8/16/2019 Aula 05 - Cogeração
1/31
COGERAÇÃO
Prof. Eduardo Bonamini
8/16/2019 Aula 05 - Cogeração
2/31
Introdução a Cogeração
A cogeração é a produção simultânea ou combinada de energia térmica
útil (calor na forma de água quente e vapor, ou frio) e energia mecânica a
partir da queima de um único combustível (gás natural, resíduos de madeira,
casca de arro, bagaço da cana, pal!a, etc")" A energia mecânica pode ser
utiliada na forma de trabal!o ou convertida total ou parcialmente em energia
elétrica" A energia térmica é utiliada como fonte de calor e#ou frio para umprocesso industrial ou no setor de comércio ou serviços"
Pode-se ainda definir a cogeração como a integração eficiente dos
processos térmicos e elétricos.
8/16/2019 Aula 05 - Cogeração
3/31
Introdução a Cogeração
$egundo a Aneel (%es" no"&' de & de nov" &**+), a atividade de cogeração de energia
contribui para a racionalidade energética, possibilitando mel!or aproveitamento e menor
consumo de fontes de energia, quando comparada geração individual de calor e energia
elétrica"
8/16/2019 Aula 05 - Cogeração
4/31
Introdução a Cogeração-evido aos investimentos relativamente bai.os, a cogeração tem
sido cada ve mais empregada para/
$uprir energia elétrica quer para consumo pr0prio onde está
sendo produida, quer para negociação com a concessionária ou
mercado de energia1
%eaproveitamento do calor para uso na calefação, refrigeração,
secagem, lavagem, etc"
Aproveitamento da crescente disponibilidade do gás natural na
matri energética"
2ariedade de combustíveis para geração de calor e eletricidade,
como/ resíduos da cana3de3açúcar, resíduos da madeira, pal!a de
arro, além do gás natural"
8/16/2019 Aula 05 - Cogeração
5/31
Introdução a Cogeração4atores que t5m contribuído para a e.pansão da cogeração/
A busca no uso eficiente da energia evitando3se as perdas de energia
útil"
Aumento da efici5ncia energética de conversão térmica com a
produção simultânea de trabal!o e calor úteis a partir da queima de
combustíveis"
%edução dos impactos e custos ambientais resultantes do mel!or
aproveitamento da queima de combustíveis, contribuindo para isso o
aumento da efici5ncia energética do processo, que implica em menos
energético para mais energia convertida em trabal!o e, por conseguinte,
menor redução de emissão de gases de efeito estufa e menor impacto
ambiental"
8/16/2019 Aula 05 - Cogeração
6/31
Introdução a Cogeração
$ignificativa evolução das turbinas a gás"
6stímulo participação do segmento privado na produção de eletricidade"
7eração de eletricidade no pr0prio local de consumo"
8empo curto para implantação"
$uprimento de energia confiável"
9el!oria na qualidade do fornecimento"
%edução de custos de suprimento de energia elétrica"
%edução de custos, aumentando a competitividade econ:mica de empresas industriai
e comerciais"
4inanceiramente mais viável"
7eração distribuída"
8/16/2019 Aula 05 - Cogeração
7/31
A 8abela &"; apresenta duas fases distintas, a tradicional e a moderna, ao
longo da evolução dos sistemas de cogeração"
Introdução a Cogeração
8/16/2019 Aula 05 - Cogeração
8/31
Introdução a Cogeração A principal diferença entre a cogeração e a c!amada geração termelétrica convencional
é que na segunda é gerada apenas eletricidade, sem aproveitamento de parte significativa
da energia do combustível" A geração termelétrica implica necessariamente a re
8/16/2019 Aula 05 - Cogeração
9/31
Introdução a Cogeração
= consumo de água de uma central termelétrica é centrado na
necessidade da mesma rea cogeração aproveita3se o potencial e.istente nos produtos resultantes
da queima de um combustível, que estão a alta temperatura, para geração
de trabal!o e energia térmica"
8/16/2019 Aula 05 - Cogeração
10/31
Introdução a Cogeração
A eficiência máxima das usinas de geração termelétrica é
da ordem de 55 a 60%, em ciclo combinado" -e qualquer
modo, a única forma de aproveitar os restantes *? da energia
dos combustíveis é usando3a na forma de calor, como realiado
nas plantas de cogeração" Já a cogeração tem de 75% a 85%
de eficiência 6ste motivo aliado ao crescente valor dos
combustíveis e mudança das leis, e.plicam o fantástico
crescimento da cogeração no mundo na última década"
8/16/2019 Aula 05 - Cogeração
11/31
Cogeração no Brasil
Ao tornar clara a possibilidade de vender e.cedentes
elétricos com remuneração satisfat0ria e disponibiliar a
compra de energia rede, podem ser criadas condiç@es para
uma saudável contribuição de autoprodutores e produtores
independentes na e.pansão do sistema elétrico e com
efici5ncias energéticas elevadas"= decreto ei B;C&, de &B de maio de BD;B, em seu art" &E,
define o conceito de autoprodutor para a produção de energia
elétrica destinada a uso e.clusivo do produtor"
8/16/2019 Aula 05 - Cogeração
12/31
Cogeração no Brasil
A caracteriação da cogeração, assim como a regulamentação
da aquisição de e.cedentes pela concessionária, surgiu em &' de
deembro de BD;;, com a portaria ->A66 &+, ficando os
autoprodutores su
8/16/2019 Aula 05 - Cogeração
13/31
Cogeração no Brasil
A %esolução >E&B da A>66, de &B de Haneiro de &***,
estabelece os requisitos necessários qualificação de centrais co3
geradoras de energia"
>o Irasil !á +* termelétricas com cogeração em operação, com
pot5ncia instalada total de B"+'* 9J" As plantas são contribuiç@es
de autoprodutores (BD?) e de produtores independentes (*?) emsua grande maioria e usam combustíveis f0sseis +*,'? (0leo
combustível (B,C?), 0leo diesel (B*,'?), gás natural (;,'?)), gás
de processo (',?) e biomassa (',?)"
