Análise da cogeração aplicada em micro empresas

A crescente demanda energética no mundo visa uma racionalização do uso de energia da melhor forma possível. Os sistemas de cogeração visam produzir energia elétrica e aproveitar a energia térmica residual proveniente da geração de energia elétrica. O caso das micro empresas, onde a geração de energia elétrica não é de grande escala, e conseqüentemente o resíduo térmico também não é muito grande, requer sistemas com grande eficiência. O aproveitamento da energia térmica residual de um motor alternativo, utilizado para gerar energia elétrica, depende de vários fatores, entre eles destacam-se a qualidade e quantidade de energia disponível. A cogeração objetiva aproveitar a energia térmica proveniente dos gases do escapamento e também a energia térmica da água do radiador. Este trabalho visa fazer uma análise para uma possível implantação de um sistema de cogeração em uma micro empresa, com a aplicação de um motor alternativo para a geração de energia elétrica suficiente para suprir a demanda da empresa e aproveitar o calor residual proveniente do funcionamento deste, para aplicar no processo produtivo, que utiliza vapor produzido em uma caldeira a óleo. Mediante avaliação de todo o processo produtivo da empresa, de sua necessidade de energia elétrica, aplicação da energia térmica produzida pela caldeira, constatou-se que haveria a possibilidade da implantação de um sistema de cogeração para produzir energia elétrica e aproveitar o calor residual proveniente do funcionamento do motor diretamente no processo produtivo. Foram calculadas todas as energias disponíveis no motor, previamente determinadas em função da capacidade de geração de energia elétrica para suprir a demanda da empresa. Através de consultas executadas com fabricantes dos equipamentos verificou-se o rendimento dos mesmos para poder avaliar a disponibilidade de energia, bem como o preço e instalação de todo o sistema. Os cálculos mostram que existe inviabilidade econômica na implantação do sistema de cogeração, como é proposto. Diante dos valores encontrados pode ser feita uma análise financeira da aplicação do investimento relacionado com o seu retorno.

Análise experimental e simulação de sistemas híbridos eólico-fotovoltaicos

Sistemas para a geração de eletricidade a partir de fontes renováveis de energia, com um mínimo impacto ambiental, apresentam uma contribuição energética cada vez mais significativa, sendo importante conhecer em detalhe o comportamento dos mesmos. A radiação solar e o vento podem se mostrar complementares, sendo interessante empregar uma combinação eólica e fotovoltaica em um sistema único. Os sistemas assim constituídos recebem o nome de sistemas híbridos eólico-fotovoltaicos e em algumas aplicações podem mostrar vantagens em relação aos sistemas singelos. Esta Tese tem por objetivo contribuir com o conhecimento sobre o comportamento de sistemas híbridos eólico-fotovoltaicos de pequeno porte. Para obter dados experimentais foi montado um protótipo no Laboratório de Energia Solar, constituído de um painel de 420 Wp e de um aerogerador de 400 W de potência nominal, sendo que para o acionamento do aerogerador foi instalado um túnel de vento. Para a observação do comportamento do sistema híbrido foi também montado um sistema de monitoramento, sendo analisadas na Tese as incertezas associadas às medições realizadas. O sistema de monitoramento forma parte de um sistema mais amplo, que permite também o controle da velocidade do vento no túnel de vento e a ativação automática de um conjunto de cargas resistivas para simular o perfil de consumo. A Tese discute os modelos matemáticos de todos os componentes do sistema, assim como as principais configurações que podem ser dadas aos sistemas híbridos. Foram realizadas várias experiências com o sistema híbrido que permitiram a coleta de informações sobre o comportamento dos componentes independentes e como um todo Essas informações, por sua vez, serviram de base para a validação de modelos matemáticos dos diversos componentes do sistema, que foram integrados em um programa computacional de simulação elaborado como parte desta Tese. Além dos resultados do funcionamento do sistema híbrido experimental, a Tese mostra os resultados do programa de simulação e faz uma estimativa da aplicação de sistemas híbridos semelhantes em localidades de Rio Grande do Sul, a partir da informação do Atlas Eólico do Estado.

