Submitted by Caio Felipe de Paula Santos null (38626554826) on 2016-04-20T17:19:28Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_final.pdf: 650643 bytes, checksum: 4c9c3b09b961790fcddd0d2c996feba9 (MD5) / Approved for entry into archive by Felipe Augusto Arakaki (arakaki@reitoria.unesp.br) on 2016-04-26T17:53:46Z (GMT) No. of bitstreams: 1 santos_cfp_me_guara.pdf: 650643 bytes, checksum: 4c9c3b09b961790fcddd0d2c996feba9 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-26T17:53:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 santos_cfp_me_guara.pdf: 650643 bytes, checksum: 4c9c3b09b961790fcddd0d2c996feba9 (MD5) Previous issue date: 2016-02-25 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A geração de energia elétrica em usinas termoelétricas de ciclo combinado tem se mostrado muito importante para o Brasil apesar de operar com custo maior do que a geração através de hidroelétricas. Neste trabalho, foram realizadas análises termoeconômica e ecológica, baseadas nos princípios da Termodinâmica (energia e exergia), aplicados em usina termoelétrica de ciclo combinado de 500 MW. Para este trabalho foram consideradas duas configurações para a planta: a primeira configuração é a padrão (sem considerar equipamento de redução de emissão de CO2), e a segunda que considera a implementação do processo de captura, armazenamento e compressão de CO2 (CAC). O principal objetivo do trabalho é estudar e comparara as diferenças nas eficiências termodinâmicas e ecológicas da planta (operando nas duas condições) e as alterações nos custos de produção de energia elétrica gerada, em vista da instalação do processo de CAC. / The Electric Power Generation in combined cycle power plants has been very important for Brazil despite having a higher cost than the generation through hydropower plants. In this work, there were performed thermeconomical and ecological analyzes, based on thermodynamic principles (energy and exergy) in a 500 MW combined cycle power plant. For this work there were considered two settings for this plant: first a standard configuration (without to consider equipments for CO2 emission reduction), and the second considering the implementation of a process of capture, storage and compression of carbon dioxide (CSC). The main objective of this analysis is to study and compare the differences in thermodynamic and ecological efficiencies (operating in both conditions) and the alterations in the electrical energy cost, in view of the installation of the CSC process.

Políticas de mudanças climáticas estabeleceram diversas metas de redução de gases de efeito estufa (GEE) que estão vigentes atualmente. Dentre estas, a 21º Conferência das Partes realizada pela Convenção-Quadro das Nações Unidas sobre Mudança do Clima (em Paris, 2015) foi um marco na universalização dos esforços internacionais, e promoveu o protagonismo regional como suporte ao alcance das metas propostas nas contribuições nacionalmente determinadas. No Estado de São Paulo, diferentemente do quadro nacional, o setor de energia representa mais da metade do saldo total de emissões de GEE. Estudos de baixo carbono para o setor energético têm proposto cenários audaciosos, baseados em tecnologias não plenamente maduras e alta demanda por fontes renováveis. O presente trabalho propõe uma abordagem alternativa visando a mitigação das emissões de GEE, além de analisar os impactos na demanda energética total do Estado, até o presente não analisada na sua totalidade no âmbito regional. O objetivo do estudo foi produzir dois cenários de baixo carbono para o setor energético do Estado de São Paulo até 2050. O primeiro cenário (CBC1) buscou averiguar se é possível cumprir as metas de redução por uma ótica conservadora. O segundo cenário (CBC2), de caráter exploratório, visou ser mais audacioso em relação ao CBC1, tomando medidas radicais para atingir o máximo resultado de mitigação. O cenário de referência (BAU) teve como base a demanda energética final em 2015, projetada até 2050 através do Plano Decenal de Expansão de Energia. As tecnologias de baixo carbono no CBC1 foram levantadas na base de metodologias provadas para o Mecanismo de Desenvolvimento Limpo (MDL), e expandidas para o CBC2 com base em uma revisão da literatura. No CBC1, as três medidas de mitigação propostas seriam capazes de reduzir 16% das emissões totais do cenário BAU no período de