BENEFÍCIOS RESULTANTES DA CO-GERAÇÃO
Seminário: A co-geração no segmento têxtil.
COGENRIO
James Bolívar Luna de Azevedo
EPE – Empresa de Pesquisa Energética
DEN - Diretoria de Estudos Econômicos e Energéticos
SEE - Superintendência de Economia da Energia
Rio de Janeiro, 02 agosto de 2006.
Ministério de
Minas e Energia
marco regulatório
•
Lei n° 10.847, de 15 de março de 2004
autoriza a criação da Empresa de Pesquisa Energética - EPE
•
Lei n° 10.848, de 15 de março de 2004
dispõe sobre a comercialização de energia
•
Decreto n° 5.081, de 14 de maio de 2004
dispõe sobre a governança do ONS
•
Decreto n° 5.163, de 30 de julho de 2004
regulamenta a Lei n° 10.848 (comercialização)
•
Decreto n° 5.175, de 09 de agosto de 2004
institui o Comitê de Monitoramento do Setor Elétrico – CMSE
•
Decreto n° 5.177, de 12 de agosto de 2004
dispõe sobre a Câmara de Comercialização de Energia Elétrica - CCEE
•
Decreto n° 5.184, de 16 de agosto de 2004
cria a Empresa de Pesquisa Energética - EPE
principais agentes e funções no
planejamento
Conselho Nacional de Política Energética – CNPE
•
formulação da política energética em articulação com
as demais políticas públicas
Ministério de Minas e Energia - MME
•
•
•
implementação da política energética
formulação de políticas para o setor elétrico
exercício do Poder Concedente
Empresa de Pesquisa Energética – EPE
•
execução dos estudos de planejamento energético
Comitê de Monitoramento do Setor Elétrico – CMSE
•
•
monitoramento das condições de atendimento (5 anos)
(coordenação do MME, com participação da EPE e de outras instituições)
posicionamento institucional
da EPE
Gabinete do
Ministro
Estrutura atual do MME
Minas e
Metalurgia
Secretaria
Executiva
Petróleo &
Gás
A EPE é uma instituição
vinculada ao MME
Energia
Elétrica
EPE
Planej. &
Desenv.
Energético
Atribuições da EPE
(art. 4o da Lei no 10.847/04)
•
Realizar estudos
Brasileira
e
projeções
•
Implantar e manter o Sistema Nacional de Informações
Energéticas
•
Elaborar e publicar o Balanço Energético Nacional
•
Identificar e
energéticos
•
Realizar os estudos para a determinação
aproveitamentos ótimos dos recursos hidrelétricos
quantificar
os
da
Matriz
potenciais
Energética
de
recursos
dos
Atribuições da EPE
(art. 4o da Lei no 10.847/04)
•
Promover ações para a obtenção do licenciamento ambiental
necessário às licitações envolvendo empreendimentos de
geração hidrelétrica e de transmissão de energia elétrica
•
Elaborar os estudos necessários para o desenvolvimento dos
PLANOS de EXPANSÃO da GERAÇÃO e TRANSMISSÃO de
ENERGIA ELÉTRICA de CURTO, MÉDIO e LONGO PRAZOS
•
Promover estudos para dar suporte ao gerenciamento da
relação reserva e produção de hidrocarbonetos no Brasil,
visando à auto-suficiência sustentável
•
Promover estudos de mercado visando definir cenários de
demanda e oferta de petróleo, seus derivados e produtos
petroquímicos
Atribuições da EPE
(art. 4o da Lei no 10.847/04)
•
Desenvolver os estudos de viabilidade técnico-econômica
e sócio-ambiental para os empreendimentos de energia
elétrica e de fontes renováveis
•
Elaborar os estudos relativos ao Plano Diretor para o
desenvolvimento da indústria de gás natural no Brasil
•
Desenvolver estudos para incrementar a utilização dos
combustíveis renováveis
•
Promover estudos e produzir informações visando
subsidiar planos e programas de desenvolvimento
energético ambientalmente sustentável, inclusive, de
eficiência energética
organograma
da EPE
organograma da EPE
SUPERINTENDÊNCIA
SUPERINTENDÊNCIA
DE ECONOMIA DA
DE RECURSOS
ENERGIA
ENERGÉTICOS
Co-geração – Principais características
• Produção simultânea de trabalho e calor a partir da
queima de um mesmo combustível.
• O trabalho mecânico é utilizado, em geral, para acionar
um gerador e produzir energia elétrica, podendo ter
outras finalidades como acionamento de compressores ou
propulsão de navios.
• O calor, em geral, é usado como vapor de processo ou
água quente para aquecimento.
• A eficiência global pode chegar a 85%.
Co-geração – Principais características
• Melhor uso da energia do combustível.
• Redução do impacto ambiental, principalmente no que
se refere às emissões gasosas.
• Energia “limpa” que dá direito à venda de créditos de
carbono, no âmbito do Protocolo de Kyoto.
