BENEFÍCIOS RESULTANTES DA CO-GERAÇÃO Ministério de Minas e Energia Rio de Janeiro, 02 agosto de 2006. James Bolívar Luna de Azevedo EPE – Empresa de Pesquisa Energética DEN - Diretoria de Estudos Econômicos e Energéticos SEE - Superintendência de Economia da Energia BENEFÍCIOS RESULTANTES DA CO-GERAÇÃO Seminário: A co-geração no segmento têxtil. COGENRIO

marco regulatório Lei n° 10.847, de 15 de março de 2004 autoriza a criação da Empresa de Pesquisa Energética - EPE Lei n° 10.848, de 15 de março de 2004 dispõe sobre a comercialização de energia Decreto n° 5.081, de 14 de maio de 2004 dispõe sobre a governança do ONS Decreto n° 5.163, de 30 de julho de 2004 regulamenta a Lei n° 10.848 (comercialização) Decreto n° 5.175, de 09 de agosto de 2004 institui o Comitê de Monitoramento do Setor Elétrico – CMSE Decreto n° 5.177, de 12 de agosto de 2004 dispõe sobre a Câmara de Comercialização de Energia Elétrica - CCEE Decreto n° 5.184, de 16 de agosto de 2004 cria a Empresa de Pesquisa Energética - EPE

principais agentes e funções no planejamento Empresa de Pesquisa Energética – EPE execução dos estudos de planejamento energético Conselho Nacional de Política Energética – CNPE formulação da política energética em articulação com as demais políticas públicas Ministério de Minas e Energia - MME implementação da política energética formulação de políticas para o setor elétrico exercício do Poder Concedente Comitê de Monitoramento do Setor Elétrico – CMSE monitoramento das condições de atendimento (5 anos) (coordenação do MME, com participação da EPE e de outras instituições) principais agentes e funções no planejamento

EPE posicionamento institucional da EPE Gabinete do Ministro Secretaria Executiva Minas e Metalurgia Petróleo & Gás Energia Elétrica Planej. & Desenv. Energético Estrutura atual do MME A EPE é uma instituição vinculada ao MME EPE

Atribuições da EPE (art. 4o da Lei no 10.847/04) Realizar estudos e projeções da Matriz Energética Brasileira Implantar e manter o Sistema Nacional de Informações Energéticas Elaborar e publicar o Balanço Energético Nacional Identificar e quantificar os potenciais de recursos energéticos Realizar os estudos para a determinação dos aproveitamentos ótimos dos recursos hidrelétricos Atribuições da EPE (art. 4o da Lei no 10.847/04)

Atribuições da EPE (art. 4o da Lei no 10.847/04) Promover ações para a obtenção do licenciamento ambiental necessário às licitações envolvendo empreendimentos de geração hidrelétrica e de transmissão de energia elétrica Elaborar os estudos necessários para o desenvolvimento dos PLANOS de EXPANSÃO da GERAÇÃO e TRANSMISSÃO de ENERGIA ELÉTRICA de CURTO, MÉDIO e LONGO PRAZOS Promover estudos para dar suporte ao gerenciamento da relação reserva e produção de hidrocarbonetos no Brasil, visando à auto-suficiência sustentável Promover estudos de mercado visando definir cenários de demanda e oferta de petróleo, seus derivados e produtos petroquímicos Atribuições da EPE (art. 4o da Lei no 10.847/04)

Atribuições da EPE (art. 4o da Lei no 10.847/04) Desenvolver os estudos de viabilidade técnico-econômica e sócio-ambiental para os empreendimentos de energia elétrica e de fontes renováveis Elaborar os estudos relativos ao Plano Diretor para o desenvolvimento da indústria de gás natural no Brasil Desenvolver estudos para incrementar a utilização dos combustíveis renováveis Promover estudos e produzir informações visando subsidiar planos e programas de desenvolvimento energético ambientalmente sustentável, inclusive, de eficiência energética Atribuições da EPE (art. 4o da Lei no 10.847/04)

organograma da EPE organograma da EPE SUPERINTENDÊNCIA DE ECONOMIA DA ENERGIA DE RECURSOS ENERGÉTICOS organograma da EPE

Co-geração – Principais características Produção simultânea de trabalho e calor a partir da queima de um mesmo combustível. O trabalho mecânico é utilizado, em geral, para acionar um gerador e produzir energia elétrica, podendo ter outras finalidades como acionamento de compressores ou propulsão de navios. O calor, em geral, é usado como vapor de processo ou água quente para aquecimento. A eficiência global pode chegar a 85%.

Co-geração – Principais características Melhor uso da energia do combustível. Redução do impacto ambiental, principalmente no que se refere às emissões gasosas. Energia “limpa” que dá direito à venda de créditos de carbono, no âmbito do Protocolo de Kyoto. Como o vapor e a água quente não podem ser levados a longas distâncias, deverão existir demandas locais para suas produções. Estas características criam condições em favor do avanço de sistemas de geração distribuída, nos quais os consumidores finais produzem e consomem a energia que necessitam.

