A produção de energia elétrica é intimamente vinculada ao seu consumo. Ela acompanha o consumo, pois os processos de produção não armazenam energia e o ponto ótimo se dá quando não se tem nem excesso nem falta da quantidade de energia produzida em relação à consumida. Por sua vez, o consumo de energia elétrica está relacionado ao padrão de crescimento e desenvolvimento da nação. Inúmeras evidências, associando o consumo de energia elétrica ao produto interno bruto e outros índices de desenvolvimento, são encontrados na literatura, os quais mostram claramente esta justa correlação. Por outro lado, o total de energia elétrica produzida é o resultado da soma das produções individuais das diversas fontes de recursos, tais como: gás natural, carvão vapor, hídricas, produtos de cana, eólica e urânio. Este é um cenário típico de produtores e consumidores, em que os produtores concorrem, entre si, para suprir a demanda. Qualquer variação na produção de um é compensada pela produção dos outros, a fim de se manter a demanda atendida na exata medida de suas necessidades. Neste trabalho foram desenvolvidas uma metodologia original e uma ferramenta de simulação, no aplicativo MATLAB®, e estabelecidos parâmetros e indicadores ambientais para auxiliar a tomada de decisões quanto ao direcionamento de investimentos na área de produção de energia elétrica, mostrando como minimizar os efeitos nocivos ao meio ambiente e acompanhar o crescimento da demanda simultaneamente. São utilizadas técnicas e metodologias consagradas, tais como a Avaliação do Ciclo de Vida, a Contabilidade Emergética, a Análise Estatística, a Teoria de Sistemas sobre a base de dados oficial do governo brasileiro, isto é, a matriz 27x47 do relatório anual Boletim Energético Nacional (BEN) do Ministério das Minas e Energia (MME), fornecendo uma visão holística e otimizada do setor energético nacional e em particular da área de energia elétrica. Alguns temas polêmicos como o efeito da utilização da área florestal para a produção de energia elétrica e o esgotamento de reservas energéticas são discutidos no final deste trabalho. / The production of electricity is closely linked to its consumption. It follows the consumption, because the production processes do not stock up energy and the optimum point is when it does not have over or less quantity of energy produced according to its consumption. In turn, energy consumption is related to the level of growth and development of the nation. A lot of evidence associating energy consumption to gross domestic product and other development indicators are found in the literature, which clearly shows this correlation. On the other side, there are several sources of resources from which is produced electric power, such as: natural gas, steam coal, hydro, sugarcane waste, wind and uranium in amounts that together supply the need consumption required all the time and could supply more than the required amount. This presented scenario is a typical example of producers and consumers, where producers compete to supply demand, and any variation in one of them is offset by the production of others, in order to get demand attended in the exact extent of their needs. In this work were developed a methodology and a tool, and also parameters were set to help decision making regarding guidelines for investments in the production of electricity, directing to minimize harm to the environment and at the same time meet the growing of the demand. Techniques and traditional methods were used, such as Life Cycle Assessment, Emergy Accounting, Statistical Analysis, the System Theory on the official database of the Brazilian government, that is, the 27x47 matrix of the Annual Report National Energy Bulletin (BEN) of Ministry of Mines and Energy (MME), providing an holistic and optimized overview in the energy national sector and in particular the electric power sector. Some controversial issues as the effect of using the forest for the production of electricity and the depletion of energetic reserves are discussed at the end of this work.