• Como o vapor e a água quente não podem ser levados a
longas distâncias, deverão existir demandas locais para
suas produções.
• Estas características criam condições em favor do
avanço de sistemas de geração distribuída, nos quais os
consumidores finais produzem e consomem a energia que
necessitam.
Co-geração - Tecnologias
De acordo com a aplicação específica a que se destina a
cogeração, haverá uma tecnologia mais apropriada ou,
eventualmente, uma combinação delas, quais sejam:
- caldeiras/turbinas a vapor;
- turbinas a gás;
- motores a diesel;
- células a combustível (gás natural/biomassa).
Co-geração - Tecnologias
Motores a diesel:
para potências menores que 20 MW (navios e hospitais, por
exemplo);
• utilizados em conjunto com sistemas de recuperação de
calor para suprimento das necessidades de aquecimento e ar
condicionado;
• apresentam boa eficiência térmica (38-42%), mas geram
calor a baixa temperatura, limitando-se na prática ao
aquecimento de água e de ambientes.
• produzidos em série a custo competitivo;
• compactos, exigem pouca infra-estrutura e podem ser
montados rapidamente.
Co-geração - Tecnologias
Turbinas a vapor:
• utilizadas em instalações de maior porte (> 20 MW), onde
há queima de carvão, óleo pesado ou rejeitos industriais,
como o bagaço de cana;
• eficiência térmica relativamente baixa (o que torna o uso
de combustíveis “caros” desaconselhável), mas geram calor
à temperatura necessária ao processo;
• envolvem custos elevados e tempo de instalação longo;
• exigem áreas grandes e quantidades significativas de água
de refrigeração;
• relação potência/calor variável ao longo de uma ampla
faixa, dando flexibilidade à operação.
Co-geração - Tecnologias
Turbinas a gás:
• adequadas em faixas de potência que variam de 5 MW a
1.725 MW;
• utilização de gás natural ou derivados leves do refino
(como querosene ou nafta);
• tempo de instalação curto;
• baixa eficiência térmica quando em ciclo aberto (30 a
35%), podendo chegar a 50-55% em ciclo combinado.
• relação potência/calor flexível;
•custo relativamente baixo.
Co-geração - Tecnologias
Células a combustível:
• tecnologia desenvolvida para aplicações de diversos
portes, desde pequenas unidades para cogeração
residencial de 1kW a grandes unidades de porte
industrial, de dezenas de kW;
• estima-se que há hoje no mundo mais de 700 células
combustíveis estacionárias para aplicações de grande
porte instaladas no mundo;
• combustíveis mais utilizados: gás natural, biogás e
hidrogênio.
Co-geração – Viabilidade econômica
A opção pela co-geração, de modo geral, é definida por
condicionantes estritamente econômicas, adotada somente
quando se observam reduções substanciais nos custos de
energia.
Numa análise econômica, deve-se, portanto, considerar os
seguintes pontos:
• custos de instalação, operação e manutenção;
• tarifas de energia elétrica (atuais e futuros);
• preço e disponibilidade do combustível;
• incentivos fiscais;
• retorno financeiro.
PRINCIPAIS FONTES DE ENERGIA NA CO-GERAÇÃO
SUCROALCOOLEIRO:
BAGAÇO DE CANA
PAPEL E CELULOSE:
LIXÍVIA, LENHA, RESÍDUOS DE
MADEIRA
METALURGIA:
GÁS DE ALTO-FORNO, GÁS DE
COQUERIA, GÁS DE ACIARIA
PETRÓLEO:
GÁS DE REFINARIA, GÁS
NATURAL, O. COMBUSTÍVEL
QUÍMICA:
GÁS DE PIRÓLISE, GÁS
RESIDUAL, GÁS NATURAL
OUTROS:
GÁS NATURAL, GÁS RESIDUAL
CO-GERAÇÃO NO BRASIL – 2004
SETORES
TWh
%
% S/SETOR
SUCROALCOOLEIRO
7,0
27,1
114,0
PAPEL E CELULOSE
6,2
24,0
48,3
METALURGIA
4,6
17,8
7,8
PETRÓLEO
4,3
16,7
64,1
QUÍMICA
2,4
9,3
11,0
OUTROS
1,2
4,7
0,8
25,8
100,0
7,2
TOTAL
MATRIZ DE ENERGIA ELÉTRICA – 2005
Fontes renováveis:
Brasil 2005 – 89%
Mundo 2003 – 18%
Carvão e Gás
Coqueria
Biomassa 1,8% Outros
Derivados
1,2% Gás Natural
4,0%
Petróleo
4,1%
3,2%
Nuclear
2,2%
Participação Co-geração 5,8%
100%
441.6 TWh
Matriz referente a geração de energia elétrica.
Inclui importação de Itaipu.
