ISSN 0798 1015

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Vol. 38 (Nº 29) Año 2017. Pág. 12

Avaliação tecno-financeira de alternativas para atendimento da demanda de energia eletrica

Techno-financial evaluation of alternatives to meet the demand of electric energy

Eduardo Christiano CECONE 1; Júlio Francisco Blumetti FACÓ 2; Douglas Alves CASSIANO 3

Recibido: 10/01/2017 • Aprobado: 03/02/2017


Conteúdo

1. Introdução

2. Metodologia

3. Resultados

4. Conclusão

Agradecimentos

Anexos

Referencias Bibliograficas


RESUMO:

In view of the increase in the value of electric energy pricing, the use of diesel generator groups (GMG) has been considered as an alternative to the concessionaires' electricity supply. For this use it is necessary to consider the technical, environmental and financial aspects. The present work had the objective of analyzing this viability in a Higher Education Institution, using computational simulation by Homer Energy Software involving the use of the diesel generator groups operating with diesel, biodiesel and fuel mixtures B5, B7, B10 and B20 at the Santo André campus of the Federal University of ABC Foundation.
Palavras-chave: C

ABSTRACT:

Diante do crescimento do valor da tarifação de energia elétrica, tem-se considerado o emprego de grupos moto geradores (GMG) diesel como alternativa ao fornecimento de energia elétrica por parte das concessionárias. Para esta utilização se faz necessário considerar os aspectos: técnico, ambiental e financeiro. O presente trabalho teve por objetivo a análise desta viabilidade em uma Instituição de Ensino Superior (IES), fazendo uso de simulação computacional utilizando o Software Homer Energy envolvendo o emprego do grupo moto gerador operando com diesel, biodiesel e misturas combustível B5, B7, B10 e B20 no campus Santo André da Fundação Universidade Federal do ABC.
Keywords: A

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1. Introdução

Dados os significativos aumentos da tarifação de energia elétrica, no Brasil acumulados em 58,37% ao longo de 2015 segundo o DIEESE (2015), estudos de diversos autores como Abaide et al. (2013), Debastani et al. (2014) e Masseroni e Oliveira (2012), apontam que o mercado e a população tem considerado o emprego de fontes alternativas de energia elétrica que não exclusivamente a fornecida através da rede pública de distribuição que possam não somente oferecer condições financeiras mais competitivas no horário de ponta, mas também que assegurem o atendimento à demanda e a não interrupção do abastecimento. Nesse sentido, uma alternativa proposta pelos autores é o uso de geradores diesel, por serem equipamentos que permitem o atendimento da demanda de energia elétrica em horário de ponta e atuação automática em caso de instabilidade ou queda do abastecimento por parte da concessionária. Os estudos efetuados pelos pesquisadores sinalizam a viabilidade tanto do ponto de vista técnico como econômico desta aplicação.

No Brasil, as concessionárias de distribuição de energia elétrica permitem a conexão de geradores diesel em várias faixas de nível de tensão, desde que atendam às normas específicas de instalação, sendo que esta prática é efetuada para fins de economia de energia elétrica durante os horários de pico no Brasil desde os anos 1990 (DEVIENNE FILHO, 2011).

O presente trabalho visou analisar tecno-financeiramente a utilização do grupo moto gerador diesel em atendimento à demanda de energia elétrica do Bloco B, campus Santo André da UFABC, bem como as consequências desta prática.

2. Metodologia

O trabalho ora apresentado desenvolveu-se por meio simulações e modelagem computacionais para os quais utilizou-se Software Homer Energy®, versão 3.4.3.

Devido às múltiplas possibilidades de geração de energia elétrica, de origem renovável ou fóssil, a análise de viabilidade técnico-econômica de sistemas híbridos é bastante complexa e requer exaustiva análise para a eficiente utilização dos recursos energéticos envolvidos, o que requer a utilização de softwares para projetar, analisar, otimizar, e investigar a viabilidade técnica e económica dos possíveis sistemas. Considerados 19 softwares destinados a este fim com suas principais características e funcionalidades, verificou-se que o Homer Energy® é o mais amplamente utilizado por permitir maior combinação de componentes e variáveis nos sistemas, executar otimização e análise de sensibilidade das variáveis e dos resultados e tornar mais fácil e rápida a avaliação das muitas configurações possíveis de sistema (CHANDEL, 2014).

Para a realização das simulações definiram-se as variáveis de entrada ou inputs, por meio do levantamento e estudo de uma grande quantidade de dados e informações reais, com as quais buscou-se conferir acuracidade e confiabilidade aos resultados e conclusões obtidos.

