ministério de minas e energia rio de janeiro, 02 agosto de 2006. james bolívar luna de azevedo epe...

Ministério deMinas e Energia

Rio de Janeiro, 02 agosto de 2006.

James Bolívar Luna de AzevedoEPE – Empresa de Pesquisa Energética

DEN - Diretoria de Estudos Econômicos e Energéticos

SEE - Superintendência de Economia da Energia

BENEFÍCIOS RESULTANTES DA CO-GERAÇÃO

Seminário: A co-geração no segmento têxtil.COGENRIO

marco regulatório

•Lei n° 10.847, de 15 de março de 2004autoriza a criação da Empresa de Pesquisa Energética - EPE

•Lei n° 10.848, de 15 de março de 2004dispõe sobre a comercialização de energia

•Decreto n° 5.081, de 14 de maio de 2004dispõe sobre a governança do ONS

•Decreto n° 5.163, de 30 de julho de 2004regulamenta a Lei n° 10.848 (comercialização)

•Decreto n° 5.175, de 09 de agosto de 2004institui o Comitê de Monitoramento do Setor Elétrico – CMSE

•Decreto n° 5.177, de 12 de agosto de 2004dispõe 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

Empresa de Pesquisa Energética – EPE• execução dos estudos de planejamento energético

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

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)

principais agentes e funções no planejamento

posicionamento institucional da EPE

Gabinete doMinistro

SecretariaExecutiva

Minas eMetalurgia

Petróleo &Gás

EnergiaElétrica

Planej. &Desenv.

Energético

Estrutura atual do MME

A EPE é uma instituiçãovinculada ao MME EPE

• Realizar estudos e projeções da Matriz Energética Brasileira

• Implantar e manter o Sistema Nacional de Informações Energéticas

• Elaborar e publicar o Balanço Energético Nacional

• Identificar e quantificar os potenciais de recursos energéticos

• Realizar os estudos para a determinação dos aproveitamentos ótimos dos recursos hidrelétricos

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


• 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

SUPERINTENDÊNCIA

DE ECONOMIA DA

ENERGIA

SUPERINTENDÊNCIA

DE RECURSOS

ENERGÉTICOS

organograma da EPE

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).


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.


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.


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.


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 DEMADEIRA

METALURGIA: GÁS DE ALTO-FORNO, GÁS DECOQUERIA, GÁS DE ACIARIA

PETRÓLEO: GÁS DE REFINARIA, GÁSNATURAL, O. COMBUSTÍVEL

QUÍMICA: GÁS DE PIRÓLISE, GÁSRESIDUAL, GÁS NATURAL

OUTROS: GÁS NATURAL, GÁS RESIDUAL

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

TOTAL 25,8 100,0 7,2

CO-GERAÇÃO NO BRASIL – 2004

Fonte: MME - 2006

Biomassa4,0%

Nuclear2,2%

Derivados Petróleo

3,2%

Carvão e Gás Coqueria

1,8% Outros1,2% Gás Natural

4,1%

Hidráulica85,4%

Matriz referente a geração de energia elétrica. Inclui importação de Itaipu.

100%441.6 TWh

Fontes renováveis:

Brasil 2005 – 89%

Mundo 2003 – 18%

MATRIZ DE ENERGIA ELÉTRICA – 2005

Participação Co-geração 5,8%

Participação dos sistemas de cogeração na oferta de eletricidade (WADE World Alliance of Decentralized Energy, 2003)

CO-GERAÇÃO NO MUNDO

0

10

20

30

40

50D

enm

ark

Net

herl

ands

Fin

land

Rus

sia

Ger

man

y

Can

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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


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


Térmica21,1%

PCH, PROINFA,

outros5,1%

Hidráulica73,8%

Expansão Geração:Expansão Geração:

-

-

5.907

1.908

3.654

1.362 573

8.268

4.688

5.967

0

1.000

2.000

3.000

4.000

5.000

6.000

7.000

8.000

9.000

2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015

PCH, PROINFA, outros

Térmica

Hidráulica

5.369

2.796

Acr

ésci

mo

an

ual

(M

W)

Média Investimento AnualMédia Investimento Anual (2006-2015):(2006-2015):

R$ 10.461,5 milhõesR$ 10.461,5 milhões


DUAS ERAS DA CO-GERAÇÃO

Cogeração tradicional Cogeração moderna

Motivação básicaAutosuficiência deenergia elétrica

Venda de excedentes eredução de emissões

Equipamento de geração predominante

Turbinas a vaporTurbinas 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.


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;


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).

EMPRESA DE PESQUISA ENERGÉTICA - EPEMINISTÉRIO DE MINAS E ENERGIA - MME

Muito obrigado!

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