Hidráulica
85,4%
Fonte: MME - 2006
50
40
30
20
10
Participação dos sistemas de cogeração na oferta de eletricidade
(WADE World Alliance of Decentralized Energy, 2003)
India
Brazil
Japan
UK
World
USA
China
Canada
Germany
Russia
Finland
Netherlands
0
Denmark
Cogen/DE as % share of power generation
CO-GERAÇÃO NO MUNDO
CO-GERAÇÃO: MERCADO POTENCIAL-PDEE
PERSPECTIVAS DA EVOLUÇÃO DA AUTOPRODUÇÃO (TWh)
2004 2005 2010 2015
AUTOPRODUÇÃO CLÁSSICA (COGERAÇÃO)
25,8
27,4
40,0
50,8
AUTOPRODUÇÃO HÍDRICA
12,1
9,9
16,9
24,0
AUTOPRODUÇÃO TOTAL
37,9
37,3
56,9
74,8
AUTOPRODUÇÃO / MERCADO (%)
10,6
10,0
11,8
12,1
CO-GERAÇÃO: MERCADO POTENCIAL-PDEE
DECRETO 5.163 DE 30/04/2004 ESTABELECE:
AGENTES DE DISTRIBUIÇÃO:
• COMPRA DE GERAÇÃO DISTRIBUÍDA: ≤ 10% CARGA
• GERAÇÃO TERMELÉTRICA: COM EFICIÊNCIA ≥ 75%
• GERAÇÃO TERMELÉTRICA QUE UTILIZA BIOMASSA
OU RESÍDUOS: QUALQUER EFICIÊNCIA
CO-GERAÇÃO: MERCADO POTENCIAL-PDEE
MERCADO E CARGA DOS AGENTES DE DISTRIBUIÇÃO
2005
MERCADO
MERCADO
LIVRE
CATIVO
CONSUMO (GWh)
70.018
265.515
CARGA (Mwmed)
9.924
37.635
10% DA CARGA: 3.763 MWmed
CO-GERAÇÃO: MERCADO POTENCIAL-PDEE
Expansão Geração:
9.000
PCH, PROINFA, outros
Térmica
Hidráulica
Acréscimo anual (MW)
8.000
7.000
6.000
8.268
5.967
5.907
5.369
-
4.688
5.000
3.654
4.000
2.796
-
3.000
1.908
2.000
1.362
573
1.000
0
2006
2007
2008
2009
2010
Térmica
21,1%
Média Investimento Anual
(2006-2015):
R$ 10.461,5 milhões
2011
2012
2013
2014
PCH,
PROINFA,
outros
5,1%
Hidráulica
73,8%
2015
DUAS ERAS DA CO-GERAÇÃO
Cogeração tradicional
Cogeração moderna
Motivação básica
Autosuficiência de
energia elétrica
Venda de excedentes e
redução de emissões
Equipamento de
geração
predominante
Turbinas a vapor
Turbinas a gás e ciclos
combinados
Combustíveis
empregados
Residuais (bagaço, cascas)
Todos
Relação com a
concessionária
Operação independente
Operação interligada
Casa de Força do Sistema de
Cogeração de uma Usina de Açúcar
Unidade de Cogeração com
Microturbina a Gás
Co-geração – Investimentos
Iqara Energy Services - São Paulo:
• oito projetos instalados em SP (8 MW - US$ 5 milhões).
Supermercados, hotéis Sofitel e Caesar Park, shopping
Taubaté, química Cloroetil e fabricante de embalagens
Inapel.
• em estudo de viabilidade estão 13 contratos, somando 23
MW (US$ 14,2 iniciais), dos quais 30% são do setor
terciário, a maioria na cidade de São Paulo, e o restante
em indústrias do interior paulista. Planeja-se atingir 350
MW até 2013.
Co-geração – Investimentos
CEG – Rio de Janeiro:
• controlada pela Gás Natural, opera no mercado de
cogeração através da Gás Natural Serviços;
• dez plantas instaladas em fábricas como as da Coca-Cola
e Ambev e em shoppings centers, totalizando 50 MW;
• 58 clientes potenciais (200-250 MW de potência
instalada): região metropolitana, Resende (indústrias),
Macaé (hotelaria) e Campos (cerâmica);
• todos já contam com rede de distribuição de gás;
Co-geração – Investimentos
BR Distribuidora:
• investimentos centrados no setor aeroportuário;
• plantas para os aeroportos de Congonhas – SP (4,1 MW) e
Maceió-AL (780 kW), gerando energia elétrica e térmica
(água fria para climatização);
• representam o resultado de um termo de cooperação com a
Infraero para o desenvolvimento de projetos de eficiência
energética e geração distribuída em todos os aeroportos
nacionais, de acordo com o perfil de cada um;
• a lista dos aeroportos prioritários para implantação dos
projetos foi definida pela Infraero e considera a
disponibilidade local de gás natural. Os próximos serão o
Santos Dumont (RJ) e o de Vitória (ES).
Muito obrigado!
EMPRESA DE PESQUISA ENERGÉTICA - EPE
MINISTÉRIO DE MINAS E ENERGIA - MME