Desenvolvimento de modelos reduzidos para auxiliar na tomada de decisão estratégica de investimento em termoelétricas de ciclo combinado a partir de gás natural

• Autor(a) principal: Silva, Gustavo Brêtas Fernandes
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRJ
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/11422/16702
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA; Cogeração; Simulação de processos; Gás natural; Turbina a gás

O objetivo geral desse trabalho é realizar uma avaliação técnico-econômica de uma unidade de cogeração de energia via ciclo combinado, utilizando-se turbina a gás e turbinas à vapor, gerando-se energia elétrica e vapor de processo para o parque industrial. Além disso, a análise foi realizada em diferentes capacidades de potência líquida e quantidade de vapor de média e de baixa enviados ao processo, com auxílio do simulador Aspen Plus® Versão 11. Para cada caso base avaliado, estimou-se os custos de investimento (CAPEX), custos operacionais (OPEX) e preço mínimo de venda (MSP) para a eletricidade. As capacidades base foram definidas de acordo com os valores mapeados na literatura de termelétricas brasileiras em operação. Os resultados gerais mostram que mesmo para a planta de menor potência simulada de 100 MW, do ponto de vista econômico, a produção de energia elétrica via ciclo combinado apresenta grande competitividade frente ao preço da energia médio do setor industrial em 2021 (135 USD/MWh). O CAPEX específico obtido no caso de 100 MW foi de 1.369 USD/kW, para o caso de 300 MW foi de 1.198 USD/kW e para o caso de 500 MW foi de 1.049 USD/kW. Os resultados foram comparados com dados do trabalho de GWT handbook (2018) e se enquadram dentro de sua faixa de acurácia de 15%. Além disso, os resultados foram comparados com os valores de CAPEX específico para plantas em operação no Brasil, apresentando erros relativos próximos a 5%. Os modelos de equações de potência e CAPEX apresentaram fator de escala de 0,81, sendo esse valor próximo ao 0,82 apresentado na literatura. Além disso, o modelo apresenta um diferencial quando comparado com o modelo da literatura (GTW handbook, 2018), pois é capaz de associar informações não apenas da potência da planta, mas também, de vazão de gás natural e vapor para o processo, configurando-se assim maior versatilidade ao estudo.