This study presents an environmental assessment of a bi-fuel Thermal Power Plant (TPP) in the Brazilian Amazon Region. The TPP was originally designed to use Heavy Fuel Oil (HFO), but with the Natural Gas (NG) extraction from Amazon basin, the TPP was modified to use NG and HFO concomitant. For observation of differences, it was performed a comparative study of this power plant in two situations: using only heavy fuel oil and using HFO and NG concomitantly. The life cycle assessment methodology was conducted from “cradle-to-gate”. The CML baseline method was used to assess the midpoint impacts. Primary data were collected by personal visits for environmental emissions, wastewater, fuel used, and technical specifications. Eleven impacts categories were considered and Monte Carlo (MC) Analysis was used to assess and to obtain robust results. The study shows that upstream processes have more impacts except global warming potential, eutrophication, acidification, human toxicity and photochemical oxidation where TPP showed the major contribution. The bi-fuel conversion resulted in lower power plant contributions in the impacts as, for example, a reduction of 61.1 % in Eutrophication Potential. In addition, throughout the life cycle the bi-fuel power plant, when the operation is compared with HFO only, has six potential impacts lower. In addition, MC analysis showed that Eutrophication Potential and Acidification Potential (AP) are smaller in the bi-fuel operation in 100% of the cases. Besides, it is an interesting observation that global warming results by MC analysis showed that there are no statistic differences between the two modes of operation. / Este estudo apresenta uma avaliação ambiental de uma Usina Termelétrica (UTE) bicombustível na região amazônica brasileira. A UTE foi originalmente desenvolvida para usar Óleo Combustível Pesado (HFO, em inglês), mas com a extração de Gás Natural (GN) da bacia Amazônica, a UTE foi modificada para utilizar GN e HFO concomitantemente. Para observação das diferenças, foi realizado um estudo comparativo desta UTE em duas situações: utilizando somente HFO e usando HFO e GN concomitantemente. A metodologia de Avaliação do Ciclo de Vida foi conduzida do “berço-ao-portão”. O método CML baseline foi utilizado para avaliar os impactos midpoint. Dados primários foram coletados através de visitas pessoais para as emissões ambientais, efluentes hídricos, combustíveis utilizados e especificações técnicas da UTE. Onze categorias de impactos foram consideradas e análise de Monte Carlo (MC) foi empregada para fornecer maior robustez aos resultados. O estudo mostrou que processos à montante têm maiores impactos, exceto para Potencial de Aquecimento Global (PAG), Eutrofização, Acidificação, Toxicidade Humana e Oxidação Fotoquímica, onde a UTE apresentou as maiores contribuições. A conversão para o modo bicombustível resultou em menor contribuição da UTE nos impactos, como por exemplo, a redução de 61,1% em Potencial de Eutrofização (PE). Além disso, a UTE bicombustível tem, ao longo do ciclo de vida, quando comparada à operação somente com HFO, seis potenciais impactos menores de onze impactos avaliados. Além disso, análise de MC mostrou que o PE e o Potencial de Acidificação (PA) são menores na operação bicombustível em 100% dos casos. Ainda, uma interessante observação é que os resultados do PAG pela Análise de MC mostram que não há diferenças estatísticas entre os dois modos de operação.