A produção de energia elétrica é intimamente vinculada ao seu consumo. Ela acompanha o consumo, pois os processos de produção não armazenam energia e o ponto ótimo se dá quando não se tem nem excesso nem falta da quantidade de energia produzida em relação à consumida. Por sua vez, o consumo de energia elétrica está relacionado ao padrão de crescimento e desenvolvimento da nação. Inúmeras evidências, associando o consumo de energia elétrica ao produto interno bruto e outros índices de desenvolvimento, são encontrados na literatura, os quais mostram claramente esta justa correlação. Por outro lado, o total de energia elétrica produzida é o resultado da soma das produções individuais das diversas fontes de recursos, tais como: gás natural, carvão vapor, hídricas, produtos de cana, eólica e urânio. Este é um cenário típico de produtores e consumidores, em que os produtores concorrem, entre si, para suprir a demanda. Qualquer variação na produção de um é compensada pela produção dos outros, a fim de se manter a demanda atendida na exata medida de suas necessidades. Neste trabalho foram desenvolvidas uma metodologia original e uma ferramenta de simulação, no aplicativo MATLAB®, e estabelecidos parâmetros e indicadores ambientais para auxiliar a tomada de decisões quanto ao direcionamento de investimentos na área de produção de energia elétrica, mostrando como minimizar os efeitos nocivos ao meio ambiente e acompanhar o crescimento da demanda simultaneamente. São utilizadas técnicas e metodologias consagradas, tais como a Avaliação do Ciclo de Vida, a Contabilidade Emergética, a Análise Estatística, a Teoria de Sistemas sobre a base de dados oficial do governo brasileiro, isto é, a matriz 27x47 do relatório anual Boletim Energético Nacional (BEN) do Ministério das Minas e Energia (MME), fornecendo uma visão holística e otimizada do setor energético nacional e em particular da área de energia elétrica. Alguns temas polêmicos como o efeito da utilização da área florestal para a produção de energia elétrica e o esgotamento de reservas energéticas são discutidos no final deste trabalho. / The production of electricity is closely linked to its consumption. It follows the consumption, because the production processes do not stock up energy and the optimum point is when it does not have over or less quantity of energy produced according to its consumption. In turn, energy consumption is related to the level of growth and development of the nation. A lot of evidence associating energy consumption to gross domestic product and other development indicators are found in the literature, which clearly shows this correlation. On the other side, there are several sources of resources from which is produced electric power, such as: natural gas, steam coal, hydro, sugarcane waste, wind and uranium in amounts that together supply the need consumption required all the time and could supply more than the required amount. This presented scenario is a typical example of producers and consumers, where producers compete to supply demand, and any variation in one of them is offset by the production of others, in order to get demand attended in the exact extent of their needs. In this work were developed a methodology and a tool, and also parameters were set to help decision making regarding guidelines for investments in the production of electricity, directing to minimize harm to the environment and at the same time meet the growing of the demand. Techniques and traditional methods were used, such as Life Cycle Assessment, Emergy Accounting, Statistical Analysis, the System Theory on the official database of the Brazilian government, that is, the 27x47 matrix of the Annual Report National Energy Bulletin (BEN) of Ministry of Mines and Energy (MME), providing an holistic and optimized overview in the energy national sector and in particular the electric power sector. Some controversial issues as the effect of using the forest for the production of electricity and the depletion of energetic reserves are discussed at the end of this work.

Submitted by Fabricia Fialho Reginato (fabriciar) on 2015-07-17T00:21:44Z No. of bitstreams: 1 PriscilaBordin.pdf: 691594 bytes, checksum: e121a178f4802438e3f96145b8935b41 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-17T00:21:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PriscilaBordin.pdf: 691594 bytes, checksum: e121a178f4802438e3f96145b8935b41 (MD5) Previous issue date: 2010 / FAPERGS - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul / Este estudo tem como objetivo determinar o custo unitário, em litro por hectare, de produção de biodiesel no Rio Grande do Sul a partir das culturas de soja, de girassol e de canola, partindo do custo de produção agrícola até o custo por litro de biodiesel destas culturas. Para o custo de produção agrícola realizou-se uma comparação entre as estruturas de custos de diversas instituições, comparando suas quantidades para a determinação da proposta de estrutura de custos, e foi realizada a posterior precificação no mercado, com base nas quantidades definidas. O cálculo do custo por litro de biodiesel iniciou com o cálculo de extração do óleo vegetal através de dois processos, extração por solvente e por prensagem, encontrando uma distinção de valores em relação aos processos. Já para os custos de produção do biodiesel, foram considerados os custos calculados nesta pesquisa e além destes, os custos com insumos, mão-de-obra, depreciação e energia elétrica que foram calculados e cedidos pela AFUBRA para a realização deste estudo. Os resultados apontam para os valores de R$ 1,73 para o biodiesel de girassol e de R$ 1,59 para o biodiesel de soja pelo método de extração por solventes; e de R$ 1,64 para biodiesel de girassol e de R$ 1,72 para biodiesel de soja pelo método de extração por prensagem. Observa-se que em alguns momentos o biodiesel de girassol é mais vantajoso em relação ao biodiesel de soja e, em outros, o biodiesel de soja tem esta vantagem. / The objective of this study is determining the unitary cost, in liters per hectare, of biodiesel production in the Brazilian state of Rio Grande do Sul, from soy, sunflower and canola cultures, since the cost of the agricultural production to the per liter cost of biodiesel of these cultures. To obtain the agricultural production costs we performed a comparison between the cost structures of several organizations, comparing their quantities to determine the cost structure proposal; and we performed the subsequent pricing in the market based on defined quantities. The estimation of biodiesel per liter costs started by calculating the vegetal oil extraction through two processes, extraction by solvent and extraction by pressing, finding the difference in values of both processes. For biodiesel production costs we considered those costs estimated in this research and also the expenses with raw materials, labor, depreciation and electric energy, which where estimated and granted by AFUBRA for the development of this study. The results show values of R$ 1.73 for sunflower biodiesel and R$ 1.59 for soy biodiesel by the solvent extraction method; and R$ 1.64 for sunflower biodiesel and R$ 1.72 for soy biodiesel by the extraction by pressing method. It is possible to observe that in some moments sunflower biodiesel is more advantageous in relation to soy biodiesel and, in others, soy biodiesel is more advantageous.