A definição das variáveis de entrada contemplou parâmetros técnicos, ambientais e financeiros, enquanto as variáveis de saída resultantes das simulações realizadas são apresentadas em tabelas e gráficos na seção dos resultados.

Considerou-se a operação dos grupos moto geradores em horário de ponta e fora do horário de ponta, atendendo a demanda energética em associação à rede pública de distribuição de energia elétrica e sem esta associação, custo de tarifação da energia para aquisição junto à concessionária e custo de geração de energia por meio do GMG.

Selecionaram-se as variáveis de sensibilidade e variáveis de saída com base na análise das influências técnicas e financeiras resultantes da simulação.

Para visualização das tendências gerais da simulação, do comportamento das variáveis de sensibilidade e das variáveis de saída, utilizaram-se tabelas de otimização e sensibilidade gerados pelo Homer Energy®.

Variáveis de Entrada

O estudo e as simulações realizadas consideraram os dados das instalações da UFABC, campus Santo André, torre B e, adotando-se como variáveis de entrada do modelo:

Demanda Energética UFABC – Campus Santo André – Bloco B:

• Período de medição;

• Instrumento de medição utilizado;

• Tratamento e análise dos dados obtidos;

Período diferenciado horo-sazonal – custo da energia:

• Parâmetros e tarifa horo-sazonal;

Grupo moto gerador:

• Identificação, dados, características e especificações técnicas;

Custos de operação do grupo moto gerador:

• Custo mensal com manutenção;

• Custo mensal com combustível;

Combustíveis considerados:

Diesel comercial convencional D100, biodiesel B5, B7, B10, B20 e B100

Especificações técnicas dos combustíveis considerados;

Emissões típicas dos combustíveis considerados;

Custo de aquisição dos combustíveis considerados;

No que se refere à arquitetura do sistema para atendimento à demanda de energia elétrica consideraram-se as alternativas apresentadas na Tabela 1.

Tabela 1 - Arquitetura do sistema para atendimento à demanda de energia elétrica.

QUANTO A REDE

QUANTO AO HORÁRIO

Operação do grupo moto gerador integrado a rede pública de distribuição de energia elétrica.

Grupo moto gerador operando no horário de ponta

Grupo moto gerador operando fora do horário de ponta

Grupo moto gerador operando continuamente

Operação do grupo moto gerador não integrado a rede pública de distribuição de energia elétrica

Grupo moto gerador operando no horário de ponta

Grupo moto gerador operando fora do horário de ponta

Grupo moto gerador operando continuamente

Fonte: O autor (2016).

Demanda de Energia Elétrica da UFABC – Campus Santo André – Bloco B

O perfil de demanda de energia elétrica considerado para o desenvolvimento do presente trabalho tem por base os dados obtidos por meio de medição realizada nas instalações da Fundação Universidade Federal do ABC, campus Santo André, torre B ao longo do período compreendido entre as 15:30h da quinta-feira dia 24 de setembro de 2015 e as 15:30h da quinta-feira dia 08 de outubro de 2015, totalizando um período de medição de 15 dias ininterruptos, com leituras registrada a intervalos periódicos de 10 minutos.

A medição foi realizada fazendo uso de um aparelho Three-Phase Power Quality Abalyzer, modelo PowerPad® 8335 da marca AEMC® Instruments, de especificações e características técnicas e operacionais descritas no manual do fabricante.

Considerando-se que as leituras foram realizadas e apresentadas com periodicidade de 10 minutos, na fase de tratamento de dados, primeiramente calculou-se a média dos seis valores obtidos ao longo de cada hora de medição para a obtenção da demanda horária. Identificadas as demandas horárias do período de medição, calculou-se a média entre os valores de demanda obtidos na primeira e na segunda semana de medição, respeitando-se e mantendo-se a correspondência tanto de faixa horária quanto de dia da semana, obtendo-se os valores apresentados nos Anexos 1 e 2.

Período Diferenciado Horo-sazonal – Custo da Energia Elétrica

A tarifa horo-sazonal refere-se a um preço diferenciado praticado pelas concessionárias de distribuição. Este horário é composto por um período de três horas consecutivas que é adotado entre as 17h e 22h, incluindo feriados, com exceção aos sábados e domingos. Na área sob concessão da AES Eletropaulo, o horário de ponta vigora das 17h30 às 20h30, situação em que se enquadra a Fundação Universidade Federal do ABC, campus Santo André.