This study presents an environmental assessment of a bi-fuel Thermal Power Plant (TPP) in the Brazilian Amazon Region. The TPP was originally designed to use Heavy Fuel Oil (HFO), but with the Natural Gas (NG) extraction from Amazon basin, the TPP was modified to use NG and HFO concomitant. For observation of differences, it was performed a comparative study of this power plant in two situations: using only heavy fuel oil and using HFO and NG concomitantly. The life cycle assessment methodology was conducted from “cradle-to-gate”. The CML baseline method was used to assess the midpoint impacts. Primary data were collected by personal visits for environmental emissions, wastewater, fuel used, and technical specifications. Eleven impacts categories were considered and Monte Carlo (MC) Analysis was used to assess and to obtain robust results. The study shows that upstream processes have more impacts except global warming potential, eutrophication, acidification, human toxicity and photochemical oxidation where TPP showed the major contribution. The bi-fuel conversion resulted in lower power plant contributions in the impacts as, for example, a reduction of 61.1 % in Eutrophication Potential. In addition, throughout the life cycle the bi-fuel power plant, when the operation is compared with HFO only, has six potential impacts lower. In addition, MC analysis showed that Eutrophication Potential and Acidification Potential (AP) are smaller in the bi-fuel operation in 100% of the cases. Besides, it is an interesting observation that global warming results by MC analysis showed that there are no statistic differences between the two modes of operation. / Este estudo apresenta uma avaliação ambiental de uma Usina Termelétrica (UTE) bicombustível na região amazônica brasileira. A UTE foi originalmente desenvolvida para usar Óleo Combustível Pesado (HFO, em inglês), mas com a extração de Gás Natural (GN) da bacia Amazônica, a UTE foi modificada para utilizar GN e HFO concomitantemente. Para observação das diferenças, foi realizado um estudo comparativo desta UTE em duas situações: utilizando somente HFO e usando HFO e GN concomitantemente. A metodologia de Avaliação do Ciclo de Vida foi conduzida do “berço-ao-portão”. O método CML baseline foi utilizado para avaliar os impactos midpoint. Dados primários foram coletados através de visitas pessoais para as emissões ambientais, efluentes hídricos, combustíveis utilizados e especificações técnicas da UTE. Onze categorias de impactos foram consideradas e análise de Monte Carlo (MC) foi empregada para fornecer maior robustez aos resultados. O estudo mostrou que processos à montante têm maiores impactos, exceto para Potencial de Aquecimento Global (PAG), Eutrofização, Acidificação, Toxicidade Humana e Oxidação Fotoquímica, onde a UTE apresentou as maiores contribuições. A conversão para o modo bicombustível resultou em menor contribuição da UTE nos impactos, como por exemplo, a redução de 61,1% em Potencial de Eutrofização (PE). Além disso, a UTE bicombustível tem, ao longo do ciclo de vida, quando comparada à operação somente com HFO, seis potenciais impactos menores de onze impactos avaliados. Além disso, análise de MC mostrou que o PE e o Potencial de Acidificação (PA) são menores na operação bicombustível em 100% dos casos. Ainda, uma interessante observação é que os resultados do PAG pela Análise de MC mostram que não há diferenças estatísticas entre os dois modos de operação.

Made available in DSpace on 2009-11-18T19:01:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao-Jose-Maciel.pdf: 1523218 bytes, checksum: 788fd7f67a56bb114663535656dd548b (MD5) Previous issue date: 2008 / This academic work describes the interfirm technological learning processes behavior at a thermo plant throughout the years 2001 till 2007. Its former ownership structure was composed by two foreigners companies. This structure was changed by the acquisition of the company control by a Brazilian state owned company on April 2006. The company is a Natural Gas Fired Power Plant placed at Macaé City, at Rio de Janeiro State, Brazil generating electric power right to National Integrated System (SIN). The goal of this research is verify how the technological knowledge had been acquired by the firm and how it had been spread out throughout the organization before and after the change of the ownership structure. The taxonomy applied to determining of ownership structure take in account three parameters: type, specific characteristic and the ownership structure itself. Technological Learning Interfirm Processes have been examined from a model of systemic approach that establishes four key characteristics: ¿variety, intensity, functioning and interaction¿. During 2001 until 2006, till the change of owner structure, the firm developed its own learning processes in its own operational routines. The main learning processes have been identified from empirical evidences. It has been adopted the cut line at year of 2006 for the comparison among the technological learning processes behavior, when the change of ownership structure took place. The data capture occurred within April and August 2007 covering since 2001. Verified the behavior of these learning processes before and after the ownership structure changed from private property to state owned property. The conclusion of this case study suggests that interfirm processes of technological learning identified by the research had their dynamical behavior promptly affected by a change from private to ownerstate ownership structure, exposing the company to a poor performance in its industry, due to the lack of 51% of the technological intrafirm learning processes and reduction of the acquisition