Co-geração - Tecnologias De acordo com a aplicação específica a que se destina a cogeração, haverá uma tecnologia mais apropriada ou, eventualmente, uma combinação delas, quais sejam: - caldeiras/turbinas a vapor; - turbinas a gás; - motores a diesel; - células a combustível (gás natural/biomassa).

Co-geração - Tecnologias Motores a diesel: para potências menores que 20 MW (navios e hospitais, por exemplo); utilizados em conjunto com sistemas de recuperação de calor para suprimento das necessidades de aquecimento e ar condicionado; apresentam boa eficiência térmica (38-42%), mas geram calor a baixa temperatura, limitando-se na prática ao aquecimento de água e de ambientes. produzidos em série a custo competitivo; compactos, exigem pouca infra-estrutura e podem ser montados rapidamente.

Co-geração - Tecnologias Turbinas a vapor: utilizadas em instalações de maior porte (> 20 MW), onde há queima de carvão, óleo pesado ou rejeitos industriais, como o bagaço de cana; eficiência térmica relativamente baixa (o que torna o uso de combustíveis “caros” desaconselhável), mas geram calor à temperatura necessária ao processo; envolvem custos elevados e tempo de instalação longo; exigem áreas grandes e quantidades significativas de água de refrigeração; relação potência/calor variável ao longo de uma ampla faixa, dando flexibilidade à operação.

Co-geração - Tecnologias Turbinas a gás: adequadas em faixas de potência que variam de 5 MW a 1.725 MW; utilização de gás natural ou derivados leves do refino (como querosene ou nafta); tempo de instalação curto; baixa eficiência térmica quando em ciclo aberto (30 a 35%), podendo chegar a 50-55% em ciclo combinado. relação potência/calor flexível; custo relativamente baixo.

Co-geração - Tecnologias Células a combustível: tecnologia desenvolvida para aplicações de diversos portes, desde pequenas unidades para cogeração residencial de 1kW a grandes unidades de porte industrial, de dezenas de kW; estima-se que há hoje no mundo mais de 700 células combustíveis estacionárias para aplicações de grande porte instaladas no mundo; combustíveis mais utilizados: gás natural, biogás e hidrogênio.

Co-geração – Viabilidade econômica A opção pela co-geração, de modo geral, é definida por condicionantes estritamente econômicas, adotada somente quando se observam reduções substanciais nos custos de energia. Numa análise econômica, deve-se, portanto, considerar os seguintes pontos: custos de instalação, operação e manutenção; tarifas de energia elétrica (atuais e futuros); preço e disponibilidade do combustível; incentivos fiscais; retorno financeiro.

PRINCIPAIS FONTES DE ENERGIA NA CO-GERAÇÃO SUCROALCOOLEIRO: BAGAÇO DE CANA PAPEL E CELULOSE: LIXÍVIA, LENHA, RESÍDUOS DE MADEIRA METALURGIA: GÁS DE ALTO-FORNO, GÁS DE COQUERIA, GÁS DE ACIARIA PETRÓLEO: GÁS DE REFINARIA, GÁS NATURAL, O. COMBUSTÍVEL QUÍMICA: GÁS DE PIRÓLISE, GÁS RESIDUAL, GÁS NATURAL OUTROS: GÁS NATURAL, GÁS RESIDUAL Regra geral, a cogeração se aplica a processos industriais em que há produção de resíduos industriais com conteúdo energético e em que há necessidade de calor de processo e de energia elétrica. Assim, os setores do slide são os que apresentam as melhores condições para a prática da cogeração, em razão da produção de resíduos energéticos e da necessidade de calor de processo e de eletricidade.

CO-GERAÇÃO NO BRASIL – 2004 SETORES TWh % % S/SETOR SUCROALCOOLEIRO 7,0 27,1 114,0 PAPEL E CELULOSE 6,2 24,0 48,3 METALURGIA 4,6 17,8 7,8 PETRÓLEO 4,3 16,7 64,1 Em 2004, a cogeração representou 7,2% do consumo final de energia elétrica do Brasil. O setor sucroalcooleiro apresentou a maior participação na cogeração, de 27,1%. Este é, também, um setor que está gerando excedentes de eletricidade, que são vendidos às Concessionárias. Os demais setores ainda apresentam potencial para maior atendimento da demanda de eletricidade via produção própria. Os estudos de expansão da Matriz Energética levam em consideração este potencial. QUÍMICA 2,4 9,3 11,0 OUTROS 1,2 4,7 0,8 TOTAL 25,8 100,0 7,2