REPETRO - Regime Aduaneiro Especial de Importação e Exportação de Bens Destinados à Pesquisa e Lavra de Petróleo e Gás: análise dos entraves e propostas de soluções

REPETRO, the special tax regime for importing and exporting goods for the exploration and drilling of oil and gas, aims at bringing foreign assets to Brazil enjoying a suspension or even an exemption of taxes, so that Brazilian industry may profit from about 8 billion American dollars in investments. The creation of normative devices as well as the management of the REPETRO model are under the exclusive responsibility of the Brazilian Internal Revenue Services. REPETRO was created in 1999 and is composed of the following customs treatments: importation of goods with suspension of taxes by use of the drawback special regime, suspension mode for national exporting industry; exportation with fictitious exit for the national industry; temporary admission of goods or assets used in oil exploration and production, attending to the needs of both the national and foreign market. Considering the inability of the Brazilian government in restructuring its foreign trade model so that a strong investment in technology could provide for the sector¿s needs, we must ask how we can change REPETRO to help the various companies in the oil business? The issue is very important for one of our main economic activities, though not enough studied. The energy sector has a strategic importance for the development and the economic independence of any country. The winds of globalization lead Brazil to open its economy in the last decade and the national policy for exploration and drilling (E&D) was altered. The government created a new agency dedicated to market control and energy policies, the National Agency for Oil and Biofuels (ANP). With the opening of the market, Petróleo Brasileiro S.A. - Petrobras, the Brazilian giant, lost the monopoly of the oil business. The P-50 Platform, with a capacity for 180,000 barrels per day, was imported based on REPETRO. When it began operating on April 21st, 2006, Brazil achieved self-sufficiency in oil production. The present work intends to estimate the main variables affecting the importation and exportation of goods and assets for E&D, showing how REPETRO works. We also intend to look at the results yielded by the REPETRO model for the development of the production of oil and gas in Brazil, as well as show proposals for its modernization. It has been established that even though since its implementation the REPETRO model has brought fiscal advantages through the reduction of tax costs relating to foreign commerce operations and the incentive of investments in the E&D area with the increase in the national oil production there remain the following limitations: lack of preparation and of knowledge of the model; lack of adjustement of the model to the reality of actitity of E&D of oil and gas; taxes over the pre-operational stage or investment in oil production stage; non-allowance of full access by the national industry to the supply of goods and products relating to the industrialization of goods allowed by REPETRO; other fiscal and administrative difficulties. We conclude that the REPETRO model is important for the development of the area of E&D of oil and gas, but not completely effective. It is necessary to change it or create a new model based on a new perspective of the customs treatment of the activities of exploration and production, minimizing administrative procedures relating to the operations of exportation and importation.

Formação de agenda e processo decisório nos governos FHC e Lula: uma análise sobre a dinâmica e as oportunidades de negociação no processo de tomada de decisão do setor elétrico

O objetivo principal desta tese é analisar as particularidades de dois processos decisórios relacionados a políticas públicas do governo federal brasileiro, a saber, a formação de agenda e as escolhas de alternativas. Tais particularidades do processo decisório caracterizam-se por limitar, em um primeiro momento, o leque de temas que potencialmente poderiam ocupar um lugar de destaque frente aos governantes e, em seguida, por selecionar as alternativas viáveis de serem implementadas pelo poder público. Dessa maneira, serão objetos desta tese a compreensão do por que apenas determinados temas fazem parte da agenda de um governo e qual o grau de influência dos atores sociopolíticos sobre o processo de escolha de alternativas, de tal forma que algumas são seriamente consideradas enquanto outras são negligenciadas. Para analisar as particularidades dos processos decisórios foram feitas análises sobre dois casos do setor elétrico: a expansão da geração de energia elétrica durante o período que antecedeu a crise de 2001 e a criação de um novo modelo para o setor, nos anos de 2003 e 2004. Esta tese traz como hipótese que aspectos centrais de uma política não são alterados enquanto a coalizão dominante que a instituiu estiver no poder ¿ ainda que aspectos secundários possam vir a ser alterados durante esse período.

A energia renovável na matriz energética brasileira

No Brasil, a participação das fontes renováveis na matriz energética sempre foi muito alta. Este arranjo torna o Brasil um caso único, quando comparado com outros países de porte econômico e renda média equivalentes às suas e permite prever que esta opção de planejamento energético, iniciada na década de 50, trará vantagens comparativas que poderão vir a beneficiá-lo no longo prazo. Esta constatação motivou a elaboração deste trabalho, cujo objetivo principal é avaliar a evolução da energia renovável na matriz energética brasileira desde 1940, comparando-a com a de outros países. Uma das ferramentas utilizadas para entender a influência da energia renovável na matriz energética brasileira foi a elaboração de um modelo de regressão entre a demanda anual de energia e o Produto Interno Bruto neste período. Os resultados obtidos permitiram mapear estes impactos, bem como determinar a relação de causalidade entre as variáveis de interesse. Como subproduto desta análise, calculou-se a elasticidade energia - PIB, que trouxe algumas conclusões interessantes e importantes para a definição dos parâmetros com vistas a subsidiar as previsões de investimento de longo prazo no setor elétrico.