of new technical knowledge and its conversion throughout the organization. / Esta dissertação descreve o comportamento dos processos intra-organizacionais de aprendizagem tecnológica em uma empresa que detinha estrutura de propriedade composta por duas empresas estrangeiras. Esta estrutura foi alterada pela aquisição do controle por uma empresa governamental brasileira no ano de 2006. A empresa é uma Usina Termelétrica a Gás Natural, localizada na cidade de Macaé, no estado do Rio de Janeiro que produz energia elétrica diretamente para o Sistema Interligado Nacional Brasileiro. O objetivo desta pesquisa é verificar como se comportaram os mecanismos de aquisição de conhecimentos tecnológicos existentes na empresa e a sua disseminação para a organização antes e depois desta mudança de estrutura de propriedade. A taxonomia aplicada para a determinação da estrutura de propriedade considera três parâmetros: o tipo, a característica específica e a concentração de propriedade. Os processos intra-organizacionais de aprendizagem tecnológica foram examinados a partir da estrutura de abordagem sistêmica que estabelece quatro características-chave: variedade, intensidade, funcionamento e interação. No período de 2001 a 2006 até a mudança de estrutura de propriedade, a empresa desenvolveu seus próprios processos de aprendizagem que eram verificados em suas rotinas operacionais, cujos principais foram identificados a partir das evidências empíricas. Foi utilizado como corte o ano de 2006 e encerrando-se a coleta de dados em agosto de 2007 para a identificação do comportamento destes processos de aprendizagem antes e depois da mudança de estrutura de propriedade privada para governamental. A conclusão deste estudo de caso sugere que os processos intra-organizacionais de aprendizagem tecnológica utilizados ao longo de tempo na empresa podem ter o seu comportamento diretamente influenciado por uma mudança de estrutura de propriedade privada para governamental, podendo afetar negativamente o seu desempenho em sua indústria, pois houve descontinuação de 51% dos processos de aprendizagem existentes anteriormente e redução sistemática dos que permaneceram sendo utilizados, restringindo o fluxo de aquisição de conhecimentos e a sua conversão para a empresa.

This study presents an environmental assessment of a bi-fuel Thermal Power Plant (TPP) in the Brazilian Amazon Region. The TPP was originally designed to use Heavy Fuel Oil (HFO), but with the Natural Gas (NG) extraction from Amazon basin, the TPP was modified to use NG and HFO concomitant. For observation of differences, it was performed a comparative study of this power plant in two situations: using only heavy fuel oil and using HFO and NG concomitantly. The life cycle assessment methodology was conducted from “cradle-to-gate”. The CML baseline method was used to assess the midpoint impacts. Primary data were collected by personal visits for environmental emissions, wastewater, fuel used, and technical specifications. Eleven impacts categories were considered and Monte Carlo (MC) Analysis was used to assess and to obtain robust results. The study shows that upstream processes have more impacts except global warming potential, eutrophication, acidification, human toxicity and photochemical oxidation where TPP showed the major contribution. The bi-fuel conversion resulted in lower power plant contributions in the impacts as, for example, a reduction of 61.1 % in Eutrophication Potential. In addition, throughout the life cycle the bi-fuel power plant, when the operation is compared with HFO only, has six potential impacts lower. In addition, MC analysis showed that Eutrophication Potential and Acidification Potential (AP) are smaller in the bi-fuel operation in 100% of the cases. Besides, it is an interesting observation that global warming results by MC analysis showed that there are no statistic differences between the two modes of operation. / Este estudo apresenta uma avaliação ambiental de uma Usina Termelétrica (UTE) bicombustível na região amazônica brasileira. A UTE foi originalmente desenvolvida para usar Óleo Combustível Pesado (HFO, em inglês), mas com a extração de Gás Natural (GN) da bacia Amazônica, a UTE foi modificada para utilizar GN e HFO concomitantemente. Para observação das diferenças, foi realizado um estudo comparativo desta UTE em duas situações: utilizando somente HFO e usando HFO e GN concomitantemente. A metodologia de Avaliação do Ciclo de Vida foi conduzida do “berço-ao-portão”. O método CML baseline foi utilizado para avaliar os impactos midpoint. Dados primários foram coletados através de visitas pessoais para as emissões ambientais, efluentes hídricos, combustíveis utilizados e especificações técnicas da UTE. Onze categorias de impactos foram consideradas e análise de Monte Carlo (MC) foi empregada para fornecer maior robustez aos resultados. O estudo mostrou que processos à montante têm maiores impactos, exceto para Potencial de Aquecimento Global (PAG), Eutrofização, Acidificação, Toxicidade Humana e Oxidação Fotoquímica, onde a UTE apresentou as maiores contribuições. A conversão para o modo bicombustível resultou em menor contribuição da UTE nos impactos, como por exemplo, a redução de 61,1% em Potencial de Eutrofização (PE). Além disso, a UTE bicombustível tem, ao longo do ciclo de vida, quando comparada à operação somente com HFO, seis potenciais impactos menores de onze impactos avaliados. Além disso, análise de MC mostrou que o PE e o Potencial de Acidificação (PA) são menores na operação bicombustível em 100% dos casos. Ainda, uma interessante observação é que os resultados do PAG pela Análise de MC mostram que não há diferenças estatísticas entre os dois modos de operação.