MATRIZ DE ENERGIA ELÉTRICA – 2005 Fontes renováveis: Brasil 2005 – 89% Mundo 2003 – 18% Participação Co-geração 5,8% A matriz de oferta de energia elétrica brasileira, da mesma forma que a matriz energética, tem grande participação de fontes renováveis quando comparada com a média mundial. No País, 89% da oferta de energia elétrica tem origem em fontes renováveis, contra uma média mundial de 18%. A energia hidráulica tem forte presença, representando mais de 85% da oferta de energia elétrica. Dados preliminares para 2005 apontam uma oferta de energia elétrica de 441,6 TWh, montante 4 % superior ao de 2004. 100% 441.6 TWh Matriz referente a geração de energia elétrica. Inclui importação de Itaipu. Fonte: MME - 2006

CO-GERAÇÃO NO MUNDO Participação dos sistemas de cogeração na oferta de eletricidade (WADE World Alliance of Decentralized Energy, 2003)

CO-GERAÇÃO: MERCADO POTENCIAL-PDEE PERSPECTIVAS DA EVOLUÇÃO DA AUTOPRODUÇÃO (TWh)

DECRETO 5.163 DE 30/04/2004 ESTABELECE: AGENTES DE DISTRIBUIÇÃO: CO-GERAÇÃO: MERCADO POTENCIAL-PDEE DECRETO 5.163 DE 30/04/2004 ESTABELECE: AGENTES DE DISTRIBUIÇÃO: COMPRA DE GERAÇÃO DISTRIBUÍDA: ≤ 10% CARGA GERAÇÃO TERMELÉTRICA: COM EFICIÊNCIA ≥ 75% GERAÇÃO TERMELÉTRICA QUE UTILIZA BIOMASSA OU RESÍDUOS: QUALQUER EFICIÊNCIA

MERCADO E CARGA DOS AGENTES DE DISTRIBUIÇÃO CO-GERAÇÃO: MERCADO POTENCIAL-PDEE MERCADO E CARGA DOS AGENTES DE DISTRIBUIÇÃO   2005 MERCADO LIVRE CATIVO CONSUMO (GWh) 70.018 265.515 CARGA (Mwmed) 9.924 37.635 10% DA CARGA: 3.763 MWmed

CO-GERAÇÃO: MERCADO POTENCIAL-PDEE Média Investimento Anual Expansão Geração: Acréscimo anual (MW) No PDEE, a matriz de geração elétrica continua, em 2015, com forte presença da hidroeletricidade – acima de 73%. O slide mostra forte entrada em operação de hidroelétricas em 2006 e a partir de 2012. A geração do Proinfra tem grande contribuição em 2008. Já a geração a gás natural tem grande contribuição nos anos de 2007, 2008 e 2011. Média Investimento Anual (2006-2015): R$ 10.461,5 milhões

DUAS ERAS DA CO-GERAÇÃO Cogeração tradicional Cogeração moderna Motivação básica Autosuficiência de energia elétrica Venda de excedentes e redução de emissões Equipamento de geração predominante Turbinas a vapor Turbinas a gás e ciclos combinados Combustíveis empregados Residuais (bagaço, cascas) Todos Relação com a concessionária Operação independente Operação interligada Casa de Força do Sistema de Cogeração de uma Usina de Açúcar Unidade de Cogeração com Microturbina a Gás

Co-geração – Investimentos Iqara Energy Services - São Paulo: oito projetos instalados em SP (8 MW - US$ 5 milhões). Supermercados, hotéis Sofitel e Caesar Park, shopping Taubaté, química Cloroetil e fabricante de embalagens Inapel. em estudo de viabilidade estão 13 contratos, somando 23 MW (US$ 14,2 iniciais), dos quais 30% são do setor terciário, a maioria na cidade de São Paulo, e o restante em indústrias do interior paulista. Planeja-se atingir 350 MW até 2013.

Co-geração – Investimentos CEG – Rio de Janeiro: controlada pela Gás Natural, opera no mercado de cogeração através da Gás Natural Serviços; dez plantas instaladas em fábricas como as da Coca-Cola e Ambev e em shoppings centers, totalizando 50 MW; 58 clientes potenciais (200-250 MW de potência instalada): região metropolitana, Resende (indústrias), Macaé (hotelaria) e Campos (cerâmica); todos já contam com rede de distribuição de gás;

Co-geração – Investimentos BR Distribuidora: investimentos centrados no setor aeroportuário; plantas para os aeroportos de Congonhas – SP (4,1 MW) e Maceió-AL (780 kW), gerando energia elétrica e térmica (água fria para climatização); representam o resultado de um termo de cooperação com a Infraero para o desenvolvimento de projetos de eficiência energética e geração distribuída em todos os aeroportos nacionais, de acordo com o perfil de cada um; a lista dos aeroportos prioritários para implantação dos projetos foi definida pela Infraero e considera a disponibilidade local de gás natural. Os próximos serão o Santos Dumont (RJ) e o de Vitória (ES).

Muito obrigado! EMPRESA DE PESQUISA ENERGÉTICA - EPE MINISTÉRIO DE MINAS E ENERGIA - MME