A tarifação de energia elétrica praticada pela concessionária AES Eletropaulo é composta por tarifas de energia (TE) e tarifa de uso do sistema de distribuição (TUSD), em horário de ponta e fora dele, além de adicional do adicional por bandeira tarifária. Os valores destas componentes vigentes para consumidores do subgrupo A4 (2,3 a 25kV), situação em que se enquadra a UFABC, no período de 16 de setembro de 2015 a 16 de outubro de 2015 são apresentados no Anexo 3 (Tarifação da AES Eletropaulo) e transcritos na Tabela 2.

Tabela 2 - Tarifação da energia elétrica – AES Eletropaulo.

DECRIÇÃO

TARIFA (R$/kWh)

Em horário de ponta (TUSD)

0,36024

Em horário de ponta (TE)

0,07763

Custo em horário de ponta (TUSD + TE)

0,43787

Custo em horário de ponta (TUSD + TE + Adicional bandeira vermelha)

0,48287

 

 

Fora de ponta (TUSD)

0,22596

Fora de ponta (TE)

0,07763

Custo fora de ponta (TUSD + TE)

0,30359

Custo fora de ponta (TUSD + TE + Adicional bandeira vermelha)

0,34859

 

 

Adicional bandeira vermelha

0,04500

Fonte: O autor (2016).

Grupo Moto Gerador

O bloco B do campus Santo André da Fundação Universidade Federal do ABC é atendido pelo Grupo Moto Gerador: GMG HEIMER - MOTOR: DOASAN DAEWOO Modelo: P158F, Série nº 700806 / GERADOR: HEIMER(NEGRINI) Modelo: Ated. Série nº 8P0053 - POTÊNCIA: 512kKVA - TENSÃO: 220/127V - QD.COMANDO/TIPO: K30.

As especificações e dados técnicos do GMG considerados constam da placa do equipamento, conforme transcritos na Tabela 3.

Tabela 3 - Dados de placa do GMG.

OP

8P0005

 

 

N. de série

8P0053

TIPO

ATED

Potência

512 kVA

Modelo

40/41

FASES

3

Tensão

220

380

440

COS ɸ

0,8

Corrente

1344

778

672

Hz

60

Excitação

63

Vcc

3

R.P.M.

1800

Serviço

Stand-by

Peso

1125 kg

∆t°C

100

Cl. Isol.

H

Data

Jan/08

Fonte: O autor (2016).

Considerando-se que o GMG se encontra instalado e operante, o custo de operação do mesmo é dado pela somatória dos custos de manutenção e combustível atuais do equipamento.

A despesa de manutenção mensal com os geradores é de R$ 2.799,21 (dois mil, setecentos e noventa e nove reais e vinte e um centavos), valor este que conforme descrito no escopo de fornecimento do Contrato N° 62/2014, Processo nº. 23006.000978/2014-21, Cláusula 6, Itens 6.4 e 6.5, da Prefeitura Universitária da UFABC, que contempla os serviços de manutenção e fornecimento de peças. Este valor correspondente à prestação total do serviço de manutenção relativo ao GMG dedicado ao atendimento do Bloco B.

A despesa de manutenção considerada foi, portanto de R$ 3,88 /hora, dada a despesa de R$ 2.799,21 por mês, 30 dias de disponibilidade do equipamento a cada mês e 24h por dia.

Ao longo do ano de 2015, a despesa com combustível foi de R$ 17.681,40 (dezessete mil seiscentos e oitenta e um reais e quarenta centavos) para o atendimento dos sete equipamentos instalados no campus Santo André conforme informado pela Prefeitura Universitária da UFABC. Assim, a despesa mensal com combustível foi de R$ 210,49 (duzentos e dez reais e quarenta e nove centavos), conforme apresentado nas Equações 1 e 2.

A despesa mensal total para a operação do GMG, no atual regime de stand-by, totaliza R$ 3.009,70 (três mil e nove reais e setenta centavos), conforme Equações 3 e 4.

 

Combustíveis Considerados

Considerando-se que, a Lei n° 13.033, de 24/09/2014 – D.O.U. 25/09/2014 tornou obrigatória a presença de 7% em volume de biodiesel (B7) no diesel para consumidor final, a partir da publicação no D.O.U., os dados e especificações do biodiesel considerados neste trabalho referem-se ao biodiesel de soja. Esta fonte representa 72,20% do biodiesel produzido no Brasil (ANP, 2015).