This work aims to analyze the current situation of electric vehicles in the world, considering the factors that assisted their insertion in the world market and the public policies that are used to encourage this technology. Based on this analysis, is performed a prediction of a scenario in which electric vehicles are inserted in the Brazilian market through simulation results using the Monte Carlo Method a known and widespread mathematical method. Therefore, two cities are compared, a national pole of development and diversity, Sao Paulo, and the city known as the Capital of Electric Vehicle, Oslo, which will provide the information that will be used as a basis for the simulation. With this forecast, it is possible to predict an estimative of the environmental impact that replacing gasoline-powered vehicles for electric vehicles would bring to the environment. Furthermore, an analysis of energy impact in the Brazilian matrix is discussed and evaluated. / Este trabalho visa analisar a situação atual dos veículos elétricos no mundo, considerando os fatores que auxiliaram sua inserção no mercado mundial e as principais políticas de incentivo a esta tecnologia. Com base nesta análise, é realizada uma previsão na qual os veículos elétricos são inseridos no mercado brasileiro, através de resultados de simulação utilizando o Método de Monte Carlo, conhecido e difundido. Para tanto, duas cidades serão comparadas, um pólo de desenvolvimento e diversidade nacional, São Paulo, e a cidade conhecida como a Capital do Veículo Elétrico, Oslo, da qual serão extraídas as informações que servirão de base para a simulação e estimativa do impacto na matriz energética brasileira. Com esta previsão, também é possível avaliar o impacto que a substituição dos veículos movidos à gasolina por veículos elétricos traria para o meio ambiente. Além disso, uma análise de impacto energético na matriz brasileira é discutida e avaliada.

Diante do cenÃrio atual, a substituiÃÃo do tradicional modelo de geraÃÃo hidrotÃrmico para hidroeÃlioelÃtrico no Brasil à bastante promissor. Deve-se ressaltar que o sistema elÃtrico brasileiro tem se baseado, hà dÃcadas, na geraÃÃo hidrÃulica auxiliada por fontes tÃrmicas oriundas de combustÃveis fÃsseis. Recentemente, fontes de energia renovÃvel como a de biomassa, a solar e a eÃlica vÃm tambÃm sendo utilizadas. A participaÃÃo das fontes eÃlicas tem sido significante desde 2005, tendo o Estado do Cearà demonstrado grande potencial para exploraÃÃo desse recurso. Para amparar essa inserÃÃo na matriz energÃtica cearense, os perfis dos fatores de capacidades sÃo avaliados, neste trabalho, visando o planejamento de produÃÃo de energia elÃtrica nos parques eÃlicos. Para os parques eÃlicos em operaÃÃo, constata-se que a velocidade mÃdia horÃria dos ventos ao longo do perÃodo analisado à de 8,54 m/s, conforme base de dados analisada entre 2012 e 2014. As funÃÃes de probabilidade de Rayleigh e Weibull permitiram tambÃm comparar os fatores de capacidade encontrados na simulaÃÃo com os dados verificados, entre os anos 2009 e 2014, em 35 plantas eÃlicas enquadradas, conforme procedimento de rede do ONS, com o objetivo de avaliar a variaÃÃo desse indicador. AlÃm disso, à possÃvel analisar comparativamente o valor real dos fatores de capacidade em funÃÃo dos valores planejados. O fator de capacidade mÃdio, determinado empiricamente, nas plantas em operaÃÃo à 39,9%, sendo que o valor correspondente Ãs curvas de distribuiÃÃo de probabilidade da velocidade do vento, o FC mÃdio, à 48%. Dessa forma, conclui-se que a alteraÃÃo do modelo hidrotÃrmico para hidroeÃlicoelÃtrico para algumas regiÃes do Brasil à viÃvel e de significativa importÃncia, tendo em vista os cenÃrios atu-ais de nossa reserva hÃdrica. O estudo ainda permite constatar que os parques eÃlicos atualmente representam 23,7% de participaÃÃo da demanda de carga no Estado do CearÃ, que corresponde atualmente a 2 