Submitted by Kilvya Braga (kilvyabraga@hotmail.com) on 2018-04-17T14:46:07Z No. of bitstreams: 1 ANTÔNIO JOSÉ FERREIRA GADELHA - TESE (PPGEQ) 2016.pdf: 6375453 bytes, checksum: 865ce4649601ce36b03d6876719da6d9 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-17T14:46:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ANTÔNIO JOSÉ FERREIRA GADELHA - TESE (PPGEQ) 2016.pdf: 6375453 bytes, checksum: 865ce4649601ce36b03d6876719da6d9 (MD5) Previous issue date: 2016-02 / Capes / A crescente demanda mundial por energia tem levado pesquisadores a buscar o aprimoramento de tecnologias com o objetivo de maximizar a geração de energia nas suas diferentes formas. Entre os diferentes métodos de produção encontra-se a energia produzida através de usinas termelétricas, que corresponde a mais 60% da energia produzida no mundo. Entre os principais problemas causados pela produção de energia em termelétricas está a emissão de poluentes gasosos para a atmosfera. O efluente gasoso emitido através da chaminé de uma termelétrica consiste basicamente de dióxido de carbono (CO2), dióxido de enxofre (SO2), óxidos nitrogenados (NOx), entre outros, que provocam problemas ambientais e de saúde. Neste sentido, o presente trabalho teve como objetivo avaliar a fluidodinâmica da dispersão de poluentes emitidos a partir da chaminé de uma termelétrica através de simulações numéricas utilizando CFD (Ansys CFX 15.0). Como modelo de turbulência utilizou-se o k   padrão. Com base nas simulações do planejamento experimental verificou-se que a variável mais significativa no processo foi a taxa de emissão do poluente seguida pela velocidade do vento. A partir dos resultados obtidos verificou-se que a altura da fonte de emissão apresenta uma influência determinante sobre a dispersão; que a variação lateral da intensidade da velocidade do vento e a variação da frequência com que o vento muda de direção são fatores decisivos na dispersão de espécies gasosas na atmosfera; e que a dispersão ocorre com maior intensidade sob condições atmosféricas instáveis, sob um ângulo de 30° e uma frequência de mudança de direção de 5 minutos. / The growing worldwide demand for energy has led researchers to pursue enhancement technologies in order to maximize the generation of electricity in its different forms. Among the different methods of production is the energy produced by thermal power plants, which accounts for over 60% of the energy produced in the world. It is an energy generated from the combustion of fuels such as coal, diesel oil, natural gas, etc. Among the main problems caused by power generation in thermal power plants is the emission of gaseous pollutants into the air. The off-gas emitted from the flue of a fuel consists mainly of carbon dioxide (CO2), sulfur dioxide (SO2), nitrogen oxides (NOx), among others, causing environmental and health problems. In this sense, this study aims to evaluate the fluid dispersion of pollutants emitted from the chimney of a thermal power plant through numerical simulations using CFD (ANSYS CFX 15.0). As turbulence model was used k   standard. Based on the experimental design simulations it was found that the most significant variable in the process was the pollutant emission rate followed by wind speed. From the results obtained it was found that the height of the emission source has a decisive influence on the dispersion; that the lateral variation of wind speed intensity and variation of the frequency with which the wind changes direction are decisive factors in the dispersion of gaseous species in the atmosphere; and that dispersion occurs more intensively under instable atmospheric conditions, at an angle of 30 ° and a frequency change of direction of 5 minutes.

