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Ministério deMinas e Energia
Rio de Janeiro, 02 agosto de 2006.
James Bolívar Luna de AzevedoEPE – Empresa de Pesquisa Energética
DEN - Diretoria de Estudos Econômicos e Energéticos
SEE - Superintendência de Economia da Energia
BENEFÍCIOS RESULTANTES DA CO-GERAÇÃO
Seminário: A co-geração no segmento têxtil.COGENRIO
marco regulatório
•Lei n° 10.847, de 15 de março de 2004autoriza a criação da Empresa de Pesquisa Energética - EPE
•Lei n° 10.848, de 15 de março de 2004dispõe sobre a comercialização de energia
•Decreto n° 5.081, de 14 de maio de 2004dispõe sobre a governança do ONS
•Decreto n° 5.163, de 30 de julho de 2004regulamenta a Lei n° 10.848 (comercialização)
•Decreto n° 5.175, de 09 de agosto de 2004institui o Comitê de Monitoramento do Setor Elétrico – CMSE
•Decreto n° 5.177, de 12 de agosto de 2004dispõe sobre a Câmara de Comercialização de Energia Elétrica
- CCEE
•Decreto n° 5.184, de 16 de agosto de 2004 cria a Empresa de Pesquisa Energética - EPE
Empresa de Pesquisa Energética – EPE• execução dos estudos de planejamento energético
Conselho Nacional de Política Energética – CNPE• formulação da política energética em articulação com
as demais políticas públicas
Ministério de Minas e Energia - MME• implementação da política energética• formulação de políticas para o setor elétrico• exercício do Poder Concedente
Comitê de Monitoramento do Setor Elétrico – CMSE• monitoramento das condições de atendimento (5 anos)• (coordenação do MME, com participação da EPE e de outras instituições)
principais agentes e funções no planejamento
posicionamento institucional da EPE
Gabinete doMinistro
SecretariaExecutiva
Minas eMetalurgia
Petróleo &Gás
EnergiaElétrica
Planej. &Desenv.
Energético
Estrutura atual do MME
A EPE é uma instituiçãovinculada ao MME EPE
• Realizar estudos e projeções da Matriz Energética Brasileira
• Implantar e manter o Sistema Nacional de Informações Energéticas
• Elaborar e publicar o Balanço Energético Nacional
• Identificar e quantificar os potenciais de recursos energéticos
• Realizar os estudos para a determinação dos aproveitamentos ótimos dos recursos hidrelétricos
Atribuições da EPE(art. 4o da Lei no 10.847/04)
• Promover ações para a obtenção do licenciamento ambiental necessário às licitações envolvendo empreendimentos de geração hidrelétrica e de transmissão de energia elétrica
• Elaborar os estudos necessários para o desenvolvimento dos PLANOS de EXPANSÃO da GERAÇÃO e TRANSMISSÃO de ENERGIA ELÉTRICA de CURTO, MÉDIO e LONGO PRAZOS
• Promover estudos para dar suporte ao gerenciamento da relação reserva e produção de hidrocarbonetos no Brasil, visando à auto-suficiência sustentável
• Promover estudos de mercado visando definir cenários de demanda e oferta de petróleo, seus derivados e produtos petroquímicos
Atribuições da EPE(art. 4o da Lei no 10.847/04)
• Desenvolver os estudos de viabilidade técnico-econômica e sócio-ambiental para os empreendimentos de energia elétrica e de fontes renováveis
• Elaborar os estudos relativos ao Plano Diretor para o desenvolvimento da indústria de gás natural no Brasil
• Desenvolver estudos para incrementar a utilização dos combustíveis renováveis
• Promover estudos e produzir informações visando subsidiar planos e programas de desenvolvimento energético ambientalmente sustentável, inclusive, de eficiência energética
Atribuições da EPE(art. 4o da Lei no 10.847/04)
organograma da EPE
SUPERINTENDÊNCIA
DE ECONOMIA DA
ENERGIA
SUPERINTENDÊNCIA
DE RECURSOS
ENERGÉTICOS
organograma da EPE
Co-geração – Principais características
• Produção simultânea de trabalho e calor a partir da queima de um mesmo combustível.
• O trabalho mecânico é utilizado, em geral, para acionar um gerador e produzir energia elétrica, podendo ter outras finalidades como acionamento de compressores ou propulsão de navios.
• O calor, em geral, é usado como vapor de processo ou água quente para aquecimento.
• A eficiência global pode chegar a 85%.
Co-geração – Principais características
• Melhor uso da energia do combustível.• Redução do impacto ambiental, principalmente no que se refere às emissões gasosas.• Energia “limpa” que dá direito à venda de créditos de carbono, no âmbito do Protocolo de Kyoto.• Como o vapor e a água quente não podem ser levados a longas distâncias, deverão existir demandas locais para suas produções.• Estas características criam condições em favor do avanço de sistemas de geração distribuída, nos quais os consumidores finais produzem e consomem a energia que necessitam.