análise, entretanto as emissões continuariam no mínimo 19% acima da emissão do setor no ano base de 2005. Por outro lado, o CBC2 possui seis medidas capazes de reduzir 69% das emissões do cenário BAU e, a partir de 2044, as emissões líquidas são negativas, disponibilizando aos demais setores 5% da mitigação total até 2050. A implantação do baixo carbono também reduz a demanda total energética em até 2% no ano final, entretanto há demandas específicas, como a de biodiesel, que são consideravelmente aumentadas. O trabalho discute os resultados à luz da literatura e apresenta as principais barreiras impostas aos cenários propostos, assim como as incertezas e limitações da análise. Além disto, contribui metodologicamente para que futuros estudos possam avaliar a possibilidade de cumprimento de metas de redução em outras regiões ou setores da economia, considerando uma ótica conservadora baseada no MDL / Climate change policies have established several greenhouse gas (GHG) reduction targets. Among them, the 21st Conference of the Parties of the United Nation Framework Convention on Climate Change (held in Paris in 2015) was a milestone for the universalization of international efforts, and the promotion of a regional activism in supporting to the goals proposed by the national determined contributions. In the State of Sao Paulo, in opposition to the national profile, the energy sector represents more than half of the total GHG emissions. Low carbon studies for the energy sector have proposed audacious scenarios based on not yet mature technologies and high renewable energy demand. The present work proposes an alternative GHG mitigation approach, and in addition it analyzes the impacts on Sao Paulos total energy demand, which was not yet entirely analyzed by other regional studies. The study has aimed to produce two low carbon scenarios for State of Sao Paulos energy sector by 2050. The first scenario (LCS1) attempted to verify whether GHG reduction targets can be reached by a conservative approach. The second scenario (LCS2) is exploratory and has aimed to be more audacious than LCS2, through radical measures aiming to the maximum mitigation result. The business-as-usual (BAU) scenario has been based on the States final energy demand, beginning in 2015 and forecasted until 2050 with data from the Decennial Energy Expansion Plan. Low carbon technologies for LCS1 have been selected among the Clean Development Mechanism (CDM) proven methodologies. The framework has been expanded for LCS2 based on a literature review. On the one hand, three measures proposed in LCS1 would be able to reduce 16% of BAU total emission in the analyzed period; however, emissions remain at least 19% above 2005 baseline emission. On the other hand, LCS2 has six measures able to reduce 69% of BAU total emissions and, from 2044; net emissions would be negative, which enables 5% of total mitigation for other sectors by 2050. The low carbon implementation also reduces total energy up to 2% in the 2050, although there are specific demands, such as biodiesel, that will significantly increase. The work discusses the results vis-à-vis the literature and presents the main barriers imposed to low carbon scenarios, as well as uncertainties and limitations of the analysis. Moreover, it methodologically contributes to future studies that may assess the potential of a conservative approach based on CDM, regarding other regional and sectorial contexts

Políticas de mudanças climáticas estabeleceram diversas metas de redução de gases de efeito estufa (GEE) que estão vigentes atualmente. Dentre estas, a 21º Conferência das Partes realizada pela Convenção-Quadro das Nações Unidas sobre Mudança do Clima (em Paris, 2015) foi um marco na universalização dos esforços internacionais, e promoveu o protagonismo regional como suporte ao alcance das metas propostas nas contribuições nacionalmente determinadas. No Estado de São Paulo, diferentemente do quadro nacional, o setor de energia representa mais da metade do saldo total de emissões de GEE. Estudos de baixo carbono para o setor energético têm proposto cenários audaciosos, baseados em tecnologias não plenamente maduras e alta demanda por fontes renováveis. O presente trabalho propõe uma abordagem alternativa visando a mitigação das emissões de GEE, além de analisar os impactos na demanda energética total do Estado, até o presente