Orientador: Marcio Luiz de Souza-Santos / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-20T18:18:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Beninca_WilsondeAguiar_M.pdf: 3799010 bytes, checksum: d8da0795b64b4d278429706654c3206b (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Um estudo visando maximizar a eficiência global de um processo combinado avançado de geração termelétrica combinada é desenvolvido. Tal processo utiliza caldeira pressurizada de leito fluidizado borbulhante alimentada com bagaço de cana na forma de lama. O vapor gerado é dirigido a um ciclo Rankine com reaquecimento e o gás efluente da caldeira a um processo baseado em turbinas a gás. Várias premissas foram admitidas, entre elas: a geometria da caldeira, a pressão de operação do seu combustor, a taxa de consumo de combustível sólido, a pressão do vapor produzido, a temperatura de injeção de gás nas turbinas e a temperatura de exaustão de gás do processo. Os parâmetros tomados como variáveis no presente estudo foram: teor de sólido na lama, vazão mássica de água passante pelos bancos de tubos e de ar injetado no combustor da caldeira. O software CeSFaMB© foi utilizado para otimizar a operação da caldeira, tendo o rendimento exergético como função objetivo. O software IPES foi empregado para simular e otimizar o ciclo Rankine, o processo a Gás e suas combinações. Para esses, a eficiência de Primeira Lei da Termodinâmica foi adotada como função objetivo. O rendimento global máximo alcançado neste estudo para a unidade geradora ficou em torno de 36,0 %. Este valor é significativo, visto que o rendimento de processos mais convencionais utilizados atualmente na maioria das usinas sucroalcooleiras fornece rendimentos próximos a 30% / Abstract: A study aiming maximizing the efficiency of an advanced combined power generation process has been developed. The process applies a pressurized fluidized bed boiler consuming sugar cane bagasse fed as slurry. The generated steam is diverted to a reheated Rankine cycle while the gas exiting the boiler is directed to a gas turbine process. Many assumptions have been taken, among them: the boiler design, the pressure inside its combustion chamber, the rate of fuel consumption, the pressure of produced steam, the gas turbine injection temperature and the temperature of gas exiting the whole plant. The parameters taken as variables were: the concentration of dry solid in the slurry, the mass flow of water pumped into the boiler tube banks and the rate or air injection into the boiler combustion chamber. The CeSFaMB© software has been applied for the boiler optimization, having the exergy efficiency as objective function. The software IPES has been used for the optimization of Rankine cycle, the gas turbine process and theirs combination. The achieved overall power generation efficiency was around 36 %. Having in mind that the efficiency found at present sugar-cane conventional processes are around 30%, the value arrived at this study is significant / Mestrado / Termica e Fluidos / Mestre em Engenharia Mecânica

Os procedimentos de licenciamento ambiental (LA) têm sido criticados pelos agentes econômicos, notadamente por aqueles ligados ao setor energético, por entenderem que a agilidade na análise dos processos de viabilidade ambiental de empreendimentos encontra-se aquém ao esperado. Com o objetivo de analisar a interferência de alguns fatores ligados aos procedimentos de LA sobre o tempo total de tramitação dos processos, foi realizada revisão documental de processos que tramitaram no estado de São Paulo, entre 1998 e 2007, para a instalação de usinas termelétricas a gás natural, com potência superior a 10 MW, e que obtiveram a licença ambiental prévia (LP). Foram obtidos dados quantitativos e informações qualitativas que permitiram verificar que os fatores número de solicitações de informações complementares feitas pelos órgãos ambientais ao empreendedor, número de impactos ambientais identificados no estudo de impacto ambiental (EIA) e número de condicionantes constantes na LP expedida não apresentam uma relação com o tempo de tramitação dos processos. Outros fatores como deficiências no estudo ambiental e a inadequação do local proposto à instalação dos empreendimentos, dadas as restrições ambientais, aparentemente apresentam maior interferência sobre os tempos de tramitação. Diante disto, destaca-se a necessidade de, previamente ao licenciamento, serem elaborados estudos específicos voltados à apresentação de alternativas locacionais que considerem critérios ambientais e critérios econômicos com o mesmo nível de importância para a tomada de decisão. Tais estudos, servindo como base de referência para a escolha da melhor localização para instalação de empreendimentos, tendem a reduzir o tempo total de tramitação dos processos de licenciamento. / The procedures for environmental licensing (LA) have been criticized by economic agents, especially by those