Co-geração - Tecnologias
De acordo com a aplicação específica a que se destina a cogeração, haverá uma tecnologia mais apropriada ou, eventualmente, uma combinação delas, quais sejam:
- caldeiras/turbinas a vapor;- turbinas a gás;- motores a diesel;- células a combustível (gás natural/biomassa).
Co-geração - Tecnologias
Motores a diesel:
para potências menores que 20 MW (navios e hospitais, por exemplo);• utilizados em conjunto com sistemas de recuperação de calor para suprimento das necessidades de aquecimento e ar condicionado;• apresentam boa eficiência térmica (38-42%), mas geram calor a baixa temperatura, limitando-se na prática ao aquecimento de água e de ambientes.• produzidos em série a custo competitivo;• compactos, exigem pouca infra-estrutura e podem ser montados rapidamente.
Co-geração - Tecnologias
Turbinas a vapor:
• utilizadas em instalações de maior porte (> 20 MW), onde há queima de carvão, óleo pesado ou rejeitos industriais, como o bagaço de cana;• eficiência térmica relativamente baixa (o que torna o uso de combustíveis “caros” desaconselhável), mas geram calor à temperatura necessária ao processo;• envolvem custos elevados e tempo de instalação longo;• exigem áreas grandes e quantidades significativas de água de refrigeração;• relação potência/calor variável ao longo de uma ampla faixa, dando flexibilidade à operação.
Co-geração - Tecnologias
Turbinas a gás:
• adequadas em faixas de potência que variam de 5 MW a 1.725 MW;• utilização de gás natural ou derivados leves do refino (como querosene ou nafta);• tempo de instalação curto;• baixa eficiência térmica quando em ciclo aberto (30 a 35%), podendo chegar a 50-55% em ciclo combinado.• relação potência/calor flexível;•custo relativamente baixo.
Co-geração - Tecnologias
Células a combustível:
• tecnologia desenvolvida para aplicações de diversos portes, desde pequenas unidades para cogeração residencial de 1kW a grandes unidades de porte industrial, de dezenas de kW;• estima-se que há hoje no mundo mais de 700 células combustíveis estacionárias para aplicações de grande porte instaladas no mundo;• combustíveis mais utilizados: gás natural, biogás e hidrogênio.
Co-geração – Viabilidade econômica
A opção pela co-geração, de modo geral, é definida por condicionantes estritamente econômicas, adotada somente quando se observam reduções substanciais nos custos de energia.Numa análise econômica, deve-se, portanto, considerar os seguintes pontos:
• custos de instalação, operação e manutenção;• tarifas de energia elétrica (atuais e futuros);• preço e disponibilidade do combustível;• incentivos fiscais;• retorno financeiro.
PRINCIPAIS FONTES DE ENERGIA NA CO-GERAÇÃO
SUCROALCOOLEIRO: BAGAÇO DE CANA
PAPEL E CELULOSE: LIXÍVIA, LENHA, RESÍDUOS DEMADEIRA
METALURGIA: GÁS DE ALTO-FORNO, GÁS DECOQUERIA, GÁS DE ACIARIA
PETRÓLEO: GÁS DE REFINARIA, GÁSNATURAL, O. COMBUSTÍVEL
QUÍMICA: GÁS DE PIRÓLISE, GÁSRESIDUAL, GÁS NATURAL
OUTROS: GÁS NATURAL, GÁS RESIDUAL
SETORES TWh % % S/SETOR
SUCROALCOOLEIRO 7,0 27,1 114,0
PAPEL E CELULOSE 6,2 24,0 48,3
METALURGIA 4,6 17,8 7,8
PETRÓLEO 4,3 16,7 64,1
QUÍMICA 2,4 9,3 11,0
OUTROS 1,2 4,7 0,8
TOTAL 25,8 100,0 7,2
CO-GERAÇÃO NO BRASIL – 2004
Fonte: MME - 2006
Biomassa4,0%
Nuclear2,2%
Derivados Petróleo
3,2%
Carvão e Gás Coqueria
1,8% Outros1,2% Gás Natural
4,1%
Hidráulica85,4%
Matriz referente a geração de energia elétrica. Inclui importação de Itaipu.
