[pt] O Setor de energia elétrica no Brasil vem sofrendo fortes mudanças estruturais, cujo principal objetivo é criar um caráter competitivo para permitir ao setor crescer não mais por investimentos estatais, mas sim pelas mãos do capital privado. Com isso, espera-se que a oferta possa acompanhar a demanda crescente nos últimos anos, devido a falta de investimentos no setor, e fazer com que o risco de déficit de carga no futuro diminua. O Programa Prioritário de Termelétricas, lançado pelo governo federal, vai aumentar a oferta de energia no país com a construção de usinas termelétricas, aproveitando o fato da disponibilidade de gás natural existente, e com isso aumentará a participação de geração térmica na matriz energética brasileira. Essa mudança vai conferir mais confiabilidade ao parque gerador de energia, diminuindo o risco de déficit energético pela redução do nível de água dos reservatórios das usinas hidrelétricas. Além disso, as usinas termelétricas são uma alternativa de curto prazo para o Brasil, pois devido ao reduzido prazo de construção, permitiria o aumento da oferta durante a transição para o mercado competitivo, minimizando com isso os riscos de déficit no futuro. As termelétricas, nessa nova estrutura do setor elétrico brasileiro, podem se declarar flexíveis ou inflexíveis. Uma termelétrica flexível é aquela onde sua energia pode ser comercializada no Mercado Atacadista de Energia (MAE), logo ficando sujeita a volatilidade do mercado spot, mas podendo obter grandes lucros. Uma termelétrica inflexível é aquela onde toda sua energia é comercializada mediante contratos bilaterais, ou seja, a energia gerada não é comercializada no MAE. Isto reduz as incertezas, mas também reduz as oportunidades de grandes lucros. A maior incerteza de um projeto do setor elétrico brasileiro é o preço da energia elétrica que em países onde este setor foi reestruturado, como o Brasil, é determinado através do custo marginal de curto prazo (CMCP), por um modelo de otimização energética não publicado ao mercado. Em vista disso, essa dissertação se propõe a formular um modelo para os preços de energia elétrica no Brasil, avaliar uma planta de geração térmica utilizando a Teoria de Opções Reais aliada a técnica de simulação de Monte Carlo e comparar os resultados com os obtidos por Alessandro de Lima Castro em sua dissertação de Mestrado defendida em abril de 2000 cujo título é Avaliação de Investimento de Capital em Projetos de Geração Termoelétrica no Setor Elétrico Brasileiro Usando Teoria das Opções Reais. / [en] The Brazilian Electricity Sector has experienced strong structural changes, whose main objective is to create a competitiveness character to allow for the sector to grow not more for state investments, but now for the hands of the private capital. So, it is expected that supply can meet the growing demand in the last years, due to the lack of investments in the sector, and consequently reduce the risk of load deficit in the future. The Emergency Program of Thermal Plants, introduced by the federal government, will increase the offer of energy in the country with the construction of thermal plants, taking advantage of the availability of natural gas, and thus, will increase the participation of thermal generation in Brazil. That change will give more reliability to the Brazilian Electric System, reducing the risk of energy deficit due to the reduction of the level of water in the reservoirs of the hydro plants. Besides, thermal plants is a short-term alternative to Brazil, because its construction term is shorter than that of hydro plants, so this will increase the offer of energy during the transition for the competitive market, and so reducing the risk of load deficit in the future. Thermal Plants, in that new structure of the Brazilian Electric