Conforme estabelece o MME em seu portal no trecho transcrito abaixo, as misturas diesel-biodiesel são especificadas no formato BXX, onde B representa biodiesel e XX refere-se à porcentagem em volume da quantidade de biodiesel presente na mistura:

"O biodiesel substitui total ou parcialmente o óleo diesel de petróleo em motores ciclodiesel automotivos (de caminhões, tratores, camionetas, automóveis, etc) ou estacionários (geradores de eletricidade, calor, etc). Pode ser usado puro ou misturado ao diesel em diversas proporções. A mistura de 2% de biodiesel ao diesel de petróleo é chamada de B2 e assim sucessivamente, até o biodiesel puro, denominado B100.” (MME, 2016).

Especificação Técnica dos Combustíveis Considerados

• Diesel comercial convencional D100: Diesel comum sem adição de biodiesel. Combustível puro adotado como parâmetro de referência.

• Biodiesel B5: Mistura Diesel – Biodiesel à proporção de 5% v/v. Mistura anteriormente comercializada no território nacional em atendimento à diretriz da Resolução n° 6, de 16/09/2009.

• Biodiesel B7 : Mistura Diesel – Biodiesel à proporção de 7% v/v. Mistura comercializada no território nacional no período considerado e, em atendimento à diretriz da Lei 13.033/14.

• Biodiesel B10: Mistura Diesel – Biodiesel à proporção de 10% v/v. Mistura selecionada pelo autor com base na Lei 3834/2015 que prevê o aumento gradativo da porcentagem obrigatória de biodiesel no diesel combustível.

• Biodiesel B20: Mistura Diesel – Biodiesel à proporção de 20% v/v. Mistura selecionada pelo autor com base na literatura referenciada.

• Biodiesel B100: Biodiesel puro. Combustível puro adotado como parâmetro de referência.

Emissões Típicas dos Combustíveis Considerados

As emissões características do diesel apresentados pelo software Homer Energy e considerados neste trabalho são apresentados na Tabela 4.

Tabela 4 - Parâmetros técnicos e níveis de emissão por combustível.

EMISSÕES

UNIDADE

VALORES DO SOFTWARE

Monóxido de carbono (CO)

g/l

6,50*

Hidrocarbonetos não queimados (HC)

g/l

0,72*

Material particulado (MP)

g/l

0,49*

Proporção de enxofre no combustível

g/{0}

2,20**

Oxido de Enxofre (NOX)

g/l

58,00*

* NREL Report by Erin Kassoy entitled "Modeling diesel exhaust emissions in diesel retrofits;
** EPA document EPA420-P-02-016, dated November 2002, entitled "Exhaust and Crankcase
Emission Factors for Nonroad Engine Modeling –  Compression-  Ignition"
Fonte: O autor (2016), adaptado do Software Homer Energy.

As reduções estimadas nas emissões decorrentes da utilização de diferentes misturas diesel-biodiesel são apresentadas em variações percentuais na Tabela 5 e em valores absolutos na Tabela 6.

Tabela 5 – Redução percentual das emissões estimadas para mistura diesel-biodiesel.

EMISSÕES

D100

B5

B7

B10

B20

B100

Monóxido de carbono (CO)

100,0% ¹

-3,1% ³

-3,6% 4

-6,2% ³

-12,0%

-48,0%

Hidrocarbonetos não queimados (HC)

100,0% ¹

-5,4% ³

-7,7% 4

-10,0% ³

-20,0%

-67,0%

Material particulado (MP)

100,0% ¹

-3,2% ³

-3,3% 4

-6,4% ³

-12,0%

-47,0%

Proporção de enxofre do combustível para converter PM

10,0 ²

4,8 5

4,6 5

4,5 5

3,0 4

0,0 ²

Óxidos de nitrogênio (NOX)

0,0% ¹

0,5% ³

0,5% 4

1,0% ³

2,0%

10,0%

1 NREL Report by Erin Kassoy entitled "Modeling diesel exhaust emissions in diesel retrofits;
2 Effect of biodiesel fuels on diesel engine emissions;
3 Estimated atmosferic emission from biodiesel;
4 Valor obtido por meio de interpolação linear com base nos demais valores tabelados;
5 Desempenho de misturas B7.

Fonte: O autor (2016)

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Tabela 6 – Redução absoluta das emissões estimadas para mistura diesel-biodiesel

EMISSÕES

UNIDADE

D100

B5

B7

B10

B20

B100

Monóxido de carbono (CO)

g/l

6,50*

6,30

6,27

6,10

5,72

3,38

Hidrocarbonetos não queimados (HC)

g/l

0,72*

0,68

0,68

0,72

0,58

0,24

Material particulado (MP)

g/l

0,49*

0,47

0,47

0,46

0,43

0,26

Proporção de enxofre do combustível para converter PM

g/{0}

10,00**

4,80

4,60

4,50

3,00

0,00

(NOX)

g/l

58,00*

57,71

57,70

57,42

56,84

52,20

* NREL Report by Erin Kassoy entitled "Modeling diesel exhaust emissions in diesel retrofits;
** EPA document EPA420-P-02-016, dated November 2002, entitled "Exhaust and Crankcase Emission Factors for Nonroad Engine Modeling - Compression-Ignition".

