-estruturais Espaço disponível Distância aos consumidores Impacto no meio em que se insere (visual / acústico / social ) Disponibilidade e preço do combustível Obra exequível?

11 Exemplo tecnológico ÁGUA GELADA CHILLER ÁGUA QUENTE ÓLEO GÁS NATURAL MOTOR ÁGUA ~ ELECTRICIDADE TORRE DE REFRIGERAÇÃO 11

12 Chillers de absorção P frio = 2 x 1750 kw COP = 0.7 (complementados por 8 MW de refrigeração por compressão) eléctrico = 40% Térmico = 40% Geradores em ciclo Otto a GN P elec = 2 x 2950 kw e 12

13 Chillers de absorção P frio = 1 x 1200 kw COP = 0.8 (complementados por 3 MW de refrigeração por compressão) eléctrico = 31% Térmico = 50% Turbina a GN P elec = 5500 kw e 13

14 Conclusão: O mérito intrínseco do conceito de cogeração é inatacável As vantagens (económicas e ambientais) da sua efectiva implementação são naturalmente dependentes de um conjunto de condicionantes O ambiente urbano (por exemplo a cidade do Porto) pode oferecer condições vantajosas 19

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