GWp. Assim, à perfeitamente possÃvel se alterar a participaÃÃo para 40%, aumentando-se em 12,3% a capacidade instalada no Estado. Em outros termos, isso significa aumentar a atual participaÃÃo de 1,1 GW para 2 GW de potÃncia instalada, sendo que o fator de capacidade mÃdio de 475 MW mÃdios ao ano passaria a ser de 800 MW mÃdio, o que permitiria a maior diversificaÃÃo da matriz energÃtica cearense. Essa diferenÃa à estimada em 325 MW mÃdios, o que corresponde a mais 30 parques eÃlicos de 30 MW cada. / Given the current scenery in Brazil, the replacement of the traditional hydrothermal-based power generation model for a hydro/wind-based one is very promising. It is worth to mention that the Brazilian power system has been based on hydropower generation for decades, but the energy matrix was gradually supplemented by the addition of thermal sources derived from fossil fuels. Recently, renewable energy sources such as biomass, solar, and wind have also been included. Within this context, the participation of the wind power has become significant since 2005, while the state of Cearà has shown great potential for the exploitation of such energy resource. In order to support the integration of the wind power to Cearà energy matrix, the profiles of capacity factors are evaluated in this work aiming at energy planning regarding wind farms. Considering the wind farms currently in operation, it can be stated that the hourly average wind speed for the analyzed period is 8.54 m/s for the database among the years 2012 and 2014. The Rayleigh and Weibull distribution functions also allow comparing the capacity factors obtained in simulation tests and actual data for the period between 2009 and 2014, involving 35 wind farms, defined according to the ONS grid procedures. Besides, it is possible to effectively compare the actual capacity factors with the predicted ones. The average capacity factor, which has been determined empirically in operating plants, is 39.9%, while the value corresponding to the distribution function curves, the FCavg, is 48%. Thus, the replacement of the current hydrothermal generation model for a hydro-wind-power-based one, in some regions of Brazil, is viable and of great importance within the current scenery of water reserves. The study also reveals that wind farms now account for 23.7% of the load demand in the state of CearÃ, which is currently equal to 2 GWp. It is then possible to increase its contribution to 40%, thus increasing the installed capacity by 12.3%. In other words, it implies increasing the installed power from 1.1 GW to 2 GW, while the average capacity factor of 475 MWavg per year is increased to 800 MWavg, with the consequent diversification of Cearà energy matrix. This difference is estimated at 325 MWavg, which corresponds to more than 30 wind farms rated at 30 MW each

O Brasil possui um território com capacidade de haver à expansão da agricultura da cana-deaçúcar, além de ser o país que mais produz cana. O objetivo deste trabalho foi realizar levantamento histórico sobre o Diesel de cana-de-açúcar, focado na questão ambiental, social e energética. A metodologia adotada foi à pesquisa exploratória e a pesquisa explicativa. Os combustíveis Biofene, Ultra Clean e Soladiesel das respectivas empresas Amyris, Ls9 e Solazyme mostraram que possuem potencial de mitigação dos gases de efeito estufa e poluentes atmosféricos. Todos estes combustíveis se enquadram nas normas de utilização nacionais e internacionais. Porém, o Diesel da Amyris não se enquadrou nas normas do PROCONVE e EURO V. O Diesel da LS9 mostrou-se enquadrado nas normas e o Diesel da Solazyme não teve avaliação, por não existir na literatura dados suficientes. Observou-se que o Biofene da Amyris, possui uma superioridade em relação à produção por hectare e a autonomia que dá aos veículos em relação ao Biodiesel de soja. Um hectare o Diesel de cana tem produção entre 800% e 