Análise de viabilidade de sistemas de cogeração em plantas de produção do segmento de cerâmica de revestimento

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Santos, Vanessa Fonseca dos
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Cogeração; Secagem; Gás natural; Cerâmica de revestimento; Eficiência energética; Energia elétrica e calor - Cogeração; Energia elétrica - Consumo; Cogeneration; Drying; Natural gas; Ceramic tiles; Energy efficiency
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/237434

As indústrias têm se preocupado cada vez mais em melhorar seus processos e atualizar a tecnologia de seu parque fabril para reduzir o consumo e custo referente à sua necessidade energética. O fator econômico e ambiental são os principais estímulos para desenvolvimento de projetos de eficiência energética. O segmento sucroalcooleiro tem por tradição o uso de sistemas de cogeração devido ao conveniente aproveitamento do resíduo de bagaço de cana e, em virtude ao expressivo potencial de geração de energia elétrica por cogeração, este segmento é um importante participante na matriz elétrica brasileira. No caso do segmento de cerâmica de revestimento, a aderência desta prática já é bastante consolidada na Europa, enquanto que, no Brasil, não se verifica esta realidade pois grande parte das plantas são pertencentes ao grupo de cerâmica vermelha (telhas e tijolos), que são de fabricação mais simplificada e produto de baixo valor agregado. Baseado em um cenário de estudo de caso hipotético a partir de dados da literatura, este trabalho propôs uma análise de viabilidade técnico-econômica de sistema de cogeração para unidade de secagem de uma planta de cerâmica de revestimento, afim de alcançar melhor aproveitamento energético dos secadores. Através da avaliação termodinâmica de primeira Lei e de indicadores econômicos foi possível determinar quais turbinas a gás puderam ser viáveis ao processo de secagem. A temperatura e vazão mássica de gases quentes disponibilizada pelas turbinas foram fatores determinantes na possibilidade de substituição total ou parcial da fonte quente convencional dos secadores. Dois modelos de turbina a gás, na configuração de dois conjuntos a gás, apresentaram resultados mais satisfatórios, sendo a turbina 2 com TIR de 30% e PB de 2,79 anos, e a turbina 4 com TIR de 22% e PB de 3,71 anos. A análise de sensibilidade mostrou que a turbina 2 foi mais resiliente às variações (para baixo) do preço de venda da energia elétrica excedente, além disso, mesmo dobrando o número de conjuntos a gás e o consumo de combustível do sistema de cogeração, o consumo total de combustível do processo de secagem após a integração do sistema permaneceu o mesmo (0,3 kg/s). Com estes resultados, concluiu-se que a cogeração de fato promove um melhor aproveitamento energético do processo de secagem da indústria cerâmica de revestimento.