Sector, can be declared flexible either or inflexible. A flexible thermal plant is that where its energy can be negotiated in a WholeSale Energy Market, and so being subjects the volatility of the spot market, but it could obtain great profits. An inflexible thermal plant is that where its whole energy is negotiated by through bilateral contracts, that is, the energy generated is not negociated in the WholeSale Energy Market. This reduces uncertainties, but it also reduces the opportunities of great profits. The largest uncertainty of a project of the Brazilian electric sector is the price of electricity, and in countries where this sector was restructured, like in Brazil, it is determined through the short run marginal cost (SRMC), for energetic otimization model not published to the market. Thus, this dissertation intends to formulate a model for the price of electricity in Brazil, to evaluate a thermal plant using Real Options Theory and Monte Carlo simulation, and to compare the results with CASTRO´s dissertation: Evaluation of Capital Investment in Thermoelectric Generation Projects in the Brazilian Electricity Sector Using Real Options Theory. / [es] El Sector de energía eléctrica en Brasil ha sufrido fuertes cambios extructurales, con el objetivo de crear un carácter competitivo que permita el crecimiento de este sector, en manos del capital privado y no más por inversiones estatales. Con esto, se espera que la oferta consiga acompañar la demanda cresciente en los últimos años, debido a la falta de inversiones en el sector, y conseguir que el riesgo de déficit de carga en el futuro disminuya. El Programa Prioritario de Termoeléctricas, lanzado por el gobierno federal, pretende aumentar la oferta de energía en el país con la construcción de centrales termoeléctricas, aprovechando la disponibilidad de gas natural existente. Como consecuencia aumentará la participación de la generación térmica en la matriz energética brasilera. Este cambio dará mayor confiabilidad al parque generador de energía, diminuyendo el riesgo de déficit energético por la reducción del nível de agua de los depósitos de las centrales hidroeléctricas. Además, las centrales termoeléctricas constituyen una alternativa de corto plazo para Brasil que, gracias al reducido plazo de construcción, permitiría el aumento de la oferta durante la transición para el mercado competitivo, minimizando así, los riesgos de déficit en el futuro. Las termoeléctricas, en esta nueva extructura del sector eléctrico brasilero, pueden declararse flexibles o inflexibles. Em una termoeléctrica flexible la energía puede ser comercializada en el Mercado Atacadista de Energía (MAE), sujetándose a la volatilidad del mercado spot, pero pudiendo obtener grandes lucros. Una termoeléctrica inflexível comercializa toda su energía mediante contratos bilaterales, o sea, la energía generada no se comercializa en el MAE. Esto reduce los riesgos, pero también reduce las oportunidades de grandes lucros. El mayor riesgo de un proyecto del sector eléctrico brasilero es el precio de la energía eléctrica que, en países donde este sector fue reextructurado, (como en Brasil) se determina a través del costo marginal de corto plazo (CMCP); a través de un modelo de optimización energética no publicado al mercado. Esta disertación se propone formular un modelo para los precios de energía eléctrica en el Brasil, evaluar una planta de generación térmica utilizando la Teoría de Opciones Reales aliada a la técnica de simulación de Monte Carlo; y comparar nuestros resultados con los obtenidos por Alesandro de Lima Castro en su disertación de Mestrado defendida en abril de 2000 bajo el título Evaluación de Inversión de Capital en Proyectos de Generación Termoeléctrica en el Sector Eléctrico Brasilero Usando Teoría de las Opciones Reales.