Fonte: O autor (2016)

Custos de aquisição dos combustíveis considerados

No mercado brasileiro não se pratica venda direta de D100, B100 ou de misturas diesel-biodiesel ao consumidor final, exceto a da mistura B7 vigente conforme determinação da ANP.

A ANP é também a fonte oficial dos preços de venda no produtor do diesel D100 e do biodiesel praticados em setembro de 2015, considerados neste trabalho e verificados na edição 93, de outubro de 2015, do Boletim Mensal dos Combustíveis Renováveis:

" ... preços no produtor de biodiesel (B100) e de diesel, na mesma base de comparação (com PIS/Cofins e CIDE, sem ICMS). Em setembro de 2015, o preço médio do biodiesel no produtor foi de R$ 2,16, sendo 8,8% superior à média do diesel (R$ 1,99)” (ANP, outubro de 2015).

 

A definição dos custos de aquisição, junto ao produtor, para o diesel (D100) e para o biodiesel (B100) considerados no presente trabalho foram, portanto:

Diesel D100 – R$ 1,99/l

Biodiesel B100 – R$ 2,16/l

Considerando-se que os valores de venda no produtor são apresentados em R$/l e, que as proporções de mistura são dadas em porcentagem volumétrica de teor de biodiesel no diesel, por meio de proporção direta, obtiveram-se os valores estimativos para compra das misturas contempladas neste trabalho conforme demonstrado nas Equações 5 a 7 para B7.

Verificou-se que o preço de venda ao consumidor final do Biodiesel B7 praticado pela UFABC é de R$/l conforme apresentado nas Equações 8 a 10.

A análise da diferença entre o valore de venda do biodiesel B7 no produtor e o valor de compra do mesmo combustível pela UFABC evidencia uma diferença de 47,35%, conforme apresentado nas Equações 11 a 13 e considerado para a obtenção dos preços de compra UFABC estimados para as misturas consideradas neste trabalho, também apresentados na Tabela 7.

Os preços de compra estimados para cada uma das misturas consideradas neste trabalho são apresentados na Tabela 15.

Tabela 7 - Preços dos combustíveis.

COMBUSTÍVEL

% D100

% B100

PREÇO NO PRODUTOR (R$/l)

PREÇO DE COMPRA UFABC (R$/l)

D100

100%

0%

R$                        1,99

R$                        2,93

B5

95%

5%

R$                        2,00

R$                        2,94

B7

93%

7%

R$                        2,00

R$                        2,95

B10

90%

10%

R$                        2,01

R$                        2,96

B20

80%

20%

R$                        2,02

R$                        2,98

B100

0%

100%

R$                        2,16

R$                        3,18

Fonte: O autor (2016).

3. Resultados

3.1. Resultado da Simulação Quanto à Viabilidade Global

Foram realizadas 21 simulações computacionais, resultando em aproximadamente 3000 iterações, com o auxílio do Software Homer Energy. Resultam destas simulações três possibilidades de arquitetura operacional do sistema em atendimento à demanda de energia elétrica, conforme apresentado na Tabela 8.

1 - Sugerida pelo software como melhor alternativa considera a utilização da energia elétrica fornecida pela concessionária para o atendimento da demanda.

2 - Admite o atendimento à demanda de energia elétrica por meio de uma arquitetura composta, impondo-se a atuação do GMG instalado em horário de ponta.

3 – Considera o atendimento à demanda de energia elétrica fazendo uso exclusivamente do GMG de modo impositivo.

Tabela 8 – Possibilidades de arquiteturas do sistema.

ARQUITETURA

HEIMER 512 kVA - Diesel

AES Eletropaulo

Horas

Geração

Consumo de Combustível

Aquisição

(h)

(kW)

(l)

(kW)

Concessionária

0

0

0

1.837.823

GMG + Concessionária

1.044

133.632

40.089

1.704.191

GMG

8.760

1.837.823

513.829

0

Fonte: O autor (2016), adaptado de: Homer Energy.

Resultado da Simulação Quanto à Viabilidade Técnica

Com relação à potência do GMG, considerou-se para efeito de simulação a potência ativa de 471,55 kW, calculada a partir da potência de 512 kVA nominal do GMG. A demanda média diária obtida da simulação foi de 209,80 kW, podendo em pico atingir o patamar de 419,99 kW, conforme apresentado na Tabela 9.