1114% superior ao Biodiesel de soja, dependendo da tecnologia de produção. Quanto à autonomia varia de 800% a 1121% maior que o Biodiesel. O que definirá se o Brasil investirá ou não nestas parcerias serão seus interesses políticos, pois se trata de uma commodity, sendo assim todos os benefícios ambientais, sociais, energéticos e também políticos deverão ser analisados para esta tomada de decisão. / Brazil has a territory with the capacity to be the expansion of sugarcane agriculture, besides being the country that produces sugar cane. The aim of this study was historical survey on diesel sugarcane, focused on environmental issues, social and energy. The methodology adopted was the exploratory and explanatory research. The Biofene fuels, Ultra Clean and Soladiesel their respective companies Amyris, LS9 and Solazyme shown that have the potential mitigation of greenhouse gases and air pollutants. All these fuels fit into the norms of national and international use. But the Diesel Amyris did not fit the rules of PROCONVE and EURO V. The Diesel LS9 proved to be framed in the rules and Diesel had no Solazyme evaluation, not enough data exist in the literature. It was observed that the Amyris Biofene, has a superiority over the production per hectare and the autonomy that gives vehicles to soy biodiesel. Diesel one hectare of sugarcane production has between 800% and 1114% higher than soybean biodiesel, depending on the production technology. As for autonomy varies from 800% to 1121% higher than the Biodiesel. What will define whether Brazil will invest or not these partnerships will be their political interests, because it is a commodity, therefore all environmental, social, energy and also politicians should be analyzed for this decisionmaking.

[pt] Este trabalho apresenta a Matriz Energética do Estado do Rio de Janeiro e realiza um estudo sobre as contribuições dos setores da economia do Rio de Janeiro no processo de emissão de gases de efeito estufa (GEE), para o horizonte 2008/2020. Com base na Matriz Energética do Estado do Rio de Janeiro, desenvolvida pelo Governo do Estado em parceria com o Instituto de Energia da PUC-Rio – IEPUC, tendo como ano base 2008, são feitas simulações das taxas de emissões de GEE para diversos cenários de 2009 a 2020, levando-se em conta atividades industriais, de transporte e queima. O estudo permite apresentar métodos de planejamento energético, modelagem de matrizes e emissões de gases de efeito estufa, assim como sistemas de informação atuais utilizados para realização destas e outras atividades de planejamento energético, em especial o Sistema LEAP – Long Range Energy Alternatives Planning System. Este projeto pode ser utilizado como base para futuros estudos da Matriz Energética do Rio de Janeiro e como base para implementação de ações de mitigação das emissões de GEE no Estado do Rio de Janeiro. / [en] This work presents the Energy Matrix of Rio de Janeiro State and a study on the contribution of the economics sectors of Rio de Janeiro to the greenhouse gas (GG) emission process for the 2008/2020 horizon. Based on the Energy Matrix of Rio de Janeiro State, developed by Government of Rio de Janeiro State in partnership with the Energy Institute of PUC-Rio – IEPUC, with 2008 taken as the base year, greenhouse gas emission rate simulations are made for various scenarios from 2009 to 2020, considering industrial, transport and burning activities. The study allows to present energy planning methods, greenhouse gas emission and matrix modeling, as well as the current information systems used to carry out these and other energy planning activities, especially the LEAP System – Long Range Energy Alternatives Planning System.This project may be used as a basis for future studies on Rio de Janeiro’s energy matrix as well as the groundwork for implementation of greenhouse gas emission mitigation actions in the state of Rio de Janeiro.

