Avaliação financeira e ambiental de sistemas de utilidades energéticas : otimização de Sistemas CCHP Híbridos

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: MELO, Filipi Maciel de
• Orientador(a): MAGNANI, Fabio Santana
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Pernambuco
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pos Graduacao em Engenharia Mecanica
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Engenharia mecânica; Otimização; Multiobjetivo; Sistema de utilidade; Energia renovável
• Link de acesso: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/45880

O projeto de um sistema de utilidades energéticas deve atender adequadamente as demandas energéticas de um centro consumidor. Existem vários equipamentos que podem ser considerados, e várias maneiras de conectá-los entre si e operá-los. Adicionalmente, ao se considerar recursos energéticos, haverá sazonalidade e intermitência. Além das variações de demandas energéticas, as tarifas também podem variar ao longo do tempo, diferindo em período de ponta e período fora de ponta, e ao longo do ano. Para abranger a complexidade desse problema, este trabalho teve como objetivo principal desenvolver uma metodologia para auxiliar a tomada de decisão de sistemas de utilidades, considerando as métricas financeira e ambiental, em cenários presentes e futuros. Duas avaliações são realizadas neste trabalho, uma exclusivamente financeira e uma financeira e ambiental. A solução da otimização pontual financeira indicou que o melhor sistema de utilidade, chamado de caso base, era um sistema convencional, sem energias renováveis. No entanto, o caso base não foi robusto o suficiente para suportar variações nas tarifas energéticas: com um aumento de apenas 3 % na tarifa de eletricidade, a solução financeira mudou e empregou energias renováveis, aumentando a complexidade do sistema. O caso base também apresentou um elevado risco de investimento, enquanto que sistemas mais complexos, com diversos tipos de equipamentos e fontes energéticas, se adaptavam melhor às incertezas do futuro para reduzir o risco de investimento. Os resultados da otimização financeira por faixa corroboraram com os resultados dos estudos paramétricos e de risco de investimento da otimização financeira pontual, indicando um sistema de utilidade ótimo mais complexo durante seus 20 anos de operação ao longo de uma variação tarifaria pré-determinada. Os resultados da otimização multiobjetivo financeira-ambiental mostraram que é possível encontrar soluções que forneçam um resultado ambiental expressivo (menos emissões) sem grandes aumentos de custos para o valor financeiro. A solução indicada pelo método de tomada de decisão proposto apresentou uma redução de 73% nas emissões com um aumento de 9% nos custos financeiros em relação a solução exclusivamente financeira. Esta solução é um sistema mais complexo e apresentou um risco de investimento mais baixo do que sistemas mais simples. Portanto, os resultados deste trabalho indicam que a otimização financeira pontual, quando realizada de forma isolada, pode resultar em soluções não resilientes e com elevados riscos de investimento. Os resultados também indicam que considerar o critério ambiental na otimização também pode ser uma boa alternativa do ponto de vista financeiro pois as soluções se tornam mais complexas, com fontes renováveis, e mais resilientes, reduzindo o custo de investimento.