[pt] Medidas do desempenho de quatro diferentes motores, todos operando no modo bicombustível Diesel / gás natural, foram realizadas em dinamômetro de bancada. Selecionaram-se os motores a ensaiar por suas características construtivas e operacionais, representativas das distintas aplicações dos motores Diesel (cilindrada, faixa de rotação, uso ou não da turbo- alimentação e arrefecimento do ar de combustão). Variou-se a razão de substituição de Diesel por gás natural de modo a levantar as regiões por onde a operação bicombustível é possível. Embora o foco do trabalho esteja sobre o desempenho também se tomaram dados relativos às emissões (fumaça / opacidade), tanto durante a operação original Diesel, quanto na bicombustível. Foram propostas correlações empíricas para o rendimento térmico indicado, eficiência volumétrica e atrito em motores Diesel. Podem-se usar, na falta de dados experimentais prévios, tais correlações na estimativa do desempenho de motores diferentes dos testados. Os resultados indicam que, por grande parte dos campos de funcionamento, apenas parte do gás natural efetivamente queima. Em motores operando a baixa carga cerca de 20 - 30 % do gás fornecido passa ao coletor de escape sem reagir. Desenvolveu-se um modelo simples para a queima Diesel / gás. Parâmetros empíricos exigidos por tal modelo foram levantados com base dos pontos experimentais obtidos. Sugere-se usar tal modelo na previsão do desempenho Diesel / gás de motores ainda não testados no modo bicombustível. Os resultados sugerem que, em motores operando com razão ar / gás natural superior a, aproximadamente, 30, a queima do gás ocorre apenas no entorno do Diesel. Em misturas de razão ar / gás inferior a 30 a queima em frentes de chama parece ocorrer. Em tais casos fica-se, também, sujeito ao funcionamento com detonação. As correlações empíricas levantadas foram utilizadas na conversão Diesel / gás natural de três diferentes grupos geradores de eletricidade (motores de 212, 535 e 1.570 hp). De forma distinta das medidas tomadas em laboratório as conversões destes geradores foram feitas em campo, sem oportunidade para a medida cuidadosa e metódica de todos os parâmetros de interesse. Os dados verificados nas conversões de tais grupos geradores, quando considerados adequados, foram incorporados ao presente trabalho. / [en] Four Diesel engines, all running on the Diesel / natural gas dual fuel mode, were dynamometer tested. Engines were selected based on their distinct construction, operating parameters and engine field use. The Diesel / natural gas substitution was varied in order to determine the dual fuel operation limits. Measurements related to particulate emissions (smoke and opacity) were also made. Correlations for indicated thermal efficiency, volumetric efficiency and engine friction were proposed. It`s suggested that those can be used on the performance estimate of engines when little or no previous test data is available. The dual fuel test results indicate that, according to engine load, part of the gas does not burn. In engines running on low load as much as 20 - 30 % of the gas supplied simply reaches exhaust manifold unreacted. A simple model for the dual fuel combustion was proposed. An empirical correlation for a combustion parameter, that arouse in the modeling was, base on test results, proposed. It`s suggested that the semi-empirical dual fuel model can be used for the performance estimate of Diesel engines, when burning natural gas, not previously tested on the dual fuel mode. Results indicate that, for engines running on air / gas ratios above 30, combustion appear to remain limited to Diesel droplets neighborhood. For richer mixtures gas combustion appear to occur on flame fronts. Audible knock was noticed on engines running on air / gas ratios below, approximately, 30. The empirical correlations proposed were used for the dual fuel conversion of three different genset engines (212, 535 and 1.570 bhp). Gensets data, when appropriate, is also reported in the present work.

[pt] O trabalho tem como objetivo a conversão de um grupo gerador, originalmente Diesel, para operar no modo Diesel-Gás, onde estes dois combustíveis são administrados simultaneamente no motor. Para tal foi utilizado um grupo gerador de 120KW, com um motor Perkins 1006 TAG (turbo alimentado com intercooler). Medidas experimentais foram realizadas tanto no modo Diesel quanto no bicombustível Diesel-gás. Foram avaliados: desempenho e, principalmente, emissões de poluentes atmosféricos. A redução das emissões foi realizada mediante a restrição parcial do ar de combustão, regulada por uma válvula tipo borboleta, que funciona eletronicamente, posicionada na entrada do coletor de admissão. A relação Diesel-Gás foi também avaliada, onde o segundo combustível era administrado através de um sistema eletrônico de injeção de gás natural. Os resultados indicam que em cargas baixas as reduções de monóxido de carbono e hidrocarbonatos são significativas (50% de redução de HC e 20% de CO) com máximas taxas de substituição. O mesmo se observa em cargas intermediárias. Em cargas médias e baixas observa-se um leve aumento nas emissões de óxido nitroso. Pode-se observar uma melhora no rendimento global do grupo gerador com o aumento da carga e da taxa de substituição. De forma geral, conseguiu-se reduzir os níveis de emissões em altas cargas, principalmente de hidrocarbonetos e monóxido de carbono. / [en] The objective of this study is converting a generator, originally Diesel, to operate in a Diesel-Gas; two fuels are administered simultaneously to the motor. One diesel generator of 120KW model Perkins 1006 TAG (powered with turbo intercooler), running on the Diesel / natural gas dual fuel mode, was tested. Experimental measurements were performed in both the Diesel and dual fuel diesel-gas. Are evaluated performances and; especially air pollutant emissions. The emission reduction was carried out by partial restriction of the combustion air with the help of an electronic throttle valve, positioned before the intake manifold. The ratio Diesel-Gas was evaluated, where the second fuel (natural gas) was administered with one electronic injection of natural gas. The results indicate that at low loads the reductions in carbon monoxide and hydrocarbons are significant (50% reduction in HC and 20% CO) with maximum replacement rates. Something like is observed at intermediate loads. In medium and low loads there is a slight increase in emissions of nitrous oxides. One can observe a slight increase in overall yield of the generator with the increased workload and the replacement rate; in general it was possible to reduce emissions at high loads, especially in hydrocarbons and carbon monoxide.