A pesquisa relacionada à regulação da geração de energia elétrica por fontes alternativas teve como enfoque avaliar os impactos da atuação da ANEEL na diversificação da matriz energética brasileira e na construção de um modelo de desenvolvimento sustentável. Nesse sentido, foi analisada a regulação pela ANEEL da geração de energia elétrica a partir de fontes alternativas e o seu impacto na diversificação da matriz energética brasileira, especialmente diante da necessidade de criação de um modelo de desenvolvimento sustentável. Para atingir ao objetivo proposto, foram combinadas diferentes técnicas de pesquisa. Como ponto de partida, foi realizada uma pesquisa bibliográfica sobre o conceito de desenvolvimento, desde uma perspectiva histórica, passando pelas ideias de Sen e North, que influenciaram a concepção jurídico-estruturalista de Salomão Filho, até se chegar no desenvolvimento sustentável. Para a análise da regulação do setor elétrico pela ANEEL foi apresentado o panorama da regulação no Brasil, adotando-se como marco teórico a teoria da regulação econômica cunhada por Salomão Filho. Foram tecidas breves considerações sobre o conceito e os usos da energia, especialmente a elétrica, para, então, trazer informações sobre a estrutura do sistema elétrico brasileiro, da matriz energética e da necessidade de sua diversificação, promovendo, finalmente, um tratamento mais detalhado e individualizado das energias eólica, solar e da biomassa. Com base no levantamento realizado, passou-se à análise da regulação estatal para responder se esta proporciona a criação de um ambiente favorável à ampliação da geração de energia elétrica pelas fontes alternativas e a sua relação com o desenvolvimento do país. Como resultado do trabalho realizado, foi possível concluir que, especificamente no que diz respeito ao papel da ANEEL na regulação da geração de energia elétrica a partir de fontes alternativas, essa agência precisa continuar a atuar de maneira expandir os efeitos positivos produzidos até o momento, promovendo a disseminação dos mecanismos de incentivo da produção e, também, de participação dos diversos setores da sociedade na produção da regulação. Porém, observou-se a necessidade de que o Estado exerça um papel mais ativo sobre a economia e, assim, ajude a construir, seja por financiamento público, seja por políticas públicas que fogem ao escopo da agência reguladora, um ambiente que coloque, efetivamente, a diversificação da matriz energética no centro do processo de construção de um modelo sustentável de desenvolvimento. / The research related to the regulation of the generation of electric energy by alternative sources had as its objective to evaluate the impact of ANEEL (Brazilian Electricity Regulatory Agency) activities in the diversification of the Brazilian energy matrix in order to construct a sustainable development model (SDM). In this sense, ANEEL\'s regulation of the generation of electric energy derived from alternative sources was analyzed, as well as its impact on the diversification of the Brazilian energy matrix, especially considering the need to create a sustainable development model. To reach this purpose, different research techniques were combined. As a starting point, a bibliographical research was carried out on the concept of development, from a historical perspective, through the ideas of Amartya Sen and Douglas North, which influenced the juridical-structuralist conception inherent in the thought of Calixto Salomão Filho, ending in the concept of sustainable development. For the analysis of the regulation of the electric sector by ANEEL, the panorama of regulation in Brazil was presented, adopting, as a theoretical framework, the theory of economic regulation developed by Salomão Filho. Brief considerations were made on the concept and uses of energy, especially electric, to bring information about the structure of the Brazilian electrical system; as well as on the energy matrix and the need forits diversification, to finally propose a more detailed study of wind, solar and biomass energies. Based on the research, we proceeded to the analysis of the state regulation to answer if this provides the creation of an environment favorable to the expansion of the generation of electric energy by the alternative sources and its relation with the national development. As a result of this work, it was possible to conclude that, in regulating the generation of electric energy from alternative sources, ANEEL must continue to act in a way to expand the positive effects produced so far, and promote the dissemination of mechanisms to encourage production and also the participation of the various sectors of society in the production of regulation. Finally, in addition, it is reasonable to conclude that there is a notable need for the State to play a more active role in the economy, and thus to help build, either through public financing or through public policies, an environment that effectively places the diversification of the energy matrix at the heart of the process of building a sustainable development model.