A reestruturação do setor sucroenergético no Brasil: uma análise do período entre 2005 e 2011

O mundo está diante do desafio de reduzir as emissões de gases do efeito estufa (GEEs) e encontrar fontes renováveis de energia, na busca da segurança energética. Os biocombustíveis são uma alternativa viável e, nesse sentido, o Brasil deu um exemplo para mundo ao criar o Proálcool em 1975, que foi um programa bem sucedido de substituição da gasolina pelo etanol produzido a partir da cana-de-açúcar. Essa iniciativa contou com a participação do Governo Brasileiro no incentivo e na regulamentação do setor sucroenergético. A partir da sua liberalização em 1999, a indústria canavieira passou por uma importante reestruturação. Este estudo teve como objetivo descrever esse movimento e analisar suas possíveis consequências para o setor. Para isso, foi realizada uma pesquisa sobre a reestruturação da indústria canavieira, entre 1999 e 2011, dando ênfase aos dois ciclos de operações de Fusões & Aquisições ocorridos nesse período. Como principais resultados têm-se a consolidação dos maiores grupos de usinas da Região Centro Sul, que aumentaram a sua participação na moagem de cana e ampliaram suas estruturas produtivas por meio da aquisição de usinas concorrentes e da construção de greenfields. Além disso, foi possível observar o rápido crescimento da participação do capital estrangeiro, juntamente com a entrada de grupos de outros setores industriais. A reestruturação terá consequências positivas para o Brasil, principalmente pela profissionalização do setor sucroenergético e pela capacidade de retomar o ritmo de crescimento da produção de cana-de-açúcar, que foi interrompido pela crise financeira mundial de 2008. Para isso, será necessário investir na ampliação dos canaviais e também na construção de novas usinas.

Uso de macrófitas da espécie Pistia stratiotes (alface d’água) como combustível sólido para fornalhas industriais : uma análise de viabilidade técnica e econômica

Este trabalho tem como objetivo estudar e apresentar a análise de viabilidade técnica e econômica no projeto de utilização da biomassa de Pistia Stratiotes (Alface d’água) como combustível sólido em fornalha industrial. Para isto apresenta-se o estudo de caso em uma unidade da Vale Fertilizantes, no município de Cajati, no estado de São Paulo. A análise de viabilidade técnica baseia-se nos resultados encontrados pelas análises de composição realizadas na biomassa, na pesquisa do sistema de coleta e preparação, nos cálculos desenvolvidos para encontrar a produtividade, como a biomassa poderia ser consumida e no estudo da eficiência da fornalha industrial do caso. Para demonstrar a viabilidade econômica, este estudo recorre ao modelo clássico de Engenharia Econômica com a observação dos índices e taxas como: Taxa Mínima de Atratividade (TMA), Valor Presente Líquido (VPL), Taxa Interna de Retorno (TIR), Período de Recuperação do Capital Investido (Payback) e na Análise de Sensibilidade. Observou-se nos resultados técnicos que as características da biomassa de alface d’água ajudam nas etapas de ignição e combustão do combustível, no entanto esta biomassa apresenta baixo poder calorífico inferior para sua utilização sem mistura combustível em fornalhas industriais. Os resultados econômicos apresentaram-se positivos à utilização da biomassa, e o projeto mostrou-se consistente e de rápida recuperação do capital investido. Este estudo de caso demonstra que o estudo da utilização da biomassa de alface d’água como combustível sólido em fornalha industrial é viável tecnicamente e economicamente. E muito além disto, mostra que estudos deste tipo devem ser desenvolvidos na busca pela diversificação da matriz energética através de energia renovável.