8/16/2019 Aula 05 - Cogeração
14/31
Cogeração no Brasil
8/16/2019 Aula 05 - Cogeração
15/31
Cogeração no Brasil
-os +* pro
8/16/2019 Aula 05 - Cogeração
16/31
Cogeração no Brasil
>o Keará o número de plantas de cogeração é ainda incipiente/
8/16/2019 Aula 05 - Cogeração
17/31
Cogeração no Brasil
= Irasil ainda e.perimenta barreiras para um efetivo deslanc!e da
cogeração, o principal deles é o alto preço do gás natural embora a
cogeração a biomassa ven!a apresentando um maior crescimento relativo"
A 6uropa tem incorporado ativamente a cogeração em sua política
energética" A Lnião 6uropeia atualmente gera BB? de sua eletricidade
usando cogeração, no entanto !á uma grande diferença na participação dos
estados membros" =s tr5s países europeus com a maior produção por
cogeração no mundo são -inamarca, Molanda e 4inlândia" >a -inamarca,
? de sua energia prov5m de cogeração e da recuperação do calor do li.o"
>a Molanda, cerca de *? de toda a energia gerada é proveniente da
cogeração" >a 4inlândia os percentuais são também significativos"
8/16/2019 Aula 05 - Cogeração
18/31
Setores com Vocação para a Cogeração
=s campos mais atrativos implantação da cogeração são os que
agregam parte ou a totalidade das características listadas a seguir/Konfiabilidade no atendimento da demanda de pot5ncia1
-emandas significativas e contínuas de energia elétrica e calor1
-isponibilidade de combustível a preços atrativos, como gás natural, ou
resíduos industriais1
8arifas ou preços elevados para a energia elétrica"
-isponibilidade de combustíveis residuais dos processos
produtivos"
8/16/2019 Aula 05 - Cogeração
19/31
Setores com Vocação para a Cogeração
6sta tecnologia tem um potencial de aplicação importante nos
setores que produem combustíveis residuais em seusprocessos produtivos como/ sucroalcooleiro, papel e celulose,
siderúrgico e de refino"
Lm e.emplo típico de cogeração é encontrado na indústria
sucroalcooleira, onde o bagaço de cana3de3açúcar é ocombustível empregado para a produção de vapor, que ap0s
acionar as turbinas da moenda e do turbo3gerador, atende s
demandas de calor no processo industrial"
8/16/2019 Aula 05 - Cogeração
20/31
Setores com Vocação para a Cogeração
=utro e.emplo refere3se s centrais de utilidades das plantas de
produção de celulose, que concentram e queimam resíduos da
digestão da madeira, o licor negro, recuperando produtos químicos
de valor para o processo produtivo e produindo vapor de alta
pressão que permite gerar energia elétrica e atender s demandas
térmicas no processo industrial"
=s combustíveis utiliados para cogeração nas refinarias de
petr0leo são gás de refinaria, resíduo asfáltico, gás natural e finos
de .isto" A motivação nestes casos tem sido a disponibilidade de
combustíveis residuais e a necessidade de assegurar um
suprimento confiável de eletricidade"
8/16/2019 Aula 05 - Cogeração
21/31
Setores com Vocação para a Cogeração
A cogeração moderna é muito variada, sendo notável a penetração das
turbinas a gás, com seus gases quentes de escape servindo para aprodução de vapor de processo em caldeiras de recuperação, empregadas
em todos os setores, inclusive em empresas do setor terciário (setor de
serviços)"
Kom a entrada do gás natural, a cogeração tem sua aplicabilidade
econ:mica ampliada para setores que utiliem calor e#ou frio em seu
processo produtivo, tais como químico (fertiliantes, soda3cloro, etc"), t5.til,
de alimentos e bebidas, !otéis, s!opping, e outros do setor de serviços"
8/16/2019 Aula 05 - Cogeração
22/31