connected to the energy sector, because they believe that agility on analysis of the processes of enterprises environmental viability is less than what was expected. In order to analyze the interference of some factors related to LA proceedings on proceeding period, the processes documentary review was held and transited in São Paulo State between 1998 and 2007 for the installation of natural gas thermal power plants with emitted preliminary environmental permit (LP) and output exceeding 10 MW. Quantitative data and qualitative information were obtained which allowed the confirmation that the factors number of requests for additional information made by environmental agencies to the enterprise, number of environmental impacts identified in the environmental impact statement (EIA) and number of constraints in the LP emitted have no relation to the proceeding period. Other factors such as shortcomings in the environmental study and inadequate the proposed site for the installation of enterprises, given the environmental restrictions, apparently show greater interference on the proceeding period. So, there is a necessity, prior to licensing, of being drawn up specific studies focused on the presentation of located alternatives to consider environmental and economic issues with the same level of importance for the decision. Such studies, serving as point of reference for choosing the best location for setting up of enterprises tend to reduce the proceeding period of the licensing processes.

Em função do crescente processo de liberalização dos mercados de gás natural e de energia elétrica nos países do hemisfério norte, bem como pelo aumento das restrições ambientais, as projeções de demanda mundial de gás natural indicam um forte crescimento, principalmente no segmento de geração de energia elétrica. Assim, pode-se afirmar que haverá uma convergência cada vez maior entre os mercados de gás natural e de eletricidade. O transporte do gás natural em sua forma liquefeita, o GNL (Gás Natural Liquefeito), representa um importante pivô para essa convergência, bem como para uma integração global crescente dos mercados de gás natural e eletricidade. Essas evoluções sempre estiveram distantes da realidade brasileira, pois a geração elétrica predominantemente hídrica historicamente reservou um papel limitado para a geração termelétrica. No entanto, desde 2001, como resultado da crise de abastecimento de energia elétrica, o Brasil também fez esforços importantes rumo a uma maior convergência entre os mercados de gás e eletricidade. Desde 2005, a importação de GNL tem sido analisada para o caso brasileiro, visando prioritariamente o atendimento de uma demanda termelétrica para o gás natural. A característica principal deste modelo é a necessidade de se garantir uma oferta de combustível flexível para usinas que deverão suprir uma demanda termelétrica igualmente flexível: oferta flexível para demanda flexível. A luz das evoluções em curso no mercado global, o presente trabalho avalia a viabilidade deste modelo a partir da análise das possibilidades do suprimento de GNL ser efetuado de forma flexível, atuando, assim, como mecanismo de flexibilização da oferta de gás natural e garantindo um melhor aproveitamento da capacidade de geração elétrica atualmente instalada no Brasil. / Due to the growth of liberalization process on natural gas and electricity markets on northern hemisphere countries, as well as due to raising environmental restrictions, world natural gas demand projections indicate a strong growth, mainly driven by the power generation segment. Therefore, we can affirm that will have an even higher convergence between natural gas and electricity markets. Natural gas transportation in its liquefied form, the LNG (Liquefied Natural Gas), represents an important pivot for this convergence, as well as for the raising global integration of electricity and natural gas markets. These evolutions were always distant from Brazilian reality, as dominant hydroelectric generation historically reserved a limited role for thermoelectric generation. However, since 2001, as a result from the electricity supply crisis, Brazil also did important efforts towards a greater convergence between natural gas and electricity markets. Since 2005, LNG importation has been analyzed for the Brazilian case, primarily focusing thermoelectric demand utilization for the natural gas. The main characteristic of this model is the necessity to guarantee a flexible fuel supply for power plants that shall supply an equally flexible thermoelectric demand: flexible supply for flexible demand. In light of the evolutions underway on the global market, this study evaluates the viability of this model based on the possibility of LNG supplies be done on flexible way, acting then as a natural gas supply flexibility mechanism and guaranteeing a better utilization of the thermoelectric generation capacity already installed in Brazil.