[pt] Os grandes agentes do mercado de energia dedicam muitos esforços na avaliação e decisão da alocação ótima de capital para a implementação de projetos, em decorrência do grande número de projetos candidatos em seus portfólios de investimentos. Essas decisões visam escolher o subconjunto de projetos a ser implementado, pois os recursos orçamentários são geralmente menores que o necessário para a implementação de todos eles. Muitos são os riscos apresentados, e quanto mais riscos e incertezas, maiores se tornam as dificuldades de avaliação e decisões de investimento de maneira otimizada. As metodologias clássicas para avaliação de portfólios de projetos de investimento são baseadas em maximizar os retornos (VPL, TIR, etc) e minimizar o risco (desvio-padrão do VPL, variância, etc). Muitas vezes, estes métodos tradicionais de avaliação podem não conseguir tratar adequadamente as flexibilidades gerenciais (Opções Reais) características dos projetos, assim como os riscos e incertezas, devido às possíveis dificuldades de solução e modelagem matemática (multi-variáveis) dos problemas. O desenvolvimento e aplicação de modelos alternativos, tais como os baseados na Teoria de Opções Reais, inclusive com a utilização de métodos de Inteligência Computacional, podem se mostrar mais adequados para estes problemas. Nesta tese é desenvolvida uma metodologia híbrida, apresentando um modelo de Opções Reais Fuzzy para a avaliação de projetos de Revamp por um agente do mercado de Geração Termelétrica de Energia, a partir de um Portfólio de Opções Reais em ambiente de incertezas. Para a seleção do subconjunto de projetos por faixa orçamentária, é aplicado um Algoritmo Genético para otimização multi-critério, através da utilização de um índice de ponderação retorno x risco (lâmbda). / [en] Large players in energy market dedicate many efforts in valuation and optimal capital allocation decision for their project implementation, due the large candidate projects number in their investment portfolios. These decisions aim to choose the projects subset to be implemented, because the monetary resources are generally smaller than necessary for all projects implementation. There are many risks, and with risks and uncertainties, greater become the difficulties in analysis and optimally investment decisions. The classical methods to investment portfolios are based on to maximize returns (NPV, IRR, among others) and to minimize risks (NPV standard deviation, variance, among others). Often, these traditional methods may not be able to handle properly the projects managerial flexibilities (Real Options), as well the risks and uncertainties, due to possible solution difficulties and mathematical modeling problems (multi variables). Alternative models development and implementation, such as those based on Real Options Theory, including the use of Computational Intelligence methods, may be more suitable for these problems. In this thesis, a hybrid methodology is developed, presenting a Fuzzy Real Options model for Revamp projects valuation by a Thermoelectric Power Generation market player, from a Real Options Portfolio in uncertainties environment. For selecting the projects subset by budget range, a multi-criteria Genetic Algorithm optimization is applied, using a weighting return x risk index (lambda).