Tabela 9 – Demanda de energia elétrica média e pico.

PARÂMETRO

VALOR

Demanda média (kWh/d)

5.035,10

Demanda média (kW)

209,80

Pico de demanda (kW)

419,99

Fonte: O autor (2016), adaptado de: Homer Energy.

Resulta da análise técnica realizada que, sendo a capacidade do GMG instalado de 471,55kW, este apresenta plena capacidade de atendimento da demanda de energia elétrica verificada como sendo de 209,80kW em média e 419,99kW em pico de demanda.

Resultado da Simulação Quanto à Viabilidade Ambiental

Para a avaliação da viabilidade ambiental consideraram-se, as emissões características da geração hidráulica no caso da aquisição de energia elétrica junto a concessionária, e as emissões características de cada um dos combustíveis considerados neste estudo no caso de utilização do GMG.

No que se refere à geração hidráulica, as emissões são consideradas nulas, uma vez que as emissões de gases de efeito estufa são decorrentes da queima de combustível e isso não se aplica à geração hidráulica.

As emissões decorrentes da utilização do GMG em associação à energia adquirida junto à concessionária, operando com as misturas combustíves considerados no trabalho são apresentadas na Tabela 10.

Tabela 10 – Emissões estimadas GMG – Operação em horário de ponta

EMISSÃO

D100

B5

B7

B10

B20

B100

Dióxido de Carbono

kg/ano

109.447,00

104.114,00

101.992,00

98.764,00

88.014,00

370,88

Monoxido de Carbono

kg/ano

260,58

260,58

260,58

260,58

260,58

260,58

Hidrocarbonetos não Queimados

kg/ano

28,86

28,86

28,86

28,86

28,86

28,86

Material Particulado

kg/ano

19,64

19,64

19,64

19,64

19,64

19,64

Dióxido de Enxofre

kg/ano

6.659,40

3.201,40

3.070,40

3.005,90

2.010,00

0,00

Oxido de Nitrogênio

kg/ano

2.325,10

2.325,10

2.325,10

2.325,10

2.325,10

2.325,10

Fonte: O autor (2016), adaptado de: Homer Energy.

As emissões decorrentes da utilização do GMG como única fonte de energia elétrica para atendimento da demanda considerada neste trabalho, operando com as misturas combustíves considerados no trabalho são apresentadas na Tabela 11.

Tabela 11 – Emissões estimadas para uso exclusivo do GMG

EMISSÃO

D100

B5

B7

B10

B20

B100

Dióxido de Carbono

kg/ano

1.402.190,00

1.334.463,00

1.307.261,00

1.265.892,00

1.128.103,00

4.753,70

Monoxido de Carbono

kg/ano

3.339,90

3.339,90

3.339,90

3.339,90

3.339,90

3.339,90

Hidrocarbonetos não Queimados

kg/ano

369,96

369,96

369,96

369,96

369,96

369,96

Material Particulado

kg/ano

251,78

251,78

251,78

251,78

251,78

251,78

Dióxido de Enxofre

kg/ano

85.355,00

41.033,00

39.354,00

38.527,00

25.763,00

0,00

Oxido de Nitrogênio

kg/ano

29.802,00

29.802,00

29.802,00

29.802,00

29.802,00

29.802,00

Fonte: O autor (2016), adaptado de: Homer Energy.

Resultado da Simulação Quanto à Viabilidade Financeira

Verificou-se que a aquisição de energia elétrica junto à concessionária é a alternativa recomendada pelo software, mesmo considerando a pior condição financeira possível que contempla a tarifação em horário de ponta com simultânea incidência da bandeira tarifária vermelha, conforme dados apresentados na Tabela 7.

Nota-se que com base nas simulações realizadas que, mesmo nestas condições, não se recomenda a utilização exclusiva ou parcial do GMG com vistas aos resultados financeiros decorrentes desta prática, conforme apresentado na tabela 12.

Tabela 12 – Custo de operação com diferentes tarifações - concessionária.

Fonte: O autor (2016), adaptado de: Homer Energy.

As outras duas alternativas, tecnicamente viáveis para o atendimento da demanda, admitem a utilização exclusivamente do GMG ou, a utilização do GMG em horário de ponta associada à aquisição junto à concessionária fora do horário de ponta.

