Avaliação técnica, econômica e ambiental da geração termoelétrica com cofiring de gás natural e de síntese da gaseificação de biomassa
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Data
2021-01-28
Autores
Orientador
Ramos, Ricardo Alan Verdú 
Maia, Cassio Roberto Macedo
Coorientador
Pós-graduação
Engenharia Mecânica - FEIS
Curso de graduação
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Tipo
Tese de doutorado
Direito de acesso
Acesso aberto
Resumo
Resumo (português)
O objetivo deste trabalho é o estudo da aplicação da tecnologia de gaseificação e cofiring em termelétricas que hoje utilizam apenas gás natural e que estejam localizadas em áreas de grande disponibilidade de biomassa, como é o caso da região oeste de São Paulo ou a costa leste do Mato Grosso do Sul. Foi avaliada a viabilidade técnica, ambiental e econômica de tal tecnologia, levando em consideração de que se trata de solução ainda em fase de desenvolvimento e que ainda não há registros de empreendimentos desta natureza em operação comercial. Para isso, foi utilizada a abordagem de curvas de aprendizagem para predizer o comportamento dos custos de instalação da tecnologia em função do aumento da capacidade instalada. Como esta abordagem geralmente apresenta diversas fontes de incertezas, a análise de viabilidade foi realizada a partir da teoria das Opções Reais. Na pesquisa bibliográfica realizada não foi encontrado nenhum artigo onde a utilização das duas técnicas de forma combinada tenha sido usada para estudar a tecnologia de gaseificação. Além disso, também foi utilizada a metodologia criada para o programa Renovabio e adaptada para este estudo com objetivo de calcular o benefício ambiental das soluções propostas, medido em créditos de descarbonização (CBIOs). Os resultados indicaram o grande potencial energético para geração de energia através de biomassas da região que compreende o oeste de São Paulo e a costa leste do Mato Grosso do Sul e que a utilização do programa Renovabio para o mercado de energia apresenta resposta positiva, aumentando a receita esperada do empreendimento, diminuindo as emissões de carbono equivalentes e podendo funcionar como uma primeira abordagem para um futuro mercado de carbono para a indústria de energia elétrica no Brasil. E do ponto de vista termodinâmico, a operação com níveis controlados da mistura de gás de síntese e gás natural não trouxe grandes mudanças nas variáveis de operação do ciclo combinado. Percebe-se que, para todos os casos estudados, com o incremento do percentual de gás de síntese na mistura de gás natural, ocorre o aumento da potência do ciclo e uma leve diminuição das suas eficiências de 1ª e 2ª lei. E, finalmente, do ponto de vista econômico, o investimento numa planta com estas configurações apresentou valor na opção de espera pela consolidação da tecnologia da gaseificação quando analisada sob a ótica das técnicas de curvas de aprendizagem e opções reais combinadas entre si.
Resumo (português)
In this paper, the technical, environmental and economic feasibility of gasification and cofiring technology in powerplants that use only natural gas and are located in areas of high biomass availability were evaluated, taking into account that it is a solution still in development stage and there are still no records of projects like this in commercial operation. In order to achieve this objective, the learning curve approach was used to predict the behavior of installation costs due to the increase in installed capacity. As this approach generally presents several sources of uncertainties, the feasibility analysis was performed based on the real options theory. In the bibliographic research carried out, no article was found in Brazil where both techniques have been used in a combined form to study gasification technology. In addition, the methodology used in Renovabio program and adapted for this study was also used in order to calculate the environmental benefit of the proposed solutions, measured in decarbonization credits (CBIOs). The results indicated the great energy potential for energy generation through biomass in the region that comprises the west of São Paulo and the east coast of Mato Grosso do Sul and that the use of the Renovabio program for the energy market presents a positive response, increasing the expected revenue of the enterprise, decreasing the equivalent carbon emissions and may work as a first approach for a future carbon market for the electric power industry in Brazil. And from a thermodynamic point of view, the operation with controlled levels of the mixture of synthesis gas and natural gas did not bring about major changes in the operating variables of the combined cycle. It is noticeable that, for all the cases studied, with the increase in the percentage of synthesis gas in the mixture of natural gas, there is an increase in the power of the cycle and a slight decrease in its 1st and 2nd law efficiencies. And finally, from an economic point of view, the option of investing in a plant with these configurations showed value by the wait the technology cost decreasing when this problem is analyzed by combination of learning curve and real options theory.
Descrição
Palavras-chave
Idioma
Português