Análise do balanço entre demanda por etanol e oferta de cana-de-açúcar no Brasil

Esse trabalho teve por objetivo contribuir para o entendimento da evolução da demanda por etanol e gasolina no Brasil e como este crescimento deverá ser traduzido em disponibilidade de cana de açúcar. Nesse estudo foram usados dados históricos que refletem o comportamento de variáveis no passado para projetar o futuro, considerando que o comportamento permaneça similar. Com as pressões internacionais por sustentabilidade e uma busca por uma matriz energética mais limpa, o etanol passou a ser uma opção real de complemento às demais fontes, sobretudo pelo seu aspecto ambiental. Com essa visão o Brasil já na década de 70 iniciou investimentos e incentivos para a produção de etanol para veículos, impulsionando a produção de carros flex na década de 90. Apesar de altos e baixos, hoje o aumento da demanda por etanol se deve principalmente ao crescimento da produção de veículos flex fuel. Esse crescimento vertiginoso da demanda fez com que houvesse necessidade de cada vez mais etanol e infelizmente a capacidade de produção do Brasil não foi capaz de acompanhar esse movimento, gerando falta de produto e provocando a migração do etanol para a gasolina. Essa migração tipicamente ocorre quando o etanol ultrapassa a paridade de 70% do preço da gasolina. Nesse contexto, o consumo de gasolina aumenta, impactando no volume de importação que a Petrobrás realiza para suprir o mercado interno. Através da análise das curvas de paridade e comportamento do consumidor, foi possível perceber que nos próximos anos a demanda por etanol vai continuar subindo e que a oferta de cana de açúcar não cresce na mesma proporção. Isso quer dizer que o que tínhamos de folga de produção de etanol, vai representar um déficit importante a ser suprido pela gasolina, custando ainda mais para a Petrobrás manter o nível de preço com baixo impacto inflacionário. Caso não sejam feitos investimentos relevantes para aumentar a oferta de etanol, através de novas usinas ou de maior produtividade, ou de gasolina através de mais refino, certamente teremos um cenário de desbalanceamento entre oferta e demanda de etanol e gasolina no Brasil

Avaliação tecnológica de geração energética com resíduos sólidos urbanos (RSU) no Brasil

Este estudo faz uma análise dos ambientes institucional, organizacional, tecnológico e competitivo que cercam o aproveitamento energético dos resíduos sólidos urbanos no Brasil, objeto de política recente lançada no país, que trata a questão superficialmente, priorizando, sobretudo, a destinação dos resíduos aos aterros sanitários, inclusive aqueles de origem orgânica. As análises realizadas mostram que, acima de uma gestão excelente do processo, as políticas de governo sobre o tema da recuperação energética de resíduos são fundamentais para a viabilidade destes empreendimentos, que é dependente também de um fortalecimento no ambiente organizacional, responsável pelas pressões políticas e centralização dos interesses sobre o tema. Uma análise do ambiente tecnológico concluiu que a recuperação energética de resíduos é dominada por empresas no Brasil e que pode ser ampliada em escala e tecnologias disponíveis, desde que o mercado de resíduos sólidos urbanos ofereça segurança ao investidor, sobretudo acima de outras fontes de energia renováveis que se valem das mesmas legislações existentes sobre a comercialização de energia elétrica, porém com menores custos de implantação. Diferentemente de outras fontes de energia, sob o contexto político atual, os empreendimentos de aproveitamento energético de resíduos sólidos urbanos são viáveis economicamente em condições muito específicas no Brasil, especialmente aquelas ligadas à falta de espaço ou ao estabelecimento de parcerias público privadas em que pesem os interesses de ambos os parceiros, como também ponderados os ganhos para o município nos pilares ambiental, social e econômico.

Novos arranjos na distribuição dos royalties do petróleo: uma análise do debate no Brasil e sua convergência com outras reformas da América Latina

Ainda que aprovada em 2012, a Lei dos Royalties do Petróleo (Lei 12.374 de 2012) ainda não entrou em vigor por conta de uma decisão do Supremo Tribunal Federal de suspender os dispositivos que estabelecem uma nova distribuição das receitas do petróleo entre os Estados brasileiros. A análise da discussão apresentada no Senado do Projeto de Lei que precedeu à Lei 12.374 revelou que não apenas a normativa aprovada não gerou ganhadores nem perdedores absolutos, uma vez que há questões do pacto federativo que são ambíguas e, em consequência, suscetíveis de conflitos, como também que a distribuição das rendas provenientes do petróleo entre todas as Unidades da Federação não foi uma disputa interna e isolada no Senado brasileiro entre argumentos sobre concentrar ou universalizar os recursos do petróleo, pelo contrário, foi demostrado que existe na região latino-americana uma tendência de aumentar os royalties e os impostos para serem destinados a políticas sociais que beneficiem a todo o país, e não apenas os Estados produtores de petróleo.

