Multiobjective 0-1 integer programming for the use of sugarcane residual biomass in energy cogeneration

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Cogeneration for small users: case studies for Brazilian tertiary sector

In this paper we present technical and economic studies of cogeneration systems utilizing combustion engines and gas turbines, applied in two establishments of the tertiary sector, regarding Brazilian conditions (according to Silveria, 1994). In the first step cogeneration systems utilizing combustion engines associated to absorption refrigeration systems are studied, in which electricity and cold air for a university building rate produced. In the second step some possibilities of the use of the gas turbine in cogeneration systems for a hospital are shown. In this case, the exhaust gases are utilized for the production of steam in a heat recovery steam generator (HRSG) or cold water in an absorption refrigeration system (for air conditioning) for the hospital building. The dynamic increment of the energy demand of Brazilian tertiary sector in last years can increase the installation of these cogeneration system (in compact version) as well as strengthen the development of the decentralized energy generation in Brazil.

Análise de investimento em projetos agroindustriais tipo Greenfield de bioenergia no Brasil

O setor de bioenergia no Brasil segue com um grande potencial de crescimento. Projeta-se um aumento de 71,6% no consumo total de bioenergia de 2011 a 2021 (BRASIL. EPE, 2012b). Consequentemente, novos mercados e oportunidades para novos projetos estão surgindo. Neste contexto, investidores precisarão avaliar projetos Greenfield, ponderando adequadamente riscos e retorno. Entretanto, a avaliação destes projetos não é simples pelas suas diversas particularidades. Deste modo, o objetivo desta dissertação é estabelecer um padrão metodológico para a análise destes investimentos. A partir de uma seleção de metodologias existentes, propõe-se uma série de abordagens alternativas e complementares, de forma a contemplar adequadamente as particularidades destes projetos. Portanto, este trabalho é inédito no que se refere à padronização de metodologias para a análise de investimento especificamente de projetos agroindustriais Greenfield de bioenergia. Para este fim, este trabalho não só propõem um padrão metodológico detalhado de análise, mas também o aplica em um estudo de caso de um projeto de cogeração de energia a partir de eucalipto. O intuito do estudo é ilustrar que a metodologia de análise de investimento proposta é eficaz. Além disso, serve como referência e guia de como aplicar esta ferramenta na análise de quaisquer projetos agroindustriais Greenfield no setor de bioenergia. Desta forma, é possível concluir que o uso do padrão metodológico proposto possibilita uma análise coerente de projetos desta natureza e permite uma tomada de decisão de investimento consciente. A criação desta ferramenta de análise e a exemplificação de seu uso são as principais contribuições deste trabalho.

Aplicação de programação por metas binária: mista em uma empresa do setor sucroenergético

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Multi-choice mixed integer goal programming optimization for real problems in a sugar and ethanol milling company

Goal Programming (GP) is an important analytical approach devised to solve many realworld problems. The first GP model is known as Weighted Goal Programming (WGP). However, Multi-Choice Aspirations Level (MCAL) problems cannot be solved by current GP techniques. In this paper, we propose a Multi-Choice Mixed Integer Goal Programming model (MCMI-GP) for the aggregate production planning of a Brazilian sugar and ethanol milling company. The MC-MIGP model was based on traditional selection and process methods for the design of lots, representing the production system of sugar, alcohol, molasses and derivatives. The research covers decisions on the agricultural and cutting stages, sugarcane loading and transportation by suppliers and, especially, energy cogeneration decisions; that is, the choice of production process, including storage stages and distribution. The MCMIGP allows decision-makers to set multiple aspiration levels for their problems in which the more/higher, the better and the less/lower, the better in the aspiration levels are addressed. An application of the proposed model for real problems in a Brazilian sugar and ethanol mill was conducted; producing interesting results that are herein reported and commented upon. Also, it was made a comparison between MCMI GP and WGP models using these real cases. © 2013 Elsevier Inc.