Para a realização das simulações envolvendo a utilização do GMG, com o objetivo de promover uma análise exclusivamente financeira, considerou-se o valor de R$ 2,93/l de combustível. Este valor corresponde ao preço de compra do Diesel D100, menor preço de aquisição entre os combustíveis considerados neste trabalho.

Resulta das simulações realizadas que, o atendimento à demanda considerada envolvendo a utilização do GMG, em qualquer circunstância, se apresenta mais onerosa que a aquisição de energia elétrica junto à concessionária.

As simulações realizadas admitem a operação do GMG, mas sugerem sempre a menor utilização possível do mesmo, evidenciando o incremento de custo operacional, Operating Cost, decorrente desta prática, conforme evidenciado na Tabela 13.

Tabela 13 – Custo de geração de energia elétrica

Fonte: O autor (2016), adaptado de: Homer Energy.

Verificado que, nas condições atuais de comercialização das misturas combustíveis e tarifações praticadas pela concessionaria de energia elétrica, a utilização do GMG é mais onerosa que a aquisição de energia elétrica junto à concessionária, procederam-se novas simulações computacionais a fim de identificar os patamares de valores de compra da mistura combustível que financeiramente viabilizariam a utilização do GMG, mantidas todas as demais condições.

Para a realização destas novas simulações, consideraram-se dois cenários distintos para definição dos valores de tarifação.

1 – Considerou-se a incidência da bandeira tarifária vermelha, assim, os valores de tarifação considerados foram de R$ 0,48/kW em horário de ponta e R$ 0,35/kW fora do horário de ponta.

2 – Considerou-se não incidência da bandeira tarifária vermelha, assim, os valores de tarifação considerados foram de R$ 0,43/kW em horário de ponta e R$ 0,30/kW fora do horário de ponta. Nas duas situações atribuiu-se à mistura combustível valores entre R$ 0,25/l e R$ 3,18/l.

Para os dois cenários atribui-se valores hipotéticos de custo de compra da mistura combustível com o objetivo de identificar entre os resultados das simulações os valores de mistura combustível aos quais o software sugere a utilização do GMG em associação ao fornecimento por parte da concessionária, bem como o emprego do GMG como única fonte de energia elétrica em atendimento à demanda considerada.

Considerado o primeiro cenário proposto, verificou-se a partir das simulações que, praticando-se os valores de tarifação de energia elétrica de R$ 0,48/kW em horário de ponta e R$ 0,35/kW fora do horário de ponta, se o custo de aquisição da mistura combustível atingisse valor igual ou inferior a R$1,72/l seria financeiramente viável a utilização do GMG em associação ao fornecimento por parte da concessionária, enquanto sua utilização como única fonte de energia elétrica seria financeiramente viável se a mistura combustível atingisse custo de aquisição igual ou inferior a R$ 0,40/l.

Considerado o segundo cenário proposto, verificou-se a partir das simulações que, praticando-se os valores de tarifação de energia elétrica de R$ 0,44/kW em horário de ponta e R$ 0,30/kW fora do horário de ponta, se o custo de aquisição da mistura combustível atingisse valor igual ou inferior a R$1,55/l seria financeiramente viável a utilização do GMG em associação ao fornecimento por parte da concessionária, enquanto sua utilização como única fonte de energia elétrica seria financeiramente viável se a mistura combustível atingisse custo de aquisição igual ou inferior a R$ 0,34/l.

4. Conclusão

Concluiu-se que o atendimento à demanda de energia elétrica é tecnicamente possível tendo como única fonte o GMG.

Em relação à viabilidade ambiental, consideradas as emissões decorrentes da operação do GMG com diesel D100 e misturas diesel-biodiesel B5, B7, B10, B20 e B100, concluiu-se que, em qualquer dos casos, as emissões decorrentes da utilização do GMG seriam superiores às emissões decorrentes do fornecimento por parte da concessionária, pois a energia fornecida pela concessionária provem de geração hidráulica e esta não se caracteriza pela emissão de GEE.

Verificou-se que o aumento da proporção de biodiesel na mistura combustível empregada ocasiona a diminuição das emissões de GEE. Esta redução pode ser da ordem de 48% em monóxido de carbono e 47% em materiais particulados, quando da utilização do biodiesel puro B100 em substituição ao diesel puro D100.