Setores com Vocação para a Cogeração=s segmentos produtivos mais propícios cogeração são/
!a" #egmento $ndustrial os dois insumos energéticos mais usados na indústria são
eletricidade e vapor"
Fetroquímica
Alimentícias
Iebidas
85.til de 4iação
85.til de 8ecelagem
Kerâmicas
Fapel
Kelulose
4armac5uticas
Nuímicas
Kementeiras
9etalúrgicas
8/16/2019 Aula 05 - Cogeração
23/31
Setores com Vocação para a Cogeração
!&" #egmento 'omercial
6difícios comerciais
4rigoríficos
Mospitais
Motéis
$upermercados
$!opping centers 7ráfico
8/16/2019 Aula 05 - Cogeração
24/31
Setores com Vocação para a Cogeração
As aplicaç@es típicas de cogeração podem ser resumidas em tr5s grandes
áreas distintas/
(tilidades !District Heating " cogeração voltada para a produção de
calor ou frio distrital para condicionamento ambiental e aquecimento de água
em centros urbanos (teatros, áreas de centros de compra, resid5ncias) a
temperaturas geralmente compreendidas entre * e B*OK"
$ndustrial cogeração voltada para indústrias com demandas de calor
em alta temperatura iguais ou superiores a B*OK (refinarias, siderúrgicas,
indústrias de cimento, cerâmica e de vidro) ou mais bai.as temperaturas
(celulose e papel, t5.til, sucro3alcooleira)"
S t V ã C ã
8/16/2019 Aula 05 - Cogeração
25/31
Setores com Vocação para a CogeraçãoAgr)cola * cogeração destinada ao aquecimento agrícola de estufas, de
e.ploraç@es agrícolas e de instalaç@es semel!antes, a temperaturas geralmente
compreendidas entre B e *OK"'omercial cogeração voltada para o atendimento a, estabelecimentos
comerciais como !ospitais, !otéis, frigoríficos, centros de compra, universidades"
A cogeração apresenta características de operação que diferem daquelas de
geradores dedicados em que o ob
8/16/2019 Aula 05 - Cogeração
26/31
Mtodos de Recuperação de Energia6.istem basicamente cinco métodos de recuperação de energia para cogeração/
A+uecimento direto utilia o calor de e.austão diretamente em um processo
que consome calor" 6."/ secagem e pré3aquecimento de ar de combustão"
A+uecimento de fluidos utilia um trocador de calor para elevar a temperatura
de um fluido de trabal!o" 6."/ aquecimento de água para processos industriais e uso
residencial"
-rodução de .a/or utilia o vapor gerado, saturado ou superaquecido, para
processo" 6."/ vapor saturado (corresponde pressão e temperatura onde coe.istem
em equilíbrio as fases líquidas e gasosas) na dessaliniação e aquecimento de
ambientes e vapor superaquecido (quando temperatura do vapor está acima do ponto
no qual se evaporou) usado em turbinas a vapor"
Mtodos de Rec peração de Energia
8/16/2019 Aula 05 - Cogeração
27/31
Mtodos de Recuperação de Energia
eração de frio, mediante os ciclos de a&sorção ciclo operado
basicamente a calor, devido ao fato da maior parte do custo de operação estar
associada com o fornecimento de calor liberado do vapor do líquido de alta
pressão" >a verdade e.iste a necessidade de algum trabal!o para acionar a
bomba no ciclo de absorção, mas a quantidade de trabal!o para uma dada
quantidade de refrigeração é mínima, comparada com aquela que seria
necessária no ciclo de compressão de vapor"
1esfriamento /or com/ressão mec2nica a elevação da pressão do
refrigerante é conseguida por um compressor que requer trabal!o"
Ciclos de Cogeração
8/16/2019 Aula 05 - Cogeração
28/31
Ciclos de Cogeração
Ciclos de Cogeração
8/16/2019 Aula 05 - Cogeração
29/31
Ciclos de Cogeração
Ciclos de Cogeração
8/16/2019 Aula 05 - Cogeração
30/31
Ciclos de Cogeração
Ciclos de Cogeração
8/16/2019 Aula 05 - Cogeração
31/31
Ciclos de Cogeração
Top Related