Análise de métodos de predição de conforto térmico de habitação em clima quente-úmido com condicionamento passivo

The assessment of building thermal performance is often carried out using HVAC energy consumption data, when available, or thermal comfort variables measurements, for free-running buildings. Both types of data can be determined by monitoring or computer simulation. The assessment based on thermal comfort variables is the most complex because it depends on the determination of the thermal comfort zone. For these reasons, this master thesis explores methods of building thermal performance assessment using variables of thermal comfort simulated by DesignBuilder software. The main objective is to contribute to the development of methods to support architectural decisions during the design process, and energy and sustainable rating systems. The research method consists on selecting thermal comfort methods, modeling them in electronic sheets with output charts developed to optimize the analyses, which are used to assess the simulation results of low cost house configurations. The house models consist in a base case, which are already built, and changes in thermal transmittance, absorptance, and shading. The simulation results are assessed using each thermal comfort method, to identify the sensitivity of them. The final results show the limitations of the methods, the importance of a method that considers thermal radiance and wind speed, and the contribution of the chart proposed

Uma janela tropical: análise do desempenho luminoso de ambientes com aberturas sombreadas para o clima de Natal/RN

This master thesis introduces assessment procedures of daylighting performance in office rooms with shaded opening, recommendations for Natal-RN (Latitude 05,47' S, Longitude 35,11' W). The studies assume the need of window exterior shading in hot and humid climate buildings. The daylighting performance analyses are based on simulated results for three levels of illuminance (300,500 e 1000 lux) between 08h00 e 16h00, in rooms with 2,80 m height, 6 m large and 4 m, 6 m e 8 m depths, with a centered single opening, window wall ratio (20%, 40% e 60%), four orientations (North, East, South and West), and two types of sky (clear and partially cloudy). The sky characteristics were statistically determined based on hourly data from INPE-CRN solar and daylighting weather station. The lighting performance is resulted from dynamic computer simulation of 72 models using Troplux 3.12. The simulation results were assessed using a new parameter to quantify the use of interior daylighting, the useful percentage of daylight (PULN), which corresponds to the time fraction with satisfactory light, in accordance with the illuminance design. The passive zone depths are defined based on the PULN. Despite the failures of illuminance data from the weather station, the analyses ratified the high potential of daylighting for shaded rooms. The most influential variables on the lighting performance are the opening size and the illuminance of design, while the orientation is a little influential

Análise de um queimador infravermelho funcionando com combustível híbrido : GLP/Bio-óleo

Biomass is considered the largest renewable energy source that can be used in an environmentally sustainable. From the pyrolysis of biomass is possible to obtain products with higher energy density and better use properties. The liquid resultant of this process is traditionally called bio-oil. The use of infrared burners in industrial applications has many advantages in terms of technical-operational, for example, uniformity in the heat supply in the form of radiation and convection, with a greater control of emissions due to the passage of exhaust gases through a macroporous ceramic bed. This paper presents a commercial infrared burner adapted with an ejector proposed able to burn a hybrid configuration of liquefied petroleum gas (LPG) and bio-oil diluted. The dilution of bio-oil with absolute ethanol aimed to decrease the viscosity of the fluid, and improving the stability and atomization. It was introduced a temperature controller with thermocouple modulating two stages (low heat / high heat), and solenoid valves for fuels supply. The infrared burner has been tested, being the diluted bio-oil atomized, and evaluated its performance by conducting energy balance. The method of thermodynamic analysis to estimate the load was used an aluminum plate located at the exit of combustion gases and the distribution of temperatures measured by thermocouples. The dilution reduced the viscosity of the bio-oil in 75.4% and increased by 11% the lower heating value (LHV) of the same, providing a stable combustion to the burner through the atomizing with compressed air and burns combined with LPG. Injecting the hybrid fuel there was increase in the heat transfer from the plate to the environment in 21.6% and gain useful benefit of 26.7%, due to the improved in the efficiency of the 1st Law of Thermodynamics of infrared burner

Análise da recuperação em reservatório de gás com baixa permeabilidade (TIGHT GAS) através do fraturamento hidráulico

With the increasing of energetic consumption in the worldwile, conventional reservoirs, known by their easy exploration and exploitation, are not being enough to satisfy this demand, what has made necessary exploring unconventional reservoirs. This kind of exploration demands developing more advanced technologies to make possible to exploit those hydrocarbons. Tight gas is an example of this kind of unconventional reservoir. It refers to sandstone fields with low porosity, around 8%, and permeabilities between 0.1 and 0.0001 mD, which accumulates considerable amounts of natural gas. That natural gas can only be extracted by applying hydraulic fracturing, aiming at stimulating the reservoir, by creating a preferential way through the reservoir to the well, changing and making easier the flow of fluids, thus increasing the productivity of those reservoirs. Therefore, the objective of this thesis is analyzing the recovery factor of a reservoir by applying hydraulic fracturing. All the studies were performed through simulations using the IMEX software, by CMG (Computer Modelling Group), in it 2012.10 version