Submitted by Vinícius Bononi de Almeida (almeida_vini@yahoo.com.br) on 2013-07-22T14:52:57Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Final 2013_07_22.pdf: 1465090 bytes, checksum: c6369bd05576eeb31c6f0cdde2c5fc4b (MD5) / Approved for entry into archive by Suzinei Teles Garcia Garcia (suzinei.garcia@fgv.br) on 2013-07-22T15:23:56Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação Final 2013_07_22.pdf: 1465090 bytes, checksum: c6369bd05576eeb31c6f0cdde2c5fc4b (MD5) / Made available in DSpace on 2013-07-22T17:32:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação Final 2013_07_22.pdf: 1465090 bytes, checksum: c6369bd05576eeb31c6f0cdde2c5fc4b (MD5) Previous issue date: 2013-06-21 / Pulp and Paper is one of the most important energy intensity industries in Brazil. Industrial units are intensive in both use of thermal and electrical energy, in many processes during pulp and papermaking manufacturing. Much of this energy demand is supplied by fuel from process itself, such as black liquor and forest biomass; however, in many cases units are not self-sufficient in electricity. Initially, Pulp and Paper energy matrix was based on fuel oil supply, abundant and cheap. However, with oil crisis and Brazilian recession established in the second half of 70s, there were fast and significant changes, motivated by incentives of black liquor utilization in chemical recovery boilers. Natural gas, explored in Santos and Campos Basins, and also with the construction of Bolivia-Brazil gas pipeline, has become a good energy option for replacement of fuel oil supply. In this paper we have analyzed possible trajectories for Brazilian Pulp and Paper energy matrix, in a short and medium term, even as identified changing factors in matrix historical data and defined trends for fuel market and technological development associated with energy usage. Main changes in Pulp and Paper energy inputs share were explained not only by the price ratio, but also to sectorial policies, as self-generation incentives and utilization of byproducts to reduce dependence of external supply of fuel and electricity. Investments to increase process efficiency and adoption of advanced technologies in power generation will lead to less dependence on external supply. Rising fossil fuel prices, associated with anon-transparent price formation in vertical markets, has motivated an increase of biomass use in energy matrix. Moreover, given the uncertainty about pulp future demand and prices, Pulp and Paper competitiveness is related to products diversity, by applying forest biorefineries concept and performing biomass multiple utilizations in different technological routes. / O segmento de papel e celulose é um dos mais importantes segmentos industriais eletrointensivos do país. As unidades industriais são intensivas tanto no uso de energia térmica quanto elétrica, nas diversas etapas da produção de celulose e posteriormente na fabricação de papel. Grande parte dessa demanda energética é suprida por combustíveis provenientes do próprio processo, como o licor negro e biomassa florestal, entretanto, em muitos casos as unidades não são autossuficientes em energia. A matriz energética dessa indústria se baseou, inicialmente, no suprimento através do óleo combustível, abundante e barato. Todavia, com as crises de petróleo e a recessão estabelecida no país na segunda metade da década de 70, ocorreram rápidas e significativas mudanças, motivadas pelo incentivo do uso do licor negro em caldeiras de recuperação química. O gás natural, com a exploração das bacias de Santos e Campos, bem como com a construção do Gasoduto Brasil-Bolívia, também se tornou uma boa opção energética para a substituição do óleo combustível. Nesse trabalho buscou-se analisar as possíveis trajetórias da matriz energética da indústria de papel e celulose brasileira, no horizonte de curto e médio prazo, assim como identificar os fatores de transformação no histórico da matriz e definir tendências para o mercado de combustíveis e para o desenvolvimento tecnológico associado ao uso dos produtos energéticos no setor. As principais mudanças na participação dos insumos energéticos dessa indústria se deveram não somente pela relação de preço, mas também associadas às políticas setoriais, como o incentivo à autoprodução de energia e aproveitamento de subprodutos para diminuir a dependência externa de combustíveis e energia elétrica. Investimentos no aumento de eficiência dos processos e a adoção de tecnologias avançadas na geração de energia levarão à menor dependência externa de combustíveis e energia elétrica. A elevação dos preços dos combustíveis fósseis, associada à formação pouco transparente do preço em mercados verticalizados, tem proporcionado um incentivo à ampliação do uso de biomassa na matriz energética. Além disso, diante das incertezas sobre a demanda futura de celulose,a competitividade da indústria de papel e celulose estará vinculada à diversidade nos produtos gerados, aplicando o conceito de biorrefinarias florestais e realizando os múltiplos aproveitamentos da biomassa em rotas tecnológicas distintas.