Análise de dificuldades técnicas e econômicas na inserção da cogeração pelas usinas sucroalcooleiras

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Avaliação físico-química de palhiço de cana-de-açúcar utilizado para cogeração de energia elétrica

Pós-graduação em Agronomia (Energia na Agricultura) - FCA

Geoprocessamento aplicado no uso e ocupação do solo no município de Lençóis Paulista/SP: Milena Montanholi Mileski. -

Pós-graduação em Agronomia (Energia na Agricultura) - FCA

O potencial da agroenergia no Brasil na mitigação do clima: histórico jurídico

Pós-graduação em Agronomia (Energia na Agricultura) - FCA

A comercialização da energia elétrica cogerada pelo setor sucroalcooleiro em regiões do estado de São Paulo

Pós-graduação em Agronomia (Energia na Agricultura) - FCA

A construção do regime ambiental internacional: mecanismo de desenvolvimento limpo e a cogeração de energia no setor sucroalcooleiro

Pós-graduação em Ciências Sociais - FFC

Estudo da expressão gênica entre cultivares de cana-de-açúcar contrastantes para a tolerância à seca

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Geoprocessamento aplicado na determinação das áreas de preservação permanente e áreas de conflito com cultivo agrícola no município de Lençóis Paulista/SP

The city of Lençóis Paulista has a great part of its agricultural land cultivated by sugar cane and reforestation of eucalyptus and pine trees. In the county there are industries that exploit energy extracted from energy cogeneration. The city of Lençóis Paulista, in recent years, has been demonstrating considerable levels of economic and social growth with the industries that are working with sugarcane and eucalyptus mainly responsible. However, the expansion of agricultural land in many cases does not take into consideration the permanent preservation areas that are protected by the law. The APP's are of fundamental importance in the management and conservation of the environment preserving the natural plants and wildlife, and also preventing erosion and the silting of drainage networks. This objective of this study was to diagnose land use, analyze if Permanent Preservation Areas are regulated to the Brazilian Forestry Code (1965) and also diagnose areas of conflict. In relation to the use and occupation of land, the research has shown how the land is divided (agricultural crops and urban zones), and highlighted areas of conflict with the Permanent Preservation Areas. All of the information is contained in maps using Geographic Information Systems. However, it has become clear that environmental laws are not respected as much in urban areas as they are in rural areas. The PPA's are virtually nonexistent, thus creating damage to the environment and local population.

Análisis de viabilidad e implantación de sistemas de cogeneración en el sector residencial

En la actualidad la generación y utilización eficientes de la energía es el vector principal que permite el desarrollo sostenible en el marco ambiental, económico, seguro y rentable. Todo ello genera una necesidad en el ser humano de guiar a los avances tecnológicos hacia una manera cada vez más eficiente de generar nuestras necesidades básicas, como es el caso de la energía. La cogeneración ha sido uno de los resultados positivos en la búsqueda de la eficiencia energética, debido a tratarse de un sistema de producción simultánea de calor y electricidad partiendo inicialmente de un combustible como energía primaria. Es por ello, que en el presente proyecto se estudia, analiza y propone la posibilidad de implantar sistemas de cogeneración en el sector residencial, un sector que podría beneficiarse enormemente de los beneficios que ofrecen dichos sistemas. En una primera parte se analiza la tecnología de cogeneración y sus variantes, como son, la microcogeneración y la trigeneración. También se muestra la evolución legislativa que han sufrido estos sistemas. En una segunda parte se ha tomado un caso modelo, un edificio de 72 viviendas con sistema de calderas centralizado convencional, y se ha estudiado la posibilidad de implantar un sistema de cogeneración. Para ello se han calculado previamente las demandas energéticas del edificio y se han ido proponiendo diferentes modos de operación para cubrir dichas demandas por medio de sistemas de microcogeneración o cogeneración. Finalmente, una vez valoradas las opciones se muestra la elegida y se efectúa un análisis económico ABSTRACT Nowadays the efficient generation of energy is the main vector that allows sustainable development in environmental, economic, safety and cost effectiveness. All this generates a need in humans to lead to new technological advances towards an even more efficient way to generate our basic needs, such as energy. Cogeneration has been one of the positive results in the search for energy efficiency, due to the fact that it is a system of simultaneous production of heat and electricity initially starting from a primary energy fuel. It is for this reason that this project studies, analyzes and proposes the possibility of introducing cogeneration systems in the residential sector, a sector that could benefit greatly from the benefits offered by these systems. In the first part, cogeneration technology and its variants are analyzed, like, micro-cogeneration and trigeneration. The legislative evolutions that have suffered these systems are also displayed. In a second part, a model case has been taken; a building of 72 flats with conventional centralized boiler system, the possibility of introducing a cogeneration system has been studied. Previously the energy demands of the building have been calculated proposing different operating modes to meet those demands through micro-CHP or cogeneration systems. Finally, once the options are valued the chosen one is shown and an economic analysis is performed.