No que se refere à viabilidade financeira, considerando-se o cenário atual, constatou-se que a operação do grupo gerador seria mais onerosa que a aquisição junto à concessionária. Mantidas as demais condições e a incidência da bandeira tarifária vermelha, se o preço de compra da mistura combustível atingir valor igual ou inferior à R$ 1,72/l a utilização do GMG seria viável em associação ao fornecimento da rede pública e, se o valor atingir valor igual ou inferior à R$ 0,40/l haveria viabilidade financeira sua utilização como fonte exclusiva de energia elétrica, enquanto considerando-se a não incidência da bandeira tarifária vermelha, se o preço de compra da mistura combustível atingir valor igual ou inferior à R$ 1,55/l a utilização do GMG seria viável em associação ao fornecimento da rede pública e, se o valor atingir valor igual ou inferior à R$ 0,34/l haveria viabilidade financeira sua utilização como fonte exclusiva de energia elétrica.

Assim, nas condições consideradas no presente estudo, o atendimento à demanda de energia elétrica fazendo uso do fornecimento da rede pública se apresenta como sendo a alternativa mais adequada.

Cabe salientar que, em se tratando da aplicação em IES, o não atendimento à demanda de energia elétrica tende a ocasionar prejuízos e transtornos intangíveis e, nesse sentido, a existência e disponibilidade de um GMG, ainda que operando em regime de stand by, se faz necessária.

Agradecimentos

Agradecemos a todos aqueles que direta ou indiretamente contribuíram para a realização deste trabalho, em especial aos senhores Dr. Walter Ignácio Rosa, prefeito universitário e ao Eng. Lucas Ribeiro Torin, ambos da Prefeitura Universitária da UFABC, pelo apoio e disponibilização de dados e informações fundamentais para o desenvolvimento deste trabalho.

Anexos

Anexo 1 - Demanda Horária do Bloco B (kW).

Fonte: O autor (2016).

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Anexo 2 - Demanda Horária do Bloco B (kW).

Fonte: O autor (2016).

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Anexo 3– Tabela de tarifação para fornecimento de energia elétrica - 2015.

Fonte: AES Eletropaulo (2015).

Referencias Bibliograficas

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DEBASTANI et al. Auditoria energética em uma agroindústria de laticínios. Engenharia Agrícola, Jaboticabal, v. 34, n. 2, p. 194-202, 2014.

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1. Engenheiro de Materiais (Centro Universitário Fundação Santo André), Especialista em Qualidade e Produtividade (UNIP), Engenheiro de Segurança do Trabalho (Unisant´anna), Especialista em Gestão de Projetos (Uniban), Mestre em Energia (UFABC) e Doutorando em Energia (UFABC), atualmente, bolsista de doutorado CNPq, dedica-se exclusivamente aos trabalhos relacionados ao doutoramento desenvolvidos nos Campus da UFABC e nas instalações industriais da Zeppelin Latin América, empresa acolhedora do projeto de doutoramento junto a UFABC na modalidade DAI - Doutorado Acadêmico Industrial. Universidade Federal do ABC – UFABC. Brasil.  Email: eduardo.christiano@ufabc.edu.br

2. Possui graduação em Engenharia pelo Instituto Mauá de Tecnologia (1999), pós-graduação em Marketing pela ESPM (2002), Mestrado em Administração de Empresas pela Fundação Getúlio Vargas - SP (2006) e Doutorado em Administração de Empresas com ênfase em Inovação em Cadeia de Suprimentos e Operações pela Fundação Getúlio Vargas - SP (2009). Atualmente é professor da UFABC (Universidade Federal do ABC) vinculado aos Programas de Graduação em Engenharia de Gestão e Pós-Graduação em Engenharia e Gestão da Inovação. Tem experiência e atuação nas áreas de Ensino, Pesquisa e Extensão além de ter coordenado e participado de diversos projetos de pesquisa, de desenvolvimento tecnológico, de extensão e de inovação em organizações públicas e privadas. Suas principais áreas de atuação são: Inovação & Capacidade de inovação organizacional; Políticas Públicas para promoção da inovação; Desenvolvimento de novos produtos e serviços; Operations e Supply Chain Management; Estratégias de Gestão Ambiental. Universidade Federal do ABC – UFABC. Brasil.  Email: julio.faco@ufabc.edu.br

3. Possui graduação em Engenharia Química pela Faculdade de Engenharia Industrial (1993), mestrado em Engenharia Química pela Universidade Estadual de Campinas (1999) e doutorado em Engenharia Química pela Universidade Estadual de Campinas (2003). Atualmente é professor Adjunto IV da Universidade Federal do ABC, atuando principalmente nos seguintes temas: modelagem e simulação, otimização matemática, projeto de engenharia e integração de sistemas energéticos. Universidade Federal do ABC – UFABC. Brasil. Email: douglas.cassiano@ufabc.edu.br


Revista ESPACIOS. ISSN 0798 1015
Vol. 38 (Nº 29) Año 2017

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