100%441.6 TWh
Fontes renováveis:
Brasil 2005 – 89%
Mundo 2003 – 18%
MATRIZ DE ENERGIA ELÉTRICA – 2005
Participação Co-geração 5,8%
Participação dos sistemas de cogeração na oferta de eletricidade (WADE World Alliance of Decentralized Energy, 2003)
CO-GERAÇÃO NO MUNDO
0
10
20
30
40
50D
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ark
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Fin
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n
PERSPECTIVAS DA EVOLUÇÃO DA AUTOPRODUÇÃO (TWh)
2004 2005 2010 2015
AUTOPRODUÇÃO CLÁSSICA (COGERAÇÃO) 25,8 27,4 40,0 50,8
AUTOPRODUÇÃO HÍDRICA 12,1 9,9 16,9 24,0
AUTOPRODUÇÃO TOTAL 37,9 37,3 56,9 74,8
AUTOPRODUÇÃO / MERCADO (%) 10,6 10,0 11,8 12,1
CO-GERAÇÃO: MERCADO POTENCIAL-PDEE
DECRETO 5.163 DE 30/04/2004 ESTABELECE:
AGENTES DE DISTRIBUIÇÃO:
• COMPRA DE GERAÇÃO DISTRIBUÍDA: ≤ 10% CARGA
• GERAÇÃO TERMELÉTRICA: COM EFICIÊNCIA ≥ 75%
• GERAÇÃO TERMELÉTRICA QUE UTILIZA BIOMASSA OU RESÍDUOS: QUALQUER EFICIÊNCIA
CO-GERAÇÃO: MERCADO POTENCIAL-PDEE
MERCADO E CARGA DOS AGENTES DE DISTRIBUIÇÃO
2005 MERCADO MERCADO
LIVRE CATIVO
CONSUMO (GWh) 70.018 265.515
CARGA (Mwmed) 9.924 37.635
10% DA CARGA: 3.763 MWmed
CO-GERAÇÃO: MERCADO POTENCIAL-PDEE
Térmica21,1%
PCH, PROINFA,
outros5,1%
Hidráulica73,8%
Expansão Geração:Expansão Geração:
-
-
5.907
1.908
3.654
1.362 573
8.268
4.688
5.967
0
1.000
2.000
3.000
4.000
5.000
6.000
7.000
8.000
9.000
2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
PCH, PROINFA, outros
Térmica
Hidráulica
5.369
2.796
Acr
ésci
mo
an
ual
(M
W)
Média Investimento AnualMédia Investimento Anual (2006-2015):(2006-2015):
R$ 10.461,5 milhõesR$ 10.461,5 milhões
CO-GERAÇÃO: MERCADO POTENCIAL-PDEE
DUAS ERAS DA CO-GERAÇÃO
Cogeração tradicional Cogeração moderna
Motivação básicaAutosuficiência deenergia elétrica
Venda de excedentes eredução de emissões
Equipamento de geração predominante
Turbinas a vaporTurbinas a gás e ciclos combinados
Combustíveis empregados
Residuais (bagaço, cascas)
Todos
Relação com a concessionária
Operação independente Operação interligada
Casa de Força do Sistema de Cogeração de uma Usina de Açúcar
Unidade de Cogeração com Microturbina a Gás
Co-geração – Investimentos
Iqara Energy Services - São Paulo: • oito projetos instalados em SP (8 MW - US$ 5 milhões). Supermercados, hotéis Sofitel e Caesar Park, shopping Taubaté, química Cloroetil e fabricante de embalagens Inapel.
• em estudo de viabilidade estão 13 contratos, somando 23 MW (US$ 14,2 iniciais), dos quais 30% são do setor terciário, a maioria na cidade de São Paulo, e o restante em indústrias do interior paulista. Planeja-se atingir 350 MW até 2013.
Co-geração – Investimentos
CEG – Rio de Janeiro:
• controlada pela Gás Natural, opera no mercado de cogeração através da Gás Natural Serviços;
• dez plantas instaladas em fábricas como as da Coca-Cola e Ambev e em shoppings centers, totalizando 50 MW;
• 58 clientes potenciais (200-250 MW de potência instalada): região metropolitana, Resende (indústrias), Macaé (hotelaria) e Campos (cerâmica);
• todos já contam com rede de distribuição de gás;
Co-geração – Investimentos
BR Distribuidora:
• investimentos centrados no setor aeroportuário;• plantas para os aeroportos de Congonhas – SP (4,1 MW) e Maceió-AL (780 kW), gerando energia elétrica e térmica (água fria para climatização);• representam o resultado de um termo de cooperação com a Infraero para o desenvolvimento de projetos de eficiência energética e geração distribuída em todos os aeroportos nacionais, de acordo com o perfil de cada um;• a lista dos aeroportos prioritários para implantação dos projetos foi definida pela Infraero e considera a disponibilidade local de gás natural. Os próximos serão o Santos Dumont (RJ) e o de Vitória (ES).
EMPRESA DE PESQUISA ENERGÉTICA - EPEMINISTÉRIO DE MINAS E ENERGIA - MME
Muito obrigado!