Avaliação Termoeconômica de uma Planta de Cogeração no Setor de Papel e Celulose

Abstract

A projeção de demanda energética no mundo nos próximos anos é crescente. Com isso, a busca por aplicações que produzam energia com o controle dos recursos naturais e uso racional torna-se imprescindível. Devido a possível escassez energética, a racionalização dos recursos naturais no presente se mostra de grande importância. Neste contexto, o presente estudo analisa uma fábrica de papel e celulose que utiliza planta de cogeração, que é a produção simultânea de duas ou mais formas de energia a partir de um único combustível. Por causa da sua alta eficiência de aproveitamento energético, a cogeração tem se mostrado forte nesse campo. Foi realizada uma análise termoeconômica, essa metodologia combina a economia e a termodinâmica, aplicando conceitos de ambas, retornando informações que não estão disponíveis em análises energéticas e econômicas convencionais. Assim, tratar-se de forma assertiva os resíduos e equipamentos dissipativos, otimizando o tratamento desses equipamentos, buscando o aumento da eficiência no sistema. Ao longo do trabalho pode-se observar que, a análise termoeconômica tem seus resultados impactados pelo tipo de desagregação utilizada e na forma como cada unidade produtiva é descrita. Os resultados obtidos dos custos unitários exergéticos e monetários referente aos dois produtos finais da planta (potência líquida e calor útil) foram comparados, onde é possível avaliar e discutir as possibilidades de investimento e melhorias no processo. Todos modelos se mostram uma boa estimativa para a determinação dos custos unitários, porém alguns equipamentos são agregados com outros dependendo do modelo, o que pode sobrecarregar o valor final do produto. Para essa configuração de planta verificou-se que: o maior custo unitário da potência é observado no modelo E, onde o condensador está agregado a turbina a vapor. Já o modelo H&S apresenta o menor custo unitário da potência líquida. E como as metodologias pertencem a uma solução linear, quanto maior o custo unitário da potência, menor o custo unitário do calor.