Potencial de Capacidade de Geração

Foram desenvolvidos modelos para avaliação das capacidades de geração, que podem ser instaladas em cada uma das modalidades citadas no item anterior, fundamentadas em informações gerais do consumidor e, a partir disso, pode-se conhecer o montante de “efluentes” do processo industrial que podem ser fontes primárias de produção de energia elétrica.

A determinação precisa da potência de uma GD, principalmente via cogeração, exige um profundo conhecimento das características técnicas tanto de seu processo como da cadeia produtiva da empresa candidata à instalação da central, além de características dos equipamentos envolvidos. Também devem ser conhecidos os contratos de fornecimento de insumos de terceiros.

Como tais informações detalhadas, usualmente, não são disponíveis à concessionária de energia elétrica, este trabalho busca avaliar a potencialidade de cada setor com base em informações gerais ou típicas sobre o processo, como:

• Consumo de vapor, água quente ou outra forma de calor por unidade de produção;

• Consumo de frio (água gelada) por unidade de produção; • Temperatura e pressão absoluta do vapor consumido;

• Consumo de combustível primário por unidade de produção;

• Sazonalidade na disponibilidade de combustível primário (quando aplicável);

• Curva de carga horo-sazonal de energia elétrica e vapor; • Produção anual ou média mensal;

• Equipamentos existentes para a geração de calor ou frio;

• Características de equipamentos de geração de energia elétrica e vapor.

A figura 3.2 ilustra o processo de determinação da potência máxima de uma potencial unidade de geração distribuída que resultará em um vetor de potências possíveis Pins(j) cujos valores variam desde um valor mínimo até o máximo

calculado, com passo ∆P (Pmin, Pmin + ∆P, ..., Pmáx). Assim, conhecendo as

características básicas do processo industrial é possível calcular um fator que associa a produção à necessidade de energia e, portanto, determinar a energia requerida. Por outro lado, por meio do equacionamento simplificado dos equipamentos de transformação de insumos primários em vapor e posteriormente em energia, é possível determinar as possíveis capacidades de produção de energia.

O valor máximo está associado a totalidade de efluentes do processo industrial, que por vezes são em quantidade superior ao necessário para a geração de energia estritamente para utilização interna. O valor mínimo é arbitrário, cuja determinação é orientada pelo requisito de energia do processo industrial e pela padronização de capacidade das maquinas utilizadas.

Figura 3.2 – Cálculo da potência máxima de uma GD

O modelo para avaliação dos custos e benefícios das oportunidades de GD, proposto neste trabalho, prevê a quantificação de forma expedita dos potenciais de oferta de cada tipo de cogeração. No capítulo 4, duas formas de avaliação da

potência máxima de geração em cada tipo de indústria são apresentadas, uma analítica que é aplicada quando se conhece vários parâmetros gerais da indústria candidata a ser uma cogeradora e outra sintética, em que se considera apenas um atributo da indústria, como por exemplo, a produção anual de papel de uma indústria de papel e celulose.

A título de ilustração, a tabela a seguir apresenta o resumo da aplicação da forma sintética de avaliação da potência máxima nas várias modalidades de cogeração estudadas, onde x é o valor do atributo escolhido para representar o setor avaliado, podendo ser a produção, área, número de leitos ou de habitações, conforme o caso.

Além da potência máxima que pode ser instalada, é apresentado o custo da energia produzida, cujo modelo de cálculo também é apresentado no capítulo 4.

A tabela 3.1 sumariza os diversos índices k da equação acima para cada

processo produtivo, bem como o custo de produção de energia por cogeração.

Para setores que utilizam cogeração na configuração topping a partir de gás natural, tal como indústrias têxteis, de cerâmica, hospitais, hotéis e shopping centers, a potência indicada na tabela 3.1 refere-se ao valor necessário para atender às demandas térmicas. Entretanto é possível a instalação de uma cogeração de maior tamanho, visando a produção de excedentes de energia elétrica para comercialização.

Tabela 3.1 – Potência Máxima, Energia Excedente e Custo da Energia de Cogeradores e Autoprodutores

Multiplicador do Atributo Explicativo do Setor k (kW/x) próprio (kW/x) Excedente. (kW/x) Fator Multiplicador do Atributo Explicativo do Setor x Energia (R$/MWh) c/ impostos Papel e

Celulose 0,956 0,670 0,286 ton. celulose 40,00

Açúcar e Álcool (1) 21 bar 25 15 10 ton. cana 307,60 42 bar 80 60 20 122,70 65 bar 120 80 40 93,70 80 bar 180 54 126 91,70 gaseif. 333 133 200 117,90

Siderurgia 580 420 160 ton. aço bruto 35,90

Têxtil 160,31 ND ND ton. tecido 196,00

Aterro sanitário 1,428 0 1,428 m3 biogás 110,00

ETE 0,095 0,457 -0,362 m3 biogás 280,00

Cimento 83 113 144,74 kW/t cimento 45,00

Cerâmica 0,25 0,14 0,11 litros atomizador 196,00

Hospital (2) 6,4 3,3 3,1 leito 220,00 (5)

Shopping

Center 0,0667 0,075 -0,0083 m

2 _{locável 220,00 (5)}

Hotel (3) 1,1 0,84 0,26 habitação 220,00 (5)

Obs.: 1 – Custo da energia calculado para valor de mercado do bagaço a 12 R$/t. 2 – Valores para hospital de grande porte (taxa próxima de 0,00481 leitos/m2_).

3 – Valores para região sudeste.

4 - Valores negativos de excedentes representam a impossibilidade de geração de energia excedente. 5 – Cogeração por meio de Turbina a Gás.

No caso da geração dispersa, o estudo deverá considerar diferentes curvas de geração para cada tecnologia. Cada curva representará um cenário diferente, devendo estar associada a uma probabilidade de ocorrência.

Cada curva deverá ser composta por, no mínimo, dois patamares de geração, sendo um durante horário de ponta e outro fora da ponta. Deve-se observar

restrições de geração para cada tecnologia considerada tal como ocorre com a solar, cuja contribuição no horário de ponta é nula sem uso de baterias e a eólica, onde existe sempre a possibilidade de não haver vento neste horário, não havendo, portanto, geração.

O valor da potência máxima de cada unidade de GDd vai depender da disponibilidade financeira para investimento e espaço para a instalação. Entretanto, é possível adotar valores médios aproximados por tipo de consumidor e tecnologia a ser empregada.