A geração termelétrica a partir da biomassa proveniente do setor sucroenergético brasileiro, além de ser vista como opção para investimentos no setor de energias renováveis, pode contribuir com o suprimento de energia mantendo aspectos inerentes às vantagens sociais, estratégicas e ambientais que o favorecimento de um setor genuinamente desenvolvido no Brasil pode atribuir à matriz de energia elétrica. O objetivo principal deste trabalho é analisar o potencial adicional de energia elétrica que pode ser gerado a partir de recursos do setor sucroenergético. Os objetivos específicos estão em determinar e dimensionar os possíveis combustíveis para geração termelétrica no setor sucroenergético, em determinar quais rotas tecnológicas possibilitam o aumento da geração de energia e em quantificar a geração específica bruta de energia para cada tecnologia selecionada. O método consiste na realização de revisão bibliográfica para alocar o tema de estudo e pesquisa, com posterior elaboração de pesquisas documentais com o intuito de reunir dados e estimativas necessárias ao desenvolvimento do cálculo, coletando dados em publicações de institutos, entidades, empresas e consultores (dados de estimativas de produção de cana-de-açúcar para o período projetado e a definição dos recursos combustíveis e dos recursos tecnológicos). A seguir, para cada tecnologia de geração de energia elétrica, são apresentados arranjos com seus respectivos balanços de energia, índices de geração específica bruta de energia para as condições de cogeração e de geração de energia elétrica pura, vantagens, desvantagens e a inserção destas tecnologias ao longo do período estimado. Os resultados apontam que a expansão da produção de cana-de-açúcar, baseada na expansão agrícola e no aumento da produtividade, bem como o incremento tecnológico dos sistemas termelétricos de potência disponíveis comercialmente para o setor sucroenergético podem permitir a projeção de cenários com 26 GW de capacidade instalada com a utilização do bagaço e 33 GW com a inserção de palha. A importância deste trabalho está relacionada com a apresentação do estado da arte da tecnologia disponível para a geração termelétrica a partir do setor sucroenergético, pelo fato de apresentar os índices de geração específica para diferentes cenários de disponibilidade combustível e de tecnologias aplicáveis e por permitir análises entre os grupos tecnológicos e as biomassas disponíveis para a geração. / The biomass power generation in the Brazilian sugar & ethanol industry, besides being seen as an option for investments in the renewable energy sector, may contribute to the energy supply while maintaining aspects related to social, strategic and environmental advantages that the support of a sector genuinely developed in Brazil can attribute to the electricity matrix. The main purpose of this study is to analyze the surplus electricity that can be generated from resources of the sugar & ethanol industry. The specific aims are to determine and measure the potential fuels for power generation in the sugar & ethanol industry, to determine which technological routes enable an increase in the power generation and to quantify the specific gross power generation for each selected technology. The method consists of conducting a literature review in order to place the subject of study, with further development of documentary research in order to collect data necessary for developing the calculation, collecting data in publications from institutes, organizations, companies and consultants (sugarcane production data estimates for the foreseen period of study and the definition of fuel and technology resources for power generation). Afterwards, for each power generation technology, arrangements are presented with their respective energy balances, the specific gross power generation for the cases of process cogeneration and power generation stand-alone, the advantages, disadvantages and the inclusion of these technologies over the projected period. The results show that the expansion of production of sugarcane, based on agricultural expansion and increased productivity as well as the technological improvement of commercially available power generation systems for the sugarcane industry may allow scenarios with 26 GW of installed capacity using the sugarcane bagasse and 33 GW with the insertion of the sugarcane straw. The significance of this work is related to the presentation of the state of the art technology available for the thermoelectric generation from sugarcane industry. It is also connected to the fact of presenting an index of specific power generation for different scenarios of fuel availability and applicable technologies as well as enabling analysis of technological groups and available biomass for power generation.