A vinhaça é o principal subproduto da produção de etanol. As destilarias geram de 7 a 15 litros de vinhaça por litro de etanol de cana. Na safra 2018/2019, o Brasil produziu 33 milhões de m3 de etanol e, como consequência, foram gerados aproximadamente 400 milhões de m3 de vinhaça. Esse efluente das destilarias possui quantidades importantes de carga orgânica (DQO e DBO) e atualmente é utilizado in natura (sem tratamento) na fertirrigação das lavouras de cana-de-açúcar. Consequentemente, a vinhaça é uma fonte potencial de emissões de Gases de Efeito Estufa (GEE) e de outros impactos no solo e nos corpos de água. Nesse cenário, a tecnologia de biodigestão anaeróbia da vinhaça surge como uma possível solução, uma vez que diminui o potencial poluidor deste resíduo orgânico e possibilita a geração de biogás. A escolha dos usos finais do biogás impacta a viabilidade econômica e no desempenho ambiental da tecnologia de biodigestão. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar as possibilidades de integração do biogás de vinhaça na matriz energética de Ribeirão Preto, região com importante produção bioenergética no Estado de São Paulo. Por meio de uma análise multicritério, utilizando indicadores ambientais e econômicos, este trabalho analisa qual é o melhor uso final do biogás produzido. Para isso, foram comparadas cinco rotas tecnológicas de produção e de uso de biogás a partir da vinhaça: 1. Combustão conjunta do biogás com bagaço para cogeração de eletricidade e de energia térmica destinada à concentração da vinhaça; 2. Produção de energia elétrica com motor ciclo Otto; 3. Uso veicular na frota da usina; 4. Injeção de biometano na rede de gás natural; e 5. Substituição de combustíveis na matriz energética local. A partir dos resultados obtidos, chegou-se à conclusão de que, nas condições das usinas de Ribeirão Preto, a opção que se mostra mais favorável, econômica e tecnicamente, é a substituição do diesel por biometano na frota de transporte de cana-de-açúcar e a venda do excedente como Gás Natural Veicular (GNV) nos centros urbanos dos municípios da região. Com relação às questões ambientais, a substituição do diesel também é a opção mais vantajosa, tanto pela redução das emissões atmosféricas com impactos globais (GEE), como pela diminuição emissões de poluentes com impactos locais (NOx, SOx e MP). Essa última vantagem é maximizada quando o consumo do biometano como GNV tem lugar nos centros urbanos e, em especial, em cidades com qualidade do ar degradada, como é o caso de Ribeirão Preto, a qual se encontra saturada de MP e O3. / Vinasse is the main byproduct of ethanol production from sugarcane. Distilleries produce between 7 and 15 liters of vinasse per liter of sugarcane ethanol. Brazil produced 33 million m3 of ethanol in the 2018/2019 harvest and, as a consequence, approximately 400 million m3 of vinasse. This distilleries\' effluent has significant amounts of organic matter (COD and BOD) and it\'s currently used in natura (without treatment) in the fertirrigation of sugarcane fields. Therefore, vinasse is a potential source of Greenhouse Gases (GHG) emissions besides other impacts on soil and water bodies. In that scenario, the anaerobic biodigestion technology of vinasse emerges as a possible solution, since it reduces the polluting potencial of this organic residue and enables biogas production. The choice of biogas end uses impacts the economic viability and environmental performance of biodigestion technology. Thus, the purpose of this work was to assess possibilities of integration of vinasse biogas in the energy matrix of Ribeirão Preto, a region with an important bioenergy production in the State of São Paulo. By means of a multicriteria analysis, using environmental and economic indicators, this work analises the best final use of the biogas produced. To this end, this work compared five technological routes of production and vinasse biogas uses: 1. Co-combustion of biogas with bagasse for cogeneration of electricity and thermal energy intended to vinasse concentration; 2. Electric power generation with Otto motor cycle; 3. Vehicular use in the mill\'s fleet; 4. Biomethane injection into the natural gas network; and 5. Replacement of fuels in the local energy matrix. From the results obtained, it was concluded that, under the conditions of the Ribeirão Preto mills, the most favorable option, economically and technically, is the replacement of diesel by biomethane in the transport fleet of sugarcane and the sale of the surplus as vehicular natural gas (VNG) in urban centers of the municipalities of the region. Regarding to environmental issues, The replacement of diesel is also the most advantageous option, both by reducing atmospheric emissions with global impacts (GHG) and by reducing emissions of pollutants with local impacts (NOx, SOx and MPs). This last advantage is maximized when the consumption of biomethane as VNG takes place in urban centers and especially in cities with degraded air quality, such as Ribeirão Preto, which is saturated with MP and O3.