não analisada na sua totalidade no âmbito regional. O objetivo do estudo foi produzir dois cenários de baixo carbono para o setor energético do Estado de São Paulo até 2050. O primeiro cenário (CBC1) buscou averiguar se é possível cumprir as metas de redução por uma ótica conservadora. O segundo cenário (CBC2), de caráter exploratório, visou ser mais audacioso em relação ao CBC1, tomando medidas radicais para atingir o máximo resultado de mitigação. O cenário de referência (BAU) teve como base a demanda energética final em 2015, projetada até 2050 através do Plano Decenal de Expansão de Energia. As tecnologias de baixo carbono no CBC1 foram levantadas na base de metodologias provadas para o Mecanismo de Desenvolvimento Limpo (MDL), e expandidas para o CBC2 com base em uma revisão da literatura. No CBC1, as três medidas de mitigação propostas seriam capazes de reduzir 16% das emissões totais do cenário BAU no período de análise, entretanto as emissões continuariam no mínimo 19% acima da emissão do setor no ano base de 2005. Por outro lado, o CBC2 possui seis medidas capazes de reduzir 69% das emissões do cenário BAU e, a partir de 2044, as emissões líquidas são negativas, disponibilizando aos demais setores 5% da mitigação total até 2050. A implantação do baixo carbono também reduz a demanda total energética em até 2% no ano final, entretanto há demandas específicas, como a de biodiesel, que são consideravelmente aumentadas. O trabalho discute os resultados à luz da literatura e apresenta as principais barreiras impostas aos cenários propostos, assim como as incertezas e limitações da análise. Além disto, contribui metodologicamente para que futuros estudos possam avaliar a possibilidade de cumprimento de metas de redução em outras regiões ou setores da economia, considerando uma ótica conservadora baseada no MDL / Climate change policies have established several greenhouse gas (GHG) reduction targets. Among them, the 21st Conference of the Parties of the United Nation Framework Convention on Climate Change (held in Paris in 2015) was a milestone for the universalization of international efforts, and the promotion of a regional activism in supporting to the goals proposed by the national determined contributions. In the State of Sao Paulo, in opposition to the national profile, the energy sector represents more than half of the total GHG emissions. Low carbon studies for the energy sector have proposed audacious scenarios based on not yet mature technologies and high renewable energy demand. The present work proposes an alternative GHG mitigation approach, and in addition it analyzes the impacts on Sao Paulos total energy demand, which was not yet entirely analyzed by other regional studies. The study has aimed to produce two low carbon scenarios for State of Sao Paulos energy sector by 2050. The first scenario (LCS1) attempted to verify whether GHG reduction targets can be reached by a conservative approach. The second scenario (LCS2) is exploratory and has aimed to be more audacious than LCS2, through radical measures aiming to the maximum mitigation result. The business-as-usual (BAU) scenario has been based on the States final energy demand, beginning in 2015 and forecasted until 2050 with data from the Decennial Energy Expansion Plan. Low carbon technologies for LCS1 have been selected among the Clean Development Mechanism (CDM) proven methodologies. The framework has been expanded for LCS2 based on a literature review. On the one hand, three measures proposed in LCS1 would be able to reduce 16% of BAU total emission in the analyzed period; however, emissions remain at least 19% above 2005 baseline emission. On the other hand, LCS2 has six measures able to reduce 69% of BAU total emissions and, from 2044; net emissions would be negative, which enables 5% of total mitigation for other sectors by 2050. The low carbon implementation also reduces total energy up to 2% in the 2050, although there are specific demands, such as biodiesel, that will significantly increase. The work discusses the results vis-à-vis the literature and presents the main barriers imposed to low carbon scenarios, as well as uncertainties and limitations of the analysis. Moreover, it methodologically contributes to future studies that may assess the potential of a conservative approach based on CDM, regarding other regional and sectorial contexts