Submitted by Silvana Teresinha Dornelles Studzinski (sstudzinski) on 2015-11-30T14:46:17Z No. of bitstreams: 1 Sérgio Luiz Bohrer Filho_.pdf: 1393460 bytes, checksum: 335661e44d51f93aa77abb3a780e6e5a (MD5) / Made available in DSpace on 2015-11-30T14:46:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sérgio Luiz Bohrer Filho_.pdf: 1393460 bytes, checksum: 335661e44d51f93aa77abb3a780e6e5a (MD5) Previous issue date: 2015-10-14 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / PROSUP - Programa de Suporte à Pós-Gradução de Instituições de Ensino Particulares / Este trabalho apresenta um estudo de viabilidade de inserção de energia solar térmica na matriz elétrica brasileira, através de integração de um campo de energia termosolar concentrada com uma usina termelétrica de ciclo combinado localizada na Região Centro-Oeste. A atual conjuntura do setor elétrico, que apresenta crescimento do despacho termelétrico e consequente elevação dos custos de geração de energia elétrica, provocados principalmente por períodos de Energia Natural Afluente (ENA) abaixo da média, justifica o desenvolvimento de fontes alternativas. O objetivo principal deste estudo é apresentar um modelo de empreendimento de produção de eletricidade por meio de fonte solar térmica, compatível à realidade tecnológica e econômica do mercado de energia. O estudo baseia-se na simulação de integração de um campo solar com tecnologia de concentração Fresnel linear e geração direta de vapor superaquecido, junto à Usina Termelétrica Luís Carlos Prestes (UTE-LCP), no município de Três Lagoas, no estado de Mato Grosso do Sul. O desempenho do campo solar é verificado através do software System Advisor Model (SAM) da National Renewable Energy Laboratory (NREL) e a produção adicional de termeletricidade é determinada com base na análise de eficiência do ciclo de Rankine da UTE-LCP. Por fim, é realizada a análise financeira do projeto através de ferramentas de engenharia econômica, onde identifica-se um custo nivelado da energia elétrica (LCOE) de pelo menos 139,24 USD MW-1h-1, uma redução de 42,7% em relação às estimativas de custo internacionais para usinas heliotérmicas. Análises de sensibilidade indicam que o custo do capital tem impacto crítico sobre o LCOE, fato atribuído ao caráter de alta dependência dos recursos de capital da tecnologia solar térmica. / This work presents a study of concentrated solar power insertion in the Brazilian energy matrix, through integration of the solar energy with Luís Carlos Prestes Thermoelectric Power Plant (UTE-LCP) in Três Lagoas city. The current situation of the Brazilian electricity sector, which has presented strong growth of thermoelectric dispatch in recent years and the consequent increase in the cost of electricity generation, justifies the development of alternative energy sources. The purpose of this study is to present a model of electricity generation through thermal solar source compatible to technological and economic realities of the energy market. The study is based on evaluation of the linear Fresnel reflector with direct steam generation, because this configuration has investment, operation and maintenance attractive costs. The performance of the solar field is simulated in the System Advisor Model software (SAM) of the National Renewable Energy Laboratory (NREL). The predict performance is used with UTE-LCP operational database to estimate the additional electricity generation. Finally, the financial analysis is carried out through economic engineering tools, which identifies a Levelized Cost of Electricity (LCOE) of the 139.24 USD MW-1h-1 at least. This LCOE is 42.7% less than cost estimates for Concentrating Solar Power plants. Sensitivity analysis indicates that the cost of capital has critical impact on the LCOE, which was attributed to the character of high dependence on Concentrating Solar Power (CSP) capital resources.