Desempenho econômico de um sistema de produção de biomassa da cana energia

O uso da biomassa como fonte de energia elétrica corresponde a uma alternativa de grande importância para o planejamento estratégico do crescimento econômico de diversos países. A vasta extensão territorial e o clima favorável ao desenvolvimento da agricultura no Brasil trazem como vantagem o poder de planejar sua matriz energética utilizando variadas fontes primárias renováveis. A cana-de-açúcar destaca-se pela rusticidade e grande produtividade. O bagaço como um subproduto resultante do processamento da cana é utilizado como fonte para a cogeração de energia e pode contribuir significativamente para a descentralização das fontes de energia nacional. Com o desenvolvimento da tecnologia de etanol de segunda geração, a busca pela maior produção de biomassa ganha relevância. Os programas de melhoramento identificaram que se caso com redução de 25 a 35% da sacarose na cana, a planta teria um potencial de aumento de mais de 100% da biomassa. Os híbridos derivados de programas de melhoramento da espécie Saccharum spp., direcionados exclusivamente para a produção de biomassa, foram denominados de cana energia. Tendo em vista o potencial de produtividade da cultura e consequentemente de geração de energia, torna-se necessário conhecer se esse potencial se traduz em resultado econômico. Com esse enfoque, o objetivo deste trabalho foi analisar a viabilidade econômica da produção de biomassa da cana energia. Para tanto foi desenvolvido um modelo em planilha eletrônica e o modelo foi empregado na simulação de cenários e alternativas. A planilha integra modelos de balanço hídrico, produtividade da cultura e distribuição de chuvas, e suas relações com aspectos econômicos e produtivos. O preço de venda da biomassa, a produtividade da cultura e a distância de transporte se mostraram como os itens que mais influem sobre os indicadores de viabilidade econômica. Diferentemente da eficiência gerencial, a eficiência de campo corresponde a um fator de grande importância a ser considerado para reduzir o custo de produção. A análise da área de colheita como uma variável crítica indicou que existem módulos ideais para a utilização de máquinas agrícolas, reduzindo o seu custo operacional devido ao uso melhor atribuído das máquinas na propriedade. A análise da textura do solo como variável crítica mostrou que o cultivo da planta em diferentes tipos de solos reflete em diferentes custos operacionais, produtividade potencial e no montante de investimento. O ano de reforma corresponde a um fator crítico para a viabilização da atividade. Para o cenário base, o indicador de atratividade financeira apresenta um Valor Presente Líquido de 6,4 milhões de reais e uma Taxa Interna de Retorno de 15,2%, com um horizonte de 20 anos de produção. As análises de sensibilidade mostram que as variáveis que mais impactam nos indicadores de viabilidade econômica financeira são o preço de venda da biomassa e a produtividade média da lavoura.